点聚焦透射式菲涅尔聚光器的光热性能

作者：吴佳睿; 唐志伟^*; 周燕昭; 王昊

来源：化工进展, 2020, S1: 55-63.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0100

• 太阳能
• 菲涅尔聚光器
• 光学性能
• 光学效率
• 热力学
• 模型

针对非均匀辐射造成的热均匀性不高的问题,本文基于Tracepro光学软件,采用Monte Carlo光线追迹法,设计点聚焦透射式菲涅尔聚光器,并建立聚光性能模型,研究F数、相对位置和跟踪误差3种不同设计参数对光学性能的影响规律。通过仿真模拟得到:①F数、跟踪误差对光学效率和几何聚光比影响较大,对热均匀性影响较小;②光斑能量均匀度随相对位置呈V形规律变化,聚光器在焦距位置并不一定是最好的,适当缩小间距不仅可以提高热均匀性还可以节省空间和造价;③本文设计的点聚焦透射式菲涅尔集热器光学效率82.69%,光斑能量均匀度22.06%,几何聚光比226,平均热流密度64924W/m2,聚光性能和热均匀性综合性能良好,在聚光光伏和光热利用领域有一定的适用性和应用前景。

• 单位
  北京工业大学