——記“塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的聚光瞄準(zhǔn)裝置”發(fā)明人何開浩

　　20世紀(jì)以來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對能源的需求量不斷增長。化石能源資源的有限性，以及它們在燃燒過程中對全球氣候和環(huán)境所產(chǎn)生的影響日益為人們所關(guān)注。從資源、環(huán)境、社會發(fā)展的需求看，開發(fā)和利用新能源和可再生能源是必然的趨勢。
 
　　在可再生能源中，太陽能無疑具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。但是將其商業(yè)化卻是一個世界難題，原因是太陽能發(fā)電的成本太高，效率太低。
 
　　在現(xiàn)有的太陽能利用技術(shù)中，成本最低的太陽能利用方式應(yīng)該是美國和以色列上世紀(jì)70年代開始研發(fā)的塔式太陽能熱技術(shù)。它所用的材料只是玻璃平面鏡，材料的成本極低，要超大規(guī)模利用太陽能是完全有條件的。但是30多年來，由于聚光瞄準(zhǔn)技術(shù)一直沒有解決，使得這么好的塔式太陽能熱利用技術(shù)到現(xiàn)在還停留在科學(xué)研究階段，一直沒有很好利用而造福人類。
 
　　針對這一難題，何開浩進(jìn)行了潛心的研究。終于沖破了塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模化的瓶頸。
 
　　創(chuàng)新科技 沖破能源技術(shù)瓶頸
 
　　塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要由聚光系統(tǒng)，吸、換熱系統(tǒng)，儲熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)四部分組成，其中聚光系統(tǒng)包括反射鏡、支撐結(jié)構(gòu)、傳動裝置和跟蹤控制系統(tǒng)。一個大型塔式太陽能發(fā)電站需要成千上萬套定日鏡，其成本要占發(fā)電站建設(shè)總成本的一半以上，而傳動裝置是定日鏡中最關(guān)鍵也是成本最高的部件。定日鏡和跟蹤控制系統(tǒng)的效率及其成本很大程度上影響熱電站的性價比，是構(gòu)建太陽能熱電站中需要著重考慮的因素。
 
　　定日鏡的作用是收集太陽輻射能并將其會聚到集熱器處，它由按一定方式排列的可繞雙軸跟蹤的定日鏡組成，每個定日鏡通過繞軸轉(zhuǎn)動跟蹤太陽并將輻射到其表面的太陽能反射到塔頂集熱器，完成聚光的目的。塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)采用光—熱—電轉(zhuǎn)化的工藝路線，即先將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化為電能。通過太陽能分級分段加熱，先采用普通太陽能集熱器使水低段加熱，再由聚光式太陽能集熱器加熱至中溫，再由跟蹤聚光式太陽能高溫加熱器加熱至高溫。由高溫蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)高效熱電轉(zhuǎn)換。無論從聚光系統(tǒng)的效率、集熱效率方面考慮，還是從整個電站的成本角度考慮，在塔式太陽能熱電站建設(shè)中的核心技術(shù)問題，就是如何使定日鏡精確地自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動，使輻射到其表面的太陽能量最大化。
 
　　針對上述技術(shù)問題，何開浩該項(xiàng)專利所采用的技術(shù)方案為：塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的聚光瞄準(zhǔn)裝置，包括激光束發(fā)生器、取光投射機(jī)構(gòu)和投射驅(qū)動機(jī)構(gòu)。激光束發(fā)生器固定設(shè)置在圍繞高塔的太陽能聚光器上，且位于太陽能聚光器的反射鏡的轉(zhuǎn)動中心，各個太陽能聚光器上的激光束發(fā)生器依次發(fā)出對準(zhǔn)高塔太陽能灶的激光束。取光投射機(jī)構(gòu)和投射驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置在激光束光路附近，取光投射機(jī)構(gòu)由投射反射鏡或折射鏡組成，在激光束發(fā)生器發(fā)出激光束時，投射驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動取光投射機(jī)構(gòu)運(yùn)動到激光束的光路上，通過取光投射機(jī)構(gòu)將激光束反射或折射到檢光屏上。
 
　　談到該項(xiàng)專利，何開浩介紹說：“這個專利技術(shù)原理很簡單，是根據(jù)數(shù)學(xué)中作輔助線來解幾何題目的方法。其中的幾何輔助線就是一條從各個定日鏡中心射向聚光塔目標(biāo)的激光束。有了這一條激光束作為輔助線，判斷經(jīng)定日鏡反射后的太陽光是否對準(zhǔn)目標(biāo)就變得非常簡單。雖然它原理非常簡單，但它對人們以極低成本超大規(guī)模利用太陽能有非常重要的意義。”
 
　　輝煌成果 引領(lǐng)能源新格局
　
　　自從哥本哈根聯(lián)合國氣候會議召開后，如何降低碳排放成了人們普遍關(guān)心的話題。有沒有一種方法，既能滿足人類生活、生產(chǎn)對能源的需求，又能降低碳排放，保護(hù)人類賴以生存的地球呢？
 
　　有，當(dāng)然有。那就是太陽能。
 
　　著名美國華裔科學(xué)家朱棣文博士在他的《太陽神計(jì)劃》里說：“即使全用太陽能發(fā)電來滿足全球能源需求，所需的面積也不過才占全部海洋面積2.3%或全部沙漠的51.4%，甚至才是撒哈拉沙漠面積的91.5%。”
 
　　太陽能的前景如此誘人，我國具有極高社會責(zé)任感的科學(xué)家，中科院何祚庥院士一直在大力宣傳利用太陽能。
 
　　何開浩的專利——“塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的聚光瞄準(zhǔn)裝置”結(jié)構(gòu)簡單、易操作、成本極低。把每塊定日鏡做成窗戶玻璃大小，像玻璃幕墻一樣安裝在建筑物的墻面和屋頂上也完全可以做得到。真正可以做得到把每一片太陽光都能收集起來為人類服務(wù)。