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聚光式太陽灶

標籤:科技

聚光式太陽灶是將較大面積的陽光聚焦到鍋底,使溫度升到較高的程度,以滿足炊事要求。這種太陽灶的關鍵部件是聚光鏡,不僅有鏡面材料的選擇,還有幾何形狀的設計。最普通的反光鏡為鍍銀或鍍鋁玻璃鏡,也有鋁拋光鏡面和滌綸薄膜鍍鋁材料等。

涉及原理
旋轉拋物面聚光原理
聚光式太陽灶的鏡面設計,大都採用旋轉拋物面的聚光原理。在數學上若拋物線繞主軸旋轉一周,所得的面,即稱為「旋轉拋物面」。若有一束平行光沿主軸射向這個拋物面,遇到拋物面的反光,則光線都會集中反射到 定點的位置,於是形成聚光,或叫「聚焦」作用。作為太陽灶使用,要求在鍋底形成一個焦面,才能達到加熱的目的。換言之,它並不要求嚴格地將陽光聚集到一個點上,而是要求一定的焦面。確定了焦面之後,我們就不難研究聚光器的聚光比,它是決定聚光式太陽灶的功率和效率的重要因素。聚光比K可用公式求得:K=採光面積/焦面面積。採光面積是指太陽灶在使用時反射鏡面陽光的有效投影面積。根據中國推廣太陽灶的經驗,設計一個功率700~1200瓦的聚光式太陽灶,通常採光面積約為1.5~2.0平方米。個別大型蒸汽太陽灶也是聚光式太陽灶,但其採光面積較大,有的要在5平方米以上。
偏軸聚焦原理
旋轉拋物面聚光鏡是按照陽光從主軸線方向入射,所以往往在通過焦點上的鍋具時會留下一個陰影,這就要減少陽光的反射,直接影響太陽灶的功率。青島本游太陽能設備有限公司在研製太陽灶時,首先提出關於偏軸聚焦的原理,克服了上述弊病。目前,中國大部分太陽灶的設計均採用了偏軸聚焦原理。   聚光式太陽灶除採用旋轉拋物面反射鏡外,還有將拋物面分割成若干段的反射鏡,光學上稱之為菲涅耳鏡,也有把菲涅耳鏡做成連續的螺旋式反光帶片,俗稱「蚊香式太陽 灶」。這類灶型都是可摺疊的攜帶型太陽灶。 聚光式太陽灶的鏡面,有用玻璃整體熱彎成型,也有用普通玻璃鏡片碎塊粘貼在設計好的底板上,或者用高反光率的鍍鋁滌綸薄膜裱糊在底板上。底板可用水泥製成,或用鐵皮、鈣塑材料等加工成型。也可直接用鋁板拋光並塗以防氧化劑製成反光鏡。聚光式太陽灶的架體用金屬管材彎制,鍋架高度應適中要便於操作,鏡面仰角可靈活調節。為了移動方便,也可在架底安裝兩個小輪,但必須保證灶體的穩定性。在有風的地方,太陽灶要能抗風不倒。可在鍋底部位加裝防風罩,以減少鍋底因受風的影響而功率下降。有的太陽灶裝有自動跟蹤 太陽的跟蹤器,但是一般認為這隻會增加整灶的造價。中國農村推廣的一些聚光式太陽灶。大部分為水泥殼體加玻璃鏡面,造價低,便於就地製作,但不利於工業化生產和運輸。
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