关于复合抛物面聚光器设计参数的研究.pdf

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1、第32卷第3期2010年6月光学仪器OPrICALINS汀RUMENTSV01．32，No．3June，2010文章编号：1005—5630(2010)03—0068-05关于复合抛物面聚光器设计参数的研究*汪飞1，隋成华1，叶必卿2(1．浙江工业大学理学院，浙江杭州31002312．浙江工业大学之江学院，浙江杭州310024)摘要：针对现行复合抛物面聚光器(CPC)设计理论不能直接支持在tracepro软件中建立模型的不足，结合tracepro的特点，推导了实际设计和建模所需要的焦距厂，入射口半径r及最大聚光角口一三个关键参数的计算方法并实现了CPC的建模。该方法

2、为CPC的定量设计提供了数学依据，有利于优化设计以及光学模拟和光学分析的实现，从而提高了设计效率，为其在太阳能利用和照明领域等非成像光学应用方面提供更好的使用价值和前景。关键词：复合抛物面聚光器(CPC)；traceprol最大聚光角中图分类号：TP319文献标识码：Adoi：i0．3969／j．issn．1005—5630．2010．03．016TheresearchaboutdesignparameterofcomtmundparabolicconcentratorWANGFei1，SUIChenghua1，YEBiqin92(1．CollegeofScienc

3、e，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310023，China；2．CollegeofZhijiang。ZhejiangUniversityofTechnology。Hangzhou310024，China)Abstract：Basedontraceprosoftwareowncharacteristic，thepaperinfersformulasofthreekeyparameters：thefocallengthf，theradiusofentranceportrandmaximumconcentrationangl

4、e‰，andestablishesmodelsofcompoundparabolicconcentrator(CPC)inthesoftware，sincetheexistingdesigntheorycan’thelptoestablishCPCdirectlyinthetraceprosoftware．ItprovidesmathematicsbasisforCPCdesignandhelptooptimizedesignandopticalsimulationandanalysistoenhancedesignefficiency．Italsoprovides

5、betterusevalueandprospectforCPCinthesolarenergyuseandtheilluminationdomainsuchasnon-imagingoptics．Keywords：compoundparabolicconcentrator(CPC)；traceprolmaximumconcentrationangle引言复合抛物面聚光器(CPC)是一种非成像聚光器，它根据边缘光线原理设计[1’2]，可以把给定接受角范围内的光线按接近理想聚光比收集到接收器上。CPC最早是应用于高能物理实验研究中的辐射探测，但是CPC具有较大的接受角，

6、在太阳能利用上显示出了巨大的价值，在运行时不需要连续跟踪太阳，只需要按不同季节调整倾角若干次就可以有效的工作，提高了太阳能的利用率并且大大简化了设备的复杂程度和成本‘¨]。同时CPC还在照明领域表现出具大的应用价值。把CPC设计成反光杯，把光源置于其出射口，根据光路可逆原理，光源发出的光线经过发射从入射口出射，可以很好地控制光线的出射角度，从而得到设计者需要的光斑尺寸，而且光线最多经过一次反射，光线的利用率远高于其他。收稿日期：2009一II一16作者简介：汪飞(1984一)，男，浙江衢州人，硕士研究生，主要从事光学设计方面的研究．第3期汪飞，等：关于复合抛物面聚光

7、器设计参数的研究·69·反光杯[8]。因此可以有效地提高能源的利用率，在节能减排以及减少城市的光污染中起到积极作用。与其他聚光器相比，CPC还具有结构比较简单，对聚光面的加工精度要求并不严格，成本较低的优点。因此，CPC受到了人们广泛关注和研究，在非成像光学设计中发挥着越来越重要的作用。目前各类光学设计软件已经被广泛应用于光学设计中，而tracepro是～套能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的光学模拟分析软件。基于其强大的功能和广泛的用途，在非成像光学设计中tracepro已经被普遍采用L9]。然而现有的CPC设计理论和方法更多的是原理性设计，并