我国太阳灶技术进展和应用

   我国太阳灶的研究及推广应用已经历了从分散的探索性试验,到全国性有组织的联合攻关、深入系统的研究;从试制、试用,到组织工厂化批量生产、规模推广;从国家无偿投放、补贴推广,到半商品化、商品化销售的发展过程。无论从设计理论、材料工艺、技术标准,还是工业化生产、推广销售及售后服务,太阳灶的技术和应用都有了长足的进展,取得了可喜的成绩, 国内外瞩目。

  “三圆计算作图法”的提出,优化了太阳灶采光面积的设计方法,使灶面设计由定性变为定 量,由技术制图推向解析计算,大大提高了太阳灶的热性能。通过技术攻关,探讨了太阳灶 作为光学接收器的光效率与反射率、截获率和吸收率等光学参数的关系;提出了太阳灶光效率和热效率之间关系和计算公式。以太阳灶光效率为优化设计目标,对太阳灶的主要设计参数进行优化分析、计算,根据用户的不同需要,提出了设计取值范围和计算方法,编制了实用的太阳灶设计程序,从而逐步完善了太阳灶的设计理论。

  结构设计

  我国太阳灶的使用对象主要在农村,在满足基本功能的前提下,要求太阳灶的结构设计尽量做到简化,制作容易、价格低廉,可与常规能源相竞争。选择操作参数时,尽量便于使用和操作。太阳灶由于炊事过程较短,加之经济和维修上的原因,大都采用人工调节跟踪。自动跟踪装置因成本高,维修不便,未能进入实用性阶段。

  测试方法

  “七五”期间,太阳灶测试方法被列入国家标准编制计划。这个于1992 年批准的行业标准, 系统地归纳了我国 10余年来在聚光型太阳灶方面的科研成果和生产推广经验,提出了太阳灶的设计、型号、规格和测试方法,规定了太阳灶的技术要求、结构检测和热性能试验方法。

  壳体材料和工艺

  太阳灶的壳体材料的选取,有水泥、铸铁、钢板、铝板、玻璃钢、菱苦土、石膏、钙塑、木结构、纸浆、草编等。其制作工艺从手工糊制,脱模,成型到机械冲压,进行过大量的试验性生产,是不断总结经验,不断改进技术的过程。目前应用最多的有以下几种。

  铸铁灶体 铸铁灶体是在传统的制作铁锅的基础上研制的。采用压铸方式,灶壳的厚度仅有3mm左右。该灶具有灶壳精度高、变形小、运输方便、使用寿命长等特点,已形成工厂化生产。

  抗碱玻璃纤维GRC增强水泥灶体 这种灶壳采用硫酸铝盐早强水泥并配一定量化学增强剂、缓凝剂,中间加二层抗碱玻璃纤维网格,四周及中间配以筋条。这种灶具有较高的强度和很好的刚度。和水泥灶壳相比重量大为降低,能满足一般运输上的要求,缺点是抗冲击性较差。


  水泥灶体 水泥材料可塑性好,制作工艺简单,价格低廉,具有良好的耐水性、保形性和抗自然环境侵蚀的能力,因此,得到广泛的应用。它的缺点是笨重,不宜长途运输。适合就地生产、就地销售。

  玻璃钢灶体 玻璃钢灶壳重量轻,成型容易,制作方便,缺点是易变型、易老化。近年来,对配方进行了多次改进、试验,使耐老化性能有进一步提高,通过改进支承结构控制了变型。

  菱镁复合材料灶体 这是一种以氧化镁为主的玻璃纤维增强复合材料。由于其灶壳可以做得较薄  (5-7mm),且强度较高,价格较低,成形性好,方便运输,因此,近几年来,在部分地区得到较快推广。

  反光材料

  最常用的反光材料是玻璃镜片和镀铝薄膜。早期制作的太阳灶大都采用玻璃镜片这种反光材料,现在厚壳水泥灶仍采用这种反光材料;其优点是耐磨性好,容易获得较好的光洁表面,价格较便宜,寿命一般可达4-5年;其缺点是容易产生腐蚀,而使反光层脱落变质,另外粘贴费工费时。真空镀铝薄膜具有反射率高、使用更换方便等优点;近年来,商品化生产的太阳灶均采用这种反光材料,其寿命一般可达2-3年。

  推广应用和生产现状

  近几年,太阳灶发展势头最旺的是西藏自治区。由于西藏地处西南边陲,远离铁路运输线和能源基地,外购煤炭十分困难,普遍存在着能源短缺的问题。太阳能的开发利用,在很大程度上避开了这些不利因素,它的资源丰富性和广泛性正好适合西藏农牧民居住分散的特点。目前,铸铁太阳灶的销售市场主要集中在西藏地区,每年的销量大约在万台左右。西藏在全国省、市、自治区中是推广应用太阳灶最多的,普及率超过10%。可以预计,在今后一段时间内,太阳灶的推广应用仍然会保持迅速发展的势头。

   重视科研,扶持产业

  在科研方面,国家应保持一支精干的科研队伍和一定的科研经费,使他们在没有后顾之忧的情况下,继续研究和开发新的太阳灶,以保持我们在技术上的领先优势。在生产方面,应合理布局,重点扶持一些产品质量性能好的企业。考虑到太阳灶产品盈利小,本身积累较慢,而销售市场又是面对不那么富裕的农民,国家应在财力、物力上给予支持,减免生产和流通的税金,以便降低工厂生产成本,取得合理利润。对于边远和交通不便的地区,采取设点生产水泥灶的办法,就地生产,就地销售。当地能源主管部门应在技术上给予指导,质量上给予把关,同时提供一些便利条件。

  完善技术,保证质量

  要注重反光材料的质量稳定,提高其使用寿命。尽早实现太阳灶产品的标准化、系列化、通用化。建立检测中心,对各地生产的太阳灶进行监测,以便保证质量。

  要扩大太阳灶应用范围,推动太阳灶技术的进一步发展。自动跟踪装置的配套是必不可少的。应加快太阳灶自动跟踪装置的研制,并注意经济实用性,提高应用价值;研制开发携带方便、使用轻巧的箱式太阳灶,作为一种旅游环保产品推向市场。

 

 

 

 


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