Линза Френеля.
Линза Френеля представляет собой оптическую деталь со сложной ступенчатой поверхностью. Использование линз Френеля в качестве концентратора в солнечных батареях увеличивает КПД кремниевых элементов до 45 %.
Линза Френеля: описание и устройство
Линза Френеля: описание и устройство:
Линза Френеля представляет собой оптическую деталь со сложной ступенчатой поверхностью. При этом ступени такой линзы могут быть разграничены, как правило, концентрическими, а также спиральными или линейными канавками.
Линза Френеля – это сложная составная линза. Она состоит из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец (если ступени линзы разграничены концентрическими канавками) небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призмы специального профиля либо конуса с криволинейным профилем. Каждое концентрическое кольцо линзы Френеля является элементом поверхности сплошной линзы.
Впервые конструкция линзы была создана Огюстеном Френелем в 1819 г. Он разработал ее для морских маяков, что чтобы их свет было видно за много десятков километров. Изобретение, созданное Огюстеном Френелем увеличило дальность освещения морских маяков в несколько раз. Впоследствии линзу назвали по фамилии изобретателя.
Благодаря своей конструкции линза Френеля имеет малую толщину и малый вес даже при большой угловой апертуре.
Линзы Френеля бывают кольцевыми и поясными. Кольцевые концентрируют световой поток в одном направлении, поясные по всем направлениям в определённой плоскости.
Сечения колец у кольцевой линзы Френеля построены таким образом, что снижается её сферическая аберрация, и лучи от точечного источника, помещённого в фокусе линзы, после преломления в кольцах линзы выходят практически параллельным пучком.
Рис. 1. Поперечное сечение кольцевой линзы Френеля (2) и обычной линзы (2).
Пунктиром на рисунке показана оптическая ось объектива линзы
@https://ru.wikipedia.org/wiki/Линза_Френеля
Поясная линза Френеля представляет собой полое вращательное тело. Его форма возникает из-за вращения поперечного сечения линзы Френеля вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива. В точке пересечения обеих осей расположен источник света. Поясная линза преломляет свет в плоскости перпендикулярно оси вращения и излучают его равномерно во всех направлениях.
Рис. 2. Поясная линза Френеля на маяке Макапу (Гавайи, США).
@http://hawaiiansunrisewaimanalo.blogspot.com/2010/11/makapuu-lighthouse.html
Линза Френеля может заменить как сферическую, так и цилиндрическую линзы, а также другие оптические детали, например, призмы.
Она может как концентрировать поток света в одном направлении (при этом пучки света выходят параллельно друг другу), так и фокусировать пучки света в одной точке.
Диаметр линзы Френеля может составлять от долей сантиметра до нескольких метров. Линза Френеля может быть изготовлена из стекла либо из пластика.
Применение линзы Френеля:
Линза Френеля применяется в осветительных и оптических устройствах и приборах.
Перспективным считается использование линз Френеля в качестве концентратора солнечной энергии для солнечных батарей (солнечной фотоэлектрической установки), позволяющий довести КПД солнечных кремниевых элементов до 45 %. Линзы Френеля могут концентрировать солнечный свет на солнечных кремниевых элементах с соотношением почти 500:1. Это позволяет уменьшить активную поверхность солнечного кремниевого элемента, снижая стоимость и позволяя использовать эти элементы более эффективно.
Также линзу Френеля можно использовать в солнечных коллекторах, для генерации пара и для питания двигателя Стирлинга.
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Линза_Френеля
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com, https://ru.wikipedia.org/wiki/Линза_Френеля, http://hawaiiansunrisewaimanalo.blogspot.com/2010/11/makapuu-lighthouse.html