菲涅尔太阳能
菲涅尔聚光镜升温范围
菲涅尔聚光镜升温范围
菲涅尔聚光镜是一种能够将太阳光线集中起来的光学装置，它可以将阳光聚焦成一束高温的光线，被广泛应用于太阳能设备、激光设备等领域。
而菲涅尔聚光镜升温范围则是指在一定的距离范围内，聚光镜可以使物体的温度升高到多少度。
通常情况下，菲涅尔聚光镜的升温范围会受到多种因素的影响，比如聚光镜的大小、距离、材质等等。
如果聚光镜的直径比较小，那么升温范围也会比较小，反之则会比较大。
此外，聚光镜的距离和材质也会影响升温范围。
通常来说，距离越远，升温范围就会越大，而使用优质的材质则可以提高聚光镜的效率和升温范围。
根据实验结果，一般情况下，使用直径为50厘米的菲涅尔聚光镜，将阳光聚焦到距离聚光镜1米处的物体上时，其升温范围可以达到300℃以上。
而如果将聚光镜的直径扩大至1米，升温范围也会相应地增大，可以达到600℃以上。
总之，菲涅尔聚光镜升温范围是一个复杂的问题，其受到多种因素的影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行选择和调整，以达到最佳的效果和升温范围。
- 1 -。
菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究
如此高的成本很难使其得到普遍推广． 因此，提高太阳能的利用效率、降低成本是 目前太阳能光伏发电的主要研究方向。其中， 降低太阳能电池发电成本的有效途径之一是用 聚光太阳能电池来减少给定功率所需的电池面 积，并用比较便宜的聚光器来部分代替昂贵的 太阳能电池【剐．在这种系统中，太阳能电池的 费用只占系统总费用的－ｄ，部分，所以可以采 用工艺先进、效率更高而价格较贵的电池来提
ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａ
ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｓｅｒｉｏｕｓ ａｎｄ
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ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｓ ｐａｉｄ ｔｏ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｉｍｐｒｏｖｅ
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高整个系统的性能。目前可用于提高太阳能利
用率的聚光器主要有反射式和折射式两类，本
作者简介ｔ姚叙红（１９８２－），女，江苏人，在读硕士研究生，研究方向为光机电集成技术。Ｅｍａｉｌ：ｈｏｎｇｙｅ０２０７２４０２＠
ｓｉｎａ．ｃｏｍ
ＩＮＦＲＡＲＥＤ（ＭＯＮＴＨＬＹ）／ＶＯＬ．３０，Ｎｏ．３，ＭＡＲ
２００９
万 方数据
式中，ｒ为光学系统的反射率（对于折射聚光 器，用透过率ｔ代替），ｋ为聚光器的光学效率 （受光面的光能与入射光能之比）．
光器引起火灾；⑥散热效果好，采用菲涅尔透镜
２００９
ＩＮＦＲＡＲＥＤ（ＭＯＮＴＨＬＹ）／ＶＯＬ．３０，Ｎｏ．３，ＭＡＲ
万 方数据
３２
红
外
２００９年３月
的聚光系统的散热器位于电池外罩的阴影里， 不会被太阳直射，便于散热．电池温度低，效率 也就高．⑦保养清扫方便，电池无需清扫，如采
菲涅尔线聚光太阳能热电综合利用系统及专用设备[实用新型专利]
![菲涅尔线聚光太阳能热电综合利用系统及专用设备[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2f1d76f7c281e53a5902ff32.png)
