非成像光學系統通常有兩個(或更多)光學表面，這允許多種類型裝置的設計，讓它們非常靈活．能夠更好地適應於特別情況下的幾何限制。非成像太陽能聚光器的例子有CPC、DTIRC，主要由拋物面主光學器件和TER、次級器件XR、RXI、XX或者TRI透鏡級次級器件以及一些其他裝置組成。
基本介紹
- 中文名：非成像聚光器
- 外文名：Non-imaging concentrator
- 舉例：CPC、DTIRC
研究歷史,優點,原理,結構舉例,意義,
研究歷史
1、本世紀六十年代中期，美國芝加哥大學的青年教財蘿蘭德·溫斯頓教授在檢測粒子衰變實驗時，發現入粒子在衰變成一個質子(或中子)和一個π介子中，在每1000次左右的衰變中，將射出一個電子，而且該電子可出現在多個射出角度上，分布面很廣。為此溫斯頓構思出一種非成象光學的構想，後經他與同事們的配合，終於研製出第一台複合拋物面聚光器——非成象聚光器。它可以最大限度地獲取光通量，但不以成象為目的。
2、以後人們根據邊緣射線和矢量流量法研製出多種非成像聚光器，有的還被稱為“光斗”。這些聚光器不僅能接受大角度的光線，而且光通量大，更令人欣慰的是它擺脫了陽光跟蹤裝置的桎梏，在一天的大部分時間裡，能自動聚集到足夠的陽光。
3、目前溫斯頓領導的研究小組進一步改進了非成像聚光器。主要是將其與成像聚光器聯合使用。他們將透鏡或反射鏡作為第一級，“光斗”等作為第二級，並置於第一級焦點處。複合非成像聚光器的聚能能力驚人。根據理論計算表明，太陽表面陽光強度為照射到地球表面陽光強度的4.6萬倍，一般聚光器跨不過這個極限。但若採用折射率為1.53的材料製成的非成像聚光器，理論上最大聚光強度就可以達到地球表面陽光強度的10萬倍，若材料折射率為1.76時，則可達到14萬倍。當前，溫斯頓領導的研究小組研製的拋物線型非成像陽光聚光器已使地球表面陽光輻射強度提高到8萬倍。
優點
非成像聚光器因能提供非常高的溫度和非常快的加熱速率(每秒100萬度)而被譽為超級太陽爐，其套用前景十分廣闊，目前主要用於以太陽能作為激勵能源的雷射器。該雷射器轉換效率高，具有可調性、可靠簡便。如將它裝在衛星上，便能利用太陽能來產生雷射，實現雷射通訊。利用超級太陽爐還能進行超導薄膜生產。
目前美國科羅拉多州戈爾登市太陽能研製所正在研究熔敷高溫超導薄膜技術，利用非成像聚光器他們已製造出74.7K溫度下電阻為零的超導薄膜。
原理
聚光集熱器由聚光器和接收器組成。聚光器是匯聚陽光的光學部件。接收器是吸收太陽輻射並轉換成別種能量的部件，接收器可能包括吸收器，蓋層和絕熱構造。
聚光器有成像的和非成像的兩種類型。所謂非成像聚光器就是在吸收器上不產生太陽像，來自太陽的輻射分布在吸收器的各部分。成像聚光器則是在吸收器上要形成太陽像。成像聚光器通常要求跟蹤太陽，而且聚光器的製造精度和跟蹤精度都要求比較高。
結構舉例
線性菲涅爾式聚光系統的一次反射鏡．也稱主反射鏡，由一系列可繞水平軸旋轉的條形平面反射鏡組成，跟蹤太陽並匯聚太陽光於主鏡場上方的集熱器，經過二次反射鏡後冉次聚光於集熱管二二次反射鏡的鏡面形狀可最佳化設計成一個二維複合拋物面。
如下圖所示，是一種理想的非成像聚光器，聚光性能可達最優。
非成像聚光器意義
非成像聚光器技術改變了人們直接利用太陽能的面貌，是一種富有革命性的新技術，它使太陽能廣泛套用於工業、交通、商業、人們日常生活諸領域，從而使人類利用太陽能進入一個全新的時代，“太陽能社會”夢想可望成真。
