集光入室任意拼接
該裝置采用菲涅爾棱鏡折光原理。胡連印通過(guò)對(duì)菲涅爾平板透鏡作出4項(xiàng)改進(jìn)，從而在太陽(yáng)能熱利用方面邁出關(guān)鍵一步。一是平板菲涅爾聚光鏡面改為球冠面形或柱面形，提高了大型薄板透鏡的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。二是折光棱鏡底面由柱面形改為錐面形，令所有棱鏡底面與該處入射光線的一次折射線相重合，提高了棱鏡折光效率3%~7%以上。三是聚光鏡面加工采用區(qū)塊分割法，每一區(qū)塊單獨(dú)設(shè)計(jì)加工成為瓦狀薄板透鏡，然后將各類聚光瓦透鏡依次拼接搭建在相應(yīng)的球冠狀或柱面狀金屬網(wǎng)格框架上，構(gòu)成大型整體點(diǎn)焦或線焦聚光透鏡。此舉解決了菲涅爾透鏡直徑難以變大的困境，通過(guò)制造技術(shù)上可行的任意大直徑聚光透鏡，獲得大功率高溫光能源。四是聚光鏡面選用高透光率的塑料或玻璃作為聚光基材，省去了金屬反射膜，可以節(jié)省成本并延長(zhǎng)使用壽命。
這些改進(jìn)使平板菲涅爾透鏡以全新的面貌形成一種全新型的太陽(yáng)能聚光集熱器。聚光焦點(diǎn)在陽(yáng)光的另一面，預(yù)示著人們可以將其做成室內(nèi)操縱式太陽(yáng)能集光裝置，避開(kāi)室外的風(fēng)、沙、灰塵與寒冷天氣，與反射式太陽(yáng)爐相比具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
聚光瓦透鏡的成功研制為人們展示出一種廣闊、誘人的前景；菲涅爾薄板透鏡的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕價(jià)廉，具有高聚焦比，缺點(diǎn)是直徑難以增大，無(wú)法獲得大功率太陽(yáng)能，該缺點(diǎn)限制了其在陽(yáng)光集熱方面的應(yīng)用。聚光瓦透鏡的制造成功預(yù)示著人們利用聚光瓦就像用磚瓦蓋房子一樣，任意拼接搭建自己所需要的聚光集熱裝置，獲得所需要的高溫光能源，金屬網(wǎng)格框架的設(shè)置使曲面薄板透鏡的強(qiáng)度和剛度進(jìn)一步得到加強(qiáng)，凡是能接到陽(yáng)光的地方都可以應(yīng)用這種大功率太陽(yáng)能集熱裝置。
廣闊的應(yīng)用前景
據(jù)胡連印介紹，新型高溫太陽(yáng)能爐在中國(guó)應(yīng)用的前景主要有聚光高溫太陽(yáng)爐窗戶、高溫太陽(yáng)能廚房、線焦聚光大棚、聚光光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。
第一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)——聚光高溫太陽(yáng)爐窗戶。為了采光、舒適，我國(guó)居民住房都設(shè)有大小不等的窗戶，過(guò)去窗戶用紙糊，現(xiàn)在用玻璃窗，如果用巨型薄板透鏡聚光器代替現(xiàn)在的玻璃窗，既起到房間密封作用又可將聚光太陽(yáng)能引入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)燒水、做飯、蒸煮、煎炒、取暖等。一般窗戶高1.4米、寬1.7米，面積2.38平方米，利用得好可得到1.3KW~1.5KW的太陽(yáng)能熱功率，利用得差至少可得到800W~1000W的熱功率，遠(yuǎn)超普通電飯鍋功率。薄板透鏡聚光器如何與窗口結(jié)合？可以根據(jù)不同的窗口尺寸，設(shè)計(jì)相應(yīng)的窗口聚光器，滿足社會(huì)需求。我國(guó)有14億人，估計(jì)有3億~4億家庭，如果安裝窗口聚光器，這將是一個(gè)很大的需求。
第二項(xiàng)產(chǎn)業(yè)——高溫太陽(yáng)能廚房。太陽(yáng)能廚房是將足夠尺寸的薄板集光透鏡由薄壁管將熱能吸收裝置聯(lián)結(jié)固定，形成一頭大一頭小的錐體，錐體上有軸與柱狀箱體相連，可90°緯向旋轉(zhuǎn)，柱狀箱體與地面上的導(dǎo)軌相連，可360°徑向旋轉(zhuǎn)，陽(yáng)光的跟蹤由重力驅(qū)動(dòng)的棘輪電控系統(tǒng)完成。該裝置是一種室內(nèi)操縱的陽(yáng)光集熱系統(tǒng)，可精確追蹤日光，只要有陽(yáng)光存在，就可以燒開(kāi)水、做飯等，完全避開(kāi)了室外的風(fēng)沙、灰塵。該裝置尤其適合北方地區(qū)民眾使用，可以為少數(shù)民族、地質(zhì)隊(duì)、邊防哨所提供充足的高溫光能源。
第三項(xiàng)產(chǎn)業(yè)——線焦聚光大棚的應(yīng)用。線焦聚光大棚類似于現(xiàn)在廣泛使用的蔬菜大棚，但它有聚光功能，從數(shù)倍聚光直至數(shù)十倍聚光可任意調(diào)節(jié)。由于它有巨大的接光面積，可以獲得驚人的高溫陽(yáng)光能量，可以為農(nóng)民帶來(lái)前所未有的幫助，如干燥糧食、木材、藥材等等。該類裝置可產(chǎn)生足量的高溫?zé)崴⒄羝?，送入?chǔ)熱器，解決住房取暖問(wèn)題。該類裝置與其它技術(shù)配合可以實(shí)現(xiàn)制冷、制冰、發(fā)電等，可以成為農(nóng)民開(kāi)展生產(chǎn)的有力幫手。此外，利用線焦聚光大棚可將海水淡化，生產(chǎn)足量的淡水，產(chǎn)生足量的炊事和取暖能源。
第四項(xiàng)產(chǎn)業(yè)——聚光光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)，人們普遍對(duì)光伏電池發(fā)電技術(shù)產(chǎn)生濃厚興趣，認(rèn)為它清潔環(huán)保，是一種最好的綠色能源，各國(guó)政府極力扶持，希望能走出一條綠色能源道路。但是，光伏電池發(fā)電的缺陷是成本高、效率低，國(guó)內(nèi)難有市場(chǎng)也是不爭(zhēng)的事實(shí)。近年來(lái)，科學(xué)家們研究出聚光光伏發(fā)電技術(shù)和高溫光電池，聚光光伏發(fā)電有低倍聚光和高倍聚光之分，項(xiàng)目研制的聚光器二者均可適用，可任意調(diào)節(jié)。該項(xiàng)技術(shù)可用于大型光伏電站。
%%7B3RV%7DPVUT0W@SL%6VJNA.jpg)
