一种太阳能聚光菲涅尔透镜及其设计方法

摘要

本发明涉及一种太阳能聚光菲涅尔透镜及其设计方法。它依据光学折射原理，通过逐点计算菲涅尔镜曲面各处的导数，再对导数积分，获得透镜曲面各处的矢高。本发明设计方法可借助现代计算机技术，简便、快捷地完成菲涅尔透镜的设计。本发明技术方案与纯粹的光学设计方法相比，具有简单易行的特点；相对目前传统的菲涅尔透镜的设计方法而言，本发明设计方法提供的透镜具有光斑直径小，能量分布均匀等优点，能有效提高太阳能聚光透镜的光能转换效率，尤其是针对大口径的菲涅尔透镜，优点及效果更为明显。

主权项

一种太阳能聚光菲涅尔透镜的设计方法，其特征在于包括如下步骤：（1）以菲涅尔镜的母线正方向为X轴，在X轴上按等间距dx分成n等分，各节点的坐标分别为x₁、x₂……x_n；（2）在处，设定母线矢高为0且母线在该处的导数为0；（3）按，估算处的矢高，再根据光学折射原理确定处的导数，按式,确定下一坐标处的矢高；重复本步骤，得到任意位置处的矢高；（4）判断是否大于等于指定深度，或判断是否大于等于指定宽度；若是，则当前环带设计完成，执行步骤（5）；反之，返回步骤（3）；（5）将下一个所对应的设定为0且将设定为0，对剩余节点的坐标x，重复步骤（3）～（4）进行下一环带的设计，依次完成全部环带的设计，得到一种太阳能聚光菲涅尔透镜。