CPC空隙设计及光能损失-IngentaConnect.PDFVIP

第 25 卷 第 1 期 农 业 工 程 学 报 Vol.25 No.1 308 2009 年 1 月 Transactions of the CSAE Jan. 2009 CPC 空隙设计及光能损失 ※ 吴茂刚，唐润生 ，程艳斌，王志刚 （教育部可再生能源先进材料与制备重点实验室，云南师范大学太阳能研究所，昆明 650092） 摘 要：复合抛物面聚光器（Compound Parabolic Concentrator，CPC ）因结构简单不需要跟踪等优点在太阳能集热器和 光伏发电系统中已获得广泛的应用，理想 CPC 的反射面与吸收体连在一起，而实际应用中因种种原因必须在两者之间留 有空隙。该文对三种常见的 CPC 空隙带来的光学损失进行了理论分析。对比分析结果表明：对于平面吸收体 CPC，空 隙设计的优选方案是剪去靠近吸热体的反射面；对于圆形吸收体 CPC，最优选的空隙设计方案是对理想 CPC 所对应的 受光体的形状进行修正，其次是剪去与圆管相连的反射面。 关键词：空隙设计，空隙的光学损失，复合抛物聚光器 中图分类号：TK511 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2009)-1-0308-05 吴茂刚，唐润生，程艳斌，等. CPC 空隙设计及光能损失[J]. 农业工程学报，2009，25(1)：308－312. Wu Maogang, Tang Runsheng, Cheng Yanbin, et al. Gap design and optical losses of compound parabolic concentrators[J]. Transactions of the CSAE, 2009,25(1)：308－312.(in Chinese with English abstract) 采用光线跟踪分析计算程序[10] ，但方法复杂，所得结果 0 引 言 只能代表某一特定时刻的光学损失，无任何代表性和通 复合抛物聚光器是一种根据边缘光学原理设计的非 用性，且无法得出光学损失与设计参数的数学关系。 成像低聚光比聚光器，可将接收角范围内的入射光线全 Winston 、Rabl 等人对具有理想镜面反射面的 CPC 的光学 部聚焦到吸收体上。与高聚光比跟踪集热器相比，它具 性能和空隙设计进行了大量的研究，但没有对各种设计 有接收角大、结构简单、不需要机械跟踪装置（每年只 方案所引起的光学损失进行比较[2] ，Eames 、Norton 和 需随季节调整倾角几次，其聚光比一般在 10 以下，当聚 Suresh 等人利用对流和热辐射的方法对 CPC 内温度分布 光比在 3 以下时可以固定安装，不作调整就可有效工作） 和热损做了一定的研究[11-13] ，但是都没有对空隙损失进 等优点[1] 。