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

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%）。