楔形棱镜聚光器的理论研究与仿真设计

摘要

针对传统静态楔形棱镜聚光器（S-WSPC）聚光比低和体积笨重等不足，设计了一种跟踪太阳的动态楔形棱镜聚光器（D—WSPC），通过边缘光线原理和蒙特卡罗光迹追迹方法分析了其几何聚光比和光学效率，并对优化参数（a=59-60／3=8-9，7=15）下的聚光器进行了模拟仿真。研究结果表明：新增的菲涅尔透镜（FL）减小了楔角和余弦损失，而等腰梯形结构和底面截断则大幅度减小了楔形棱镜的体积，提高了聚光器的几何聚光比；仿真结果显示光强分布均匀，容忍角宽，可应用于低倍聚光光伏（CPV）发电。