太陽灶應用技術現(xiàn)狀與展望

1、太陽能光電工程學院太陽能利用技術課程設計報告書題 目：太陽灶應用技術現(xiàn)狀與展望姓 名：專 業(yè)：班 級：準考證號：設計成績：指導教師：摘要本設計主要闡述了太陽灶的使用和結構設計要盡量簡單，易于制作，價格低 廉，與農(nóng)村用的常規(guī)能源灶相比具有競爭性。參數(shù)的選擇要盡量便于使用和操作。 在完成對太陽灶灶面的合理設計之后，就要考慮直接影響著太陽灶性能的灶殼制作 工藝了。后面也重要的說明了檢測、使用和維護還有很好的發(fā)展前景。關鍵詞 關鍵詞一：太陽灶 關鍵詞二：制作工藝 關鍵詞三：發(fā)展前景目 錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 緒

2、言3 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 科研發(fā)展4 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 結構設計5 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 測試方法5 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 前景5參考文獻 7緒言太陽灶是利用太陽輻射能烹飪食物的一種器具。它對于廣大的農(nóng)村，特別是 那些缺乏燃料，而日照較好好的地區(qū)，有著重要的現(xiàn)實意義。近年來，我國太陽 灶發(fā)展很快，對緩解農(nóng)村能源緊缺狀況起了積極的作用。太陽灶的經(jīng)

3、濟效益和使 用地區(qū)、生活習慣，和常規(guī)能源的價格等因素有關。一般來說，在日照交好的地 區(qū)正常使用情況下，每年每臺太陽灶可節(jié)約柴草1000kg，年利用率在30%50%。 按節(jié)約柴草來估算，大約兩年就可收回投資，還能節(jié)省大量勞動力，有利于改善 生活條件，保護植被和生態(tài)平衡。我國太陽灶的研究及推廣已經(jīng)歷了二十個年頭，從分散的探索性實驗到全國 性有組織的聯(lián)合攻關，深如系統(tǒng)的研究；從試制到組織工廠化批量生產(chǎn)，規(guī)模推 廣，從國家無償投放，補貼推廣，到半商品化，商品化銷售，無論從設計理論， 材料工藝，技術標準，還是工業(yè)化生產(chǎn)，推廣銷售及售后服務，太陽灶的技術和 應用都有了長足的發(fā)展，取得了可喜的成績，弓I起國

4、內(nèi)外關注。目前，全國太陽 灶的保有量已經(jīng)達到30多萬臺，是世界上推廣應用最多的國家，取得了明顯的社 會效益和經(jīng)濟效益?？蒲羞M展我國第一臺太陽灶于1956年在上海誕生，但作為一門技術為人們所重視應 該從1974年在上海召開的部分省市太陽能技術交流會算起，當時，河南安陽研制 出熱箱式太陽灶，上海，北京，甘肅等地推出了不用類型的聚光太陽灶。隨著太 陽灶技術的發(fā)展，各地的聚光式太陽灶開始取代溫度和功率均比較低的熱箱式太 陽灶，并顯示出良好的實用性。1979年，西安召開的全國第二次太陽能利用工作 經(jīng)驗交流會上，河南，河北，甘肅和上海等地方分別推出了水泥聚光灶，紙殼正 拋軸外聚光灶，凹面玻璃正拋軸外聚光灶

5、以及塑料殼聚光灶，全國第二次太陽能 利用工作經(jīng)驗交流會之后，各種聚光太陽灶如雨后春筍般地出現(xiàn)，全國四五個太 陽灶研制單位紛紛推出各種新型太陽灶。這期間各種設計思想與設計方法相繼出 臺，各抒己見，呈現(xiàn)出百家爭鳴的勢頭，如“偏拋”，“正拋”，“正拋軸外聚光”， “斜四邊形自動平衡鍋架”和“太陽灶有效方面分析圖表法”等等；各種制作工 藝和材料不斷推出，上海研制真空鍍鋁薄膜，為太陽灶提供了急需的新型反光材 料；對太陽灶熱性能測試方法也開展了研究。1983年3月，在國家計委，科委，農(nóng)業(yè)部及國務院“三西”辦的支持下，中 國農(nóng)業(yè)上怪研究實際院牽頭組織了河南省能源研究所，鄭州工學院，上海市能源 研究所，甘肅省

