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專利發明人聯系方式：13520361330（微信同號）

本文給大家介紹一種新的太陽能聚光跟蹤技術，這項技術的名稱是：一種按日期手動調節的太陽能拋物線型槽式集熱器。這種集熱器最大(da)的特點就(jiu)是不需(xu)要自動跟蹤裝(zhuang)置(zhi)，但聚(ju)(ju)光(guang)倍數卻可以達到二十倍。這種集熱器具有抗風能力(li)強、聚(ju)(ju)光(guang)倍數高、結構簡單(dan)、成本低廉、使用(yong)壽命長等(deng)諸多優點，非(fei)常適合大(da)規模(mo)的商業化運行。

一、目前太陽能中高溫技術的現狀

眾所(suo)周(zhou)知，太(tai)陽(yang)能光(guang)熱(re)產業(ye)的(de)(de)(de)下(xia)一個發(fa)展目標就是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)能中高(gao)溫(wen)領(ling)域(yu)，溫(wen)度區間一般認為是(shi)(shi)在(zai)100度到300度之間，主要(yao)的(de)(de)(de)應用(yong)市場是(shi)(shi)在(zai)工業(ye)用(yong)熱(re)，以(yi)(yi)及冬季采暖、夏季空(kong)調等領(ling)域(yu)。在(zai)這個領(ling)域(yu)研究最多(duo)(duo)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)小(xiao)型拋物線(xian)型槽式集熱(re)器(qi)，集熱(re)器(qi)的(de)(de)(de)開(kai)口寬度通常(chang)為兩到三米(mi)，技術要(yao)求相對較低。國內(nei)外都有很多(duo)(duo)廠家開(kai)發(fa)過這種產品，但市場接(jie)受度并不高(gao)。幾十(shi)年來一直處(chu)于示(shi)范階(jie)(jie)段(duan)，很少有達(da)到商業(ye)化運行階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)(de)。造(zao)成這種現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)主要(yao)在(zai)于以(yi)(yi)下(xia)幾個方面(mian)：

第一，這種集熱器通常都(dou)需要一套自動跟蹤裝置，這就增加了制(zhi)造成本(ben)和運(yun)維成本(ben)。

第(di)二，由(you)于太(tai)陽能(neng)的(de)(de)(de)最大密度大約是每平方米一千瓦左右(you)，如果用(yong)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)比較大的(de)(de)(de)話(hua)，就需(xu)要反(fan)射聚光(guang)鏡的(de)(de)(de)面積很(hen)(hen)大，而(er)所有的(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)裝置都必須在室外長期運行，風(feng)雨侵蝕不可避(bi)免。尤其(qi)是在風(feng)中，反(fan)射聚光(guang)鏡上(shang)所受到的(de)(de)(de)風(feng)的(de)(de)(de)作用(yong)力是很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)，對整(zheng)個系統的(de)(de)(de)機械穩定性要求(qiu)(qiu)很(hen)(hen)高(gao)。為了(le)滿足(zu)這個要求(qiu)(qiu)，就必須增加整(zheng)個系統的(de)(de)(de)金(jin)屬使用(yong)量(liang)，這也推高(gao)了(le)整(zheng)個系統的(de)(de)(de)制造(zao)成(cheng)本(ben)。

上述兩方面(mian)都造成(cheng)了(le)這(zhe)(zhe)種(zhong)裝置的(de)成(cheng)本較(jiao)高。但成(cheng)本高了(le)，市場(chang)又無(wu)法(fa)接受，這(zhe)(zhe)是(shi)目前(qian)(qian)這(zhe)(zhe)個產業(ye)所遇到的(de)主要(yao)矛盾(dun)。應(ying)該說太陽能中高溫產業(ye)的(de)市場(chang)是(shi)足夠巨大的(de)，這(zhe)(zhe)是(shi)任(ren)何(he)人都能看到的(de)，也是(shi)很多企(qi)業(ye)想進入的(de)。但是(shi)，目前(qian)(qian)產業(ye)界還沒有找到一個合適(shi)的(de)能夠大規模推廣的(de)技術。

