研究目的
设计一种曲面菲涅尔透镜，应用于聚光光伏系统，在实现高聚光比的同时改善太阳能电池表面光照分布的均匀性。
研究成果
这种具有新结构的曲面菲涅尔透镜显著提高了太阳能电池上辐照度分布的均匀性，并实现了高达900倍的聚光比。该透镜具有0.80的接收角和良好的光学效率（>85%），使其成为高性能且具有成本效益的聚光光伏系统的有前景选择。
研究不足
该设计侧重于提高均匀性和聚光比，但在接收角以及因反射和沟槽边缘效应导致的光学损耗方面可能存在局限性。
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高性能曲面菲涅尔透镜设计 打造具竞争力的聚光光伏价格
DOI：10.1016/j.egypro.2018.06.004
期刊：Energy Procedia
出版年份：2018
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
本文运用边缘光线定理、斯涅尔定律和光程守恒原理，提出了一种应用于聚光光伏系统的曲面菲涅尔透镜设计方案。该新型曲面菲涅尔透镜结构能显著提升电池表面的光照均匀性，同时实现高达900倍的聚光比。通过创新设计理念可获得良好的均匀光照分布——其核心在于确保透镜每个沟槽均实现均匀布光，从而使整个透镜在接收器上形成均匀的光束分布。透镜结构由两部分构成：作为球面一部分的入射面（上表面），以及包含所有沟槽的出射面（下表面）。采用Matlab程序独立设计透镜的入射面与出射面，再通过LighttoolsTM软件对新型透镜结构进行优化，并采用380-1600nm宽光谱光源进行聚光光伏系统效率模拟。结果表明该透镜具有0.80的接收角及优异的光学效率（>85%）。
作者：
Thanh Tuan Pham，Ngoc Hai Vu，Seoyong Shin
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