一种无跟踪聚光系统的建模方法

摘要

本发明提供一种无跟踪聚光系统的建模方法，本发明使用复合抛物面聚光器的结构参数(DM和CE)、成像菲涅尔透镜和吸收面组合而成的三维无跟踪型太阳能集光系统，比传统CPC的入射光线更多的被吸收面吸收，其聚光效率提高明显，能够更高效稳定地工作，吸收更多的太阳能；更重要的是由于接收角度扩大，所以随着季节调节的次数减少，节约了人力成本；在太阳能聚光系统光伏发电中有很大的运用。

主权项

一种无跟踪聚光系统的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设定抛物面的最大的接收角θ_max，建立标准CPC方程：右抛物线方程为：A₁x²+A₂y²+A₃xy+A₄x+A₅y+A₆＝0；左抛物线方程为：A₁x²+A₂y²‑A₃xy‑A₄x+A₅y+A₆＝0；其中，A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆为方程参数；S2：调整入射光线入射角θ_i，得到标准CPC上入射光线入射角θ₁到θ₂的曲线段；S3：为了使θ₁到θ₂的光线能进入聚光系统的吸收面上，将S2中得到的曲线段用双曲线替换，并计算出双曲线焦距2C：$2C=2a^{\prime }|2(1+\frac{1}{{\sin }^2{\theta }_c}){\mathrm{cos\theta }}_c-(1-{\mathrm{sin\theta }}_c){(1+\frac{1}{{\mathrm{sin\theta }}_c})}^2{\mathrm{tan\theta }}_2|$结合了入射角θ₂光线打在抛物线的交点以及焦距，计算双曲线的标准方程得：$\frac{x^2}{P^2}-\frac{y^2}{Q^2}=1;$其中，a'表示吸收面半径，C²＝P²+Q²；S4：将得到的双曲线构成的双曲面与抛物面结合，利用得到的双曲线与抛物线的方程，计算得出两端曲面构成的复合面的聚光比，并通过将两端结合的曲面向内平移来提高复合面的聚光比；S5：由于S4中两端结合的曲面向内平移会导致抛物面的接收角减少，通过在抛物面开口处设置菲涅尔透镜来使得抛物面的接收角恢复到S1中设定的值。