為了(le)(le)解決這個(ge)問題，我們開發了(le)(le)一種按日期手動調節的(de)(de)太陽能拋物線型槽式集熱(re)器，它的(de)(de)聚(ju)光倍數可以達到(dao)20倍，能夠滿足太陽能中(zhong)高溫市場的(de)(de)用熱(re)需(xu)求。這里所(suo)說(shuo)的(de)(de)聚(ju)光比，指的(de)(de)是反射鏡的(de)(de)寬度和集熱(re)管的(de)(de)直徑之比。

二、一種按日期手動調節的太陽能拋物線型槽式集熱器

2.1實驗裝置的基本特征

圖一：實驗裝置的照片。

圖一(yi)(yi)為這(zhe)個(ge)(ge)(ge)裝(zhuang)置(zhi)的(de)照片(pian)：一(yi)(yi)根(gen)集熱(re)管東西方向水平固(gu)定(ding)(ding)在兩個(ge)(ge)(ge)支座上(shang)，同時有一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)拋物線型反(fan)射(she)聚(ju)光(guang)鏡(jing)(jing)也由這(zhe)兩個(ge)(ge)(ge)支座支撐，這(zhe)個(ge)(ge)(ge)反(fan)射(she)聚(ju)光(guang)鏡(jing)(jing)的(de)焦線和轉(zhuan)軸(zhou)都和集熱(re)管的(de)軸(zhou)線重合。這(zhe)套(tao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)最大特點(dian)就是(shi)沒有自動跟蹤(zong)裝(zhuang)置(zhi)，但是(shi)多(duo)了(le)一(yi)(yi)套(tao)反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)定(ding)(ding)位裝(zhuang)置(zhi)，所(suo)謂(wei)的(de)反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)定(ding)(ding)位裝(zhuang)置(zhi)其實(shi)就是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)圓弧板，上(shang)面有若(ruo)干個(ge)(ge)(ge)位置(zhi)固(gu)定(ding)(ding)的(de)插孔(kong)。這(zhe)套(tao)裝(zhuang)置(zhi)需要使用者(zhe)在確定(ding)(ding)的(de)日(ri)期(qi)，將(jiang)反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)從一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)插孔(kong)移到另一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)插孔(kong)。調(diao)(diao)節好以后，反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)可以連(lian)續多(duo)日(ri)靜止不動。反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)的(de)調(diao)(diao)節頻率由系統的(de)聚(ju)光(guang)倍(bei)數決(jue)定(ding)(ding)，如(ru)果聚(ju)光(guang)倍(bei)數是(shi)10倍(bei)，那么平均一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)月調(diao)(diao)節一(yi)(yi)次；如(ru)果聚(ju)光(guang)倍(bei)數是(shi)20倍(bei)，那么平均10天調(diao)(diao)節一(yi)(yi)次。

2.2下面，介紹一下這項技術的主要特征：

首先，這個技術不(bu)需要(yao)自動跟蹤裝置，因(yin)此大(da)(da)大(da)(da)降低了整(zheng)個系統的制(zhi)造成本和技術難度。

第二，這個系統的聚光倍數比較高，可以達到20倍到30倍，能夠滿足太陽能中高溫(wen)產業的需求。

第三，這套裝置(zhi)雖然是手動的(de)，但是反光鏡調節一次(ci)以(yi)(yi)后可(ke)以(yi)(yi)連續靜止若干天，而且調節也很方便，只(zhi)是將插銷從(cong)一個(ge)插孔移到(dao)另一個(ge)插孔去即可(ke)，用戶的(de)負擔非常輕微，基本可(ke)以(yi)(yi)忽略(lve)不計。

