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我国第四个太阳炉系统即将完工 主要作为高温热源

2017-11-2 09:21| 发布者: crystal| 查看: 483| 评论: 1|来自: 光热联盟

       太阳炉是一种采用聚光太阳能的方式产生高温热能的装置,一般用于工业用途。其工作原理是,定日镜跟踪太阳轨迹一次反射太阳光;聚光镜将接收到的一次反射光二次反射;位于聚光镜焦平面的实验平台接收聚焦光,获得高温。焦点处的温度可达到3500℃。太阳炉产生的能量可用来发电(1000℃左右)、制氢(1400℃左右)、测试极端环境下应用的材料,比如核反应堆或空间飞行器再入(2500℃左右),或者生产碳纳米管和锌纳米粒子(3500℃左右)等。

  近日,由中科院电工所白凤武博士团队设计的我国第四个太阳炉系统进入调试阶段,预计下周完工。据悉,该太阳炉系统位于秦皇岛,主要作为北京化工大学进行化学实验的热源,系统主要由定日镜和聚光镜组成,一次反射镜面积26平方米,二次镜反射面积22平方米,峰值热功率10kW,焦平面峰值聚光比1000。这是中科院电工所搭建的第4个太阳炉系统,另外三个分别位于宁夏、北京和哈尔滨。

  图:位于北京化工大学的太阳炉

  位于宁夏惠安堡镇的太阳炉系统,完成于2010年,主要用于制取氢气,也是国家863太阳能制氢课题子课题“太阳能聚集供热方法的研究及成套设备的开发”的成果。该系统由三个120平方米的正方形定日镜、跟踪控制系统、300平方米大型高精度抛物面聚光器、太阳炉和制氢系统组成,总功率0.3MW,是全球第三大太阳炉。峰值能流密度设计值高达10MW/平方米。该系统通过将平面定日镜作为反射器把太阳光反射到对面的抛面聚光器上,经过抛面聚光器的聚焦至焦点位置的太阳炉中心处,中心高温高达约3000ºC,该系统平台与西安交通大学的反应器接口已经成功产出氢气。

  图:中科院电工所位于宁夏的太阳炉

  位于哈尔滨工业大学的太阳炉系统,主要是服务于航天技术的高温吸热器和材料研究。一次反射镜面积73.63平方米,二次镜反射面积(开口)77.62平方米,峰值热功率>15kW,焦平面峰值聚光比2000。

  图:位于哈尔滨工业大学的太阳炉

  图:熔钢板过程

  北京延庆中科院电工所太阳能热发电实验基地的太阳炉,主要用于空气吸热器和粒子吸热器的热性能测试,以及吸热材料的耐热实验等。其中一次反射镜面积35平方米,二次镜反射面积20平方米,峰值热功率10kW,焦平面峰值聚光比1000。

  图:位于中科院电工所延庆太阳能热发电基地的太阳炉

  国际上也有两个太阳炉,分别位于法国的科学研究中心(CNRS)和乌兹别克斯坦物理研究所内。

  法国科学研究中心的太阳炉Odeillo位于法国比利牛斯山,开放于1970年,主要用于熔化矿石提取高纯度的材料,用以制造并且改进新的耐火材料。Odeillo是由1万面独立的镜子组成的,奇特的外观发挥着巨型放大镜的作用,在它的对面山坡上还有63个定日镜,总共占地约2000平方米。反射镜可以准确的把阳光反射到曲面镜上,并聚集到焦点上来,瞬间便能产生高达3500℃的高温。

  图:法国的太阳炉

  乌兹别克斯坦的太阳炉是1981年5月首次开放,位于1100米海拔处。这座太阳炉任何人都可以前往参观。整个太阳炉聚光器由10700多块镜子组成,聚光器的南面部分用了一种特殊的遮光剂。主抛物面反射镜的规格尺寸是54米x54米。还有以棋盘模式呈现的62个定日镜,每个定日镜约有2层楼高。操作员在建筑物的6层进行控制,调节炉内温度——从800度到3000度。


  组图:位于乌兹别克斯坦的太阳炉

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最新评论

引用 chenpf88 2017-11-24 09:00
当年文总待过的地方呀。

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