基于蒙特卡罗法的太阳能聚光接收器布局及形状优化设计

【摘要】：太阳能聚光系统接收面能流密度的均匀性对系统的性能及转换效率有着重要影响。为了提高聚光系统接收面上能流密度分布的均匀性,提出了一种对聚光系统接收器的布局及几何形状进行设计和优化的方法。该方法通过蒙特卡罗光线追迹法确定聚光系统接收面上的辐射能流分布,同时考虑了太阳形状。建立了以接收面口径大小为约束,以接收面辐射能流密度分布均匀度最高为目标的优化模型,并利用Kiefer-Wolfowitz随机逼近算法进行求解,从而实现了系统的优化。对二维抛物柱面聚光系统实例进行设计优化,在接收面上获得了光强的最佳均匀分布,同时能保持78.25%的高能量接收率,证明了该方法的有效性。该优化方法相比传统的试凑法计算效率高,并且得到的设计结果更接近最优解。 【作者单位】： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;
【关键词】： 光学器件 太阳能 几何布局优化 Kiefer-Wolfowitz算法 蒙特卡罗法 辐射能流密度 均匀性
【基金】：国家863计划(2007AA12Z113)资助课题
【分类号】：O439
【正文快照】： 1引言太阳能聚光系统可以将大面积太阳光的能量集中到很小的面积上,得到高的聚光比,从而提高接收器的能量利用率。太阳能接收器是整个聚光系统的核心部件,其性能由光电/热电转换效率决定,所以从如何提高转换效率的角度对聚光系统进行布局优化是聚光系统的关键技术。实验结果

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

抛物碟式太阳能聚光器的聚光特性分析与设计    王云峰;季杰;何伟;陈海飞;

光学积分器对太阳模拟器辐照均匀性的影响    高越;张国玉;郑茹;高迪;苏拾;

菲涅耳聚光系统下砷化镓电池输出特性研究    王文博;李明;季旭;魏生贤;王六玲;杨玉文;范介清;龙星;

非共轴椭球面聚光阵列式高焦比太阳模拟器    任兰旭;魏秀东;牛文达;王鹤;许文斌;肖君;卢振武;

掩星状态下的太阳形状及强度的理论及数值分析    孔令琴;于飞;赵跃进;董立泉;李冰;靳小利;

一种高效低成本与建筑一体化的光伏发电系统    钟承尧;李宁;

基于平板型导光板的太阳能聚光系统    郝雯雯;余桂英;胡兴;

太阳能热发电系统的研究开发现状    刘静静;杨帆;金以明;

CdCl_2/ZnCl_2退火对Cd_(1-x)Zn_xTe多晶薄膜性质的影响    金硕;王文武;武莉莉;曾广根;李卫;张静全;黎兵;冯良桓;

高效激光无线能量传输及转换实验    何滔;杨苏辉;张海洋;赵长明;徐鹏;郝嘉胤;王华昕;

棱台型二次镜非旋转轴对称性对光线全内反射的影响研究    高俊;袁爱谊;郝国强;李红波;

槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列    徐永锋;李明;王六玲;何建华;张兴华;王云峰;项明;

利用光学积分器提高太阳模拟器辐照均匀性的分析    安桂芳;张国玉;苏拾;贺晓雷;吕文华;

全球效率最高的GaAs太阳能电池在美问世    张忠模;

复眼透镜提高液晶投影照明系统的能量利用率    周平,陆巍,林宇翔,郑臻荣,李海峰,顾培夫

旋转抛物面聚光器焦面能流分布的有限元分析    刘颖;戴景民;郎治国;辛春锁;

线性菲涅耳聚光系统无遮挡镜场布置的光学几何方法    杜春旭;王普;马重芳;吴玉庭;

太阳辐射监测仪观测角度变化的修正    张佳琦;齐瑾;方伟;邱红;陆景彬;

太阳模拟器的光谱设计实验研究    陈文志;蒋绿林;姜黎;王宏;周其;

KFTA太阳模拟器辐照均匀性仿真    向艳红;张容;黄本诚;

