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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:梁仁乾
研究生(外文):LIANG, REN-GIAN
論文名稱:橢圓漸伸線面太陽光集中器之光學性質
指導教授:吳慶年
指導教授(外文):WU, GING-MIAN
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1989
畢業學年度:77
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:橢圓離心率橢圓漸伸線面太陽光集中器離心率
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本文將探討橢圓離心率e從0到0.8的橢圖漸伸線面太陽光集中器(以下簡稱EIC
)之光學性能。我們只分析到e=0.8 為止,是是因為e>0.8 的EIC 在入射
角大於正20度時,無反射發生故光學效率不高。另外我們亦將以e=0.5的實驗
結果與理論分析作比較。
EIC 為一非聚像性集中器,所以反射光線將在吸收板上形成一個帶狀分佈。此帶狀分
佈的寬度,將隨半接受角由負到正的增加而減少。因而其集中比亦將隨入射角的增加
而減少。從分析得知,EIC 之集中比c約在1.48到9.9之間。因此可應用於只
需中,低集中比或溫度在100℃到150℃之太陽能系統。
本研究是利用光線追跡法求出太陽光經反射面反射到吸收板上之高度,再求出吸收板
上各點的相對強度,最後再求出光學效率。在圖6(a)中的分析,我們以離心率e
為橫軸,總平均光學效率為縱軸。入射角從負30度到正30度(e=0.0到0.
8),每隔5度取值,我們發現在e=0.15到0.25之間,呈現一較高原帶,
最大值為e=0.22時的63%,最小值為e=0.8的55%。圖形會產生振盪
現象,是因為取值間隔太大產生消長而成。
為了兼顧經濟效益與光學效益,我們亦作了截短比為1/3的截短分析。截短反射面
可大量節省材料,降低成本。而集中比只下降10%。而且集中器經截短後,在大的
半接受角時,可增加光線反射,提高光學效率,在圖6(b)中的分析。我們以離心
率為橫軸(e=0.15到0.25),總平均光學效率為縱軸。半接受角從角負4
0度到正40度,每隔2.5度取值。我們發現在e=0.22時為極值。
EIC 的製造材料為國產鋁板。曲面製造容易而且誤差甚小。在半接受角介於±20度
間的光學效率均能維持58%以上,適合高濕度的亞熱帶地區使用。尤其是中溫太陽
熱能系統或配合太陽能電池使用。

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