基于复合抛物面的新型三维光伏聚光器

为提高太阳能电池的输出功率,设计了一种基于复合抛物面的矩形出口三维聚光器。运用光迹追踪软件,对传统二维槽式聚光器及新型三维聚光器的工作性能进行了比较。仿真显示,当光线的入射角在聚光器接收范围内时,新型三维聚光器具有大于90%的聚光效率和较高的聚光比。将接收半角为35°的三维聚光器应用于多晶硅太阳能电池上,在太阳辐照度为400 W/m2的情况下,电池最大输出功率可达到非聚光的2.25倍。     

聚光太阳电池方阵

聚光技术与太阳电池方阵近年来,硅太阳电池工艺日趋成熟,产量大幅度增加,太阳电池,从空间应用转向地面应用,降低太阳电池成本已成为当务之急。在硅太阳电池成本中,硅材料约占50-60%。若能利用小面积的硅片接受投射在大面积范围的阳光,就能减少硅材料消耗,降低发电成本。由此人们自然想到了聚光器,将聚光技术应用到太阳电池方阵上,构成聚光太阳电池方阵。通常将与此有关的技术称为聚光光伏技术。     

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.     

均匀能流密度槽式聚光器设计及光学特性北大核心CSCD

太阳能聚光系统中接收器表面能流密度分布不均匀,会对其光电转换效率以及自身结构的稳定性造成一系列不良影响。为提高接收器能流密度均匀性,文章将微元法与几何构造法相结合,提出Ⅰ型和Ⅱ型两种聚光器模型,利用Trace Pro软件对这两种聚光器的光学特性进行模拟分析,确定出最优模型,进而分析几何聚光比、跟踪误差、安装误差对该模型能流密度分布的影响。结果表明:Ⅱ型聚光器光学特性最优,当几何聚光比为20时,分别以平行光及太阳光入射,接收器上能流密度均匀分布的区域分别占接收器区域的80.18%和75.17%,其光学效率达到99%和95%。此外,随着跟踪误差和安装误差的增大,接收器能流密度均匀分布的区域都减小。本研究对聚光器的优化设计和提高聚光型太阳能系统能源利用效率具有参考意义。     

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％。     

碟式聚光器的月光聚光比分布计算模型

碟式聚光器和塔式聚光器均是点聚光系统,为了用月光法间接测量塔式聚光系统的聚光比分布,适宜用聚光稳定的碟式聚光器研究不同月相的光源亮度分布对聚光比分布的影响。主要建立月光下碟式聚光器的聚光比分布计算模型,首先依据拍摄的月相灰度图像建立分块均匀的光源亮度分布模型,再基于三维激光扫描点云数据生成准确的反射镜面形;在光线追迹过程中均匀采样镜面上的反射点,且考虑聚光器的跟踪误差;镜面的光学误差与光源的亮度分布合并为等效的光源亮度分布。模拟聚光比分布与实验聚光比分布的余弦相似度α>95%,光学模型准确性高。     

四棱锥式反射聚光太阳电池阵列模型设计

通过分析太阳电池阵列技术的发展状况,了解太阳电池阵列发展需求。本文设计了四棱锥式反射聚光太阳电池阵列,通过增加光在四棱锥里的反射次数,解决光在平铺式太阳电池阵列中因反射一次而造成的浪费问题,提高光伏发电的能源转换效率。文中依次说明太阳电池阵列的设计原理、建立的四棱锥理论模型,并证明光在四棱锥里的利用效率比平铺式太阳电池阵列高,最后指出四棱锥式反射聚光太阳电池阵列一系列技术难点。     

获得最大日照度的协调控制方法的研究——多镜面聚光型太阳能光伏系统

针对目前太阳能聚光方式,提出了采用平面镜反射聚光的多镜面阵全跟踪聚光方案.首先描述了多镜面聚光型太阳能光伏系统的基本结构及其跟踪控制原理和方法.通过对多镜面阵聚光系统对太阳全方位跟踪控制分析,推出了太阳电池组件和平面镜阵在跟踪过程中方位角、倾角及空间位置变化的运动方程.通过建立了平面镜阵与太阳电池组件之间的运动关系,实现太阳电池组件跟踪控制以及平面镜阵之间的跟踪协调控制,并对此系统进行了定量分析和数值计算.     

螺旋形平板聚光器的制作

1982年2月我们试制成一台螺旋形平板聚光器,随后又陆续制作了几台样机,积累了一点经验。这种聚光器与抛物面聚光器不同,它的反射面由螺旋反射带构成,这些反射带几乎都在同一平面,其外形见图1。螺旋形平板聚光器取材广泛,制作简便,聚光效果良好。现将我们制作螺旋形平板聚光器样机的过程作简要介绍。     

非跟踪非对称复合平面型太阳能聚光器设计与光学性能模拟

提出一种新型的非跟踪非对称复合平面型反射聚光器,给出设计方法,利用基于蒙特卡罗光线追迹法的光学仿真软件,分析光学效率及吸收器上的能流分布。结果表明,增大平面镜数量n和设计角θ_0均可增大聚光器的几何聚光比CR。CR相同的聚光器在入射角大于θ0时具有相同的光学效率,聚光均匀性较好,且减小n值有利于获得更均匀的光强分布。