贝壳形太阳能聚光面的设计

在旋转抛物反射面最佳相对孔径基础上,对斜截抛物面进行讨论,得到一种既能增大聚光比,又能方便使用的贝壳形反射聚光面。     

槽式均匀聚光系统设计及分析

为提高槽式聚光系统的聚光均匀性,提出一种槽式均匀聚光系统,建立了该系统反射聚光器模型,并对其聚光效果进行了分析.对系统的几何参数分析表明,随着反射镜面数量的增加其宽度在逐渐减小而其倾角却在逐渐增加,系统最大几何聚光比随系统的几何高宽比δ增大而增加.利用蒙特卡罗光线追迹方法对该聚光器的聚光效果进行模拟,结果表明该系统的聚光均匀性明显优于传统的槽式聚光器聚光效果,能够满足设计需求.     

一种新型多曲面复合槽式太阳能集热器的理论分析

提出一种新型槽式太阳能聚光集热器的设计思路,介绍了其工作原理和设计方法。对该集热器的集光比、跟踪精度、高宽比、材料使用量等各方面进行了详细的理论分析,对重要的设计参数进行了分析和优化,给出了大致的取值范围。该新型槽式聚光集热器能够利用多曲面组合实现对太阳光反射聚焦,并具有在反射面上不留阴影、改善高温太阳能接收器的工作性能和工作环境以及有利于提高反射面结构强度等优势。     

基于二次反射的光学系统聚光特性研究

基于非成像光学原理,仿真分析了一种新的太阳能聚光发电系统的光斑特性,该系统将二次反射面固定于支撑塔顶端,使定日镜的反射光经二次反射面反射后,向下会聚于地面。这种太阳能聚光方式被应用于光束下射式太阳能热发电系统。本文选取双曲面作为二次反射面建立光学模型,研究定日镜反射光斑大小和双曲面面型及半径的关系。通过对比各双曲面面形所成的光斑放大率的变化特征和趋势,结合双曲面面积大小的限制,提出二次反射面优化选择的方法和结论,为塔上二次反射面的设计提供理论参考。     

菲涅尔透镜聚光光伏光热耦合系统性能模拟研究

建立带有嵌入式流道结构的低倍菲涅尔透镜聚光的光伏光热耦合系统数学模型,分别从聚光比、换热流体质量流量、几何和环境参数角度研究了耦合系统的光热光电性能。结果表明:随着聚光比增加,系统的热性能提升而电性能降低,且低Re数下聚光比对系统性能影响显著;系统各性能参数在小流量阶段变化剧烈,但变化速率逐渐减缓,直至趋于稳定;流道宽度w_1的不同造成系统性能随流道深度h变化特征的差异,根据Re数与换热面积所占比重可分为4个不同阶段;当太阳电池覆盖率Pa相同时,随着风速的增加,系统热性能参数缓慢降低,而电性能几乎不变。     

槽式太阳聚光器的研究

提出了一种低倍聚光的抛物面槽式聚光光伏发电方式.从聚光器的聚光比入手,推导抛物面槽式聚光的能流聚光比的公式,分析了能流聚光比和各个参数的关系.依据这些关系式制成的低倍聚光装置适宜于普及,可节约光伏装置成本,增加光伏发电量.     

太阳能等照度带聚焦菲涅耳透镜研究

为了提高聚光发电时太阳电池的光电转换效率,从提高太阳电池表面会聚光强分布的均匀性入手,对传统平板型线聚焦透镜进行改进,提出一种用于聚光光伏发电的等照度带聚焦菲涅耳透镜设计方法。带聚焦菲涅耳透镜分为奇数个单元,每个单元宽度与太阳电池宽度相等,单元内所有尖劈角φ相等并将太阳辐射等宽度折射至太阳电池表面,从而实现各单元透过的太阳能等照度叠加。最大聚光比由光伏电池宽度、透镜与太阳电池间距以及透镜材料折射率决定。对带聚焦和线聚焦两种透镜聚光条件下电池表面温度分布情况进行比较分析,验证了等照度带聚焦透镜设计的可行性。     

抛物面反射镜对倾斜入射光的聚光作用

本文讨论了抛物面反射镜对倾斜入射光的会聚作用,确定了圆管形接收器上的聚光条件和最小接收器半径,得到平均几何聚光比与开口宽度和倾斜角的关系,求得局部几何聚光比沿接收器表面的分布。本文还讨论了倾斜入射光经抛物面镜反射后,在通过焦点的平面接收器上的分布,并给出确定接收器尺寸的方法。据此可估计抛物面反射镜对散射光的聚光作用。     

聚光热电系统电池阵列特性及关联参数影响

优选出性能较好的空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行聚光实验,研究两种电池阵列聚光特性和特性参数受聚光条件影响,对其建立数学模型,分析系统特性受关联参数的影响。实验表明,空间电池阵列I-V特性曲线随聚光比增加变成直线,其填充因子FF也随聚光比增加而减小,效率η先增加后减少,在8.48倍聚光比时达到最高为8.65%;砷化镓电池阵列I-V曲线随聚光比增加保持较好特性,填充因子FF有所下降,η增加。高光强引起温度的升高对电池阵列输出性能有较大影响,且砷化镓电池阵列受到的影响大于空间电池阵列。计算表明,系统特性参数对性能有不同程度的影响,其中,反射镜面光学效率对系统性能影响最大,为系统优化设计首要考虑因素。     

太阳能光伏发电供热系统的性能分析

建立了一个二维模型以模拟系统工作性能,讨论了聚光比、冷却水流速度等参数对系统性能的影响.随聚光比增加,太阳电池温度近乎线性增加,而系统电效率先增加后减小,热效率则先减小后增加.冷却水流速度的增加能减小电池温度,增加系统电效率;增加水流速度对系统性能的影响大小与水流所处的流动状态(层流、过渡区、湍流)以及聚光比的大小有关.     

