Оптико-энергетические характеристики концентрических линз Френеля

Рассмотрим характеристики КЛФ при продольной (вдоль главной оптической оси) и поперечной дефокусировке¹. Исследовались серийно изготавливаемые пластмассовые ЛФ квадратной конфигурации размером 280×280×3 мм с фокусным расстоянием 320 мм и шестигранные линзы площадью 672 см^{1[1][2]. Фокусное расстояние было уточнено[2], что показано на рис. 2.6.}

Рис. 2.6. Уточнение фокусного расстояния светотехнических ЛФ для гелиотехнических модулей:

1 — аберрограмма ЛФ; 2 — действительное фокусное расстояние; 3 — паспортное фокусное расстояние Исследования распределения освещенности проводились на стенде с постоянным слежением за положением Солнца. Для измерения освещенности использовался фотоэлектрический солнечный датчик с чувствительной поверхностью 1 мм^[2] с термостабилизацией, обеспечиваемой металлическим воздушным радиатором. На рис. 2.7 приведено распределение облученности при продольной дефокусировке на расстояниях от линзы 320, 290, 270 и 250 мм, на рис. 2.8 — угловая дефокусировка для солнечных элементов, выполненных из последовательно соединенных секторов круглого элемента.

Рис. 2.7. Распределение облученности фокального пятна:

• 1, 2, 3, 4 — при продольной дефокусировке для фокусных расстояний / = 320,
• 290, 270 и 250 мм

Рис. 2.8. Зависимость выходной мощности фотоэлектрического модуля от угловых дефокусировок для разных преобразователей:

1 — цельный СЭ; 2 — СЭ, состоящий из четырех последовательно соединенных секторов; 3 — шестисекторный СЭ Большим преимуществом ЛФ является возможность формирования необходимой облученности СЭ в фокальном пятне за счет соответствующего профиля рабочего слоя линзы. На рис. 2.9 приведен способ формирования профиля линзы с усредненной эпюрой облученности приемника излучения за счет того, что рабочие риски профиля линзы имеют одинаковые углы в пределах радиальных зон от R, до R₂, R₂ — R3 и т. д. Линза с подобным профилем была изготовлена и солнечные испытания для различных фокусных расстояний приведены на рис. 2.10 (сравните с концентрацией для светотехнических линз по рис. 2.7).

Рис. 2.9. Принципы формирования рабочего профиля ЛФ для получения необходимой облученности в фокальном пятне.

Рис. 2.10. Экспериментальные кривые распределения концентрации по фокальному пятну для ЛФ со специальным рабочим профилем.

• [1] Тверьянович Э. В., Жуков К. В., Красина Е. А., Фарберов А. М. Оптико-энергетические характеристики линз Френеля // Концентраторы солнечного излучения для фотоэлектрических энергоустановок. Л.: Энергоатомиздат, 1986. С. 9—11; Тверьянович Э. В., Красина Е. А., Жуков К. В., Мусихин М. В., Невежин О. А. Исследование фотоэлектрических модулей на основе линз Френеля // Концентраторы солнечного излучения дляфотоэлектрических энергоустановок. Л.: Энергоатомиздат, 1986. С. 33—36.
• [2] По методике, изложенной в: Авторское свидетельство № 684 262. Оптический элемент.
• [3] По методике, изложенной в: Авторское свидетельство № 684 262. Оптический элемент.
• [4] По методике, изложенной в: Авторское свидетельство № 684 262. Оптический элемент.