6、能源研究所，河北省能源研究所，甘肅省蘭州市科技所，甘肅省 臨夏州能源站，江蘇省無錫市能源所個江蘇省鹽城市鍋長等18個國內(nèi)研究試制太 陽灶有成效的單位。組成太陽灶聯(lián)合公關組。同年9月在北京召開了全國太陽灶 評選交流會。會后公關組開始對太陽灶的實際理論，測試方法和材料工藝等反面 進行系統(tǒng)研究，并重點研制了幾種不用類型的太陽灶。1986年9月，由農(nóng)業(yè)部主持在北京召開了第二次全國太陽灶評選交流會，這 次會議是我過太陽灶在“六五”期間取得的成果的一次總結和檢閱，。會上評出了 13種優(yōu)秀太陽灶，這些太陽灶一般都具有熱性能指標高，炊事功能完善，設計合 理，結構簡單，操作方便，成本比較合理等特點。通過這次評比

7、活動，可以看出， 采用聯(lián)合攻關的形式對提高太陽灶的質(zhì)量，推廣應用起到了積極的作用。1986年，國家將太陽灶的研究列入“七五”科技攻關項目，從財力，物力上給予 了大力的支持，使太陽灶的發(fā)展逐步走向了歸口管理，系統(tǒng)研究，計劃推廣的健 康發(fā)展軌道。“七五”期間，國家在科技攻關項目上共安排了 12項研究課題，包 括理論研究，新型太陽灶研究，制作工藝研究，反光材料研究以及測試方法的研 究。課題于1990年通過驗收，其整體水平達到了國內(nèi)先進，在使用性方面為國家 提供了較為成熟的太陽灶技術。經(jīng)過幾年的聯(lián)合攻關，在科技人員的艱苦奮斗下，太陽灶技術主要取得以下 一些成就：設計理論，太陽灶攻關組成立后，把原來分散

8、的理論研究逐步納入系 統(tǒng)的圍繞我國太陽灶實用化上來。提出的“三圓計算作圖法”是一種太陽灶采光 面的優(yōu)化設計方法，使灶面設計由定性變?yōu)槎?，由技術制圖推向解析計算，大 大提高了太陽灶的熱性能，“七五”攻關期間，有在太陽灶“三圓計算作圖法” 的基礎上，探討了太陽灶作為光學接受器事的光效率以及光學參數(shù)一反射率。截 獲率和吸收率；研究了太陽灶作為太陽能一熱能轉換器時的熱效率，功率以及熱 效率的關系，提出了光效率和熱效率之間關系的計算式。以太陽灶光效率為優(yōu)化 設計目標，對設計太陽灶的主要參數(shù)，進行優(yōu)化分析，計算，根據(jù)用戶的不同需 要，提出了設計取值范圍和計算方法，編制了實用的太陽灶設計程序，逐步完善 了

9、太陽灶的設計理論。結構設計針對我國太陽灶的使用對象主要是農(nóng)民的這一特點，在滿足基本功能的前提下， 近年來，我國太陽灶的結構設計盡量做到簡化，制作簡單、價格低廉，與常規(guī)能 源有可比性。選取操作參數(shù)時，盡量便于使用和操作。太陽灶由于炊事過程較短， 加之之經(jīng)濟和維修上的原因，大都采用人工調(diào)節(jié)跟蹤。在高度角跟蹤方面有拉桿 或套管調(diào)節(jié)、螺桿調(diào)節(jié)、有級和無級想結合的齒桿調(diào)節(jié)機構等；方位角跟蹤方面 采用小車調(diào)節(jié)和來立軸調(diào)節(jié)。此外在跟蹤調(diào)節(jié)方面還有隨遇平衡式、輪轉式、擺 頭式等等，自動跟蹤因成本高，維修不便，未能進入實用性階段?！捌呶濉逼陂g甘 肅省自然能源研究所曾研制出戶內(nèi)太陽灶，比國外報道過的室內(nèi)工作溫度還

