线性菲涅耳聚光系统无遮挡镜场布置的光学几何方法
菲涅尔透镜激光四象限定位系统光学设计
菲涅尔透镜激光四象限定位系统光学设计刘壮;李英博;张浩钧;胡安【摘要】The laser four-quadrant location system has the advantage of small-size and high-precision. Aiming at the disadvantages of structure-complicated, large weight and high-cost of traditional laser four quadrant location optical system, the Fresnel lens is used to take the place of the ordinary lens. Based on the principle of laser four-quadrant location optical system, effect of spot illumination distribution on ratio between four-quadrant’s deviation signal and the azimu th angle is analyzed, conclusion that only the spot whose centre illumination is lower than edge illumination could meet the ideal liner relation is obtained. The design method of ideal laser four-quadrant location optical system is given, a four-quadrant location optical system which can testify the analysis result is designed using this method. The ratio between deviation signal and azimuth angle of simulation result could approach a constant value.%激光四象限定位光学系统具有体积小、精度高的优点。
菲涅耳透镜的通光分析及设计方法探讨
文章编号:100525630(2006)0120034205菲涅耳透镜的通光分析及设计方法探讨Ξ陈 杰,李湘宁,叶宏伟(上海理工大学光电学院,上海200093) 摘要:研究了菲涅耳透镜成像质量差的原因,提出一种改进的方法,即改善轴外点的成像质量以增大菲涅耳透镜的视场。
分析了三种常用的设计菲涅耳透镜的方法,用光学设计软件Zem ax 模拟设计结果,对三种设计方法进行比较。
得出结论:像面为曲面时可校正场曲;基面和底面为曲面的菲涅耳透镜与平面型菲涅尔透镜相比彗差较小。
关键词:菲涅耳透镜;像差;设计;曲面中图分类号:O 43 文献标识码:AAna lyo is of Fresnel len s tran s m issiv ity and research of designCH EN J ie ,L I X iang 2n ing ,Y E H ong 2w ei(Co llege of Op tics and E lectronics ,U niversity of Shanghai fo r Science and T echno logy ,Shanghai 200093,Ch ina ) Abstract :T he flaw of F resnel len s w as analyzed ,and a m ethod w as b rough t up to b roaden the angle of F resnel len s and to i m p rove i m aging quality .T h ree m ethods of F resnel len s design w ere listed ,and there typ e of len s w ere si m u lated ,and the resu lts of si m u lati on s w ere com pared ,and the conclu si on is :cu rve detecto r can ligh ten field cu rvatu re .T he i m aging quality of cu rve F resnel len s is better than p lane one ,becau se com a aberrati on w as co rrected .Key words :F resnel len s ;aberrati on ;design ;cu rve1 引 言当前广泛使用的菲涅耳透镜普遍使用轴上点消球差的方法设计[1]。
线性菲涅尔式聚光镜场的跟踪控制系统研究
线性菲涅尔式聚光镜场的跟踪控制系统研究线性菲涅尔式聚光镜场的跟踪控制系统研究摘要：菲涅尔透镜是一种特殊的透镜，它可以将平行光聚焦成点光源。
线性菲涅尔式聚光镜场利用多个菲涅尔透镜排列组合，能够实现对光线的准直和聚焦，从而提高光能利用效率。
然而，在现实应用过程中，受到环境因素和机械误差等的影响，需要设计一套有效的跟踪和控制系统，以实现对入射光的精准调节和反射。
一、引言线性菲涅尔式透镜是一种聚光器，广泛应用于太阳能光伏和光热领域。
然而，由于菲涅尔透镜场所在环境多变且外界光照强度波动较大，为了提高光能利用率和工作效率，需要对光线进行有效跟踪和控制。
二、系统设计1. 光线跟踪算法：基于环境光照的变化和感知，采取功能性算法，实时跟踪光线位置和角度，并结合较为精确的光线投射模型，实现对光线的准确跟踪。
2. 机械控制：使用步进电机和相关驱动装置，控制菲涅尔透镜的运动和调节，确保透镜与光源之间始终保持最佳聚焦位置。
3. 反馈系统：通过传感器和控制器的组合，采集透镜和光源位置信息，进行实时反馈，使系统能够自动调整和补偿误差。
三、关键技术1. 光线跟踪算法：根据光线的入射角度和透射特性，在光源方位发生变化时，通过计算出反射光线的方向，精确调整透镜位置。
2. 机械控制：通过步进电机实现透镜的旋转和移动，利用PWM信号控制步进电机的转速和方向，达到精准调控的目的。
3. 反馈系统：通过光电传感器和编码器等设备，实时监测透镜和光源位置的变化，并通过控制器反馈给执行器进行调整。
四、系统性能测试进行了一系列跟踪控制系统的实验测试：在不同光照强度和光源位置变化的条件下，评估系统的响应速度、误差补偿能力以及稳定性等指标。
测试结果表明，该跟踪控制系统能够实时有效地对光线进行跟踪和调节，稳定性良好且误差较小。
五、应用展望线性菲涅尔式聚光镜场的跟踪控制系统在太阳能光伏和光热等领域具有广泛应用前景。
在日光利用、空间光通信和光学测量等领域也具备潜在的应用价值。
菲涅尔聚光透镜的一般设计方法及效率分析
镜元的入射光偏向角 ; f 和 f ′分别为 F 和 F′到光轴 O′点的距离 ; R 为 Fresnel 透镜的圆弧曲率半径 ; r 为球
冠的外廓半径 。根据图 2 所示几何关系有 θi =θγ +θν = α′i +βi , 其中 θi 为第 i 楞尖劈透镜元的顶角 ,θγ =
W′i ,则
αi = ui + W′i
收稿日期 :2009210217. 基金项目 :国家高技术研究发展计划 (2007AA05Z444) . 作者简介 :李 鹏 (19682) ,男 ,博士 ,副教授. E2mail :lpwhut @live. whut . edu. cn
第 32 卷 第 6 期 李 鹏 ,吴贺利 ,杨培环 ,等 :菲涅尔聚光透镜的一般设计方法及效率分析 63
导致部分光线发散引起的光学损失 ,例如 ,对于平面朝外的 Fresnel 透镜 ,由于楞高会遮挡部分折射光线 ,使
得从第二楞开始就出现部分透射光发散 ;对于平面朝内的 Fresnel 透镜 ,当 F 数小于某临界值时 ,出射界面上
入射角大于其全反射角 ,使透射光不能到达设定的焦斑范围内而损失 ,如图 3 (a) 所示 。反射损失和结构损
Abstract : A general design formula for t he Fresnel lens is obtained t hrough a simple deduction which is initially based on an
optical model for t he design of t he Fresnel lens wit h a curved base. A met hod to calculate optical efficiency of t he Fresnel lens is brought forward and t he comparisons are made between different shapes Fresnel lens which are commonly used now. The quali2 tative evaluation of t heir adaptability , t he advantages and t he disadvantages has finally been done in t his paper.
