CPC学习笔记rlg.docx
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1、CPC学习笔记shogun,E-mail:charmingglass0081.1什么是CPC(Compound Parabolic Concetrator)CPC全名为复合抛物面聚光器。CPC及其多种变型广泛应用于太阳能系统中。CPC将光能量采集到焦平面,焦平面的吸收体吸收光能并转化为可储存的热能、电能等。1.2抛物线方程(Parabolic Function)如图1.1,抛物线的极坐标方程为:=2f/(1+cos (1.1)则抛物面的半口径R为:R=sin (1.2)对于一束平行光,经理想抛物面反射后总能汇集到焦点。若将光源置于焦点位置,根据光路可逆性,从抛物面出来的是比较完美的平行光。抛物
2、面的这个特性使它被广泛应用在各种照明系统中。仔细分析,我们可以发现:AC+CF=BD+DF (1.3)A、B为平行光束与平行光束垂直面m的交点。事实上,抛物线即是从平行光出发点到焦点光程相等点的轨迹的集合。后文的string method将用到这一概念。在图1.1中,假设f=8mm,=135,则Rsin=38.6mm。1.3边缘光线原理(Edge-Ray Principle) 对聚光器经常采用边缘光线法进行分析。边缘光线即是以最大入射角入射于聚光器边缘,并被反射器反射一次后出射在接收器(吸收面)边缘的光线。1.3.1聚光比(Concentration Ratio)对于一个聚光器,我们定义聚光比
3、为:CAentry/Aexit (1.4)Aentry为入射光束的截面积,Aexit 为出射光束的截面积;C越大,聚光效果越好。读者可以自行计算图1.2中聚光器的C值。(见式1.5)1.3.2接收角(Acceptance Angle)如图1.2,接收角定义为边缘光线被反射器反射一次后出射在接收器边缘时(仍在出射面内)入射光线与垂直方向的夹角max。1.3.3拉线法(String Method)分析抛物线轨迹如图1.2,将一根圆杆(rod)与水平面成max角放置于聚光器入射端。圆杆上有一个圆环,圆环上系有细线(string),细线的一端系于焦点d。将细线拉直,并保证垂直于圆杆,圆环从A走到C,细
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