专利名称：菲涅尔线聚光太阳能热电综合利用系统及专用设备专利类型：实用新型专利
发明人：葛伟新,吴龙平,王琪,李东
申请号：CN201020586281.0
申请日：20101102
公开号：CN201839238U
公开日：
20110518
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种菲涅尔线聚光太阳能热电综合利用系统组件及专用设备，聚光器为线性菲涅尔平板棱镜，线性菲涅尔平板棱镜一面为平整的光面，另一面为具有菲涅尔纹路的扁平长方形板，聚光器的菲涅尔纹路使大面积光线通过聚光器会聚到小面积太阳能电池组的接收面，太阳能电池组接收面与聚光器的聚光带的形状一致；一种生产线性菲涅尔平板棱镜的设备，压花辊表面具有与线性菲涅尔平板棱镜纹路相互补的纹路。
本实用新型实现对太阳能的电热联用，降低了太阳能光伏发电系统的总成本；实现了棱镜的连续化生产，提高工作效率，降低成本。
申请人：常州丰盛光电科技股份有限公司
地址：213022 江苏省常州市新北区汉江路406号
国籍：CN
代理机构：北京市惠诚律师事务所
代理人：雷志刚
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菲涅尔式太阳能光热电站经济性分析
·353·
了成本高昂的抛物曲面镜，虽然其光学效率低于槽 式系统，但是其成本低廉，占地面积小，制造工艺简 单，运行维护成本低，这使其越来越受到关注。杜春 旭等［4］探讨了减小镜场阴影和遮挡损失的方法，得 到了东西向布置系统无阴影遮挡损失时的镜场设计 方法，文献［5］分 析 了 不 同 反 射 镜 型 式、瞄 准 位 置、 形面误差以及地理位置等对系统光学性能的影响规 律，优化了反射镜几何参数与瞄准位置，文献［6］分 析了菲涅尔式太阳能辅助燃煤发电系统 ( 耦合系 统) 在燃料减少型和功率增大型两种运行模式下的 热力性能。但目前由于其技术发展不成熟，工作效 率偏低，发展历史较短，装机容量占比小，目前处于 示范工程研究阶段，而且公开发表的投资成本数据 较少，对菲涅尔式光热发电的经济性研究不足，国内 研究机构尚没有针对菲涅尔式太阳能热发电站的成 本电价分析实例。2012 年 10 月，华能集团依托华 能海南南山电厂建成了我国首个菲涅尔式太阳能光 热混合发电项目，并成功投入运行，成为我国首个实 现发电上网蒸汽 温 度 超 过 400℃ 的 太 阳 能 光 热 电 站［7］。
LIU Ming － yi，QI Hai － qing，ZHENG Jian － tao，XU Hai － wei，CAO Chuan － zhao，XU Yue，XU Shi － sen ( Huaneng Clean Energy Research Institute，Beijing 102209，China)
第 34 卷，总第 198 期 2016 年 7 月，第 4 期
菲涅尔式太阳能热发电
菲涅尔式太阳能热发电菲涅尔式太阳能热发电是一种利用太阳能来产生热能，并将其转化为电能的技术。
它基于菲涅尔透镜的原理，通过集光器将太阳光线集中在一个小区域上，使该区域温度升高并产生高温热能。
然后，这种热能可以用来产生蒸汽，驱动发电机发电。
菲涅尔透镜是一种特殊的透镜，其形状由一系列圆弧组成。
这种设计使得透镜能够将太阳光线聚焦在一个小区域上，从而增加了光线的强度和能量密度。
通过调整透镜的曲率和角度，可以达到最佳的聚光效果。
在菲涅尔式太阳能热发电系统中，太阳能光线首先通过镜面反射，然后通过透镜聚焦在集光器上。
集光器通常由大量透明的玻璃或塑料组成，用于将光线集中在一个小区域上。
当光线通过集光器时，它们会被聚焦在一个小区域上，使该区域的温度升高。
在集光器下方放置一个吸热体，吸热体可以是液体或固体。
当太阳光线聚焦在吸热体上时，吸热体的温度会急剧升高。
