——記“塔式太陽能熱發電系統的聚光瞄準裝置”發明人何開浩

　　20世紀以來，隨著社會經濟的發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境所產生的影響日益為人們所關注。從資源、環境、社會發展的需求看，開發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厚的優勢。但是將其商業化卻是一個世界難題，原因是太陽能發電的成本太高，效率太低。
 
　　在現有的太陽能利用技術中，成本最低的太陽能利用方式應該是美國和以色列上世紀70年代開始研發的塔式太陽能熱技術。它所用的材料只是玻璃平面鏡，材料的成本極低，要超大規模利用太陽能是完全有條件的。但是30多年來，由于聚光瞄準技術一直沒有解決，使得這么好的塔式太陽能熱利用技術到現在還停留在科學研究階段，一直沒有很好利用而造福人類。
 
　　針對這一難題，何開浩進行了潛心的研究。終于沖破了塔式太陽能熱發電系統規模化的瓶頸。
 
　　創新科技 沖破能源技術瓶頸
 
　　塔式太陽能熱發電系統主要由聚光系統，吸、換熱系統，儲熱系統和發電系統四部分組成，其中聚光系統包括反射鏡、支撐結構、傳動裝置和跟蹤控制系統。一個大型塔式太陽能發電站需要成千上萬套定日鏡，其成本要占發電站建設總成本的一半以上，而傳動裝置是定日鏡中最關鍵也是成本最高的部件。定日鏡和跟蹤控制系統的效率及其成本很大程度上影響熱電站的性價比，是構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。塔式太陽能熱發電系統采用光—熱—電轉化的工藝路線，即先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化為電能。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。由高溫蒸汽驅動汽輪發電機進行發電，實現高效熱電轉換。無論從聚光系統的效率、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中的核心技術問題，就是如何使定日鏡精確地自動跟蹤太陽轉動，使輻射到其表面的太陽能量最大化。
 
　　針對上述技術問題，何開浩該項專利所采用的技術方案為：塔式太陽能熱發電系統的聚光瞄準裝置，包括激光束發生器、取光投射機構和投射驅動機構。激光束發生器固定設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動中心，各個太陽能聚光器上的激光束發生器依次發出對準高塔太陽能灶的激光束。取光投射機構和投射驅動機構設置在激光束光路附近，取光投射機構由投射反射鏡或折射鏡組成，在激光束發生器發出激光束時，投射驅動機構驅動取光投射機構運動到激光束的光路上，通過取光投射機構將激光束反射或折射到檢光屏上。
 
　　談到該項專利，何開浩介紹說：“這個專利技術原理很簡單，是根據數學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的激光束。有了這一條激光束作為輔助線，判斷經定日鏡反射后的太陽光是否對準目標就變得非常簡單。雖然它原理非常簡單，但它對人們以極低成本超大規模利用太陽能有非常重要的意義。”
 
　　輝煌成果 引領能源新格局
　
　　自從哥本哈根聯合國氣候會議召開后，如何降低碳排放成了人們普遍關心的話題。有沒有一種方法，既能滿足人類生活、生產對能源的需求，又能降低碳排放，保護人類賴以生存的地球呢？
 
　　有，當然有。那就是太陽能。
 
　　著名美國華裔科學家朱棣文博士在他的《太陽神計劃》里說：“即使全用太陽能發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任感的科學家，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——“塔式太陽能熱發電系統的聚光瞄準裝置”結構簡單、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。