黄启禄，李鹏，廖廷俤

 

　　（日芯光伏科技有限公司，232001）

 

　　[摘要]

 

　　高倍聚光光伏发电系统的发电性能及成本与光学系统结构的选择有密切关系。目前采用的聚光光伏发电光学系统从结构上可分为折射式与反射式。折射式聚光光学系统有些缺点：如（1）聚光发电系统的结构体积随着几何聚光比的增大而增大；（2）对宽光谱（380-1800nm）的太阳光聚焦有很大的色差；（3）SOG聚焦特性随温度变化。Green Volts 曾采用离轴抛物面反射镜的聚光光伏发电系统，但是由于暴露在空气中的曲面形状的玻璃反射镜保洁困难等原因而后来又改用SOG透镜。Solfocus采用的卡塞格林玻璃反射式聚光发电光学系统是迄今为止唯一得到量产的反射式高倍聚光光伏发电光学系统。这种反射式聚光光学系统具有无色差，聚焦特性不随温度变化的独特性能。本文提出一种离轴菲涅尔反射聚光镜。基于非成像光学设计原理，论述了离轴菲涅尔反射聚光镜的设计。该离轴菲涅尔反射聚光镜产生的均匀会聚光斑位于反射镜的侧边上方距离反射镜平面一定的工作距处，接收器平面与菲涅尔反射聚光镜平面平行或垂直。因此可以将接收器阵列组件的安装位置从反射聚光镜阵列组件的正上方移至侧面，使整个聚光光伏发电装置不会因为接收器阵列组件对入射光的遮挡而影响系统的发电功率。本文还报道了基于离轴菲涅尔反射聚光镜的高倍聚光光伏发电组件的初步实验研究。

 

　　关键词：光学系统设计，非成像光学系统设计，菲涅尔反射聚光镜，高倍聚光光伏发电组件。