摘要：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%。

摘要：在聚光光伏系统中,聚光光斑辐照度的不均匀性会降低光伏系统的光电转换效率,且会在光伏电池表面形成热斑效应,灼伤光伏电池。基于多焦点方法,设计了一种环形焦斑菲涅耳太阳能聚光镜,每环小透镜在焦平面上具有一个环面焦斑,且环面焦斑在接受面上均匀依次排列,实现均匀聚光。以口径400mm,具有200环,焦斑半径20mm,F数为0.8的圆状环面焦斑菲涅耳聚光器为实例,用TracePro模拟平行太阳光垂直照射下时的照度图,得到其理想光学效率为86.77%,光能均匀度为0.8,表明环状焦斑菲涅耳聚光器具有较高的光能利用率和照明均匀性。分析了焦斑均匀性与聚光器F数的关系,当F数一定时,焦斑均匀性随着聚光器口径的增大而逐渐降低。

摘要：目的在聚光太阳能系统中,聚光光伏的效率是重要衡量参数之一。为了提高聚光光斑的均匀性以及光电转换效率,从提高复合型菲涅耳透镜光透过率和电池表面光强均匀度入手,对传统菲涅耳透镜进行改进。方法复合透镜由内部为普通的菲涅耳环形透镜和外部为二次全内反射环形透镜组成。将内部菲涅尔透镜分为奇数个单元,每个单元宽度与太阳电池宽度相等,且单元内的所有尖劈角设置成相等,将太阳光等宽度折射。透镜的出射光为一条光强均匀的光带,适用于光伏发电。实现对入射到透镜的太阳光实现等照度叠加至电池表面,由此代替二次镜的使用。另外,在Pro/Engineer软件中对优化的复合型透镜进行三维建模,并导入到TracePro中进行仿真。结果取透镜的焦距为100mm,内环半径为36mm,对应的孔径角为20°;外环直径为110mm,对应的孔径角为30°,定义阳光参数。得到均匀照度图,其光传递效率为91.4%,均匀度为85.9%。并将其与相同尺寸的普通菲涅耳透镜的光照分布图进行对比,可以看出光伏电池板上的焦斑均匀性大大提高,中心处与边缘处的辐照度相关不大。结论优化的透镜具有较高的均匀性和光传递效率。