跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.97.14.82) 您好!臺灣時間:2024/12/10 19:07
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:詹凱劭
研究生(外文):Kai-Shao Chan
論文名稱:超薄平板型III-V族太陽電池集光器之光學設計
論文名稱(外文):The optical design of the ultra-thin plan-plate typePV concentrator for III-V group
指導教授:劉宗平劉宗平引用關係蕭金廷
指導教授(外文):Chung - Ping LiuChin -Tin Hsiao
口試委員:林世穆
口試委員(外文):Shin - Mu Lin
口試日期:2013-06-24
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:光電工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:深寬比集光倍率太陽追日器高集光型太陽能系統
外文關鍵詞:aspect ratioconcentration ratiosolar trackerhigh concentrating photovoltaic systems
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:257
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
III-V族集光型太陽能系統利用集光器收集更多光線來提升系統轉換效率。其中在設計高集光型太陽能系統時,系統的深寬比是非常重要的,擁有較高的深寬比可以提高機械抗震度,並且可降低高集光型太陽能系統的價格。在這項研究中,本文提出利用內全反射特性和圓錐部分,設計出新的III-V族集光型太陽能設計。
通過模擬數據發現,這種新的集光器可以提供更高的設計靈活性和更好的深寬比。在這項研究中,本論文中的主要集光倍率是1370X,深寬比為4.27,光學轉換效率為80%。此外,太陽能電池表面上的均勻性是0.375以及半接受角為0.586°。
A concentrator is used with an III-V multi-junction solar cell to form a high concentrated photovoltaic (HCPV) system, the conversion efficiency of the system can be increased due to more lights collected. In designing the HCPV system the aspect ratio is very important to practical usage and high value is desirable, an large aspect ratio will enhance machinery earthquake resistance so that the price of the whole HCPV system can be apparently reduced. In this study, the new design of solar concentrator composed of TIR section and conic section for III-V multi-junction solar cell is proposed.
Through simulation data, it is found that this new compound concentrator can offer a higher flexibility and a better aspect ratio. In this work, the main geometrical concentration ratio of this concentrator is 1370X, the aspect ratio of 4.27, and the conversion efficiency is 80%. Moreover, the uniformity of illumination on the surface of the solar chip is 0.375 and the half acceptance angle is 0.586°.
審定書 ii
授權書 iii
摘要 iv
ABSTRACT vi
誌謝 viii
目錄 ix
表錄 xii
圖錄 xiii
第一章、緒論 1
1.1 引言 1
1.2 集光型太陽能發電系統 9
1.2.1 太陽電池晶片部份: 10
1.2.2 模組部份 12
1.2.3集光器部份 13
1.2.4 追日器部份 17
1.3 研究動機與目的 19
第二章、理論背景 22
2.1 Fermat原理 22
2.2 Snell’ s Law 22
2.3全內反射與臨界角 23
2.4色散 24
2.5 非成像光線追跡 25
2.5.1 邊緣光線定理 28
2.5.2 光展量E’tendue 30
2.6 光學設計規格 31
2.6.1 集光倍率(Concentration ratio) 31
2.6.2 接收半角(Acceptance half angle) 32
2.6.3 深寬比(Aspect ratio) 33
2.6.4 均勻性(Uniformity) 33
2.7 生產條件 34
2.8 文獻回顧 35
第三章、非成像光學設計 38
3.1 模擬環境與材料規格分析 38
3.2系統架構介紹 43
3.2.1陣列聚焦透鏡的設計結構 44
3.2.2導光元件設計結構 47
3.2.3收光元件設計結構 50
3.3 光線入射分析 51
3.4設計考量與評估 52
第四章、模擬設計結果分析 54
4.1折射式模型設計 54
4.1.1收光元件初階設計 54
4.1.2收光元件中階設計 57
4.1.3收光元件完整設計 60
4.1.4小結 62
4.2反射式模型設計 63
4.2.1小結與比較 66
4.3光學損失分析 68
第五章、結論 70
參考文獻 72
[1] SPAIN'S NATIONAL RENEWABLE ENERGY ACTION PLAN 2011-2020
[2] NREL, “Best-Research Cell Efficiency,”
[3] A. Barnett, D.Kirkpatrick, C. Honsberg, “Very High Efficiency Solar Cells,” Proc. of SPIE, vol.6638, 2006.
