平板吸收体非对称复合抛物聚光器结构及特性研究

章波; 陈飞; 段鹏飞; 杨春曦; 别玉

doi:doi:10.3788/AOS201737.1208002

光学学报, 2017, 37 (12): 1208002, 网络出版: 2018-09-06

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Research on Structure and Characteristics of Asymmetrical Compound Parabolic Concentrator with Plane Absorber

章波 ^1,2陈飞 ^1,2,*段鹏飞 ^1,2杨春曦 ²别玉 ^1,2

作者单位

¹ 昆明理工大学太阳能工程研究所, 云南昆明 650500

² 昆明理工大学化学工程学院, 云南昆明 650500

图 & 表

图 1. 平板吸收体CPC结构图

Fig. 1. Structure of CPC with plane-absorber

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图 2. PACPC结构图

Fig. 2. Structure of PACPC

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图 3. 截短PACPC结构图

Fig. 3. Structure of the truncation PACPC

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图 4. 散辐射分段结构图

Fig. 4. Segmented structure of scattered radiation

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图 5. 直辐射分段结构图

Fig. 5. Segmented structure of direct radiation

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图 6. PACPC对南面光线的会聚。(a)光线入射角为70°;(b)光线入射角为56.4978°;(c)光线入射角为35°

Fig. 6. Concentrating rays from south of PACPC. (a) Incident angle of light is 70°; (b) incident angle of light is 56.4978°; (c) incident angle of light is 35°

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图 7. PACPC对北面光线的会聚。(a)光线入射角为1°;(b)光线入射角为-6.5339°;(c)光线入射角为-30°

Fig. 7. Concentrating rays from north of PACPC. (a) Incident angle of light is 1°; (b) incident angle of light is -6.5339°; (c) incident angle of light is -30°

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图 8. 不同反射率的PACPC的光学效率

Fig. 8. Optical efficiency of PACPC with different reflectivities

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图 9. 吸收体表面归一化能流密度分布图

Fig. 9. Normalized energy flow density distribution on absorber surface

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图 10. 直辐射能的采集

Fig. 10. Collection of direct radiation energy

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图 11. 散辐射能的采集

Fig. 11. Collection of scattered radiation energy

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图 12. 两种聚光系统采光量

Fig. 12. Lighting quantity of two condensing systems

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图 13. 系统采光量提高比

Fig. 13. Improvement ratio of lighting quantity of the system

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表 1PACPC参数

Table1. Parameters of PACPC

Number	Item	Symbol	Value
1	Absorptivity	α_abs	1
2	Reflectivity of PACPC	ρ_CPC	1
3	Acceptance half-angle of south	θ_a1	56.4978°
4	Acceptance half-angle of north	θ_a2	6.5339°

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表 2PACPC系统几何参数

Table2. Geometrical parameters of PACPC system

Number	Item	Symbol	Value /mm
1	Width of plane absorber	W	156
2	Aperture of PACPC	M	249.3836
3	Height of plane absorber	H	113.5496
4	Length of plane absorber	L	1560

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章波, 陈飞, 段鹏飞, 杨春曦, 别玉. 平板吸收体非对称复合抛物聚光器结构及特性研究[J]. 光学学报, 2017, 37(12): 1208002. Bo Zhang, Fei Chen, Pengfei Duan, Chunxi Yang, Yu Bie. Research on Structure and Characteristics of Asymmetrical Compound Parabolic Concentrator with Plane Absorber[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(12): 1208002.

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图 1. 平板吸收体CPC结构图

Fig. 1. Structure of CPC with plane-absorber

图 2. PACPC结构图

Fig. 2. Structure of PACPC

图 3. 截短PACPC结构图

Fig. 3. Structure of the truncation PACPC

图 4. 散辐射分段结构图

Fig. 4. Segmented structure of scattered radiation

图 5. 直辐射分段结构图

Fig. 5. Segmented structure of direct radiation

图 6. PACPC对南面光线的会聚。(a)光线入射角为70°;(b)光线入射角为56.4978°;(c)光线入射角为35°

Fig. 6. Concentrating rays from south of PACPC. (a) Incident angle of light is 70°; (b) incident angle of light is 56.4978°; (c) incident angle of light is 35°

图 7. PACPC对北面光线的会聚。(a)光线入射角为1°;(b)光线入射角为-6.5339°;(c)光线入射角为-30°

Fig. 7. Concentrating rays from north of PACPC. (a) Incident angle of light is 1°; (b) incident angle of light is -6.5339°; (c) incident angle of light is -30°

图 8. 不同反射率的PACPC的光学效率

Fig. 8. Optical efficiency of PACPC with different reflectivities

图 9. 吸收体表面归一化能流密度分布图

Fig. 9. Normalized energy flow density distribution on absorber surface

图 10. 直辐射能的采集

Fig. 10. Collection of direct radiation energy

图 11. 散辐射能的采集

Fig. 11. Collection of scattered radiation energy

图 12. 两种聚光系统采光量

Fig. 12. Lighting quantity of two condensing systems

图 13. 系统采光量提高比

Fig. 13. Improvement ratio of lighting quantity of the system

表 1PACPC参数

Table1. Parameters of PACPC

表 2PACPC系统几何参数

Table2. Geometrical parameters of PACPC system

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图 1. 平板吸收体CPC结构图

Fig. 1. Structure of CPC with plane-absorber

图 2. PACPC结构图

Fig. 2. Structure of PACPC

图 3. 截短PACPC结构图

Fig. 3. Structure of the truncation PACPC

图 4. 散辐射分段结构图

Fig. 4. Segmented structure of scattered radiation

图 5. 直辐射分段结构图

Fig. 5. Segmented structure of direct radiation

图 6. PACPC对南面光线的会聚。(a)光线入射角为70°;(b)光线入射角为56.4978°;(c)光线入射角为35°

Fig. 6. Concentrating rays from south of PACPC. (a) Incident angle of light is 70°; (b) incident angle of light is 56.4978°; (c) incident angle of light is 35°

图 7. PACPC对北面光线的会聚。(a)光线入射角为1°;(b)光线入射角为-6.5339°;(c)光线入射角为-30°

Fig. 7. Concentrating rays from north of PACPC. (a) Incident angle of light is 1°; (b) incident angle of light is -6.5339°; (c) incident angle of light is -30°

图 8. 不同反射率的PACPC的光学效率

Fig. 8. Optical efficiency of PACPC with different reflectivities

图 9. 吸收体表面归一化能流密度分布图

Fig. 9. Normalized energy flow density distribution on absorber surface

图 10. 直辐射能的采集

Fig. 10. Collection of direct radiation energy

图 11. 散辐射能的采集

Fig. 11. Collection of scattered radiation energy

图 12. 两种聚光系统采光量

Fig. 12. Lighting quantity of two condensing systems

图 13. 系统采光量提高比

Fig. 13. Improvement ratio of lighting quantity of the system

表 1PACPC参数

Table1. Parameters of PACPC

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