复眼透镜在激光二极管阵列光束整形中的应用    贾文武;汪岳峰;黄峰;殷智勇;赵诚;

太阳能高倍聚光能量传输利用理论及试验研究    韩延民

共轴光学系统计算机辅助光轴一致性装调研究    段学霆

月亮模拟器光学系统设计与辐照度均匀性分析    徐亮

蒙特卡罗法模拟电子表面弹性碰撞    朱建国;

蒙特卡罗法研究太赫兹脉冲在生物介质中的传播    柴爱华;曹志彤;陈宏平;

量子点:太阳能效率强心剂    

太阳能激光器    赵继彦,李盛宇

太阳能泵浦液体激光器的研究    史永基;汪国驹;

空间激光功率传输系统    Benjaming M.Elson;

太阳能热利用与热力学定律    李申生

蒙特卡罗方法对各向异性介质辐射特性的模拟    余其铮，潘迎春，张东辉，季建刚，谈和平

波片延迟误差校正的理论与技术    张剑;李国华;

复合型二元光学器件补偿色散和相位畸变研究    王方;朱启华;王逍;刘兰琴;徐冰;邓武;唐晓东;

掺镧钨酸铅闪烁晶体的不均匀性及其抗辐照性能    袁晖;雷宁;廖晶莹;殷之文;

光纤太阳能传输及高光通量汇聚——在太阳能激光器方面的应用    梁大巍;刘芳;

级联Y分支光波导的优化设计    吴艳艳;李锡华;江晓清;周强;王明华;

影响磁控溅射均匀性的因素    王军生;童洪辉;赵嘉学;韩大凯;戴彬;

飞秒激光加工光学器件研究进展    孙小燕;胡友旺;段吉安;

基于手性耦合的光学器件    李宏明;李俊庆;金磊;李淳飞;

光学元件小尺度振幅调制点的描述方法    张春玲;景峰;杨小丽;胡东霞;彭志涛;刘红婕;

红外多光谱测量仪杂散辐射分析    龚加明;杜胜华;夏新林;

太阳能—阶跃型光导采光的光路分析    李宝骏;梁军保;姜兴有;周萌;李伟;

影响Nd:YVO_4晶体均匀性的主要因素研究    尹利君;钟志勇;

李政道：暗物质和暗能量的挑战    记者　朱广菁

为高温超导应用护航    本报记者　贾婧

两种有趣的热量银行    之然

世界最小纳米激光器在美问世    冯卫东

智用爆炸造“金刚”    王江

太阳能时代离我们还有多远    理易

新型高效微型光谐振器研发成功    记者 杜华斌

美解密植物光合作用中的量子纠缠    刘霞

Ni-AlN太阳能选择性吸收涂层中频磁控溅射技术研究    周家斌

新型纳米光纤的研究    李莉月

改善常压空气等离子体均匀性和稳定性的研究    张禹涛

布雷顿循环和布朗马达的优化性能研究    张悦

衍射光学元件的高效计算与设计方法    邬融

远程量子通信的理论研究    韩超

“神光”装置大尺寸衍射光学元件设计及其应用研究    张巍

X射线光束线仪器与条形射频源离子束刻蚀设备研制若干问题研究    董晓浩

离子交换光波导及光功分器仿真研究    袁菁

束匀滑衍射光学器件的设计方法和制作工艺    刘强

锥形光纤中光波导理论研究    孙爱娟

蒙特卡罗方法在电磁场分析中的应用研究    武卫革

大功率辐照加速器X射线转换靶研究    钱文枢

蒙特卡罗法在三维电磁场数值计算中的应用    蒋巧玲

紧凑型多灯多棒激光聚光腔的研究    裴娜

液晶背光组中导光板与增亮膜的理论分析与数值模拟    李妍

飞秒脉冲激光沉积大面积类金刚石薄膜均匀性研究    张广智

无序激光器中光扩散的模拟    李明

等离子体辅助沉积大口径减反射膜    贾克辉

三种光学器件中原子的自发发射和受激发射性质的研究    周鲁