第(di)四(si)(si)，雖然反(fan)射(she)聚光(guang)(guang)(guang)(guang)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾(qing)角調節一次，可(ke)(ke)以(yi)連續靜止若干天(tian)(tian)，但(dan)(dan)是在這(zhe)(zhe)(zhe)期間(jian)(jian)，這(zhe)(zhe)(zhe)套系統可(ke)(ke)以(yi)保(bao)證每天(tian)(tian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)全聚光(guang)(guang)(guang)(guang)時(shi)間(jian)(jian)不少(shao)于(yu)(yu)4個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)時(shi)——從上午(wu)10點(dian)(dian)(dian)到(dao)(dao)下午(wu)14點(dian)(dian)(dian)。這(zhe)(zhe)(zhe)四(si)(si)個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)時(shi)是一天(tian)(tian)之內太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)最強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)段。這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)系統可(ke)(ke)以(yi)保(bao)證，反(fan)射(she)鏡(jing)在這(zhe)(zhe)(zhe)期間(jian)(jian)能(neng)夠(gou)將其(qi)所接(jie)受到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)全部(bu)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)都匯聚到(dao)(dao)集(ji)熱管(guan)上，這(zhe)(zhe)(zhe)四(si)(si)個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)時(shi)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)利(li)(li)用(yong)(yong)率是100%，其(qi)他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)利(li)(li)用(yong)(yong)率將會下降，但(dan)(dan)那已(yi)經(jing)(jing)不重(zhong)要了(le)(le)。因(yin)為早晨(chen)10點(dian)(dian)(dian)以(yi)前或下午(wu)14點(dian)(dian)(dian)以(yi)后，由于(yu)(yu)余(yu)弦(xian)效應，太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)已(yi)經(jing)(jing)明顯減弱了(le)(le)，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱利(li)(li)用(yong)(yong)價值也隨之降低了(le)(le)。簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算可(ke)(ke)以(yi)表明，反(fan)射(she)鏡(jing)在從10點(dian)(dian)(dian)到(dao)(dao)14點(dian)(dian)(dian)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)時(shi)間(jian)(jian)段所接(jie)收到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)占(zhan)到(dao)(dao)它全天(tian)(tian)所接(jie)受到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總(zong)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半左右。我們如果能(neng)將這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)時(shi)間(jian)(jian)段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)充分利(li)(li)用(yong)(yong)起來，效果就已(yi)經(jing)(jing)很好了(le)(le)。

第五，這個(ge)系統的每一面鏡子都有自己獨立的固定裝置，所以它的結構非常(chang)穩定，抵抗風(feng)雨(yu)的能力很強，因此，所用的鋼鐵材料就能減少，成(cheng)本(ben)就能降低。

第六，這(zhe)個系統的(de)結構(gou)非(fei)常的(de)簡單，所以它(ta)出現(xian)(xian)故障的(de)機會就很少，即(ji)使出現(xian)(xian)了故障，使用(yong)者自己也能維(wei)修，這(zhe)樣它(ta)的(de)維(wei)護成本(ben)也大(da)(da)大(da)(da)降低了。

三，市場前景分析

熱(re)能在人(ren)類能源消(xiao)耗中所占的(de)(de)(de)比(bi)例最(zui)(zui)大，將太(tai)(tai)陽能直接轉(zhuan)變為熱(re)能是太(tai)(tai)陽能各種利用(yong)(yong)中最(zui)(zui)方便最(zui)(zui)直接的(de)(de)(de)形式。這項技術用(yong)(yong)最(zui)(zui)簡單的(de)(de)(de)方法將太(tai)(tai)陽光(guang)的(de)(de)(de)能量密(mi)度(du)提高了二十倍，使熱(re)能的(de)(de)(de)品質有了質的(de)(de)(de)飛(fei)躍，由于溫度(du)的(de)(de)(de)提高，可以使太(tai)(tai)陽能的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)范圍(wei)得(de)到(dao)大幅(fu)度(du)的(de)(de)(de)擴(kuo)展(zhan)。同時還(huan)將系統的(de)(de)(de)制造(zao)成本(ben)降(jiang)到(dao)最(zui)(zui)低，可以預(yu)期這項技術將具(ju)有非常廣闊的(de)(de)(de)市(shi)場(chang)發展(zhan)空間。

