菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究.pdf

《菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、纛_。。露鬻参豢蔼撮‘，酾文章编号：．1672-8785(2009)03．0030-05菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究．姚叙红朱林泉薛忠晋邢进杨敏(中北大学信息与通信工程学院电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051)摘要：随着经济的发展，能源短缺，太阳能越来越受到重视。采用聚光器可提高太阳照射在单位面积上的能量密度，从而克服太阳能分散性的缺点。本文主要介绍了太阳能聚光器的特点，分析了菲涅尔透镜的结构、优点及成像特性。通过实验；分析了菲涅尔透镜在提高太阳能利用率时的各种损失因素。关键词：聚光器；菲涅尔透镜；损失因素中图分类号：TK51

2、3．1文献标识码：AResearchonFresnelLensforImprovingUtilizationofSolarEnergyYAOXu—hong，ZHULin—quan．XUEZhong-jin，XINGJin．YANGMin(NationalKeyLaboratoryForElectronicMeasurementTechnology,CollegeofInformationandCommunicationEngineering,NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract

3、：Withthedevelopmentofeconomy,theshortageofenergyresourceisbecomingseriousandmoreandmoreattentionispaidtotheutilizationofsolarenergy．Becauseaconcentratorcanbeusedtoimprovetheenergydensityinaunitarea，itcanreducethedispersionofsolarenergy．Thecharacteristicsofasolarconcentrator

4、ismainlypresented．Thestructure，advantagesandimagingfeaturesofaFresnellensareanalyzed．VariouslossfactorswhichmayoccurwhentheFresnellensisusedtoimprovetheutilizationofsolarenergyareanalyzedexperimentally．Keywords：concentrator；Fresnellens；lossfactors1引言如此高的成本很难使其得到普遍推广。因此，提高太阳

5、能的利用效率、降低成本是人类对太阳能的利用已有悠久的历史，我目前太阳能光伏发电的主要研究方向。其中，国早在战国时期就有人通过用金属做成的凹面降低太阳能电池发电成本的有效途径之一是用镜聚焦太阳光来点火，以后又发展到了用玻璃聚光太阳能电池来减少给定功率所需的电池面放大镜来聚光取火【。随着经济和科学技术的积，并用比较便宜的聚光器来部分代替昂贵的发展，能源短缺和环境污染带来的一系列问题太阳能电池[引。在这种系统中，太阳能电池的呼吁开发可再生能源，最具可持续发展理想特费用只占系统总费用的一小部分，所以可以采征的太阳能光伏发电将进入人类能源结构并成用工艺

6、先进、效率更高而价格较贵的电池来提为基础能源的重要组成部分。但是太阳能光伏高整个系统的性能。目前可用于提高太阳能利发电的成本高达普通煤电成本的6至8倍【，用率的聚光器主要有反射式和折射式两类，本收稿日期：2008-08-11作者简介：姚叙红(1982-)，女，江苏人，在读硕士研究生，研究方向为光机电集成技术。Email：hongye02072402@INFRARED(MONTHLY)／VOL．30，No．3，MAR2009第∞卷，；第期j纽文主要研究折射式聚光器一菲涅尔透镜。3菲涅尔透镜2聚光器与聚光比3．1菲涅尔透镜的结构和特点用于聚光太阳

7、能电池的聚光器种类很多，菲涅尔透镜是由平凸透镜演变而来的，是一从工作原理来讲，有折射式和反射式两类；从聚面刻有一系列同心棱形槽的轻薄光学塑料片，焦特性来讲，有点状光斑的和线状光斑的，即点如图1所示。其每个环带都相当于一个独立的聚焦和线聚焦聚光器；从运行条件来讲，有要求折射面，这些棱形环带都能使入射光线会聚到跟踪的，也有固定使用的。无论哪种聚光器，都一个共同的焦点上。因此，消球差是菲涅尔透镜要求有相当高的聚光倍数。聚光倍数过低得不的固有特点。普通的菲涅尔透镜是具有正光焦到应有的经济效果，但也不是越高越好，过高的度的平面型透镜，其中一个面为棱形槽

8、面，另一聚光倍数不仅会使聚光器的制作变得复杂，而个面是平面。这种透镜结构简单，加工方便。另且还会给太阳电池的制造带来许多困难，同时一种形式为弯月型，即它的基面为曲面