高倍聚光模组系统研究与设计
发布时间：2021-03-28 04:08
聚光系统的聚光效率和能量均匀性直接影响单位模组的发电效率。本文研究设计出高倍聚光模组系统,该系统主要包括菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜。采用中心波长修正法进行菲涅耳透镜的设计,并通过Zemax仿真模拟设计出球冠平顶微棱镜。最后通过Zemax模拟,决定选取两侧面夹角α的角度为117°,平顶到球面的间隔g为0.2 mm,球冠平顶微棱镜的曲率半径R为10 mm。聚光系统整体的聚光效率达99.8%,能量均匀度为0.812,并进行实验验证,得出实际聚光效率为83.1%。
【文章来源】：发光学报. 2018,39(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
球冠平顶微棱镜结构示意图Fig．2Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprismstructure
，(25)a=Ｒcosα2－b2cotα2，(26)c=Ｒ－Ｒcosα2，(27)e=Ｒsinβ2，(28)f=Ｒcosβ2，(29)d=f－a－b2cotα2=Ｒcosβ2－Ｒcosα2－bcotα2，(30)由公式(25)和(30)可知d≥Ｒcosα－π2－arcsinn1n2－arcsinn1n2sinA()12－Ｒcosα2－bcotα2，(31)由此可见，入射角A'1确定后，即可求出球冠平顶到球面棱边的距离d。2．2．2球冠平顶微棱镜模型图3所示为球冠平顶微棱镜的三维模型示意图，下底面边长为b，平顶到球面的距离为g，球面半径为Ｒ，球冠两侧面的夹角为α。图3球冠平顶微棱镜三维模型示意图Fig．3Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprism3Dmodel3模拟与实验3．1576倍模组聚光系统的设计模拟我们可以将设计好的菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜的各项参数导入Solidworks中，建立菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成的聚光系统三维模型，结构如图4所示。图4聚光系统的三维模型Fig．4Threedimensionalmodelofspotlightsystem576倍模组聚光系统由菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成［13］。其中，菲涅耳透镜的初始参数是厚度为2mm，齿高y≤0．4mm部分，透镜齿之间的间隔为1mm;齿高y=0．4mm的部分，调整齿间间隔和齿的角度使得光线汇聚在电池片上。另外，为了便于后期组装，我们将圆形的菲涅耳透
螅?纯汕蟪銮蚬谄蕉?到球面棱边的距离d。2．2．2球冠平顶微棱镜模型图3所示为球冠平顶微棱镜的三维模型示意图，下底面边长为b，平顶到球面的距离为g，球面半径为Ｒ，球冠两侧面的夹角为α。图3球冠平顶微棱镜三维模型示意图Fig．3Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprism3Dmodel3模拟与实验3．1576倍模组聚光系统的设计模拟我们可以将设计好的菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜的各项参数导入Solidworks中，建立菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成的聚光系统三维模型，结构如图4所示。图4聚光系统的三维模型Fig．4Threedimensionalmodelofspotlightsystem576倍模组聚光系统由菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成［13］。其中，菲涅耳透镜的初始参数是厚度为2mm，齿高y≤0．4mm部分，透镜齿之间的间隔为1mm;齿高y=0．4mm的部分，调整齿间间隔和齿的角度使得光线汇聚在电池片上。另外，为了便于后期组装，我们将圆形的菲涅耳透
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于薄膜退火的MoS2/SiO2/Si异质结太阳能电池光伏性能提高[J]. 许贺菊,张彬,张瑜,丛日东,于威. 光学精密工程. 2017(03)
[2]光学元件挠性支撑结构广义建模及优化设计[J]. 曹玉岩,王志臣,周超,范磊,韩西达,张耀祖. 光学精密工程. 2016(11)
[3]晶硅太阳电池原位光老化及热致输运机理[J]. 叶金晶,周健,卞洁玉,孙谦晨. 光子学报. 2016(09)
[4]菲涅尔高倍聚光PV/T系统的均光优化与热特性研究[J]. 闫素英,李洪阳,马靖,赵明智,田瑞. 应用科技. 2016(04)
[5]空间平面反射镜组件销钉预紧的非线性分析[J]. 李梦庆,张雷,李宗轩,邢利娜,贾学志. 光子学报. 2016(02)
[6]聚光模组二次光学元件优化设计与研究[J]. 杨光辉,刘友强,尧舜,郭丽敏,陈丙振,王智勇. 光学学报. 2015(03)
[7]三结太阳电池在非均匀光照下光斑强度和覆盖比率的优化研究[J]. 梁齐兵,舒碧芬,孙丽娟,张奇淄,陈明彪. 物理学报. 2014(16)
[8]高倍聚光光伏可拆卸型二次反射镜设计与研究[J]. 郭丽敏,卫明,杨光辉,代明崇,王智勇. 红外与激光工程. 2013(S2)
