基于临界截取消除多次反射的非成像聚光器设计与性能分析
摘要
针对标准复合抛物面聚光器（S-CPC）存在的反射面末端聚光能力有限、能流密度分布不均匀以及太阳辐射收集较少等问题，基于临界截取方法构建高位临界截取CPC（H-CPC）和低位临界截取CPC（L-CPC）优化模型。同时采用户外小孔光学实验验证临界截取CPC模型的可靠性，并通过理论模拟分析其光学性能。研究结果显示：H-CPC和L-CPC的平均光学效率分别为38.4%和46.3%，均高于S-CPC。此外，基于临界截取设计的CPC具有更大的光线接收角范围，即使光线入射角大于30°仍可接收太阳光线，从而有效延长了聚光器工作时间，同时其吸收体表面的能流密度分布也更加均匀。同步使用VC/C++程序求解年采光量，表明H-CPC和L-CPC理论年辐射收集量分别比S-CPC高出887.24 MJ/m2和1429.89 MJ/m2。临界截取CPC具有更高的能耗比，经济效益显著，对太阳辐射的收集能力更强，具有更好的工程应用潜力。
引用本文（GB/T 7714）
戴鑫 Dai Xin, 肖李业 Xiao Liye, 陈飞 Chen Fei. 基于临界截取消除多次反射的非成像聚光器设计与性能分析[J]. Acta Optica Sinica, 2024.
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