基于Tracepro的菲涅尔聚光透镜设计与仿真

10.16638/jki.1671-7988.2020.13.028
基于Tracepro的菲涅尔聚光透镜设计与仿真
吴贺利1,杨帆2,罗晨晖2,柯婉頔2,吴满2
(1.武汉外语外事职业学院机电技术学部,湖北武汉436500;
2.武汉科技大学城市学院机电工程学部,湖北武汉436500)
摘要:文章通过对太阳能聚光光伏发电研究中重要的聚光器菲涅尔透镜基本设计,完成太阳光的光谱数据提取与模拟、聚光器材料性能建模,并在光学仿真软件Tracepro中进行太阳光聚光光迹模拟追踪,实现太阳光光路仿真,并完成菲涅尔聚光透镜的结构设计分析以及其聚光光斑特性分析。
avr单片机最小系统关键词:菲涅尔透镜;太阳光谱;光迹追踪
中图分类号:P182.3 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2020)13-90-03
Design and Simulation of Fresnel lens based on Tracepro
Wu Heli1, Yang Fan2, Luo Chenhui2, Ke Wandi2, Wu Man2
(1.Department of mechanical and electrical technology, Wuhan college of foreign language & foreign affairs, Hubei Wuhan 436500; 2.Department of Mechanical and Electrical Engineering, City college of WUST, Hubei Wuhan 436500)
Abstract:In this paper, based on the basic design of Fresnel lens which is important concentrator in the research of solar photovoltaic power generation, complete the spectral data simulation of sunlight and the material performance modeling of concentrator, simulation tracking of sunlight spotlight in TracePro, realize the simulation of sunlight path, finally, Complete the structural design analysis and characteristic analysis of Fresnel lens.
氢化可的松
Keywords: Fresnel lens; Solar spectrum; Light trail tracking
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CLC NO.: P182.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)13-90-03
前言
应用于高倍聚光光伏发电的菲涅尔聚光透镜是由法国物理学家Augustin Jean Fresnel在1822年所发明的一种透镜[1],由多个同轴排列或平行排列的棱镜所形成的一序列不连续曲面取代了一般透镜的连续
球面,因此,菲涅尔透镜结构简单,便于制造,在重量和体积上比一般透镜更轻、更薄,在设计上可以获得更大的孔径与焦距比[2]。
本文对从菲涅尔聚光透镜设计出发,完成太阳光谱数据模拟,并且收集PMMA材料的针对不同波长的折射率与通光率,并将这些模型数据导入到Tracepro软件中完成菲涅尔聚光透镜光迹模拟与仿真。最后通过一个设计算例对建立仿真模型进行验证,完成其其的光学效率,成像面上光斑的能量均匀性、散以及聚光光斑大小等菲涅尔聚光透镜主要指标分析,为聚光光伏系统提供指导意义。
1 菲涅尔透镜的一般设计方法激励相容
英德市卫生局设处在光轴上的F点为一点光源,点光源的一束光线从F点出发,经过介质到达透镜折射与光轴相交于透镜另一侧F'。当一束光线通过菲涅尔透镜的第i楞折射,经由A点,折射至B,然后折射于聚焦点F',如图所示,其中O和O'分别为弧横切面理论圆心和弧横切面中心。
孝子洞理发师作者简介:吴贺利(1983-),男(汉族),湖北人,讲师,就职于武汉外语外事职业学院,主要从事控制与数据采集系统开发、新能源利用、太阳聚光发电技术的研究工作。基金项目:武汉外语外事职业学院教研项目(2018WYYBJY034)。
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