用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC仿真研究

以用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC为研究对象,在Matlab环境下建立了数学模型。利用光线跟踪法对不同间隙、不同最大接受半角和不同截取比的CPC汇聚率进行仿真研究,结果表明用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC对不同入射角光线具有特定的汇聚率,随着入射角的变化会出现极小值,极小值所对应的入射角仅与CPC最大接收半角相关,与截取比和间隙无关。仿真计算了间隙为50 mm、最大接受半角为45°、截取比为0.75的CPC汇聚率为80.15%。最后通过实验验证了仿真方法的有效性。

线性菲涅尔式聚光系统单管接收器的设计与优化

接收器是决定线性菲涅尔式聚光集热系统光学效率的关键部件之一.设计了一种适用于高温介质(>500°C)的线性菲涅尔式聚光系统的接收器,由单根真空集热管和CPC组成,并重点研究了CPC最大接受半角和截取比选择对其性能的影响.研究结果表明:CPC汇聚率随最大接受半角的增大而缓慢增大;若截取比小于0.65,则CPC汇聚率急剧下降;最大接受半角为45°、截取比为0.75的CPC开口宽度为475.49 mm,汇聚率为80.15%;基于该CPC的系统光热效率为58.06%,由此得出CPC实际汇聚率高于78.42%.