双向菲涅耳聚光镜设计

简介：
简介：本文介绍了一种新型双向菲涅耳聚光镜的设计方案，通过优化结构提高了光线集中效率，适用于太阳能收集及光学仪器等领域。 为了减小光伏发电聚光系统的轴向尺寸并使其更薄、更轻，我们设计了一种透射式双面菲涅耳聚光镜。通过这种设计，光线在穿过双面菲涅耳聚光镜的前表面环带后进入相应的后表面环带，从而减少了光能损失，并提高了太阳能电池的能量密度。我们推导并给出了该类透镜后表面环带的设计公式。 利用光学设计软件LightTools对双面菲涅耳聚光镜进行了模拟和性能分析。以一个口径为200毫米、焦距为120毫米，F数为0.6的实例为例，在波长范围380至760纳米以及太阳张角约为0.55度的情况下，该系统实现了高达85%的聚光效率。 与同口径和相同焦距的传统菲涅耳透镜相比，双面设计显著提高了21.1%的聚光效率。