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本文给大家介绍一种新的太阳能聚光跟踪技术，这项技术的名称是：一种按日期手动调节的太阳能抛物线型槽式集热器。这种集热器最大的特点就是不需要自动跟踪装置，但聚光倍数却可以达到二十倍。这种集热器具有抗风能力强、聚光倍数高、结构简单、成本低廉、使用寿命长等诸多优点，非常适合大规模的商业化运行。

一、目前太阳能中高温技术的现状

众所周知，太阳能光热产业的下一个发展目标就是太阳能中高温领域，温度区间一般认为是在100度到300度之间，主要的应用市场是在工业用热，以及冬季采暖、夏季空调等领域。在这个领域研究最多的是小型抛物线型槽式集热器，集热器的开口宽度通常为两到三米，技术要求相对较低。国内外都有很多厂家开发过这种产品，但市场接受度并不高。几十年来一直处于示范阶段，很少有达到商业化运行阶段的。造成这种现象的原因主要在于以下几个方面：

第一，这种集热器通常都需要一套自动跟踪装置，这就增加了制造成本和运维成本。

第二，由于太阳能的最大密度大约是每平方米一千瓦左右，如果用的能量比较大的话，就需要反射聚光镜的面积很大，而所有的太阳能装置都必须在室外长期运行，风雨侵蚀不可避免。尤其是在风中，反射聚光镜上所受到的风的作用力是很大的，对整个系统的机械稳定性要求很高。为了满足这个要求，就必须增加整个系统的金属使用量，这也推高了整个系统的制造成本。

上述两方面都造成了这种装置的成本较高。但成本高了，市场又无法接受，这是目前这个产业所遇到的主要矛盾。应该说太阳能中高温产业的市场是足够巨大的，这是任何人都能看到的，也是很多企业想进入的。但是，目前产业界还没有找到一个合适的能够大规模推广的技术。

为了解决这个问题，我们开发了一种按日期手动调节的太阳能抛物线型槽式集热器，它的聚光倍数可以达到20倍，能够满足太阳能中高温市场的用热需求。这里所说的聚光比，指的是反射镜的宽度和集热管的直径之比。

二、一种按日期手动调节的太阳能抛物线型槽式集热器

2.1实验装置的基本特征

图一：实验装置的照片。

图一为这个装置的照片：一根集热管东西方向水平固定在两个支座上，同时有一个抛物线型反射聚光镜也由这两个支座支撑，这个反射聚光镜的焦线和转轴都和集热管的轴线重合。这套装置的最大特点就是没有自动跟踪装置，但是多了一套反射镜定位装置，所谓的反射镜定位装置其实就是一个圆弧板，上面有若干个位置固定的插孔。这套装置需要使用者在确定的日期，将反射镜从一个插孔移到另一个插孔。调节好以后，反射镜可以连续多日静止不动。反射镜的调节频率由系统的聚光倍数决定，如果聚光倍数是10倍，那么平均一个月调节一次；如果聚光倍数是20倍，那么平均10天调节一次。

2.2下面，介绍一下这项技术的主要特征：

首先，这个技术不需要自动跟踪装置，因此大大降低了整个系统的制造成本和技术难度。

第二，这个系统的聚光倍数比较高，可以达到20倍到30倍，能够满足太阳能中高温产业的需求。

第三，这套装置虽然是手动的，但是反光镜调节一次以后可以连续静止若干天，而且调节也很方便，只是将插销从一个插孔移到另一个插孔去即可，用户的负担非常轻微，基本可以忽略不计。

第四，虽然反射聚光镜的倾角调节一次，可以连续静止若干天，但是在这期间，这套系统可以保证每天的全聚光时间不少于4个小时——从上午10点到下午14点。这四个小时是一天之内太阳光最强的时间段。这个系统可以保证，反射镜在这期间能够将其所接受到的全部阳光都汇聚到集热管上，这四个小时阳光的利用率是100%，其他的时间阳光的利用率将会下降，但那已经不重要了。因为早晨10点以前或下午14点以后，由于余弦效应，太阳光的强度已经明显减弱了，它的热利用价值也随之降低了。简单的计算可以表明，反射镜在从10点到14点这个时间段所接收到的阳光占到它全天所接受到的阳光的总能量的一半左右。我们如果能将这个时间段的阳光充分利用起来，效果就已经很好了。

第五，这个系统的每一面镜子都有自己独立的固定装置，所以它的结构非常稳定，抵抗风雨的能力很强，因此，所用的钢铁材料就能减少，成本就能降低。

第六，这个系统的结构非常的简单，所以它出现故障的机会就很少，即使出现了故障，使用者自己也能维修，这样它的维护成本也大大降低了。

三，市场前景分析

热能在人类能源消耗中所占的比例最大，将太阳能直接转变为热能是太阳能各种利用中最方便最直接的形式。这项技术用最简单的方法将太阳光的能量密度提高了二十倍，使热能的品质有了质的飞跃，由于温度的提高，可以使太阳能的应用范围得到大幅度的扩展。同时还将系统的制造成本降到最低，可以预期这项技术将具有非常广阔的市场发展空间。

首先，可以用于冬季采暖和夏季空调，这个市场是非常巨大的，比太阳能热水器的市场要大得多。现在，我国正在大力推广煤改电，煤改气等各种清洁取暖方式，但这些方式都会遇到资源和价格的制约，需要政府提供大量的，长期的财政补贴。而太阳能是不受资源限制的，一次投资，长期受益，并且这项技术还可以使一次投资的额度大幅度降低。

其次可以满足工业用热需求，例如：市政蒸汽，海水淡化，石油开采，农产品加工，纺织印染等，其市场容量也是相当可观的。

这项技术的最大优点就是找到了系统的聚光倍数，全聚光时间和反射聚光镜调节次数的最佳平衡点，使得系统的结构变得非常简单。因为不需要任何自动跟踪装置，所以，大幅度地降低了系统的制造成本和技术难度。还因为每一面反射聚光镜都有一套独立的固定装置，所以大幅度地提高了系统的稳定性和抗风雨的能力。而用户平均十天左右才需要调一次反射镜的倾角，并不会给使用者带来多少不便，所以，用户也很容易接受。

这项技术使得太阳能中高温系统变得非常简单，不需要任何复杂的技术，虽然没有自动跟踪装置，但是达到了和有自动跟踪装置的系统相似的聚光效果。大多数光热企业都能进入。而且目前这个产品所需要的所有部件，比如集热管，反射聚光镜，储水箱等，现在国内都有生产厂家进行大规模、专业化的生产，任何企业都能够从市场上采购到质量上乘、物美价廉的配套产品。这些都为这项技术大规模的推广应用提供了坚实的物质基础。

注：作者就是这项技术的发明人，该技术已获国家发明专利授权（专利号：ZL 201610829789.0），作者目前正在推广这项技术，有愿意开发这项技术的厂家可以和作者联系，作者的联系方式为：13520361330（微信同号）。