全息太阳能集光器,全息太阳能集光器是什么意思

全息太阳能集光器,全息太阳能集光器是什么意思

太阳能的使用已经进入了人们生活领域,对于能源的开发和利用,环境保护以及经济开支等方面都有着极大的意义和价值。目前，我国的各家厂商所生产的以太阳能为能源的设备光热转换效率普遍较低。因此,国内外不少专家、工程师都在进一步研究,以提高光电或光电转换效率。提高太阳光的转换效率,使用全息太阳能集光器是极为有效的一种途径。

全息太阳能集光器,是全息记录材料在太阳能利用方面的应用。上个世纪80 年代初期,美国和前苏联等国的一些光学专家提出了一种全息元件实现太阳光线会聚的设想,随后经美国、德国、法国、比利时及前苏联等国家的光学科学家进一步研究,在全息的理论和实践上都取得了成果。

全息太阳能集光器的理论依据是:非均匀性理论布喇格——李谱曼反射全息图的理论。在1982 —1985 年期间,美国国家技术系统(Nationap Techincal Systems ,简称NTS) 的Tomasz Jannson 和Joanna Jannson 等人在美国能源部(DOE) 的资助下,对全息太阳能集光器进行研究,他们发现实现这种方案关键在于对布喇格型全息图的折射率调制度和光栅间距非均匀性的控制。因此,他们从kegelnik的耦合波理论出发,从理论上详细分析了布喇格型全息图的光谱特性与折射率调制度和光栅间距非均匀性之间的关系,并做了大量的试验,提出了实际可行的全息太阳能集光器等的设计方案。

把太阳能直接转换成电能的系统有两种,一种是平板型;一种是聚光型。平板型是把太阳能电池排成一平面阵列,接收散射或直射的太阳光。它的优点是结构简单,主要缺点是面积大,转化效率低。聚光型是通过光学系统把太阳光聚集在小面积的光电池上,此聚集的阳光的强度数百倍的提高,并且通过分色元件使不同的光电池与太阳光谱的不同波段相匹配。显然,聚光型的转换效率可以达到很高,但是,由传统的光学系统(如透镜、棱镜、平面镜等) 实现聚焦和分色,其成本也相当高。

由于全息元件兼有汇聚和色散功能,用它来实现聚光型太阳能转换系统,其成本将大大地降低如果使用全息太阳能集光器,除了直接利用透射的太阳光的热红外光谱成份的能量,还可利用其可见光光谱成份的能量。

所以,只要进一步解决诸如基底材料、感光材料、保护材料的环境适应性,大批量生产的工艺性、成本等问题,全息太阳能集光器将能进入实用性阶段。将其作为太阳能热水器的集光器将会使得光热或光电转化效率大大提高。