线性菲涅尔聚光系统镜场的优化研究
线性菲涅尔聚光系统镜场的优化研究线性菲涅尔聚光系统是一种利用菲涅尔透镜的设计的聚光系统，具有广泛的应用。
本文将对线性菲涅尔聚光系统的镜场进行优化研究，以提高其光学性能和实用价值。
首先，我们从理论入手，对线性菲涅尔聚光系统的工作原理进行分析。
线性菲涅尔透镜是一种具有等厚环状构造的透镜，可将入射光线集中到一点上，实现聚光效果。
透镜的环状结构可以通过改变环的宽度和曲率半径来实现，因此，我们可以通过优化透镜的设计参数来提高聚光效果。
其次，针对线性菲涅尔聚光系统的镜场设计，我们提出了以下几个方面的优化方法。
首先，我们可以通过优化透镜的曲率半径来改善系统的光学性能。
曲率半径较小的透镜能够提供更大的聚光度，但也会带来更强的球状像差。
因此，我们需要在光学性能与实际应用需求之间进行权衡，选择合适的曲率半径。
其次，我们可以通过优化透镜的环宽来改善系统的聚光度。
透镜的环宽与聚光度成反比，即环宽越小，聚光度越大。
但是，环宽过小则会导致光的衍射效应增大，降低了聚光系统的光学性能。
因此，我们需要找到合适的环宽范围，以实现光学性能与实际应用需求的平衡。
此外，我们还可以通过镜场形状的优化来改善系统的聚光效果。
线性菲涅尔聚光系统的镜面形状可以通过调整透镜上的环形结构来实现。
在优化设计过程中，我们可以采用仿真软件模拟不同镜面形状对聚光效果的影响，从而找到最佳的镜场形状。
最后，我们可以通过材料选择来进一步优化线性菲涅尔聚光系统的性能。
透镜材料的折射率和透过波长范围都会对系统的聚光效果产生影响。
因此，我们可以选择合适的材料，以实现最佳的聚光效果。
综上所述，通过对线性菲涅尔聚光系统镜场的优化研究，我们可以提高系统的光学性能和实用价值。
优化透镜的曲率半径、环宽和材料选择，以及优化镜场形状，都可以有效改善系统的聚光效果。
这将有助于线性菲涅尔聚光系统在太阳能发电、激光加工和光通信等领域的应用。
未来的研究还可以进一步探索如何在实际制造过程中实现优化设计的透镜参数和镜场形状，以便将其应用于工业生产中通过优化线性菲涅尔聚光系统的镜场形状、透镜的曲率半径、环宽和材料选择，可以有效改善系统的聚光效果。
线性菲涅尔聚光控制系统设计
线性菲涅尔聚光控制系统设计Design of Linear Fresnel Spotlight Control System纪"(北京京仪仪器仪表研究总院有限公司，北京100098)[摘要]设计了针对线性菲涅尔聚光集热单元的控制系统，自动接收+P S信号计算太阳位置及太阳倾角，采用太阳视日运动轨迹跟踪方法，比较当前倾角与理论倾角的偏差，结合极限角 度，驱动反射镜自动追踪太阳位置。
设计了性能可靠的电机驱动电路和抗干扰能力强且符合E S D防护的RS485及RS232通信电路。
经验证，控制系统具有稳定、高效、精确的优点，有助于提升线性菲涅尔系统的集热效率。
[关键词]线性菲涅尔太阳能；太阳位置；自动跟踪[中图分类号]TK519 [文献标识码]A引言太阳能集热系统主要有槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式抛物面聚焦系统三种基本类型，线性菲涅尔集热系统结合了采用抛物面反射镜的槽式系统和采用平面反射镜的塔式系统两者特点，扩大太阳光接收面积的同时降低了结构成本。
线性菲涅尔聚焦集热系统是通过多组平面镜面将太阳光汇聚在位于管状集热器上方的CPC(复合抛物型反射器），经C P C二次反射至管状集热器。
集热管内的流体被加热后，通过换热器加热水产生蒸汽，经换热器直接用于中低热。
234[2]吴超英.基于CPLD/F P G A技术的数字系统的设计[J].安徽工业大学学报，2003, 20(1): 69-73.[3]夏新民.电力电缆头制作与故障寻测[M].北京：化学工业出版社，2008: 161-171.[4]梁庄成.脉冲反射法导线测长回波信号处理方法的研1控制系统总体构成=系统主 、器。
作 集热 ，接收上级节点热交换控制单元或中控上位机的指令，实现驱动单元对日自动跟踪，以及调试、启停、+P S信息及状态查询等功能。
主 于采集 器 数，动跟踪执行机构对太阳位置进行追踪，同时与上 位机进行通信。
控制系统所使用的传感器包括倾角传感器、霍尔传感器、+P S天线以及极限位置开关，跟踪执行机构为直流电机。
线性菲涅尔聚光系统一次镜场的优化研究
线性菲涅尔聚光系统一次镜场的优化研究线性菲涅尔聚光系统一次镜场的优化研究摘要：随着太阳能光伏技术的快速发展，聚光系统逐渐成为提高太阳能光伏发电效率的关键。
线性菲涅尔聚光系统是一种常见的聚光系统类型，其光学元件——菲涅尔透镜能够将光线聚焦到光伏电池上。
然而，由于透镜制造的误差等原因，线性菲涅尔聚光系统在实际应用中存在一些问题，如光线聚焦不均匀、聚光效率低等。
本研究旨在通过优化线性菲涅尔聚光系统的一次镜场，提高聚光系统的整体性能。
第一章引言1.1 研究背景太阳能作为一种绿色、可再生的能源，受到了越来越多的重视。
光伏发电作为太阳能的主要利用方式之一，具有广阔的应用前景。
然而，传统的光伏发电技术存在能量转化效率低、成本高等问题。
聚光系统是一种有效的解决方案，通过将光线聚焦到光伏电池上，可以提高电池的接收光线能力，从而提高发电效率。
1.2 研究目的本研究旨在优化线性菲涅尔聚光系统的一次镜场，以提高系统的整体性能。
具体目标如下：（1）研究线性菲涅尔透镜的光学特性，分析其对光线的聚焦效果；（2）建立线性菲涅尔聚光系统的光学模型，分析系统的聚光效率；（3）优化一次镜场，改善系统的聚光效果；（4）基于优化结果，设计并制造新型一次镜场。
第二章理论基础2.1 线性菲涅尔透镜原理线性菲涅尔透镜是一种由许多个小菲涅尔透镜组成的大透镜，其主要原理是通过透镜的表面微结构来将光线进行折射从而实现光线的聚焦。
透镜的数学模型可以描述为菲涅尔透镜方程：Nλ/2 = nx^2 + ny^2其中N是透镜的表面结构数，λ是入射光波长，nx和ny是x和y方向的光线角度。
2.2 聚光系统模型聚光系统的光学模型可以简化为一次镜场和二次镜场两个过程。
一次镜场主要是将太阳光线聚焦到一个尺寸较小的区域，通过透镜的C值（聚光系数）来描述聚光效果。
C值越高，聚光效果越好。
第三章优化方法3.1 设计变量的选择优化一次镜场需要选择合适的设计变量。
常见的设计变量包括透镜的表面凸度、透镜材料的折射率等。
线性菲涅尔集热器镜场设计理论与光学分析
