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聚光光伏系统菲涅耳聚光器性能分析与仿真

张明军 高文英 牛泉云 袁兴起

张明军, 高文英, 牛泉云, 袁兴起. 聚光光伏系统菲涅耳聚光器性能分析与仿真[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2411-2416.
引用本文: 张明军, 高文英, 牛泉云, 袁兴起. 聚光光伏系统菲涅耳聚光器性能分析与仿真[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2411-2416.
Zhang Mingjun, Gao Wenying, Niu Quanyun, Yuan Xingqi. Characteristics analysis and simulation of Fresnel concentrator in concentrated photovoltaic system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(8): 2411-2416.
Citation: Zhang Mingjun, Gao Wenying, Niu Quanyun, Yuan Xingqi. Characteristics analysis and simulation of Fresnel concentrator in concentrated photovoltaic system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(8): 2411-2416.

聚光光伏系统菲涅耳聚光器性能分析与仿真

基金项目: 

国家自然科学基金(51005071);河南省重点学科基金(509916)

详细信息
    作者简介:

    张明军(1976-),男,讲师,博士生,主要从事光电信息处理、自动控制、模式识别方面的研究。Email:zmj@hpu.edu.cn

    通讯作者: 袁兴起(1972-),男,副教授,博士,主要从事光电信息处理、测控技术与仪器方面的研究。Email:yuanxingqi@hpu.edu.cn
  • 中图分类号: TK513.1

Characteristics analysis and simulation of Fresnel concentrator in concentrated photovoltaic system

  • 摘要: 对太阳能聚光光伏发电技术中的聚光系统进行了研究,分析了菲涅耳透镜应用于太阳能聚光器的优点、聚光特性以及光学效率,推导并获得了平面向外、菲涅耳面向太阳电池的点聚焦菲涅耳透镜的设计公式。在ZEMAX软件的非序列模式中实现了基于非成像光学理论的光线追迹仿真,对某一尺寸的菲涅耳透镜的焦平面上光斑能量分布情况进行了分析与模拟。研究结果表明,利用通常的菲涅尔透镜实现聚光作用的聚焦光斑的光能量主要集中在太阳电池的中心部位,呈现为从中心往外围能量越来越弱的同心圆环。要使太阳电池接收到的光能量尽可能均匀,则需要增加二次聚光元件。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-07
  • 修回日期:  2015-01-20
  • 刊出日期:  2015-08-25

聚光光伏系统菲涅耳聚光器性能分析与仿真

    作者简介:

    张明军(1976-),男,讲师,博士生,主要从事光电信息处理、自动控制、模式识别方面的研究。Email:zmj@hpu.edu.cn

    通讯作者: 袁兴起(1972-),男,副教授,博士,主要从事光电信息处理、测控技术与仪器方面的研究。Email:yuanxingqi@hpu.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金(51005071);河南省重点学科基金(509916)

  • 中图分类号: TK513.1

摘要: 对太阳能聚光光伏发电技术中的聚光系统进行了研究,分析了菲涅耳透镜应用于太阳能聚光器的优点、聚光特性以及光学效率,推导并获得了平面向外、菲涅耳面向太阳电池的点聚焦菲涅耳透镜的设计公式。在ZEMAX软件的非序列模式中实现了基于非成像光学理论的光线追迹仿真,对某一尺寸的菲涅耳透镜的焦平面上光斑能量分布情况进行了分析与模拟。研究结果表明,利用通常的菲涅尔透镜实现聚光作用的聚焦光斑的光能量主要集中在太阳电池的中心部位,呈现为从中心往外围能量越来越弱的同心圆环。要使太阳电池接收到的光能量尽可能均匀,则需要增加二次聚光元件。

English Abstract

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