10、高 50 r以上，但因經(jīng)濟上無法和常規(guī)灶具競爭、也未進入實用性階段。鍋架支承機 構有平行四邊形和斜四邊形兩種，斜四邊形是在不影響正常使用情況下，把鍋架 傾斜一個小角度，這樣能增大有效采光面積。近年還研制出一種不隨灶體轉動的 固定式鍋架，較適合輕型灶使用。測試方法從“六五”以來，為了評價太陽能灶的熱性能和結構性能，各地先后推出不少測 試方法和測試理論，對太陽灶的發(fā)展起到了積極作用。但由于測試理論本事的不 完善和測試儀器條件的限制，一直沒有能形成統(tǒng)一的標準測試?！捌呶濉逼陂g， 太陽灶測試方法被列入國家標準編制計劃，在原由的各種類測試方法的基礎上， 經(jīng)過認真細致的工作，協(xié)調(diào)各方面的意見，提出了適合我

11、國目前太陽灶的實際水 平和測試一起的測試方法。這個標準系統(tǒng)的歸納了我國十余年來在聚光型太陽灶 方面的的研究成果和成產(chǎn)推廣經(jīng)驗，提出了太陽灶的設計、型號、規(guī)格和發(fā)展方 向，是世界上首次提出的太陽灶標準。該標準于1990年批準為行業(yè)標準。經(jīng)多年 的實施，證明有很多的可行性、適用性和科學 性，能夠知道我國太陽灶的生產(chǎn)， 保證產(chǎn)品質(zhì)量。前景21世紀以來，能源危機日益嚴峻，煤氣漲價、電價上升、油價連續(xù)走高，人們逐 漸把目光轉向了太陽能利用上，而緩解農(nóng)村能源緊缺狀況、保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境方 面太陽灶起到了很好的作用，并迎來了新一輪的發(fā)展機遇。太陽能灶具涉及到廣 大的農(nóng)村，工、礦企業(yè)，部隊，學校，與人們的日常生

12、活息息相關。中國太陽灶的研究及推廣應用已經(jīng)歷了三十多年，從分散的探索性試驗，到 全國性有組織的聯(lián)合攻關、深入系統(tǒng)的研究；從試制、試用，到組織工廠化批量 生產(chǎn)、規(guī)模推廣；從國家無償投放、補貼推廣，到半商品化、商品化銷售，無論 從設計理論、材料工藝、技術標準，還是工業(yè)化生產(chǎn)、推廣銷售及售后服務，太 陽灶的技術和應用都有了長足的進展，弓I起國內(nèi)外矚目。2008年，全國太陽灶生 產(chǎn)廠家超過2000家，太陽灶的保有量已達到80余萬臺，其中80%集中在西部地 區(qū)。中國已是世界上推廣應用最多的國家，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。目前中國太陽灶的推廣和應用區(qū)域集中在西部太陽能豐富的甘肅、青海、寧 夏、西藏、四川、云南等地區(qū)，而這與國家和地方政府的支持分不開。截至2006 年底，農(nóng)業(yè)部在四川省甘孜和青海省玉樹兩個藏族自治州投資870萬元實施的太 陽能溫暖工程項目全面完成。兩州11個縣88個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）372個村的22800戶牧 民每戶安裝了一臺太陽灶，實現(xiàn)了一戶一灶，可為牧民年節(jié)約勞動力成本1368 萬元。2008年，農(nóng)業(yè)部繼續(xù)在青海等四省藏區(qū)及寧夏中部干旱地區(qū)實施太陽能溫 暖工程。預計2015年，中國太陽灶保有量要達到1000萬臺，太陽灶潛在