然后，这种高温热能可以用来产生蒸汽，驱动发电机发电。
菲涅尔式太阳能热发电具有许多优点。
首先，它是一种可再生的能源，太阳能不会枯竭。
其次，它是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等有害气体。
此外，菲涅尔式太阳能热发电系统可以根据需求进行扩展，以适应不同规模的发电需求。
然而，菲涅尔式太阳能热发电也存在一些挑战和限制。
首先，它需要大量的空间来安装集光器和吸热体。
此外，太阳能光线的不稳定性也会对发电效率产生影响。
最后，成本也是一个重要的考虑因素，菲涅尔式太阳能热发电系统的建设和维护成本较高。
尽管存在一些挑战，菲涅尔式太阳能热发电仍然被认为是一种有潜力的清洁能源技术。
随着技术的进步和成本的降低，它有望在未来得到更广泛的应用。
通过利用太阳能来产生热能和电能，菲涅尔式太阳能热发电为我们提供了一个可持续发展的能源选择。
菲涅尔透镜最高温度
菲涅尔透镜最高温度引言菲涅尔透镜是一种特殊的光学元件，常用于聚焦太阳能以产生高温。
本文将探讨菲涅尔透镜的原理、设计和使用，以及如何提高其最高温度。
菲涅尔透镜原理菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯丁·让·菲涅尔于19世纪提出的。
它由一系列环形凸透镜组成，每个凸透镜都只有一小部分曲面。
这种设计使得菲涅尔透镜具有与传统透镜相比更大的有效面积。
当太阳光通过菲涅尔透镜时，它会被聚焦在一个点上，从而产生高温。
这是因为凸面将光线汇聚到一个小区域内，使能量密度增加。
利用这个原理，可以将太阳能转化为热能，并应用于多种领域，如太阳能发电、太阳能热水器等。
菲涅尔透镜设计要实现较高的最高温度，需要考虑以下几个关键因素：1. 材料选择菲涅尔透镜通常由透明的材料制成，如玻璃或塑料。
为了提高最高温度，可以选择具有较高抗热性的特殊材料，如石英玻璃或高温塑料。
2. 凸透镜形状凸透镜的形状对最终聚焦效果有很大影响。
通常情况下，透镜的曲率半径越小，聚焦效果越好。
因此，在设计中可以尝试使用更陡峭的曲面来提高聚焦效果。
3. 透镜尺寸菲涅尔透镜的直径和厚度也会影响最高温度。
较大直径的透镜可以接收更多太阳光，并将其聚焦在一个小区域内。
而较厚的透镜可以更好地吸收和保持热量。
提高菲涅尔透镜最高温度的方法除了上述设计考虑因素外，还有几种方法可以进一步提高菲涅尔透镜的最高温度：1. 表面处理通过在菲涅尔透镜表面施加特殊涂层，可以增加光的吸收率和热导率，从而提高最高温度。
例如，使用具有较高吸收率的黑色涂层可以增加光能的转化效率。
2. 配合其他设备将菲涅尔透镜与其他设备结合使用，如对流散热系统或热能储存装置，可以进一步提高最高温度。
这些设备可以帮助透镜更好地吸收和利用热能。
3. 调整聚焦距离通过调整菲涅尔透镜与聚焦点之间的距离，可以改变聚焦效果。
通过找到最佳聚焦距离，可以使透镜在不同条件下实现最高温度。
应用领域菲涅尔透镜的高温特性使其在许多领域得到应用：1. 太阳能发电将菲涅尔透镜用于太阳能发电系统中，可以将太阳光聚焦在光伏电池上，从而提高发电效率。
菲涅尔式太阳能集热系统性能研究
南山电厂太阳能热发电系统为我国首个菲涅尔 式直接蒸汽太阳能混合发电系统，现已成功投入运 行。实际运行试验表明，在直接辐射强度为
６６０
Ｗ／ｍ２时，该机组热功率达到了１．６ ＭＷ，预计
ｔ，
年发电量可达到１００万ｋＷ・ｈ，年节省标煤４５０ 减排ＣＯ。总量达９００
ｔ。
［参
考
文
献］
［１］郑建涛，裴杰．我国聚光型太阳能热发电技术发展现状 ＥＪ］．热力发电，２０１１，４０（２）：８－９，２８．
ｔｈｅｒｍａｌ
ｐｏｗｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｓ １．５
