ANÁLISE ÓPTICA DA CURVATURA DE ESPELHOS DE UM CONCENTRADOR FRESNEL LINEAR

D. Moreira, Luis Carlos Webler, Mario Henrique Macagnan
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Abstract

Este trabalho tem o propósito de avaliar o impacto da curvatura dos espelhos em um concentrador Fresnel linear (LFR). O coletor utilizado como exemplo contém 14 fileiras de espelhos de 300 mm de largura cada, com um absorvedor do tipo cavidade, de 200 mm de abertura e situado a 3 m de altura em relação ao plano contendo os eixos dos espelhos. Primeiramente determinou-se a curvatura para cada espelho do LFR. As flechas variaram entre 1,872 mm no espelho central até 1,486 mm para o espelho mais afastado. Após calcular a curvatura de cada espelho, realizou-se as simulações no Soltrace, variando a curvatura dos espelhos. O software apresentou o fluxo médio e máximo que atingiu o plano de entrada no absorvedor do LFR. Foi verificado que o uso de espelhos planos exige que a abertura do absorvedor seja maior, correspondendo no caso estudado a 400 mm, com uma maior concentração em uma faixa de 300 mm. Com a utilização de espelhos curvos e variáveis, consegue-se aumentar a razão de concentração em uma faixa de 100 mm. A simulação com curvatura fixa de 1,872 mm resultou em uma redução da potência de apenas 2,1 % em comparação com os espelhos curvados individualmente. Para configuração com a menor flecha (1,486 mm) o aumento da potência foi extremamente pequeno, de apenas 0,17 %, porém com um fluxo extremamente concentrado em uma faixa de 60 mm. Diante dos resultados apresentados para o LFR estudado, a utilização da menor flecha calculada para os espelhos é indicada para redução de custos, tempo e complexidade de fabricação.
线性菲涅耳聚焦镜曲率的光学分析
这项工作的目的是评估镜子曲率对线性菲涅耳聚焦器(LFR)的影响。作为例子使用的收集器包含14排镜子,每排300毫米宽,有一个腔式吸收器,开口200毫米,位于3米高的平面上,包含镜子的轴。首先确定每个LFR镜的曲率。箭的射程从中心镜的1.872毫米到最远镜的1.486毫米不等。在计算每个镜子的曲率后,在Soltrace中进行模拟,改变镜子的曲率。软件显示了LFR吸收器入口平面的平均流量和最大流量。研究发现,平面镜的使用要求吸收器的孔径更大,在研究的情况下对应400mm,在300mm范围内浓度更高。通过使用曲面和可变镜子,可以在100毫米范围内增加浓度比。固定曲率1.872 mm的模拟结果显示,与单独弯曲的镜子相比,功率仅降低了2.1%。对于最小箭头(1486毫米)的配置,功率增加非常小,只有0.17%,但在60毫米范围内的流量非常集中。根据所研究的LFR结果,使用计算出的最小箭头来降低成本、时间和制造复杂性。
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