聚光菲涅尔透镜的光学优化开题报告

全文总字数：3634字

1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义：能源对人类发展至关重要，是当今国际社会政治、经济、军事和外交领域的重要课题。而且能源问题，目前更是我国经济发展的一个重要问题。由于长期使用传统的化石能源，不仅造成了能源的紧缺枯竭，还对生态环境造成了严重的破坏，对人民的生存发展造成了威胁，所以探索和开发新能源和可再生能源是当今人类社会的重中之重。太阳能是环境友好型的可再生能源，其储量无限，清洁无污染，分布广泛，我国三分之二以上的地区都拥有着非常丰富的太阳能资源，从理论上分析， 辐射到我国的太阳能资源相当于 1.7 万亿吨煤炭的发电量， 利用潜力非常大。然而，由于其能量密度密度低，直接利用效率很低，因此，开发高效的太阳能聚光技术成为必要。

光伏发电是太阳能直接利用的一种主要形式，菲涅耳透镜是聚光光伏系统的核心组件之一。菲涅尔透镜能够有效提高入射太阳光能量密度，并且具有体积小、质量轻、量化生产低成本的独特优势。尽管菲涅尔透镜作为太阳能聚光器具有众多优势，但由于其聚光分布不均，入射太阳光经聚光之后在电池表面形成局部热点等问题，会降低电池转换效率，还会损坏电池，影响电池使用寿命，影响限制了聚光光伏太阳能发电的发展，因此研究菲涅尔透镜的光学优化对于研究利用新能源，对人类的发展有着重大意义。

国内外的研究现状分析

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的基本内容：通过光学仿真技术，重点解决的玻璃硅胶菲涅耳聚光透镜设计问题，包括

1. 聚光过程存在反射以及色散导致的能量损失

2.光斑弥散和光斑处能量分布不均匀性仿真

3. 研究计划与安排

1~2周 论文资料的收集、方案准备；

2~4周 撰写资料消化笔记并确定论文工作方案；

4~14周 编写及调试程序，建立玻璃硅胶菲涅尔透镜模型，对本次设计内容进行模拟仿真，不断完善；

4. 参考文献（12篇以上）

1. 杨金焕, 于化丛等.《太阳能光伏发电应用技术》. 北京：电子工业出版，2009.

2. jose l. alvarez. optics design key points for high-gain photovoltaic solar energy concentrators [j]. proceedings of spie, 2005, 5962(1): 10-19

3. ralf leutz, akio suzuki, atsushi akisawa, takao kashiwagi. design of a nonimagingfresnel lens for solar concentrators[j]. solar energy, 1999, 65(6): 379-387.

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