线性菲涅尔集热器镜场设计理论与光学分析宋景慧;马继帅;代彦军【摘要】文章介绍了线性菲涅尔反射镜场的设计方法与数学模型,分析了镜场模型的光学特性和镜场的各项光学损失,并计算了集热器的光学效率.在镜场反射镜数目一定的情况下,研究了光学效率随吸收器高度、镜面间隔与镜面宽度变化的规律.研究结果表明:吸收器高度对镜场的余弦损失、阴影遮挡损失影响较大,吸收器高度增加,集热器光学效率随之增加;镜面间隔变化对镜场余弦损失影响很小,对阴影与遮挡损失的影响很大,镜面间隔增大,阴影与遮挡损失迅速减小;镜面宽度对镜场余弦损失影响很小,太阳入射倾角较小时,镜面宽度对阴影与遮挡损失影响较大,镜面宽度增大这种损失迅速增大.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2016(034)001【总页数】8页(P1-8)【关键词】菲涅尔集热器;镜场设计;光学损失;光学效率【作者】宋景慧;马继帅;代彦军【作者单位】广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TK519太阳能作为清洁可再生能源，在社会生产与生活中的应用日益广泛。
在太阳能中高温热利用领域，聚焦型集热器扮演着至关重要的角色。
线性菲涅尔反射式集热器可利用一系列离散的反射镜面将入射光线反射到固定的腔体吸收器，吸收器吸热管内的流动工质吸收聚焦后的太阳辐射能量，温度可达到100～300℃[1]。
加热后的工质直接在吸收器内直接生成蒸气，或者进入换热设备进行热交换。
线性菲涅尔集热器的反射镜镜场,又称反射器（Linear Fresnel Reflector，LFR），可以看做是离散化的抛物槽式反射镜面，镜面一般为平面镜，生产加工容易，且价格低廉。
同时，镜场贴近地面，风载小，抗风能力强。
镜面采用单轴跟踪，结构简单；吸收器位置固定，便于管路连接及运行维护[2]。
线性菲涅尔式太阳能聚光系统的优化设计及性能研究
线性菲涅尔式太阳能聚光系统的优化设计及性能研究线性菲涅尔式太阳能聚光系统的优化设计及性能研究摘要：随着能源紧缺问题的愈发突出，太阳能作为一种清洁可再生的能源源源不断地成为研究的焦点。
本文以线性菲涅尔式太阳能聚光系统为研究对象，通过对系统结构和光学性能的优化设计，探究了其在太阳能利用中的应用潜力和提升空间。
通过模拟与实验，结果表明，优化设计后的线性菲涅尔式太阳能聚光系统具有较高的光学效率和集光能力，可有效提高太阳能利用效率，为实际应用提供了一定的参考价值。
一、引言太阳能作为一种清洁可再生的能源，具有广阔的应用前景。
然而，由于太阳能光照强度低，需要进行集光才能够达到高效利用的目的。
而菲涅尔透镜作为一种常用的太阳能聚光材料，能够将太阳的光线聚焦到一点或一线上，从而提高太阳能利用效率。
线性菲涅尔式太阳能聚光系统是目前较常用的一种聚光系统，其具有结构简单、成本低廉等优点，对于太阳能发电和热能利用有着重要的意义。
二、线性菲涅尔式太阳能聚光系统的结构与工作原理线性菲涅尔式太阳能聚光系统由透镜、反光镜、支架和光电转换器等部分组成。
透镜的主要作用是将太阳光线迅速折射、聚焦，通过反光镜将光线集中到光电转换器上，从而将太阳能转化为电能或热能。
三、优化设计方法1. 透镜曲面的优化设计透镜的曲面设计是线性菲涅尔式太阳能聚光系统中的关键部分。
通过数值模拟分析和光线追踪方法，可以确定透镜曲面的形状和参数，以期获得较高的光学效率和集光能力。
2. 反光镜的优化设计在线性菲涅尔式太阳能聚光系统中，反光镜起到了反射和聚光作用。
通过对反光镜形状的优化设计和金属涂层的选择，可以提高反射效率和光束质量，从而提高整个系统的性能。
3. 光电转换器的选择和设计光电转换器是将集光后的太阳能转化为电能或热能的关键元件。
根据具体需求，合理选择光电转换器的类型和参数，能够有效提高系统的能量转换效率。
四、性能研究与分析通过对优化设计后的线性菲涅尔式太阳能聚光系统的性能测试和分析，可以得出以下结论：1. 线性菲涅尔式太阳能聚光系统具有较高的光学效率和集光能力，集光效果明显优于非聚光系统。
线性菲涅尔式光热电站镜场控制系统方案设计
DOI：10.13500/j.dlkcsj.issn1671-9913.2020.03.012
线性菲涅尔式光热电站 镜场控制系统方案设计
刘 昕 1，仇 韬 1，许继刚 2，刘新龙 1，王 伟 1 (1. 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，陕西 西安 710075 ；
2. Engineering Institute of CEEC, Beijing 100022, China)
Abstract: In order to realize the automatic control of the solar field in linear Fresnel solar thermal power plant, the tracking method as well as the composition of the solar tracking mechanism is analyzed based on the introduction of the concentrating unit, then the control logic of the solar tracking mechanism is designed, and the corresponding hardware required for the control is explained. On this basis, the key functions of the control system are clarified, the hardware of the solar field control system is designed, and the corresponding software solution is given. Finally, a communication and dispatching method which is suitable for linear Fresnel solar thermal plant is given. In this paper, both the hardware and software of the solar field control system in linear Fresnel solar thermal plant are studied from part to whole, which provides certain references for the popularization and application of the linear Fresnel solar thermal power plant. Keywords: linear fresnel solar thermal power plant; solar tracking; solar field control; control logic
