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針對傳統(tǒng)線性聚光系統(tǒng)聚光光斑輻照度不均勻的問題,提出了一種由曲面線聚焦菲涅耳聚光器陣列及平板型導(dǎo)光板所組成的、系統(tǒng)高度小于40mm的小體積聚光系統(tǒng)方案,建立了曲面線聚焦菲涅耳透鏡的一般方程,給出導(dǎo)光板V形槽設(shè)計(jì)公式,并采用正交試驗(yàn)法和光學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)對聚光器系統(tǒng)的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),同時(shí)分析了曲面線聚焦菲涅耳的加工誤差及導(dǎo)光板安裝偏角誤差的影響。結(jié)果表明:優(yōu)化后系統(tǒng)在采光面積500mm×200mm、聚光比50倍時(shí),聚光效率可達(dá)75%,聚焦光斑均勻性優(yōu)于88%,且入射太陽光偏角在±7°內(nèi)聚光效率大于50%。通過拼接可獲得不同聚光倍數(shù)系統(tǒng),由仿真實(shí)驗(yàn)得出在160倍聚光比內(nèi),效率高于50%,均勻性優(yōu)于85%。
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本文設(shè)計(jì)了一套具有中高倍數(shù)聚光太陽能電池測試平臺(tái),通過本平臺(tái)可以測試出在中高倍點(diǎn)聚光的條件下半導(dǎo)體III-V族多結(jié)太陽能電池及硅電池的熱學(xué)及電學(xué)特性。測試結(jié)果包括聚光倍數(shù)、光斑密度、電池IV特性曲線等參數(shù)。
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