纳米结构平面聚焦集热器在聚光太阳能发电应用中的可行性分析-光电查

纳米结构平面聚焦集热器在聚光太阳能发电应用中的可行性分析

作者： Qing Ding，Shama F. Barna，Kyle Jacobs，Aakash Choubal，Glennys Mensing，Zhong Zhang，Kaito Yamada，Nicholas Kincaid，Guangdong Zhu，Robert Tirawat，Tim Wendelin，L. Jay Guo，Placid Ferreira，Kimani C. Toussaint， Jr.

机构： 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校，密歇根大学，国家可再生能源实验室，Solar Dynamics， LLC

发布年份： 2018年

更新时间： 2025-03-28 16:53:42

关键词： 聚光太阳能发电,平面聚焦集热器,两光子光刻,纳米压印光刻,超表面

摘要：

聚光太阳能发电（CSP）技术是一种有吸引力的太阳能收集方法。与光伏（PV）技术不同，CSP 使用热存储代替电池进行发电。然而，当前 CSP 工厂中收集光学器件的成本阻碍了其与 PV 和天然气的商业竞争力。平面聚焦集热器（PFC）的使用可能有助于降低材料、安装和维护成本。本文提出了两种候选 PFC 设计，一种基于超表面，另一种基于菲涅尔模型。我们将每种设计贯穿整个系统过程——设计、制造、可扩展性和技术经济可行性，并讨论了每个阶段遇到的挑战。两光子和纳米压印光刻技术分别用于制造 PFC 模具和复制品。我们发现基于菲涅尔的 PFC 的年光学效率约为 40%，高于当前天然气的 30%目标，这表明在工业过程热市场中具有潜在的经济优势。

结论：

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实验方法及产品解析：

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