入戶聚光式太陽灶的可行性研究.pdf

1、太陽以其無比巨大的能量輻射為人類提供了取之不盡、用之不竭的能量源泉,而太陽能灶的應(yīng)用則是我國太陽能利用中開展最早、影響最廣泛的項目。目前國內(nèi)太陽灶分布于太陽能豐富的青海、寧夏、甘肅等西部農(nóng)村地區(qū),且都是在室外使用。主要原因一是光線在傳輸過程中光能損耗大,二是在結(jié)構(gòu)上難實現(xiàn)隨著太陽東升西落等限制最終還是以平行光在一定點方向傳導(dǎo),即便是設(shè)計各種跟蹤系統(tǒng)以達到高效利用太陽能,但光線在管道鏡或是光纜纖維傳導(dǎo)總是以全反射的形式,能耗依然嚴重。對太

2、陽能的利用大多數(shù)太陽灶都是將光能轉(zhuǎn)化熱能,通過介質(zhì)再傳導(dǎo)熱能,或是轉(zhuǎn)化為電能等形式,直接或是間接地兩次能量轉(zhuǎn)化當然對太陽能的利用就大打折扣了。
　　本文從聚光式太陽灶原理出發(fā),利用橢球鏡焦點轉(zhuǎn)移的方法以實現(xiàn)平行光線的定點輸出,并設(shè)計了相應(yīng)的智能跟蹤系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)。其主要原理是利用近似平行光線照射拋物面匯集于一點來采集光線,在這里將匯集的光線根據(jù)橢球鏡焦點轉(zhuǎn)移到另外一點,然后用偏光器(小拋物面)將匯集光線以平行光發(fā)散出去,之后平行光

3、線在導(dǎo)光管中傳導(dǎo)到室內(nèi),通過透鏡組將光線聚焦來加熱炊具。在文章中,入戶式太陽灶需要定點平行光線的導(dǎo)入,依據(jù)此點選擇了單軸跟蹤系統(tǒng)。首先進行整個裝置的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,主要包括理論介紹和各個零部件的設(shè)計,并使用CAD軟件完成關(guān)鍵零件尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計,例如太陽能灶拋物面、橢球鏡、偏光器、導(dǎo)光管以及聚光器件組等等;其次對智能跟蹤系統(tǒng)進行設(shè)計,其中跟蹤系統(tǒng)包括傳感器、電路系統(tǒng)以及機械系統(tǒng)三部分;最后通過各個零部件材料的選型,粗略計算炊具可達到的理論功率