一种面体分离的非成像聚光器及其数学模型的构建方法

技术特征：
1.一种面体分离的非成像聚光器，其特征在于，主要结构包括聚光面和平板吸收体，聚光面的面型为抛物线，平板吸收体位于聚光面底部，聚光面与平板吸收体分离且无光线从间隙中逃逸。2.权利要求1所述面体分离的非成像聚光器数学模型的构建方法，其特征在于，在非成像太阳能聚光器的横截面上，以平板吸收体oo
′
的o点为坐标原点，建立xoy坐标系，非成像太阳能聚光器的聚光面由曲线ac、fg组成；平板吸收体的长度为l；广义边缘光线fc与聚光面ac相交于端点c并恰好延伸至o
′
点上，广义边缘光线fc与y轴的夹角称为接收半角θ
a
；被聚光面ac反射的光线bo与y轴正半轴的夹角为θ；bo的长度为s；聚光面底端与吸收体oo
′
之间的间隙高度为h；α为间隙角，具体构建步骤如下：直线dn与y轴平行，直线bj与x轴平行，则直线dn与直线bj相互垂直，由几何关系得∠jbi ∠ibe ∠ebd=0.5π，即有以下等式：（1）在δbjo中，∠job ∠jbo=0.5π：（2）结合式（1）和式（2）得：（3）根据光的反射定律，入射光线eb的反射角∠ibo等于入射角∠ebi：（4）将式（4）代入式（3）得：（5）又∠ibm=∠jbn=0.5π，且∠jbm为公共角，则由几何关系得∠mbn =∠ibj：（6）对于聚光面ac上任意点b点的斜率为：（7）在聚光面ac上任意点b点的导数为：（8）结合式（7）和（8）得：（9）由几何关系可知面体分离的非成像聚光器右侧面形ac的端点c点的边界条件有：
（10）（11）其中，θ
c
为直线co与y轴的夹角，s
c
为co的长度；h﹥0；所以方程（9）的解为：（12）因此面体分离的非成像聚光器右侧面形的参数方程为：（13a）（13b）式（13a）和（13b）中θ的取值范围为[θ
a
,θ
c
]；面体分离的非成像聚光器左侧面形的参数方程为：（14a）（14b）式（14a）和（14b）中θ的取值范围同为[θ
a
,θ
c
]。

技术总结
本发明公开一种面体分离的非成像聚光器及其数学模型的构建方法，依据非成像光学原理、光线反射定律和平面解析几何理论，通过建立和求解聚光器的微分方程，设计聚光面与平板吸收体空间分离的非成像聚光器及其几何面形数学模型的构建，所构建的非成像聚光器，既实现了聚光面与吸收体分离，又实现了无光线从间隙中逃逸，提升其能量收集的适应性和实用性，可为高效非成像太阳能聚光器的结构设计和工程应用提供技术参考。程应用提供技术参考。程应用提供技术参考。


技术研发人员：翟持 王鑫 陈飞 贾超亚 周绍敏 李炀洁 马宇航 王权 赵明达
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/1/13