一种无渐开线形凸起的简易CPC聚光器的设计与性能研究

介绍一种无渐开线尖状凸起的简易CPC,并进行CPC空隙损失的计算、光学分析和实验比较,表明无渐开线尖状凸起的简易CPC较常规的CPC光学效率仅下降10%,具有较高的经济性价比,适合大批量生产。

复合抛物面聚光器(CPC)在光伏/热太阳能系统中的应用及实验

为研究复合抛物面聚光器（compound parabolic concentrator，CPC）在光伏，热（PV／T）太阳能系统中的应用特性，分析CPC-PV／T集热器内部的热传输机理，建立CPC-PV/T太阳能系统的光热、光电能量转换理论。并对系统的光热、光电转换特性进行研究，结果表明，CPC型聚光器在PV/T系统中的应用，一定程度上会导致系统光热转换性能的降低，但能有效提高系统光电转换效率。另外，设计无聚光PV/T太阳能系统样机和CPC型聚光PV／T太阳能系统样机，并对2种样机的光热、光电特性进行测试及对比分析。其中，CPC-PV/T样机的热效率为39．6％、输出电效率5．4％，无聚光PV/T样机热效率为44％、输出电效率仅为4．1％，实验结果与理论分析结果一致。

复合抛物面聚光器(CPC)光学分析研究

阐述了复合抛物面聚光器(CPC)的设计原理和光学原理,简单介绍了复合抛物面聚光器(CPC)与不同接收器的结合形式。主要介绍了平板型CPC和圆管型CPC的设计方法和相关量的计算公式的推导结果最后主要说明了截取比在CPC系统中对系统效率和系统的经济性的影响,认为合适的截取比可增加CPC的利用率并且可大大的节省材料,对CPC的推广应用很有利。

紫外通信中复合抛物面聚光器的优化

为了提高紫外通信系统中接收机探测信号的灵敏度和效率,设计光学天线增强对大气中微弱信号的收集能力。结合紫外光通信系统的实际工程背景,对光探测中的复合抛物面聚光器(CPC)进行旋转、平移、截顶和截底4种优化,并做了详细的计算、模拟与仿真;通过对不同优化方法的最大入射角、接收光通量效率以及入射角与采集率关系的计算分析,得出不同参数优化后的工程适用条件,即负向旋转法可用于视线直射远距通信,截底法适用于非视线散射近距通信,而截顶法可用来替换标准CPC并达到节约材料成本的目的。

关于复合抛物面聚光器设计参数的研究

针对现行复合抛物面聚光器(CPC)设计理论不能直接支持在tracepro软件中建立模型的不足,结合tracepro的特点,推导了实际设计和建模所需要的焦距f,入射口半径r及最大聚光角θ_(max)三个关键参数的计算方法并实现了CPC的建模。该方法为CPC的定量设计提供了数学依据,有利于优化设计以及光学模拟和光学分析的实现,从而提高了设计效率,为其在太阳能利用和照明领域等非成像光学应用方面提供更好的使用价值和前景。

基于复合抛物面聚光器的LED反射器的设计

针对发光二极管(LED)具有寿命长、发光效率高、显色性好、节能等诸多优点,基于复合抛物面聚光器(CPC)的结构与原理,设计了一种LED反射器,通过与传统荧光灯灯具比较,采用最优化理论和光学软件TracePro对其进行模拟仿真,结果表明这里所设计的反射器具有光场分布合理,充分利用光能节约能源,传统反射器无法比拟的优点。

具有镜面反射和漫反射的CPC光学分析

对由镜面反射为主但是存在一定漫反射的复合抛物面聚光器 (CPC)反射面构成的集热器 ,在存在太阳散射情况下进行了光吸收性能的分析 ,比前人只考虑集热器镜面反射和太阳光直射更加接近实际情况。方法是在利用光线追踪法对CPC反射面的镜面反射进行分析的基础上 ,结合辐射度算法定量计算了CPC反射面的漫反射和太阳光的散射分量对集热器的光学性能的直接影响。并通过CPC集热器瞬时效率测试验证了理论的正确性。通过该理论 ,可以在更接近实际的情况下对CPC集热器进行光学设计和计算 。

