线性菲涅耳聚光发电系统具有迎风面小、土地占有率高等优点,从而受到市场的青睐,但是聚光系统建造的高成本制约着其发展应用。针对上述问题,采用多个细集热管代替一个粗集热管的方式来解决,使复合抛物面聚光器(CPC)的总开口达到1118.79 mm,一次反射镜的宽度达到831.81 mm。同时本文对于该设计思路下的聚光系统进行了研究,得到CPC开口半角θ=45°较好,在工作时长6 h内,照射在一次镜场中的光线进入CPC的比率均达到75%以上,瞬时进入率也高达75%以上,实验验证在夏天晴朗天气中午系统光学效率达到61%。

槽式太阳能集热器集热管下方呈现一条中央为暗黑条纹的高亮光带，该光带是其主要光学特征。在研究集热器光带形成机理的基础上，经过理论推导得出，该高亮光带的弧长特性与抛物面聚光器的开口宽度、抛物面聚光器的焦距以及集热管的直径相关，这三个参数对光带弧长的影响各不相同。光带中央暗黑条纹的弧长也与以上三个参数相关。优化分析后认为，抛物面焦距与集热管直径的比值应远离12.5。

单根真空集热管和复合抛物面聚光器(CPC)组成的接收器(单管接收器)对线性菲涅尔式聚光系统的镜场布置有特殊要求。本文根据单管接收器的特点, 提出了利用CPC最大接受半角控制镜场高宽比实现镜场无阴影布置的方法。利用几何关系推导了镜场无阴影布置的数学表达式, 并给出了数值计算方法。通过算例, 将一次反射镜和镜场中心的距离与镜场地面覆盖率相结合对镜场布置进行了优化。研究结果表明: 对于CPC最大接受半角为45°、反射镜宽度为380 mm、而反射镜列数为21的镜场, 当系统无阴影工作时间确定为6 h时, 相邻一次反射镜间距最大为537 mm较为合理, 而此时地面覆盖率为73.28%。该方法对于单管接收器线性菲涅尔聚光镜场的布置具有普适性, 对线性菲涅尔式聚光系统的设计具有较好的指导意义。