基于椭圆型Monge-Ampére方程的太阳能聚光器设计方法

摘要：

基于微分几何原理,结合折射、反射定律以及能量守恒定律,将太阳能聚光问题转换成一个带有非线性边界条件的椭圆型Monge-Ampére方程,并建立了相应的数学模型.根据该数学模型,设计了自由曲面聚光器,利用光线追迹软件对所设计的自由曲面聚光系统进行了模拟研究.结果表明:在考虑菲涅耳损失和光学材料的吸收情况下,当实际太阳光线以0.27°的发散半角入射时,1000 mm长度的自由曲面聚光器的几何聚光比达到500,聚光效率为77.5％.通过该方法设计的自由曲面具有很高的设计自由度,为设计不同程度聚光需求的太阳能聚光器提供了可能.

关键词：光学设计、聚光光伏系统、Monge-Ampére方程、非成像光学、光波导板

所属期刊栏目：37

分类号：TK519(特殊热能及其机械)

资助基金：国家自然科学基金61605016

在线出版日期：2018-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：247-255