CPC聚光光导照明系统的应用研究

简述了国内外光导照明在建筑上的研究及应用现状,设计了一种CPC聚光光导照明系统,从上而下依次包括采光罩、CPC聚光器、导光管和漫射器,照明装置包括光伏组件以及与光伏组件线路连接的LED灯条,通风装置包括依次管道连接的进风口、管道风机和通风口,管道风机与光伏组件线路连接。白天使用CPC聚光器,实现室内照明,晚上LED灯条与光伏组件相连,实现室内照明,达到全天候照明的效果;通风系统可以实现室内防尘通风功能,不仅适用于地下停车场,而且适用于室内建筑的照明通风需求;结构紧凑,安装方便,大幅度提高了光导照明系统的防风性和稳定性,推动了建筑一体化的发展。

常规单晶硅太阳电池在低倍聚光条件下应用研究

利用常规单晶硅光伏电池 ,在进行输出特性研究的基础上 ,设计研制出带有非对称复合抛物面聚光器的光伏发电系统。该系统利用聚光器的有效聚光比随季节的变化 ,使光电池上接收到的太阳辐射量全年相对均衡 。

中高温太阳能空气集热器及其试验研究

针对目前太阳能空气集热器普遍温度不高的情况,设计了一种新型的中高温太阳能空气集热器,采用复合抛物面聚光集热器(CPC)作为聚热部件,采用真空集热管作为集热部件,空气加热部分则由真空集热管和U型管之间热传递配合完成,真空集热管和U型管之间采用新型导热材料——石墨与甘油混合物作为传热介质,该集热器的多级串联可获得200℃以上的高温空气;为了评估该集热器的性能,对该集热器关键部分的传热特性进行分析,并对多级情况下的集热器的中高温性能进行初步实验研究。

光伏聚光器的改进与建筑照明造价成本节约的关系建模

在建筑照明的光伏应用中,聚光器是建筑照明光伏产业的核心,它决定着整个光伏能源在建筑照明工程中应用的造价。在对光伏能源产业施工过程中,合理利用光照强度、单位面积太阳能电池的成本及转换效率,决定着光伏能源的发电成本造价。本文通过在光伏能源施工过程中,改进CPC聚光器接收角,扩大接收范围内的入射光,接收直射太阳光和部分散射太阳光,在聚光器底部放置封装光伏电池真空管,接收太阳周围辐射,大幅度降低了应用造价。实验证明,改进型聚光器能够提高光伏产业的发电能力,降低造价成本,在光伏能源产业施工建设过程中有较大的推广价值。

内聚光型太阳能光电-光热复合管的光学设计

根据非跟踪内聚光型太阳能光电-光热复合管的结构形式及其受光体的特殊需求,采用Winston的CPC设计原理,对圆管内具有特殊形状的半圆柱接收器的复合抛物面聚光器进行光学设计,得到了较为理想的聚光器设计曲线,并对结果进行数值仿真,给出各入射角的光线分布图和光强分布图。

复合抛物面聚光的直热蒸发脱盐系统研究

为实现沸腾汽化并减少装置内部结垢,该文设计出一种CPC聚光的直热蒸发脱盐系统。原水在蒸馏器内部通过换热盘管与CPC加热后的导热油直接换热并快速汽化,蒸汽冷凝收集得到淡水。研究发现:在夏季晴朗天气,系统蒸馏器进口油温最高为118.1℃,蒸馏室温度于11:00达到94.8℃,高于当地沸点,并持续到16:30;系统瞬时集热效最高为51%,日产淡水总量为7.23 kg且硬度始终低于饮用水标准;系统有效能利用率在12:00—16:30均保持0.5以上,最高为0.63。

太阳能低压蒸馏海水性能研究

为提高淡水产量,文章提出了一种太阳能低压蒸馏海水系统,并对其进行了理论分析及实验测试。实验测试了不同压力对淡水产量及系统瞬时集热效率的影响,同时,探究了不同压力、蒸馏室温度等条件下淡水产量及系统瞬时集热效率的最优值。结果表明,当蒸馏室内压力为0.04 MPa,温度为80.3℃时,淡水产量达到最高值2.7 kg/h,系统瞬时集热效率高达58.86%,全天淡水产量达到10.36 kg。

低倍聚光光伏光热系统热性能分析

以跟踪式低倍聚光光伏光热综合利用系统为研究对象,建立了其热损失模型,计算了系统稳态热性能并选择了稳态测试条件进行实验验证。结果表明,实验热效率平均值为52.20%,理论热效率平均值为53.95%,理论与实验吻合较好,模型准确可靠。在热损失计算中,电池玻璃盖板表面反射热损失最严重,占总能量的17.63%,聚光器热损失占14.98%,辐射和对流热损占3.21%。因此提高该系统热性能主要应从提高电池玻璃盖板的透光率和聚光器反射率两方面进行。