注水型菲涅耳聚光器的设计和初步试验

• 作者: 肖君 曹云 韩利峰
• 来源期刊: 光学学报
• 关键词: 光学设计 太阳能热利用 菲涅尔聚光器 聚光器设计 光学性能
• 年，卷（期）: 2021,（14）
• 所属期刊栏目: 光学设计与制造|Optical Design and Fabrication
• 页码范围: 173-180
• 页数: 8页
• 分类号: O439
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202141.1422002

摘要

研发低成本的聚光器是大规模降低太阳能热利用成本的重要途径之一.为了降低材料成本,提出注水型菲涅耳聚光器的设计新思路.注水型菲涅耳聚光器采用由薄平板玻璃组成的中空三角形棱柱,通过在中空部分注入纯净水来减少透镜材料的使用,从而降低成本.研究该聚光器的设计理论并建立相应的光学模型,采用蒙特-卡罗光线追迹方法研究不同太阳入射角度下聚光器的光学性能,并与传统菲涅耳聚光器进行对比.搭建试验样机并进行初步的聚光实验.研究结果表明,相较于传统菲涅耳聚光器,注水型菲涅耳聚光器虽然聚光效果有一定的损失,聚光效率平均损失为5.40％,但试验样机具有明显的聚光效果,光斑宽度与理论情况也较吻合,具备工程应用的可行性.