我國第四個太陽爐系統即將完工 主要作為高溫熱源
來源:光熱聯盟 | 1評論 | 4966查看 | 2017-11-02 09:21:00    
       太陽爐是一種采用聚光太陽能的方式產生高溫熱能的裝置,一般用于工業用途。其工作原理是,定日鏡跟蹤太陽軌跡一次反射太陽光;聚光鏡將接收到的一次反射光二次反射;位于聚光鏡焦平面的實驗平臺接收聚焦光,獲得高溫。焦點處的溫度可達到3500℃。太陽爐產生的能量可用來發電(1000℃左右)、制氫(1400℃左右)、測試極端環境下應用的材料,比如核反應堆或空間飛行器再入(2500℃左右),或者生產碳納米管和鋅納米粒子(3500℃左右)等。

  近日,由中科院電工所白鳳武博士團隊設計的我國第四個太陽爐系統進入調試階段,預計下周完工。據悉,該太陽爐系統位于秦皇島,主要作為北京化工大學進行化學實驗的熱源,系統主要由定日鏡和聚光鏡組成,一次反射鏡面積26平方米,二次鏡反射面積22平方米,峰值熱功率10kW,焦平面峰值聚光比1000。這是中科院電工所搭建的第4個太陽爐系統,另外三個分別位于寧夏、北京和哈爾濱。

  圖:位于北京化工大學的太陽爐

  位于寧夏惠安堡鎮的太陽爐系統,完成于2010年,主要用于制取氫氣,也是國家863太陽能制氫課題子課題“太陽能聚集供熱方法的研究及成套設備的開發”的成果。該系統由三個120平方米的正方形定日鏡、跟蹤控制系統、300平方米大型高精度拋物面聚光器、太陽爐和制氫系統組成,總功率0.3MW,是全球第三大太陽爐。峰值能流密度設計值高達10MW/平方米。該系統通過將平面定日鏡作為反射器把太陽光反射到對面的拋面聚光器上,經過拋面聚光器的聚焦至焦點位置的太陽爐中心處,中心高溫高達約3000oC,該系統平臺與西安交通大學的反應器接口已經成功產出氫氣。

  圖:中科院電工所位于寧夏的太陽爐

  位于哈爾濱工業大學的太陽爐系統,主要是服務于航天技術的高溫吸熱器和材料研究。一次反射鏡面積73.63平方米,二次鏡反射面積(開口)77.62平方米,峰值熱功率>15kW,焦平面峰值聚光比2000。

  圖:位于哈爾濱工業大學的太陽爐

  圖:熔鋼板過程

  北京延慶中科院電工所太陽能熱發電實驗基地的太陽爐,主要用于空氣吸熱器和粒子吸熱器的熱性能測試,以及吸熱材料的耐熱實驗等。其中一次反射鏡面積35平方米,二次鏡反射面積20平方米,峰值熱功率10kW,焦平面峰值聚光比1000。

  圖:位于中科院電工所延慶太陽能熱發電基地的太陽爐

  國際上也有兩個太陽爐,分別位于法國的科學研究中心(CNRS)和烏茲別克斯坦物理研究所內。

  法國科學研究中心的太陽爐Odeillo位于法國比利牛斯山,開放于1970年,主要用于熔化礦石提取高純度的材料,用以制造并且改進新的耐火材料。Odeillo是由1萬面獨立的鏡子組成的,奇特的外觀發揮著巨型放大鏡的作用,在它的對面山坡上還有63個定日鏡,總共占地約2000平方米。反射鏡可以準確的把陽光反射到曲面鏡上,并聚集到焦點上來,瞬間便能產生高達3500℃的高溫。

  圖:法國的太陽爐

  烏茲別克斯坦的太陽爐是1981年5月首次開放,位于1100米海拔處。這座太陽爐任何人都可以前往參觀。整個太陽爐聚光器由10700多塊鏡子組成,聚光器的南面部分用了一種特殊的遮光劑。主拋物面反射鏡的規格尺寸是54米x54米。還有以棋盤模式呈現的62個定日鏡,每個定日鏡約有2層樓高。操作員在建筑物的6層進行控制,調節爐內溫度——從800度到3000度。


  組圖:位于烏茲別克斯坦的太陽爐
最新評論
1人參與
chenpf88
當年文總待過的地方呀。
2017-11-24 09:00:50
0
馬上參與
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