菲涅尔透镜聚光倍率测试系统研究.pdf

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1、64传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第3l卷第l1期菲涅尔透镜聚光倍率测试系统研究陈志明，张丽，董前民，梁培(中国计量学院光电学院。浙江杭州310018)摘要：在对菲涅尔透镜聚光倍率测试系统的研究过程中，提出了一种基于光一电一光信号转换的测试方法。首先硅光电池将光信号转换成电信号，并被LabVIEW软件采集，采集到的电信号根据硅光电池的光电转换标定关系还原为光信号，最后基于菲涅尔透镜聚光前后光信号强度的不同去评估镜面上各处的聚光倍率。实验研究表明：该系统具有结构简单、使用方便、测试效果

2、良好等特点，在太阳能聚光测试领域将会有广阔的应用前景。关键词：菲涅尔透镜；聚光倍率；硅光电池中图分类号：0439文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)11-0064-03ResearchonconcentrationratioofFresnellenstestingsystemCHENZhi—ming，ZHANGLi，DONGQian—min，LIANGPei(SchoolofOpticalandElectronicTechnology，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China)Abstra

3、ct：IntheresearchprocessofconcentrationratioofFresnellenstestingsystem，amethodbasedonsignalconversionoflight—electricity—lightisproposed．Thesiliconphotocellchangesthelightsignalintoelectricalsignal，anditiscollectedbytheLabVIEWsoftware．Thentheelectricalsignalisconve~edintolightsig

4、nalaccordingtothelight—electricityconversioncalibrationrelationshipofphotocel1．FinallythedifferenceoflightsignalstrengthofbeforeandafterfocusingisusedtoestimatetheeverywhereconcentrationratioofFresnellens．Theresultshowsthatthesystemhassimplestructure，convenienttooperation，goodte

5、stingeffectandbroadapplicationprospectsintheconcentrationtestingareaofsolarenergy．Keywords：Fresnellens；concentrationratio；siliconphotocell0引言1测试系统原理聚光光伏发电技术是用比较便宜的菲涅尔透镜来部分测试系统由激光器、扩束系统、斩光器、硅光电池、步进替代昂贵的太阳能电池，以减少给定功率所需的电池面积电机、信号采集卡和信号处理软件等组成。原理如图l所来降低成本；同时，通过菲涅尔透镜可以使较大面积的太阳示。光汇聚到一

6、个较小范围内，并将太阳能电池置于光斑或光匦匝墅卜匝圈囤带上以增加光强，克服太阳辐射能流密度低的缺陷，可以获嘉得更多的能量输出J。由此可见，菲涅尔透镜在聚光光伏发电系统中占据着重要的地位，菲涅尔透镜聚光倍率的结果输出——一信号处理I+——一信号采集II步进电机2高低直接影响着聚光光伏发电系统的工作效率。图1测试系统原理图目前，国内外还没有对菲涅尔透镜进行聚光测试的专Fig1Principlediagramoftestingsystem用装置，但在光伏产业的发展中，菲涅尔透镜聚光性能的测激光器出射的光首先经过光学扩束系统，通过光学扩试至关重要，它能评价菲涅

7、尔透镜聚光性能的优劣，并能根束系统后激光出射的小口径光斑得到了扩展，实现了从小据检测结果为菲涅尔透镜的设计和加工提供信息反馈，指口径光斑到大口径光斑的扩展，达到了菲涅尔透镜聚光性引设计和加工制作改进方向。能测试的光源要求。大口径平行光通过斩光器后，小部分在对菲涅尔透镜聚光倍率测试系统的研究过程中，本光直接照射到硅光电池1上，硅光电池1将探测到的光强文提出了一种基于光一电一光信号转换的测试方法，利用该信号转换成相应的电信号，输入到数据采集卡上进行电信测试系统可以对菲涅尔透镜聚光倍率进行测试。号1的采集；另一部分光照射到菲涅尔透镜上，通过菲涅尔收稿日期：2

8、012-04-22第11期陈志明，等：菲涅尔透镜聚光倍率测试系统研究65透镜后聚光光斑的信号强