ＭＷ，ｗｈｉｃｈ
ｃａｎ
ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄ ｓｔｅａｍ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ３．５
ＭＰａ ａｎｄ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ４００℃．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｔ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ １．０×１０６ ａｎｄ ａｂｏｕｔ ４５０
ｄｉｒｅｃｔ
ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｓｔｅｍ
３
结
论
光热转化效率主要取决于系统的光吸收率和热 损。由于采用了高吸收涂层，集热管的吸收率都超 过了９０％。集热器的热损包括对流换热和热辐射 ２部分。由于蒸发段集热器为密闭腔体，对流换热 属于自然对流换热，表面传热系数和表面积均为常 量，可通过试验进行测定，因此对流换热损失与集热 管和腔内空气的温差成正比。热辐射损失与壁温的 ４次方成正比，而管壁发射率和集热管表面积不变， 所以热辐射损失只与壁温相关。由于系统运行时， 在一定太阳辐照强度范围内通过控制工质流量可维 持其压力不变，所以蒸发段集热管壁温接近饱和温 度基本保持恒定，因而系统热损失变化很小。当太 阳辐射强度下降时，蒸发流量下降，热损失在集热场 入射光总功率中所占比重增加。 集热器的热损为：
菲涅尔式光热发电
菲涅尔式光热发电菲涅尔式光热发电是一种利用太阳能将光能转化为热能，并进一步转化为电能的技术。
它利用了菲涅尔透镜的特殊设计和光学原理，将太阳光聚焦到一个集热器上，使其温度升高并产生蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮机发电。
这种发电方式具有高效、环保和可再生的特点，正逐渐成为新能源领域的热门技术。
菲涅尔透镜是菲涅尔式光热发电系统的核心组件之一。
它的设计灵感来自于法国物理学家奥古斯丁·菲涅尔，他研究了光的折射和反射规律，并提出了一种特殊的透镜形状，即菲涅尔透镜。
与传统的透镜相比，菲涅尔透镜的表面是由一系列圆环状或扇形的凸面组成，使得光线可以被集中和聚焦。
这种设计使得菲涅尔透镜具有更高的光聚焦效率，能够将更多的太阳光能量聚集到集热器上。
菲涅尔式光热发电系统通常由多个菲涅尔透镜和一个集热器组成。
透镜将太阳光线聚焦到集热器上，集热器中的工作介质（例如水或油）受热后产生高温蒸汽，然后通过管道输送到涡轮机上。
涡轮机被蒸汽推动转动，从而带动发电机产生电能。
这种方式既利用了太阳能的热能，又利用了机械能转化为电能的原理，实现了光能到电能的转换。
菲涅尔式光热发电具有多个优点。
首先，它是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等温室气体和污染物。
其次，它具有高效率，可以充分利用太阳能，并将其转化为电能。
再次，菲涅尔式光热发电系统可靠性高，寿命长，维护成本低。
此外，它还具有灵活性，可以适应不同地理环境和能源需求。
菲涅尔式光热发电技术目前已经在全球范围内得到了广泛应用。
在一些阳光充足的地区，如美国、澳大利亚和中国的西北地区，菲涅尔式光热发电已经成为重要的可再生能源发电方式。
同时，一些发展中国家也开始关注和采用这种技术，以减少对传统能源的依赖，改善能源结构，促进可持续发展。
菲涅尔式光热发电技术的发展还面临一些挑战和问题。
首先，菲涅尔透镜的制造成本较高，需要使用精密的加工设备和材料。
