极轴式定焦点菲涅尔聚光器的聚光理论与实验研究

摘要：

由于实际太阳光具有16'的半平均视角以及存在色散作用,该文针对聚光比高、焦径比小的菲涅尔透镜,理论推导了菲涅尔透镜的理论焦距及焦斑半径.并在此基础上提出了 1种能实现定焦点聚光的太阳能聚光器,详细分析了该聚光器的定焦点聚光原理,得到理想跟踪条件下焦斑偏移的理论公式.建立实验平台,用于对全天聚光焦斑的位置偏差进行可见光拍摄,并将实验结果与理论分析进行比较.根据实验结果,全天聚光焦斑的相对位置偏差最大值为11.2％,且焦斑基本分布于以基板中心为圆心、半径60 mm的圆环区域内,即实现定焦点聚光.理论推导结果表明,全天聚光焦斑相对位置偏差最大值为7.0％,且焦斑分布情况与实验基本一致.结合全年太阳赤纬角的变化,对真太阳时为10:00～14:00的聚光焦斑位置偏差情况进行理论模型分析,结果表明该聚光器的全年聚光焦斑相对位置偏差最大值为7.2％,焦斑中心依然包含于半径为60 mm的圆形区域内,进一步验证了聚光器能实现全年定焦点聚光.

关键词：焦距、极轴式、固定焦点、菲涅尔、聚光焦斑

分类号：TK519(特殊热能及其机械)

资助基金：肇庆市科技创新指导类项目;广东省科技创新战略专项资金项目;肇庆学院校级大学生创新创业训练计划项目

在线出版日期：2023-11-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：10-13