基于菲涅尔聚光的太阳能砷化镓电池热特性分析

以菲涅尔三级聚光器和三结砷化镓太阳电池芯片为研究对象,利用Trace Pro模拟菲涅尔高倍聚光条件下电池芯片表面的能流密度分布,并将结果导入ANSYS中作为三结砷化镓太阳电池芯片的边界条件。通过有限元模拟了电池芯片的温度和热流分布,并利用热-结构耦合分析法,得到了电池芯片的热应力分布。结果表明:三级聚光器能有效提高聚焦光斑能量均匀性、增大系统接收角,从而降低热应力,提高光伏系统的整体性能。

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。

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．