Flat-plate Fresnel lenses with improved concentrating capabilities: Designing, manufacturing and testing

Shvarts, М. Z.; Андреев, В. М.; Gorohov, V.S.; Grilikhes, V.A.; Petrenko, A.E.; Soluyanov, A. A.; Timoshina, N. Kh.; Vlasova, E. V.; Zaharevich, E.M.

doi:10.1109/pvsc.2008.4922751

Cited by 16 publications

(13 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Indoors measurement using a CPV solar simulator based on refractive optics were conducted in the Photovoltaics Laboratory at the Ioffe Institute (Shvarts et al, 2008). Indoor measurements using monochromatic light were reported by researchers at the Fraunhofer ISE (Nitz et al, 2007;Hornung et al, 2010).…”

Section: Xspormentioning

confidence: 99%

Assessment of the optical efficiency of a primary lens to be used in a CPV system

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

This article summarizes experimental methods to evaluate the performance and to assess the efficiency of a lens that will be used as primary optics in a concentrating photovoltaic system comprising multijunction solar cells. The methods are classified into two groups: those intended to quantify the transmission losses and those that estimate the size and shape of the light spot. In addition, the optical efficiency definition is reviewed and a systematic procedure to evaluate it is proposed.

show abstract

Section: Xspormentioning

confidence: 99%

Assessment of the optical efficiency of a primary lens to be used in a CPV system

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Моделирование кон-центратора СИ требует учета как пропускания, так и дисперсии показателя преломления СР. Дисперсия СР показана в работе [5] для интервала длин волн 300−1200 nm, но линию кривой можно продлить и до длины волны 1800 nm и не учитывать аномальную дис-персию вблизи полос поглощения 1650−1900 nm также по причине низкой плотности мощности СИ на этом участке.…”

Section: конструкция и оптические характеристики концентратораunclassified

Концентраторы Солнечного Излучения В Паре С Многопереходными Фотоэлектрическими Преобразователями В Наземных Гелиоэнергетических Установках (Часть I)

Ионова¹,

Уланов²,

Давидюк³

et al. 2016

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Разработан способ определения параметров концентратора излучения в гелиоэнергетических установках. Для оценки эффективности использования концентраторов в виде линз Френеля в установках с трехпе-реходными фотоэлектрическими преобразователями введено понятие эффективности пары " концентратор-фотопреобразователь". Предложен способ расчета преломляющего профиля концентраторов, учитывающий дисперсионную зависимость показателя преломления и ее изменение от температуры для материала преломляющего профиля концентратора-силиконового компаунда Wacker RT604. Результаты расчета поз-воляют добиться максимальной эффективности пары " концентратор-фотопреобразователь" при наличии хроматических аберраций в оптической системе концентрирования солнечного излучения. ВведениеВ мире постепенно растет внедрение гелиоэнер-гетических установок, в том числе на базе высо-коэффективных (КПД > 40%) многокаскадных фото-электрических преобразователей (ФЭП) с нескольки-ми p−n-переходами, изготовленными на основе гетеро-структур в системе A3B5. Основной проблемой, возни-кающей при использовании таких высокоэффективных ФЭП, является их относительно высокая стоимость по сравнению с традиционными однопереходными ФЭП на основе кремния. Одним из преимуществ ФЭП на основе гетероструктур в системе A3B5 является возможность преобразования солнечного излучения (СИ) без поте-ри эффективности при высоких уровнях концентрации света. Решением проблемы удешевления единицы мощ-ности, вырабатываемой многокаскадными ФЭП, стало использование концентраторов солнечного излучения, перенаправляющих энергию СИ на миниатюрные ФЭП в фокусе концентратора. Таким образом, концентраторы обеспечивают экономию площади чипов ФЭП пропор-ционально кратности концентрирования [1,2].В работе рассматривается гелиоэнергетическая уста-новка (ГЭУ), конструкция которой включает каркас, оснащенный приводами двухосевого слежения за поло-жением Солнца, и установленные на нем фотоэлектри-ческие модули [2,3]. Каждый модуль включает в себя от десятков до сотен идентичных пар концентратор-ФЭП. Функционально работа ГЭУ делится на слежение за положением Солнца на небесной сфере, концентри-рование СИ и преобразование концентрированного СИ в фототок. Работа посвящена решению проблемы эффек-тивного преобразования концентрированного излучения в фототок с учетом особенностей каскадной структуры ФЭП. Конструкция и оптические характеристики концентратораКонцентратор выполнен в виде линзы Френеля квад-ратной формы из прозрачной силиконовой резины (СР) [2]. Концентратор как оптический элемент пред-ставляет собой набор концентрических конических по-верхностей (ступеней), которые, если бы были соедине-ны между собой, образовали бы асферическую плоско-выпуклую линзу. Множество силиконовых концентрато-ров, составляющих концентраторную панель фотоэлек-трического модуля, выполняются одновременно путем заливания в форму СР в жидком состоянии. В процес-се перехода жидкой СР в резиноподобное состояние реплика концентраторов закрепляется на стеклянной пластине, которая нужна для обеспечения механической прочност...

show abstract

“…For experimental determination of the fabricated lens OPCs a test bench based on a lighting device with a xenon lamp and an optical system for forming directed flux with the angular divergence of 32′ was used [11]. This test bench meets in full measure the requirements to simulating the sunlight parameters in investigating the OPCs.…”

Section: Lens Manufacturing and Testingmentioning

confidence: 99%

Development and testing of high concentration flat-plate Fresnel lenses

Shvarts

Soluyanov²

2009

SPIE Proceedings

View full text Add to dashboard Cite

In the work, stages of designing, optimizing, manufacturing and testing the circular flat-plate Fresnel lenses (FLs) for photovoltaic modules with multi-junction solar cells (SCs) are presented. A mathematical model based on ray tracing has been developed for optimizing lenses design parameters and calculating their optical-power characteristics (OPCs). In searching the optimum combination of the lens aperture, its focal distance and refracting profile parameters, the optimization criterion was the maximum of the average sunlight concentration at high optical efficiency in the focal spot of minimum size. Analysis of OPCs of circular Fresnel lenses with conical (the generatrix of surface is a straight line) and curvilinear (the generatrix of surface is a curved line) refracting surfaces has been carried out. Fresnel lens specimens were fabricated and a control of their profile parameters has been done. Experimental lens OPCs have been obtained with use of newly developed optical test bench. A degree of the effect of the light flux and Fresnel lens geometrical imperfections on validity of the experimental data interpretation has been determined. To establish the lens optical efficiency values at standard irradiance conditions, the correction of the calculation model was done. Also, the effect of temperature on the lens optical efficiency is studied.

show abstract

Flat-plate Fresnel lenses with improved concentrating capabilities: Designing, manufacturing and testing

Cited by 16 publications

References 0 publications

Assessment of the optical efficiency of a primary lens to be used in a CPV system

Assessment of the optical efficiency of a primary lens to be used in a CPV system

Концентраторы Солнечного Излучения В Паре С Многопереходными Фотоэлектрическими Преобразователями В Наземных Гелиоэнергетических Установках (Часть I)

Development and testing of high concentration flat-plate Fresnel lenses

Contact Info

Product

Resources

About