1. 研究目的与意义（文献综述）
设计的目的是： 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。传统化石能源濒临枯竭，且由于长期使用对生态环境造成了严重破坏，对人类的生存、发展构成威胁，新能源和可再生能源的探索、开发引起人类社会的广泛关注。太阳能是一种环境友好型的可再生能源，由于其储量无限、分布广泛，可以为人类长久使用，必将成为未来能源结构中重要组成部分。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。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，成为太阳能聚光器的首选，目前已广泛应用于太阳能聚光领域，如太阳能发电，太阳能制氢，太阳能照明，太阳能泵浦激光器，光生物作用和光化学作用，金属材料表面修复等。
为满足人类社会可持续发展以及人类对能源日益增长的需要,防止和石油天然气等传统化石能源对自然和人居环境造成的严重污染和生态破坏,必须走可持续发展的能源道路,即是利用好可再生能源。我国由于地缘辽阔,可再生能源分布广泛,资源丰富,因而只要做到因地制宜、就地就近地开发可再生能源,将是调整能源结构、保护环境、增强能源安全、实现可持续发展的战略选择。
太阳能利用是可以将太阳能转化为其它形式的能源,它具有广阔的应用前景。其主要利用方式分为光热利用、光化学利用、光生物利用以及太阳能发电。太阳能发电一般是通过两种途径实现:一是利用光生伏打效应将太阳能直接转化为电能的光-电转换。其基本装置是太阳能电池,其中有平板光电池发电、高效的聚焦发电以及薄膜电池。二是利用太阳辐射所产生的热能发电的光-热-电转换。一般是利用太阳集热器将所吸收的热能驱动工质的蒸汽运动,然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。
2. 研究的基本内容与方案
设计的任务是：了解非成像光学理论与太阳能聚集原理，学习菲涅尔聚光透镜光学原理和结构设计，掌握光学模拟与仿真tracepro的特点与使用方法，并且建立玻璃硅胶菲涅尔聚光透镜仿真模型，研究不同入射角对光线聚光效率和光强分布影响。
设计需要重点解决的问题是：1、菲涅尔透镜类型选择与相关设计一般方法:菲涅尔透镜是在平凸透镜（或非球面透镜）基础之上演变而来，其实质上就是将原透镜中对透镜曲率变化无影响的部分挖除，只保留那些能够起有效折射作用的部分，菲涅尔透镜采用同心圆环结构，每个环带保留原来透镜的曲率特性，聚焦性能不变。在设计时，可以将菲涅尔透镜的每个环看成一个小棱镜，光线入射到透镜表面，经各个环带折射之后在焦点位置会聚，各环带的倾角决定了其聚焦位置，可根据几何光学知识进行设计。本文以入射至环带边缘位置的光线为基准进行设计。其几何原理图如图1所示，其透镜倾角的隐士方程如图2所示。
3. 研究计划与安排
第1周：搜索查阅相关文献。
第2周：对查阅的文献及资料进行学习，理解其原理。
第3周：确定设计思路，明确设计方法。
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 fo spie, 2005, 5962(1):10-19
[3]. ralf leutz, akio suzuki, atsushiakisawa, takao kashiwagi. design of a nonimaging fresnel lens for solarconcentrators[j]. solar energy, 1999, 65(6): 379-387.
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
