圆形吸收体贝壳形复合抛物聚光器模型构建及其性能

为解决沿东西方向放置的标准复合抛物聚光器（Standard-Compound Parabolic Concentrator,S-CPC）在有效工作时长内南边面形利用率低、遮挡光线、不能有效聚光的问题,该研究基于非成像光学边缘光线原理,构建了圆形吸收体贝壳形复合抛物聚光器（Shell Shaped -Compound Parabolic Concentrator,SS-CPC）的面形结构数学模型,采用可视化激光试验装置对SS-CPC模型聚光过程进行了验证。分析了旋转角对SS-CPC光学性能的影响,研究发现,旋转角β越大,SS-CPC的光学效率越低,但光口宽度、能流分布的均匀度越大。与相同接收半角的S-CPC对比试验结果表明：β值为0°、7°、34°、44°的SS-CPC平均光学效率为0.639 8、0.635 2、0.620 1、0.609 3,均高于S-CPC,且在工作时长、能流分布及均匀性方面,SS-CPC都优于S-CPC。SS-CPC有效消除了S-CPC聚光器南边面形拦截光线导致不能聚光的现象,提高了太阳辐射能的利用率。