太阳能电池聚光器的模拟优化
孟涛，张志强，芮智刚
（江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江２１２０１３）
摘要：设计了三种槽式太阳能电池聚光反射器模型：梯形、圆弧形和抛物线形，在光学软件Ｆｒｅｄ中建立模型，利用软件提供的光线
跟踪方法，针对其有，无跟踪太阳两种情况进行优化，得出了在这两种情况下，不同几何聚集比（ｃ＝１．５，２，２．５，３，３．５）时的
最佳形状参数（倾角ｐ或高底比‰），为实际生产加工过程提供了指导，最后对比了三种聚光反射结构的优缺点。
关键词：聚光反射器；模拟；优化设计；最佳形状；跟踪
中图分类号：ＴＫ５１３．１文献标志码：Ａ文章编号：ｌ００２?１６３９（２００９）０２－００２０－０３
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槽式太阳能电池聚光器（见图１）是低倍聚光装置，对于我国光伏技术不高的现状有实际意义。太阳能电池聚光装置可以提供高的光强，从而提高电池的开路电压，另一方面，廉价的聚光反射器可以代替部分昂贵的太阳能电池，从而减少了总成本‘卜２】。
图ｌ槽式太阳能电池聚光器
此种聚光反射器也可以用作平板集热器的聚光反射装置。普通的无聚集式的平板集热器很难达到比较高的温度，因而限制了其进一步的发展。为了拓宽其应用，可以在其吸收面上方加聚光反射板，增加采光面积，提高吸收面的人射太阳辐射量。
在聚光器的模拟优化方面，刘灵芝等［３】对太阳能真空管所用的聚光器进行了计算机程序设计及模拟优化；杜胜华等【４］采用自编的程序研究了太阳光不平行度对碟式太
收稿日期：２００８一１１＿０３
作者简介：盂涛（１９８６一），男，河南南阳人，硕士研究生，研究方向：太阳能热利用及相关．
２０阳能反射聚集器聚集性能的影响。
ｌ模型建立
本文设计优化的三种槽形的聚光反射器如图２所示（Ｆｒｅｄ中建立），横截面分别为梯形、圆弧形和抛物线形。模型按长度方向南北放置，并与地平面成当日正午太阳高度角的余角，使模型长度方向始终垂直于太阳光，因此可以简化为二维的横截面形状优化。本文中的所有优化都是在横截面内进行的二维优化，太阳光为横截面内的平行光源，反射板的太阳光反射率取为１，吸收面的吸收率取为ｌ。剖面图和形状参数如图３所示。
图２三种聚光反射器模型
太阳光太阳光太阳光站国
霄回
图３剖面及形状参数 万方数据