线性菲涅耳聚光系统无遮挡镜场布置的光学几何方法
摘要 线性菲涅耳聚光 反射装置 ( LFR )是每一行反射镜面 ( 镜元 )均实时跟踪太阳光的装置, 可将太阳 入射光反射
至固定位置的线性吸热器上, LER 上每一镜元的 入射角、反射角和跟踪倾角均时刻变 化, 使得 系统相邻 镜元之间的
收稿日期: 2009 12 17; 收到修改稿日期 : 2010 03 18 基金项目: 国家 973计划 ( 2010CB227103)资助课题。 作者简介: 杜春旭 ( 1972 ), 男, 硕士, 助理研究员, 主要从事太阳能发电方面的研 究。 E m ai:l duchunxu@ bjut. edu. cn
本文首先利用矢量分析, 得到东西水平布置和 南北跟踪的 LFR镜场中任意 2个几何紧邻的 ( 不重 叠 ) 矩形镜元的反射光 矢量和跟踪倾角计算公式; 然后根据 LFR 特有的光学特点, 计算出镜元在适当 水平面上的太阳影长与斜长以及在相同太阳位置条
件下的无阴影影响的太阳影长与斜长。通过比较影
长与斜长, 判断是否有阴影或遮挡的影响, 如果有影 响则增加镜元之间的间距, 重新计算直到两镜元之 间的间距满足全年或多年内均没有阴影或遮挡的影
第 30卷 第 11期 2010年 11月
文章编号: 0253 2239( 2010) 11 3276 07
光学学报 ACTA OPT ICA SIN ICA
V o .l 30, N o. 11 Novem ber, 2010
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
1引 言
当前在可再生能源利用方面, 太阳能热发电在 世界上得到最多的关 注 [ 1] 。高效的 太阳能光热和
基于射线追踪法的线性菲涅尔聚光镜场阴影与遮挡分析
基于射线追踪法的线性菲涅尔聚光镜场阴影与遮挡分析马军;夏荣斌【摘要】线性菲涅尔式聚光镜场的阴影与遮挡直接影响着系统光学效率,对其进行分析计算至关重要.根据线性菲涅尔式聚光镜场反射镜单轴跟踪的特点,建立平面直角坐标系,推导出任意时刻每列反射镜的坐标方程,利用射线追踪法追踪任意时刻入射至每列反射镜边缘及经边缘反射至接收器的太阳光线,得到阴影与遮挡的长度,根据几何光学推导了由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域面积的计算公式,进而得出阴影与遮挡效率.该方法计算量小、执行效率高,可以准确计算线性菲涅尔聚光镜场的阴影与遮挡效率.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2019(038)004【总页数】5页(P120-124)【关键词】太阳能;线性菲涅尔式;阴影与遮挡;射线追踪法;几何光学【作者】马军;夏荣斌【作者单位】兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心,兰州730070;兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心,兰州730070;兰州交通大学常州研究院,江苏常州213000【正文语种】中文【中图分类】TK513.4太阳能作为一种理想的可再生能源已备受关注[1-3]，但是能流密度低，利用其进行热发电必须先聚光.根据聚光形式，太阳能聚光系统主要有槽式、线性菲涅尔式、塔式和碟式等[4-7].线性菲涅尔式聚光器主要由聚光镜场、接收器和太阳跟踪控制装置构成，具有结构简单、风阻小、成本低、土地利用率高等优点，正逐渐在大规模电站中得到应用[8-10].文献[11]针对南北布置的采用单管接收器的线性菲涅尔式聚光器，推导了镜场无阴影布置的数学表达式，并给出了数值计算方法.在实际工程应用中，为了便于加工安装并采用简单的驱动系统，反射镜一般采用等间距布置，这必将带来相邻反射镜之间的阴影与遮挡影响.而对于线性菲涅尔式聚光器，相邻反射镜之间的阴影与遮挡效率直接影响着整个系统的光学效率，而系统光学效率的分析计算是设计太阳能热电站的依据.因此，准确分析相邻反射镜之间的阴影与遮挡至关重要.Budin等[12]利用几何投影法推导了任意物体上某一点在受光平面上投影位置的计算公式，可以用于复杂物体的投影计算，但阴影与遮挡分析的边界条件判断复杂，易引起重复计算.Niewienda等[13]利用坐标变换法给出了任意时刻任意物体在受光平面上阴影坐标的通用计算方法，然而对于线性菲涅尔镜场阴影与遮挡的分析没有针对性，计算量过大.杜春旭等[14]通过坐标变换及射线追踪法，得到线性菲涅尔镜场被遮挡反射镜所在平面上的阴影与遮挡分布，通过统计分析给出阴影与遮挡效率，但基于全局坐标的矢量分析比较复杂，并且需要把被分析反射镜划分成小的面积微元，若微元大，则结果误差大，反之计算量太大.根据反射镜单轴跟踪的特点，建立平面直角坐标系，推导出任意时刻每列反射镜坐标方程.忽略太阳张角影响，利用射线追踪法追踪某时刻入射至每列反射镜边缘和从边缘反射至接收器的太阳光线，得到阴影与遮挡的长度，利用几何光学求得由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域面积的计算公式.最后利用Matlab软件编程实现，将计算结果与美国国家可再生能源实验室(NREL)开发的SolTrace软件仿真结果相对比基本一致，证明了射线追踪法的正确性.该方法计算量小、执行效率高，为系统效率的分析提供可靠依据.1 镜场坐标系以线性菲涅尔式聚光器聚光镜场中点为原点建立直角坐标系，如图1所示.对于反射镜列数为N的镜场，将其从左侧至右侧依次编号为1～N，第n列反射镜中心与镜场中心的距离为Qn，其与水平面的夹角为βn(倾斜角)；反射镜宽度为D；接收器放置在距反射镜所在平面的高度为H处.