[9]基底温度对喷涂技术制备大面积有机太阳能电池性能的影响[J]. 胡雪花,李福山,吴朝兴,郭太良. 发光学报. 2013(12)
[10]航天太阳敏感器的应用与发展[J]. 王红睿,李会端,方伟. 中国光学. 2013(04)
本文编号：3104857
【文章来源】：发光学报. 2018,39(07)北大核心EICSCD
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【部分图文】：
球冠平顶微棱镜结构示意图Fig．2Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprismstructure
，(25)a=Ｒcosα2－b2cotα2，(26)c=Ｒ－Ｒcosα2，(27)e=Ｒsinβ2，(28)f=Ｒcosβ2，(29)d=f－a－b2cotα2=Ｒcosβ2－Ｒcosα2－bcotα2，(30)由公式(25)和(30)可知d≥Ｒcosα－π2－arcsinn1n2－arcsinn1n2sinA()12－Ｒcosα2－bcotα2，(31)由此可见，入射角A'1确定后，即可求出球冠平顶到球面棱边的距离d。2．2．2球冠平顶微棱镜模型图3所示为球冠平顶微棱镜的三维模型示意图，下底面边长为b，平顶到球面的距离为g，球面半径为Ｒ，球冠两侧面的夹角为α。图3球冠平顶微棱镜三维模型示意图Fig．3Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprism3Dmodel3模拟与实验3．1576倍模组聚光系统的设计模拟我们可以将设计好的菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜的各项参数导入Solidworks中，建立菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成的聚光系统三维模型，结构如图4所示。图4聚光系统的三维模型Fig．4Threedimensionalmodelofspotlightsystem576倍模组聚光系统由菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成［13］。其中，菲涅耳透镜的初始参数是厚度为2mm，齿高y≤0．4mm部分，透镜齿之间的间隔为1mm;齿高y=0．4mm的部分，调整齿间间隔和齿的角度使得光线汇聚在电池片上。另外，为了便于后期组装，我们将圆形的菲涅耳透
螅?纯汕蟪銮蚬谄蕉?到球面棱边的距离d。2．2．2球冠平顶微棱镜模型图3所示为球冠平顶微棱镜的三维模型示意图，下底面边长为b，平顶到球面的距离为g，球面半径为Ｒ，球冠两侧面的夹角为α。图3球冠平顶微棱镜三维模型示意图Fig．3Schematicdiagramofthesphericalflatmicroprism3Dmodel3模拟与实验3．1576倍模组聚光系统的设计模拟我们可以将设计好的菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜的各项参数导入Solidworks中，建立菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成的聚光系统三维模型，结构如图4所示。图4聚光系统的三维模型Fig．4Threedimensionalmodelofspotlightsystem576倍模组聚光系统由菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜组成［13］。其中，菲涅耳透镜的初始参数是厚度为2mm，齿高y≤0．4mm部分，透镜齿之间的间隔为1mm;齿高y=0．4mm的部分，调整齿间间隔和齿的角度使得光线汇聚在电池片上。另外，为了便于后期组装，我们将圆形的菲涅耳透
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于薄膜退火的MoS2/SiO2/Si异质结太阳能电池光伏性能提高[J]. 许贺菊,张彬,张瑜,丛日东,于威. 光学精密工程. 2017(03)
[2]光学元件挠性支撑结构广义建模及优化设计[J]. 曹玉岩,王志臣,周超,范磊,韩西达,张耀祖. 光学精密工程. 2016(11)
[3]晶硅太阳电池原位光老化及热致输运机理[J]. 叶金晶,周健,卞洁玉,孙谦晨. 光子学报. 2016(09)
[4]菲涅尔高倍聚光PV/T系统的均光优化与热特性研究[J]. 闫素英,李洪阳,马靖,赵明智,田瑞. 应用科技. 2016(04)
[5]空间平面反射镜组件销钉预紧的非线性分析[J]. 李梦庆,张雷,李宗轩,邢利娜,贾学志. 光子学报. 2016(02)
[6]聚光模组二次光学元件优化设计与研究[J]. 杨光辉,刘友强,尧舜,郭丽敏,陈丙振,王智勇. 光学学报. 2015(03)
[7]三结太阳电池在非均匀光照下光斑强度和覆盖比率的优化研究[J]. 梁齐兵,舒碧芬,孙丽娟,张奇淄,陈明彪. 物理学报. 2014(16)
[8]高倍聚光光伏可拆卸型二次反射镜设计与研究[J]. 郭丽敏,卫明,杨光辉,代明崇,王智勇. 红外与激光工程. 2013(S2)
[9]基底温度对喷涂技术制备大面积有机太阳能电池性能的影响[J]. 胡雪花,李福山,吴朝兴,郭太良. 发光学报. 2013(12)
[10]航天太阳敏感器的应用与发展[J]. 王红睿,李会端,方伟. 中国光学. 2013(04)
本文编号：3104857
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