三结砷化镓聚光太阳电池电学特性的研究与仿真

聚光太阳系统将多结太阳电池与聚光器组合在一起,具有较高转换效率。本文基于单二极管模型等效电路,建立三结聚光Ga In P/Galn As/Ge叠层太阳电池的数学模型,研究不同聚光倍数下(200~1000X)电池的电学特性,并与实测值进行对比。结果表明:其开路电压、短路电流和电池功率随聚光比的逐步增大而增加,而电池效率随聚光比的升高呈先增后减趋势。实测值均小于理论值,计算误差随聚光比的增加而变大,最大计算误差不超过7.5%。     

单抛物反射面聚光光伏系统的性能研究

为了提高常规光伏电池组件利用率,该文采用单抛物反射面建立了聚光光伏系统,并与常规平板系统对比,进行了性能研究.该系统利用控制机构,根据太阳高度角决定单抛物反射面是否立起工作,对太阳辐射低倍率聚光,避免了聚光后辐照度过高,表面温度升高也较小.对比常规平板系统,夏至附近短路电流提高了约12.6%,开路电压提高了约0.5%;冬至附近,短路电流提高了约36.4%,开路电压提高了约1.4%.另一方面,夏至附近不聚光的最高辐照度为842W/m2,冬至附近聚光的最高辐照度为834W/m2,不会损伤光伏电池组件,可采用普通多晶硅光伏电池组件,且不需要冷却系统.研究表明,采用该系统能以较小的成本获得以上受益,发掘了常规光伏电池组件应用潜力,为进一步提高光伏发电系统的性价比提供了方法.     

太阳灶反射面整体成型技术

：本文简要介绍一种利用模压镀膜新技术制作聚光式太阳灶的整体成型反射面，为新型高质量太阳灶的规模生产提供了一种新方法．     

聚光太阳灶设计参数的选取

旋转抛物面具有良好的聚光特性,目前绝大多数聚光太阳灶的反射面均系抛物面,因此抛物面的设计是制作聚光太阳灶时首先要考虑的问题。一、采光面积的确定太阳灶的采光面积是指灶在正常使用时反射曲面在垂直于入射光线平面上的投影面积。一个实用的太阳灶必须具有一定的功率,因此,也就需要有适当的采光面积。采光面积的大小可用下式估     

消除复合抛物面聚光器二次反射的设计研究

建立未截短的原复合抛物面聚光器(CPC)、1/2截短CPC以及消除二次反射设计CPC的数学模型,根据光线追踪法和蒙特卡罗法,在几何聚光比为2~10内,计算CPC高度与出射光孔宽度的比值,并依据该比值分析CPC的经济性,计算CPC最佳均匀面上的非均匀度和最大辐照度,进而分析CPC聚光均匀性.结果表明:在相同几何聚光比下,消除二次反射设计CPC的经济性和聚光均匀性最好.     

复合抛物面聚光太阳能PV/T系统的实验研究

设计并搭建了CPC低倍聚光太阳能PV/T单通道空气系统实验台,对不同工作环境下聚光PV/T系统的热电性能进行了实验研究。实验研究结果显示:在聚光条件下,系统的各表面温度随光照强度的增加而升高,随下部通道入口空气流速的增加而降低。聚光PV/T系统的最大输出功率可达到60W,比对应相同电池面积平板系统最大输出功率高20W。聚光PV/T系统的各效率随光照强度增加而增大,系统的最大电效率为11%,最大热效率为70%,最大火用效率为16%,比单纯发电时最大火用效率提高约5%。实验获得了一批新的有价值的实验数据,为聚光太阳能光伏光热系统的进一步研究提供了依据。     

用于太阳能光电水泵的菲涅耳透镜聚光收集器

报道了具有第二级Ｖ形槽聚光器的玻璃直纹菲涅尔透镜与ＬＧＢＧ高效太阳电池组成的低倍聚光收集器的试验结果。宽度为３０ｍｍ、长度为１．５８ｍ的太阳电池组件，经聚光后峰值功率从７Ｗ增大到４４Ｗ，比常规太阳电池费用减少６０％，系统总费用降低４０％。     

蝶式光伏发电聚光器的研制

通过跟踪聚光的方法,增加太阳光伏电池板的光照强度,使得同样数量的光伏电池板产生更多电能,并大幅度降低光伏发电系统的成本。介绍了一种自动跟踪太阳的蝶式光伏发电聚光器及其聚光参数优化过程,在保证聚光器的机械强度时得到了最佳聚光比。     

聚光反射器的计算机程序设计

设计了几种聚光反射器.用计算机编写程序进行拟合计算,得出不同反射器的最佳形式、集热器的最佳位置关系和各形状单个反射器的面积;分析比较了各最佳形状反射器的聚光效果,其接收能量比无聚光集热器增加了1倍.     

一种挠曲柱面镜组聚光性能试验研究

以挠曲柱面聚光理论及镜组设计方法为基础,研究挠曲柱面镜组的实际聚光性能。首先,对一种具体的挠曲柱面镜组的聚光光路进行分析,然后通过室内聚光光路测试仪和室外实测对该挠曲柱面镜组的聚光效果进行实验验证,室外实验在南京地区11月5日完成。得出结论,单列挠曲柱面聚光镜可达到14～18倍的几何聚光比,由五面挠曲柱面镜组成的镜组的几何聚光比可达50倍以上,能流聚光比是几何聚光比的60%,在此实验基础上分析了产生偏差原因以及提高聚光比的方法。