某时刻太阳光入射角为α，则该时刻的跟踪倾角βn可以由下式求得[7]：(1)图1 线性菲涅尔式聚光器示意图Fig.1 The schematic of LFR2 阴影与遮挡影响2.1 阴影与遮挡分析南北方向的镜场东西两侧反射镜关于镜场中心对称布置，因此阴影与遮挡分析只考虑上午(真太阳时)半天时间的所有反射镜场或者全天的东西某一侧镜场.本文以上午的所有反射镜场为例进行分析.令第n列反射镜的坐标方程为y=kn·x+bn,(2)式中:kn=tan βn;bn=-kn·Qn.令第n列反射镜的左右端点坐标分别为(An,Bn)和则(3)Bn=kn·An+bn,(4)(5)(6)2.1.1 阴影分析阴影是指太阳入射光被相邻的反射镜所阻挡，因此阴影分析针对的是太阳入射光.在上午，相邻的反射镜中只有东侧反射镜对西侧的反射镜形成阴影.令经过第n列反射镜左端点的太阳入射光线坐标方程为y=ki·x+bin,(7)式中:ki=tan α,bin=An-kin·Bn.求解相邻的反射镜中过东侧左端点的太阳入射光线方程与西侧反射镜方程所组成的方程组，得(8)若该点不在第n列反射镜上，则无阴影影响；若该点在第n列反射镜上，则形成了阴影影响，阴影长度Lshn为该点与第n列反射镜右端点之间的距离，即(9)2.1.2 遮挡分析遮挡是指反射至接收器的太阳光被相邻的反射镜所阻挡，遮挡分析针对的是反射光.在上午，相邻的反射镜中只有靠近镜场中心的一列对另外一列形成遮挡.1) 接收器西侧镜场令经过第n列反射镜左端点的太阳反射光线方程为y=krn·x+brn,(10)式中:求解经过相邻的反射镜中靠近镜场中心一列的左端点的太阳反射光线方程与另外一列反射镜方程所组成的方程组，得(11)若N为偶数，则若N为奇数，则若该点不在第n列反射镜上，则无遮挡影响，遮挡长度Lbln为0；若该点在第n列反射镜上，则形成了遮挡影响，遮挡长度Lbln 为该点与第n列反射镜右端点之间的距离，即:(12)若N为偶数，则若N为奇数，则2) 接收器东侧镜场令经过第n列反射镜右端点的太阳反射光线方程为y=krn·x+brn,(13)式中:求解经过相邻的反射镜中靠近镜场中心一列的右端点的太阳反射光线方程与另外一列反射镜方程所组成的方程组，得:(14)若N为偶数，则若N为奇数，则若该点不在第n列反射镜上，则无遮挡影响，遮挡长度Lbln为0；若该点在第n列反射镜上，则形成了遮挡影响，遮挡长度Lbln 为该点与第n列反射镜左端点之间的距离，即(15)若N为偶数，则若N为奇数，则若N为偶数，则和都为0，若N为奇数，则为0.2.2 太阳方位角影响分析线性菲涅尔式聚光器反射镜单轴跟踪，因此太阳方位角会导致被影响的反射镜上产生随时间变化的未形成阴影与遮挡的区域，计算阴影与遮挡效率时应减去该部分的面积.如图2所示，形成阴影的反射镜南端ABCD区域未形成阴影.图2 ABCD区域未形成阴影Fig.2 ABCD non-shaded area由几何关系易知(16)(17)其中:γs为太阳方位角.因此，可求得由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域的中位线长度(18)同理可求得由太阳方位角导致的遮挡未形成区域的中位线长度2.3 阴影与遮挡效率累加阴影长度和遮挡长度，当阴影与遮挡同时存在时，只取较大值，得总长度为Lsb.对累加的阴影与遮挡影响，同时累加由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域的中位线长度得Lsb′.则次时刻的阴影与遮挡效率为(19)式中:Lloop为镜场长度.3 算法验证参照Puerto Errado 1电站，相关参数分别为：反射镜场东西方向布置，长800 m，反射镜与集热管圆心距离为7.4 m，反射镜宽度为0.8 m，反射镜列数为21列，以0.16 m等间距布置.反射镜自南向北依次编号为1-21，利用Matlab软件编对该镜场进行阴影与遮挡效率全天动态分析，该系统分别在春分、夏至、冬至日的镜场阴影与遮挡效率随时间的变化如图3(a)所示.图3 典型日阴影与遮挡效率随时间的变化Fig.3 The shading and blocking efficiency of the vernal equinox,summer solstice and winter solstice典型日阴影与遮挡效率随时间的变化规律(见图3(a))与文献[14]的结果(见图3(b))基本吻合，春分日全天变化较为平缓，夏至日在日出、日落时段较小，随着太阳高度角的增加逐渐平稳且与春分日接近，冬至日效率较小，随时间的变化也较大. 计算春分、夏至、冬至日由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域的中位线长度的平均值分别为为14.81 mm、10.70 mm、29.85 mm，分别占镜场全长的0.001 9%、0.001 3%、0.003 7%.可见由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域面积很小.实际中，线性菲涅式聚光镜场的长度都在百米以上，因此阴影与遮挡分析时该面积可以忽略不计.4 结论根据线性菲涅尔式聚光器反射镜单轴跟踪的特点，建立平面直角坐标系，推导出任意时刻每列反射镜的坐标方程，利用射线追踪法追踪某时刻入射至每列反射镜边缘和从边缘反射至接收器的太阳光线，得到阴影与遮挡的长度，利用几何光学得到由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域面积的计算公式，进而求出线性菲涅尔式聚光镜场的阴影与遮挡效率.以Puerto Errado 1电站为算例，分析了春分、夏至、冬至日的镜场阴影与遮挡效率随时间的变化，与文献[14]中利用矢量分析、坐标变换以及射线追踪法，通过统计分析而得的结果基本一致.该方法计算量小、执行效率高，可以准确计算线性菲涅尔聚光镜场的阴影与遮挡效率.【相关文献】[1] SARKAR S,AJJARAPU V.MW resource assessment model for a hybrid energy conversion system with wind and solar resources[J].IEEE Transactions on Sustrainable Energy,2011,2(4):383-391.[2] COOK T R,DOGUTAN D K,REECE S Y,et al.Solar energy supply and storage for the legacy and nonlegacy worlds[J].Chemical Reviews,2010,110(11):6474-6502.