首(shou)先，可(ke)以(yi)用于(yu)冬季采(cai)暖和夏季空調，這(zhe)個市場是非(fei)常巨大(da)(da)的，比(bi)太(tai)陽(yang)能(neng)熱水器的市場要大(da)(da)得多(duo)。現在(zai)，我國正在(zai)大(da)(da)力推廣煤改(gai)電，煤改(gai)氣等各種清潔取暖方(fang)(fang)式，但這(zhe)些(xie)方(fang)(fang)式都會(hui)遇到資源和價格(ge)的制約，需要政(zheng)(zheng)府(fu)提供大(da)(da)量的，長(chang)(chang)期(qi)的財政(zheng)(zheng)補貼。而太(tai)陽(yang)能(neng)是不(bu)受資源限制的，一次投資，長(chang)(chang)期(qi)受益，并且這(zhe)項技術還可(ke)以(yi)使一次投資的額度(du)大(da)(da)幅度(du)降低。

其次(ci)可(ke)以滿足工業(ye)用熱需求(qiu)，例(li)如(ru)：市政蒸汽，海水淡(dan)化，石(shi)油開采，農產(chan)品加工，紡織印染(ran)等，其市場容量也是相當可(ke)觀(guan)的。

這項技術的(de)(de)(de)(de)最(zui)大優點就是找到了系統的(de)(de)(de)(de)聚(ju)光(guang)倍數，全聚(ju)光(guang)時間和(he)(he)(he)反射(she)聚(ju)光(guang)鏡調(diao)節次(ci)數的(de)(de)(de)(de)最(zui)佳平衡點，使得(de)系統的(de)(de)(de)(de)結(jie)構變得(de)非常簡單。因為不需要任何自動跟(gen)蹤裝置，所以(yi)，大幅度地降(jiang)低(di)了系統的(de)(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)成本和(he)(he)(he)技術難度。還因為每一面反射(she)聚(ju)光(guang)鏡都(dou)有一套獨立的(de)(de)(de)(de)固定裝置，所以(yi)大幅度地提高了系統的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性和(he)(he)(he)抗風雨的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。而用戶(hu)平均十天左右才需要調(diao)一次(ci)反射(she)鏡的(de)(de)(de)(de)傾角，并不會(hui)給(gei)使用者帶(dai)來多(duo)少(shao)不便(bian)，所以(yi)，用戶(hu)也很容易(yi)接受。

這(zhe)項(xiang)技(ji)術使得(de)太(tai)陽能(neng)中高溫系(xi)統變得(de)非常簡(jian)單，不需要任(ren)何復雜的(de)技(ji)術，雖然沒有自動跟(gen)(gen)蹤裝(zhuang)置，但是達到了(le)和有自動跟(gen)(gen)蹤裝(zhuang)置的(de)系(xi)統相似(si)的(de)聚光(guang)效果。大(da)多數(shu)光(guang)熱企業都能(neng)進入。而且目前這(zhe)個產(chan)(chan)品(pin)所需要的(de)所有部(bu)件，比如集熱管，反(fan)射聚光(guang)鏡，儲水箱等，現在國(guo)內都有生產(chan)(chan)廠家進行大(da)規(gui)(gui)模(mo)、專業化(hua)的(de)生產(chan)(chan)，任(ren)何企業都能(neng)夠從市場(chang)上采購到質量(liang)上乘、物美價廉(lian)的(de)配套產(chan)(chan)品(pin)。這(zhe)些(xie)都為這(zhe)項(xiang)技(ji)術大(da)規(gui)(gui)模(mo)的(de)推(tui)廣應用提供了(le)堅實(shi)的(de)物質基(ji)礎。

注：作者就是這項技術的發明人，該技術已獲國家發明專利授權（專利號：ZL 201610829789.0），作者目前正在推廣這項技術，有愿意開發這項技術的廠家可以和作者聯系，作者的聯系方式為：13520361330（微信同號）。