射线痕迹建模以描述非传统发光太阳能聚器几何学的效率

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 可再生能源技术可再生能源技术
• 计算物理 计算物理

背景情况:

• 发光太阳能缩器 (LSCs) 由于其美观和功能性质,可以很好地融入建筑环境.
• 传统的立方体LSC正在被非常规的几何形状 (圆形,曲线,多边形等) 取代. 为了最大限度地减少光学损失,并使新的应用程序.
• 对这些复杂的LSC设计进行精确的性能模拟至关重要,但受到现有的,通常无法访问或非开源的建模工具的限制.

研究的目的:

• 为了显著升级pvtrace软件模拟发光太阳能缩器 (LSCs),特别是解决非常规的几何形状.
• 为研究人员和设计人员提高软件的可用性和计算效率.
• 提供一个验证的,可访问的工具来预测LSC的性能,从而加速可持续设计.

主要方法:

• 增强的pvtrace软件,具有表征非传统LSC几何形状的能力,并提高了测量配置相关性.
• 整合了提高计算效率和一个用户友好的图形用户界面 (GUI).
• 与文献数据和内部实验结果对模拟与测量外部光子效率的验证.

主要成果:

• 与实验测量相比,LSCs模拟的外部光子效率显示出1%的一致性.
• 通过模拟包括3D打印设备在内的20种不同的非常规LSC几何形状来证明该软件的广泛适用性.
• 证实了pvtrace能够预测3D打印的LSC原型的光学效率.

结论:

• 升级后的pvtrace软件为模拟复杂的LSC架构提供了多功能和可访问的计算工作流.
• 该工具有助于快速选新的LSC设计,减少实验浪费,加快可持续太阳能技术的发展.
• 预计改进后的软件将推动LSC设计的创新,从而提高光学效率,并在各种应用中提高效用.