[3] 路小娟,郭琦,董海鹰.基于L-SVM的太阳能短期上网发电量预测方法研究[J].兰州交通大学学报,2014,33(4):36-39.[4] MILLS D.Advances in solar thermal electricity technology[J].Solar Energy,2004,76(1-3):19-31.[5] DUFFIE J A,BECKMAN W A.Solar engineering of thermal processes[M].John Wiley & Sons,2013.[6] 陈玉英.基于Matlab的槽式太阳能集热器二维传热模型效率分析[J].兰州交通大学学报,2017,36(1):119-124.[7] CAVALLARO F.Multi-criteria decision aid to assess concentrated solar thermal technologies[J].Renewable Energy,2009,34(7):1678-1685.[8] 王成龙,马军,范多旺.线性菲涅尔式聚光系统单管接收器的设计与优化[J].中国科学:技术科学,2014,44(6):597-602.[9] GHARBI N E,DERBAL H,BOUAICHAOUI S,et al.A comparative study between parabolic trough collector and linear Fresnel reflector technologies[J].EnergyProcedia,2011,6(6):565-572.[10] YU Q,HE Y L,CHENG Z D,et al.Study on optical and thermal performance of a linear Fresnel solar reflector using molten salt as HTF with MCRT and FVM methods[J].Applied Energy,2015,146:162-173.[11] 王成龙,马军,范多旺.线性菲涅尔式聚光系统的镜场布置与优化[J].光学精密工程,2015,23(1):78-82.[12] BUDIN R,BUDIN L.A mathematical model 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菲涅尔透镜基本原理
菲涅尔透镜基本原理什么是菲涅尔透镜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，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。
菲涅尔透镜(Fresnel Lense)是一种微细结构的光学元件，从正面看其象一个飞镖盘，由一环一环的同心圆组成。
基本原理其工作原理十分简单：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。
另外一种理解就是，透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。
如下图：从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。
每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。
每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。
这种透镜还能够消除部分球形像差。
菲涅尔透镜分类从光学设计上来划分：正菲涅尔透镜：光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。
焦点在光线的另一侧，并且是有限共轭。
这类透镜通常设计为准直镜（如投影用菲涅尔透镜，放大镜）以及聚光镜（如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。
负菲涅尔透镜：和正焦菲涅尔透镜刚好相反，焦点和光线在同一侧，通常在其表面进行涂层，作为第一反射面使用。
从结构上划分：圆形菲涅尔透镜菲涅尔透镜阵列，柱状菲涅尔透镜，线性菲涅尔透镜，衍射菲涅尔透镜，菲涅尔反射透镜，菲涅尔光束分离器和菲涅尔棱镜。
总结菲涅尔透镜是一种应用十分广泛的光学元件，其设计和制造设计到多个技术领域，包括光学工程,高分子材料工程，CNC 机械加工，金刚石车削工艺，镀镍工艺；模压、注塑、浇铸等制造工艺。
国内拥有设计及制造能力的公司不多，成都菲斯特科技有限公司从1999年开始致力于菲涅尔透镜的研究，开发和生产，拥有先进的大型单点金刚石超精密模具加工设备和多种生产手段，擅长大型、高精密菲涅尔透镜的设计、开发和生产，同时是成都光电显示工程技术中心的依托单位。
蜂窝式阵列菲涅尔透镜的配光设计
蜂窝式阵列菲涅尔透镜的配光设计在2021年的法兰克福车展上，宝马公司发布消息将生产以激光为车灯光源的新型车。
其采用的激光光源为激光二极管，具有响应速度快、能耗低、寿命长等优点。
相对于LED灯而言，激光灯源还具有较强的聚束性。
用激光大灯作汽车前照灯，其照度必须符合相关照明标准，即在配光屏上近光应产生明显的明暗截止线。
为了达到标准，通常的方法是以非成像光学原理为设计基础，在光源前加特制的配光透镜。
目前以非成像光学理论为基础而设计的配光透镜，主要有自由曲面透镜、自由曲面反射镜和菲涅尔透镜等。
自由曲面透镜能控制光线的出射角，重新分配光强，从而提高光能的利用率，设计方法主要有网格划分法、偏微分方程法和SMS法等，可适用于点源或小型扩展光源，这类透镜多被用来实现以LED为光源的均匀照明。
自由曲面反射器一般以边光原理等理论，结合反射定律，根据光源的发光特性和接收面上的光强分布要求建立偏微分方程，利用数值求解的方法求出反射面，以达到均匀照明的要求。
菲涅尔透镜的设计方法与自由曲面有所不同，是由法国物理学家Augustin Jean Fresnel发明的。
普通透镜对光线起偏折作用的主要是透镜表面的曲率，将透镜中多余的平行层抽去便形成了菲涅尔透镜。
它是凸透镜的一种异化，仍具有汇聚光线和成像的特性。
与传统透镜相比，菲涅尔透镜有用材少，重量轻和体积小的特点，且具有良好的聚光性能。