[4] Spectralab,“C3MJ38.5%PointFocusProducts,”
[5] M.Hernándeza, A.Cvetkovicb, P.Beníteza, J.C.Miñanoa,, “Imagen High-performance Köhler Concentrators with Uniform Irradiance on Solar Cell,” Proc. SPIE 7059, 2008.
[6] M.Buljan, P.Benítez, R.Mohedano, J.C.Miñano, “Improving Performances of Fresnel CPV systems: Fresnel-RXI Kohler concentrator,” 2010.
[7] Moriarty, Michel P. “ Solar concentrator – radiator assembly,” No.US 4,947,825,Aug 14 , 1990.
[8] 林宏彥,「複合式太陽能集光器之光學設計」,元智大學光電所,碩士論文,民國九十八年。
[9] A. Terao, S.G. Daroczi, S.J. Coughlin, W.P. Mulligan, R.M. Swanson, M. Hernandez, P. Benitez, J.C. Minano, “New Developments on the Flat – plate Micro – Concentrator Module,” 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, PP. 861-864,2003.
[10] Alvarez, Jose L.; Cabrera, Javier; Díaz, Vicente; Mateos, Carlos; Montoya, Nuria; Alonso, Jesús “Industrialization of 1000X concentration photovoltaic modules,” Proceedings of the SPIE, Volume 6197, pp. 61970I, 2006.
[11] 葉俊逸,「非成像均光型TIR-R鏡組於Ⅲ-Ⅴ族太陽電池應用」,成功大學光電所,碩士論文,民國九十七年。
[12] Jose L. Alvarez, Vicente Díaz, Jesús Alonso, “Optics design key points for high gain photovoltaic solar energy concentrators,” SPIE vol. 5962, 2005.
[13] I. Antón, R. Solar, G. Sala, and D. Pachón, “IV Testing of Concentration Modules and Cells with Non-Uniform Light Patterns,” Proceedings of the 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, pp. 611-614, 2001.
[14] Jose L. Alvarez, Maikel Hernandez, Pablo Benitez, Juan C. Minano, “TIR-R concentrator: a new compact high-gain SMS design,” SPIE vol. 4446, pp. 32-42, 2002.
[15] Jing Lei, Liu Hua, Lu Zhenwu, Zhao Huifu “Design of compound Fresnel-R lenses for new high efficiency concentrator,” Proc. of SPIE, vol.7785, pp. 77850K-77850K-10, 2010.
[16] W. T. Welford, R. Winston, “The optics of nonimaging concentrators,”Light and Solar Energy Academic Press, 1978
[17] Daniel Vázquez-Moliní, Antonio Álvarez Fernández-Balbuena, Eusebio Bernabeu, Javier Muñoz de Luna Clemente, and Alfonso Domingo-Marique “New concentrator multifocal Fresnel lens for improved uniformity: design and characterization,” Proc. of SPIE, vol.7407, pp. 74070I-74070I-11, 2009.
[18] E. Brinksmeier, A. Gessenharter, D. Pérez, J. Blen, P. Benítez, V. Díaz and J.Alonso, “Design and manufacture of aspheric lenses for novel high efficient photovoltaic concentrator modules,” American Society for Precision Engineering, 2004.
[19] 楊啟榮,「非矽基微加工製程與應用技術」,http://mems.ie.ntnu.edu.tw/document/class/98上學期/微機電系統原理與應用/教材資料/Chapter 4 非矽基微加工製程與應用技術/, 民國九十八年。
[20] H. Hinterberger and R. Winston, “Efficient Light Coupler for Threshold Cerenkov Counters,”Enrico Fermi Institute for Nuclear Studies, University of Chicaro, Chicago, IUinois 60637, Received 1 March 1966
[21] John Paul Morgan,2011. Light-guide solar panel and method of fabrication thereof. U.S. Patent No. 7873257.
[22] NREL, “ASTM G173-03 Tables,”
[23] D.C. Miller, M.D. Kempe, C.E. Kennedy, and S.R. Kurtz, “Analysis of Transmitted Optical Spectrum Enabling Accelerated Testing of CPV Designs,” Proc. SPIE, 2009, 7407-16.
[24] 李曜成,「分區入射的無二次光學複合式集光器設計」,元智大學光電所,碩士論文,民國一百年。
[25] 黃惠良、曾百亨,太陽電池,五南圖書出版股份有限公司,民國九十七年。
[26] Bundesumweltministerium(德國聯邦環境部),bsw-solar
電子全文 電子全文(本篇電子全文限研究生所屬學校校內系統及IP範圍內開放)
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top