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【干货】太阳能商业化可能只差一个聚光镜

2016-01-02 00:05
小鱼时代
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  大阳能是世界上公认的最清洁的、取之不尽用之不竭的能源,但于由于利用率太低导致用太阳能发电的成本过高,很难实现有商业化价值开发。后来出现了“塔式太阳能热发电技术”,其太阳能利用效率很高,转变为电能的成本也很低。塔式太阳能热发电系统是利用独立跟踪太阳的定日镜群,将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上产生高温,产生过热蒸汽或者先产生高温熔盐储存热量,再在必要时利用高温熔盐产生蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电,从而将太阳能转换为电能。

  不过,由于定日镜聚光瞄准技术一直没有解决,使得这么好的技术虽然已经问世30多年了,却始终还停留在科学研究阶段,无法前进。难道说,聚光瞄准真是一道无解的难题吗?

  热情触发灵感,重在化繁为简

  世上无难事只怕有心人。热衷于追逐科技尤其偏爱研究太阳能的何开浩用一项发明专利解决了这个问题。他在翻阅资料、研究定日镜和跟踪控制系统的原理时,想起了阿基米德的故事。受到阿基米德的启发,他发明了“塔式太阳能热发电系统的聚光瞄准装置”,并针对性地提出一组数学公式,用以在阴天或阳光偏弱的条件下计算太阳光线方位,从而指导定日镜对角度进行精准定位。

  图1:《塔式太阳能热发电系统的聚光瞄准装置》原理图(有多种实施方式)。

  a:从天空照射下来的太阳光(太阳在天空正上方)。

  b:经定日镜反射后的太阳光(反射光)。

  c:从各定日镜中心射向聚光塔目标的激光束。如果经定日镜反射后的太阳光(反射光)是对准聚光塔目标的。那么,这反射光一定要同相应的激光束相平行。这样就可以根据平行光线的性质,只要检测反射光是否与激光束平行来判断反射光是不是对准聚光塔目标了。如果检测到二者不平行,就只要适当调整定日镜的方向,使二者平行就可以了。

  d:激光器。

  何开浩指出,该专利的实施方法特别简单,就是利用平行光线通过凹面镜反射或者凸透镜折射会在焦点处聚集成一点,以这一原理来判断太阳和激光束是否并行,进而判断太阳光是否正确的被反射到目标上去。如何判断太阳光和激光束是平行的呢?太阳光不是绝对的平行光线,所在焦点处聚集成的只是个圆斑而不是一点,而激光束能聚焦成一点。因此,只要激光束聚焦成的点在太阳光聚集成的圆斑中点就可以说两者是平行的。

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