因所需功能不同，菲涅尔透镜被设计成不同类型，有平板型、弧型、透射式和反射式等。
本文首次将多焦点的蜂窝式菲涅尔透镜阵列应用到平行光的配光设计中。
文中通过计算每个菲涅尔的环带角度和倾斜角度来优化出射光的分布，并设计出符合要求的菲涅尔透镜阵列，进一步通过光学仿真检测菲涅尔透镜的出光效果，结果表明设计是符合预设目标的，具有良好的投光效果。
通过优化设计方法和设计效率，结合集成光学中的光刻工艺可实现图像级的配光镜头设计。
1 菲涅尔透镜单元的设计方法设计目标：将平行光照射到菲涅尔透镜阵列上，并在距离透镜阵列1 m远的接收面上形成特定的图形。
基于新型二次聚光器的线性菲涅尔式聚光系统构建及性能研究
基于新型二次聚光器的线性菲涅尔式聚光系统构建及性能研究基于新型二次聚光器的线性菲涅尔式聚光系统构建及性能研究摘要：本文介绍了基于新型二次聚光器的线性菲涅尔式聚光系统的构建及其性能研究。
首先，介绍了菲涅尔透镜的基本原理和应用领域。
然后，设计了一个新型的二次聚光器，该聚光器可以有效提高线性菲涅尔式聚光系统的光能利用率。
通过实验测试，对比分析了该系统与传统线性菲涅尔式聚光系统的聚光效果及光能利用率。
实验结果表明，基于新型二次聚光器的线性菲涅尔式聚光系统具有更高的光能利用率和更好的聚光效果。
关键词：线性菲涅尔式聚光系统；新型二次聚光器；光能利用率；聚光效果；实验1. 引言随着能源需求的不断增长，太阳能作为一种可再生的清洁能源受到了越来越多的关注。
聚光系统作为太阳能光伏发电系统的重要组成部分之一，其效率的提高对于提高太阳能发电效率至关重要。
菲涅尔透镜作为一种常用的光学器件，可用于聚光系统中，但由于其特殊的结构，传统的菲涅尔透镜聚光系统光能利用率较低。
本研究旨在设计一种新型的二次聚光器，通过该聚光器提高线性菲涅尔式聚光系统的光能利用率，从而提高太阳能发电系统的效率。
2. 菲涅尔透镜原理及应用菲涅尔透镜是一种将入射平行光线聚焦成点状光源的透镜，具有厚度薄、质量轻、制造成本低等优点。
因此，菲涅尔透镜广泛应用于太阳能发电、摄像机镜头、汽车大灯等领域。
3. 新型二次聚光器的设计与构建根据传统线性菲涅尔式聚光系统的结构和原理，本文提出了一种新型的二次聚光器。
该聚光器由多个小型菲涅尔透镜构成，这些小型菲涅尔透镜分布在一个结构合理的平面上。
通过优化设计，使得聚光器在保持原有光学特性的同时，能够更好地聚焦太阳光线，提高光能利用率。
4. 实验设计与测试结果分析为了验证新型二次聚光器的性能，我们设计了一系列实验来测试其聚光效果和光能利用率。
在实验中，我们比较分析了传统线性菲涅尔式聚光系统和基于新型二次聚光器的线性菲涅尔式聚光系统，在聚光效果和光能利用率方面的差异。
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( 2)
R = 2N co s !i - S,
( 3)
由图 2可知, AE 的方向便是 R 的方向, 当吸热
器距镜元旋转轴 已知 )时, 由 A 和 E 点的点坐标 及 ( 1), ( 2)和 ( 3)式可推出
收稿日期: 2009 12 17; 收到修改稿日期 : 2010 03 18 基金项目: 国家 973计划 ( 2010CB227103)资助课题。 作者简介: 杜春旭 ( 1972 ), 男, 硕士, 助理研究员, 主要从事太阳能发电方面的研 究。 E m ai:l duchunxu@ bjut. edu. cn
11 期
杜春旭等: 线性菲涅耳聚光系统无遮 挡镜场布置的光学几何方法
3277
在 LFR系统中每一反射镜元的旋转轴位置是 固定的, 线性吸热器也被悬挂于固定高度的固定位 置上。由于太阳的视日运动, 使得太阳入射光随时 变化, 所以每一镜元在跟踪过程中与水平面倾角均 不同, 进而每一镜元的太阳光入射角和反射矢量均 随时间变化, 这使得 LFR 的 光学分析非常复杂, 使 阴影 与 遮 挡 问 题 成 为 LFR 技 术 的 一 个 主 要 难 题 [ 10] 。尽管在文献 [ 11~ 14] 中对 LFR 的光学系统 有详细的分析, 但是其 LFR 系统是基于双轴跟踪的 系统。对于该类双轴 LFR系统, 太阳入射光始终与 镜元旋转轴所在平面垂直, 只要镜元不是重叠布置, 就不用考虑阴影的影响, 同时遮挡分析变得非常简 单。文献 [ 2, 15] 用绘图方法直观地给出了阴影与 遮挡问题的通用图形解法, 但是该方法更适合固定 的障碍物分析且只能定性地分析, 不容易进行定量 分析, 绘图试算量也非常大。当图形密集时, 若将一 年中每天每时的太阳位置均标于图上时, 并不容易 分辨清楚阴影与遮挡影响大小, 尤其是南北两侧均 有障碍物的情况。文献 [ 16] 对塔式系统 ( 点聚焦型 菲涅耳聚光系统 ) 的阴影与遮挡问题用几何光学方 法进行了详细分析, 但该分析基于相互平行的矩形 日光反射镜且一个边固定在水平地面上, 这与旋转 轴在矩形反射镜的中线上的 LFR 系统又有所不同。
S = sin s i - cos s cos sj - cos s sin sk
N = co s i - sin j
,
R = sin r i - cos r co s r j - cos r sin r k
( 1) 注意到 S, N 和 R 均是单位矢量, 由镜面反射原理及 矢量求和有
S N = R N = co s !i,
本文首先利用矢量分析, 得到东西水平布置和 南北跟踪的 LFR镜场中任意 2个几何紧邻的 ( 不重 叠 ) 矩形镜元的反射光 矢量和跟踪倾角计算公式; 然后根据 LFR 特有的光学特点, 计算出镜元在适当 水平面上的太阳影长与斜长以及在相同太阳位置条
件下的无阴影影响的太阳影长与斜长。通过比较影
长与斜长, 判断是否有阴影或遮挡的影响, 如果有影 响则增加镜元之间的间距, 重新计算直到两镜元之 间的间距满足全年或多年内均没有阴影或遮挡的影
1 < 2 < 3 , 对于吸热器南侧镜场, 有 1 > 2 > 3 。若要分析镜场的阴影与遮挡问题, 必须知道任意 时刻下太阳位置、任一镜元的入射角、反射矢量及跟 踪倾角 。太阳位置可以通过天文算法计 算得到, 在阴影计算时, 以矢量给出形式更为方便, 其它量也 可用矢量法求出。图 2是镜面东西水平布置方式下 LFR 装置光学反射矢量示意图。