其次，系统的设计和建设需要考虑到光照条件、地形地貌等因素，以确保系统的稳定性和发电效率。
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简介
近年来，随着石油煤炭资源的日渐枯竭，造成严重的坏境污染，可再生能源的开发和利用迫在眉睫。
太阳能作为一种清洁的可再生能源，对它的开发利用具有很大的研究前景。
太阳能作为一种能源利用已经有3000多年的历史，而将它作为一种动力能源只有三百多年的历史，20世纪70年代太阳能的利用取得了突飞猛进的发展。
现在比较普及的平板式太阳能集热装置已经得到推广，但是平板式集热器的表面即是太阳辐射吸收面。
造成了集热温度在100℃左右。
平板式集热器能够利用太阳中的直射和散射辐射，不需要跟踪系统，安装后能够稳定工作，这是其得到普及的重要原因。
为了进一步提高太阳能的利用率，聚光集热器应运而生。
聚光器通过其光学特性提高了光线中的能量密度,从而提高太阳能的综合利用效率。
聚光集热器种类很多，但是按照其原理可以概括分为三部分：聚光器，吸收器，跟踪系统。
聚光器就是将照射在其表面上的光线通过光学特性聚集在面积较小的区域内。
不同的聚光器根据其聚光原理的不同，可以分为反射式，折射式，透射式三种。
现在应用最多的是反射式聚光器，根据光线反射原理制成的聚光器包括：圆锥发射镜、多折圆锥反射镜、槽形抛物面和旋转抛物面反射镜、球面反射镜、斗式槽形平面反射镜、条形反射镜、菲涅尔透镜。
本文重点研究菲涅尔透镜聚光器的聚光特点，在此基础上研究相应的跟踪机构，优化现有的吸收器。
菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔（Augustin Fresnel)发明的，它的工作原理：透镜本身是由正常的凸透镜演变而来，假想有足够多的小的长方形无限逼近透镜的边缘面，然后去掉多余的一些材料，把图形拉直，便得到菲涅尔透镜。
菲涅尔透镜是由
图一菲涅尔透镜的演变过程
一系列阶梯同心圆构成的。
它的聚光比一般在10-50，菲涅尔透镜的制作成本低，而且材料韧性好，可以满足恶劣的天气环境要求。
跟踪器
根据聚光器的聚光原理，当光线垂直照射在其表面时，光线在接收器表面形成形状规则的聚合光斑。
当光线偏离透镜法线时，在接收器表面会形成偏移的光斑，这些偏移光斑影响太阳能的接收效率。
因此，对于聚光镜，要想提高太阳能的利用效率，必须设计好跟踪机构，使聚光器的接收面能够垂直太阳入射光线。
现有的跟踪装置按照是否存在反馈，可以分为闭环跟踪和开环跟踪。
开环跟踪的特点在于，将写好的程序存在控制机构中，根据当地地理位置以及相关的地理知识测算出太阳的运动轨迹，以此来驱动聚光器经行跟踪。
开环控制的结构比较简单，稳定性高，开发成本低。
而且不受天气的影响。
它的缺点在于，跟踪误差比较
大。
与之对应的闭环控制系统利用光电传感器对太阳光经行实时跟踪，提高了跟踪的精度。
缺点在于受天气影响较大，在光线不足的情况下可能出现误动作。
而且利用传感器增加了装置的成本，使得装置的稳定性降低。
除了上面的分类方法外，还可以按照跟踪方式经行划分，可以分为单轴跟踪，双轴跟踪和极轴跟踪。
单轴跟踪一般应用于大规模的菲涅尔阵列式发电机构，大多采用东西方向的跟踪。
双轴跟踪是利用垂直的两轴对入射太阳光线经行精确的跟踪，因为太阳东升西落的同时，还在南北回归线之间周期性转动。
双轴跟踪适合小型的菲涅尔太阳能系统，能够很好地提高太阳能的利用效率。
图二双轴太阳能跟踪器图三透射式太阳能跟踪器和集热装置
上面两张图片都是双轴太阳能跟踪器的示意图，图二是光伏电池的太阳能跟踪器，通过电机带动部件4转动，经行水平轴跟踪，部件3在滑动槽内滑动控制俯仰角的大小。
但是这样的装置需要太阳能电池板，价格昂贵，不利于推广。