图 1是 LFR 系统的典型示意图, 由图 1可以看 出, 所有镜元的旋转轴位于同一水平面且与地平面 最小距离应是矩形镜元宽度的一半。任意时刻, 各 镜元与水平面的倾角 均不相同。若规定镜面朝南 时倾角 为正, 镜面朝北时倾角 为负。倾角 引 入正负号能方便跟踪控制系统的应用, 利用正负可 以作为电机正反转的判据, 例如 - 1 O, 电机只需 反转 1 O即可; 否则, 需旋转 359 O。这样对于任 一镜元, 其倾角始终小于其北侧镜元的倾角。若将 吸热器作为 LFR 镜场的参考点, 为便于镜元间距计 算时镜元与吸热器实际间距的获得, 将 LFR镜场分 为南北两侧分别考虑, 即对于吸 热器北侧镜场, 有
对于 LFR系统, 反射装置的优化利用是其中重 要的一个部分 [ 6] , 因为阴影与遮挡分析涉及 LFR 镜 阵相邻反射镜元的间距、塔建费用和有效聚光面积 等 [ 7, 8] 。这就需要对 LFR 的阴影与遮挡问题进行充 分分析。另外太阳能工程中还需要仔细分析太阳能
设备的机械、光学和热特性, 这也需要对阴影与遮挡 问题进行 充分考虑 [ 9] 。阴影 是指入射到镜 面的光 线被相邻镜元遮挡的部分; 遮挡是指即便太阳光照 射到镜面上, 但其反射光被相邻的镜元挡住不能到 达吸热器。
响, 同时计算结果也是镜元之间最小无阴影与遮挡
的间距。
2 镜面定向分析
LFR 反射镜面可以东西水平布置或南北水平布 置。每一镜元遵循镜面反射, 精确跟踪太阳从东至 西的视日运动并在跟踪过程中必须将太阳光反射至 固定的线性吸热装置上 [ 17 ] 。由文献 [ 18]可知, 对于 东西水平布置方式, 地面覆盖率比南北水平布置方 式值要略大, 所以本文主要考虑镜面东西水平布置 方式下的阴影与遮挡问题。又因为若将反射光矢量 假想为太阳矢量, 便可以用分析阴影的方法分析遮 挡问题, 故可进一步简化为仅讨论阴影问题。
(北京工业大学环 境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室, 传热与能源利用北京市重点实验室, 北京 100124)
摘要 线性菲涅耳聚光 反射装置 ( LFR )是每一行反射镜面 ( 镜元 )均实时跟踪太阳光的装置, 可将太阳 入射光反射
至固定位置的线性吸热器上, LER 上每一镜元的 入射角、反射角和跟踪倾角均时刻变 化, 使得 系统相邻 镜元之间的
阴影与遮挡分析变得非 常复杂。利用光学投影得到 LFR 镜场中 任一镜元 在太阳矢量 方向上的 影长与 斜长。为了
得到相邻镜元之间不存 在阴影与遮挡影响的条件, 分 析影长 与斜长 之间的 关系, 例如最 小间距 等。最后给 出在具
体算例情况下的镜元间 距分析和镜元布置与有效辐照度的关系。
关键词 线性菲涅耳聚 光装置; 矢量法; 阴影与遮挡; 影长与斜长; 镜元间距
1引 言
当前在可再生能源利用方面, 太阳能热发电在 世界上得到最多的关 注 [ 1] 。高效的 太阳能光热和
光电转换的实现, 太阳 能聚光系统是 必不可少的。 目前主要的太阳能聚光发电系统有槽式、线性菲涅 耳型、塔 式 和碟 式等 [ 2~ 5] 。线 性 菲涅 耳反 射 装置
( LFR) 在太阳能利用中, 正以其特有的优点得到了 越来越多的关注。用 LFR 进行太阳能聚光热发电 正在逐渐得到大规模的应用, 对成熟的槽式太阳能 聚光热发电系统形成强有力的竞争。
第 30卷 第 11期 2010年 11月
文章编号: 0253 2239( 2010) 11 3276 07
光学学报 ACTA OPT ICA SIN ICA
V o .l 30, N o. 11 Novem ber, 2010
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
中图分类号 TK 513. 4
文献标识码 A
doi: 10. 3788/AOS20103011. 3276
Op ticalG eom etric M ethod for LFR M irror F ield A rrangem entW ithou t Shad ing and B lock ing
A bstract In a lin ear Fresne l reflector( LFR ), every m irror row w as used to track the sun light in real tim e an d to reflect the sun ligh t to fixed linear rece iver. Therefore, incidence angle and reflected angle of the sunlight an d every m irror row track ing tilt ang le vary th roughou t the year. Th is makes the analys is of shad ing and b lock ing betw een adjacen t m irror row s very comp lex. The calcu lating formu lae o f sun shadow length an d skew length of LFR m irror row w ere obtained by the p ro ject ive method. In order to get the re lation o f shad ing and b lock ing, shadow length and skew length w ere analysed, fo r examp le them in im um m irro r row spacing and etc. . F ina lly, a exam p les of m irro r spacing analysis and relationsh ip of m irror elements arrarym en t and effective irrad iance w as given. K ey w ords linear Fresne l reflector ( LFR ); vector algebra; shad ing and block ing; sun shadow length an d skew length; m irror row spacing
图 1 线性菲涅耳聚光系统的典型示意图 F ig. 1 Schem atic d iag ram o f typ ica l LFR condensing system