【中国阀门网】

  如何应对当前资源和环境的紧张，是全球关注的热点。去年年底，192个国家的环境部长和其他官员们在哥本哈根召开联合国气候会议。今年底，全球气候大会还要再次在墨西哥城市坎昆召开。人们过多排放的二氧化碳所造成的全球气候变暖已经严重威胁到人类生存，因此，这种会议也被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。然而，能源是人类生存与发展之本。现在社会所使用的能源包括石油、煤炭、天然气等皆不可再生，而且使用后必然要排放二氧化碳和其他有害物质，给环境带来污染，所以，有识之士大力呼吁人类不能再用这种模式发展下去了，我们地球已经在“发烧”了。

      著名美国华裔科学家朱棣文博士在他的《太阳神计划》里说：“即使全用太阳能发电来满足全球能源需求，所需的面积也不过才占全部海洋面积2.3%或全部沙漠的51.4%，甚至才是撒哈拉沙漠面积的91.5%。”如此看来，太阳能具有令人非常看好的前景。

      只是现在的技术利用太阳能成本太高，效率太低。在现有的太阳能利用技术中，成本最低的太阳能利用方式应该是美国和以色列上世纪70年代开始研发的塔式太阳能热技术。它所用的材料只是玻璃平而镜，材料的成本极低，要超大规模利用太阳能是完全有条件的。但是30多年来，由于聚光瞄准技术一直没有解决，使得这么好的塔式太阳能热利用技术到到现在还停留在科学研究阶段，一直没有很好利用而造福人类。我们中国科学院何祚庥院士最近写了一篇文章《物理学与调整能源构》也提到这一技术。他是这样写的：塔式发电的原理是：将集热器放在某一高塔，四周放置能跟踪太阳的日光反射装置，并将阳光聚焦在某一聚光器上。优点是聚光比高，集热器温度高，热交换路程短，热损失小，因而系统的综合效率也高。但由于结构特别复杂，技术要求也高，大规模产业化有很大困难。”

      何开浩还介绍：前一时期，由国家863计划所支持的，在北京延庆地区兴建的，功率为1兆瓦的“塔式”热发电试验站，在已造好的6台定日镜中，就有一台定日镜，被6级左右的大风吹倒！原因是其镜面是10m×10m的面积。一个自然的想法是，用自适应光学的聚光方法来改造重而大但“弱不禁风”的定日镜。

      而何开浩的专利发明“塔式太阳能热发电系统的聚光瞄准装置”，就是用来解决塔式太阳能热电站里面聚光瞄准技术难题的。

      何开浩的该项专利所采用的技术方案为：塔式太阳能热发电系统的聚光瞄准装置，包括激光束发生器、取光投射机构和投射驱动机构。激光束发生器固定设置在围绕高塔的太阳能聚光器上，且位于太阳能聚光器的反射镜的转动中心，各个太阳能聚光器上的激光束发生器依次发出对准高塔太阳能灶的激光束。取光投射机构和投射驱动机构设置在激光束光路附近，取光投射机构由投射反射镜或折射镜组成，在激光束发生器发出激光束时，投射驱动机构驱动取光投射机构运动到激光束的光路上，通过取光投射机构将激光束反射或折射到检光屏上。

      谈到该项专利，何开浩介绍说：“这个专利技术原理很简单，首先是根据数学中作辅助线来解几何题目的方法。其中的几何辅助线就是一条从各个定日镜中心射向聚光塔目标的激光束。有了这一条激光束作为辅助线，判断经定日镜反射后的太阳光是否对准目标就变得非常简单。原理虽简单，但意义重大。其次，我的专利的实施方法特别简单。特别是现在计算机、电子数码技术突飞猛进、一日千里。我这一专利其实可以利用一个数码相机（或者30—50元就能在商场上买到的数码摄像头）再加一个激光笔就可以安装我这个专利的装置了”。

      这样安装的原理非常简单，就是利用平行光线通过凹面镜反射或者凸透镜折射会在焦点处聚集成一点的这一原理。由于太阳光不是绝对的平行光线，所以在焦点处聚集成的是个圆斑，而激光束能聚焦成一点。检测激光束聚焦成的这一点是否在太阳光聚集成的圆斑中点即可。只是太阳光和激光束聚焦后光线非常强，前面需要加遮光片挡去绝大部分光线。（当然，当这种技术大规模产业化的时候，不可能再直接拿数码相机或者数码摄像头来用了。应当根据检测太阳光和激光束这种强光的特点，重新设计。）

      实施方法简单，实施成本低廉，用在大规模产业化上是明智之举。但是何开浩的创新思维再次迸发，他指出，收集太阳能最好的地方应该是在建筑物的屋顶和墙面，这样可以做到坐在家里就能发电，还不占用土地。然而这样一来，安装在屋顶或者墙面上的定日镜应该是越小越好的。定日镜小了，转动就灵活，受风力影响也小。但是定日镜小了，每个定日镜安装一个这种目标瞄准检测装置，这样这种目标瞄准检测装置就要安装非常多，这可是一项不小的成本。使用平面镜或者三棱镜做成光线投射装置，把大量定日镜里需要检测的光线，投射到一处进行一个一个的检测。可以做到大量的定日镜共用一个目标瞄准检测装置（也就是图１上面的检光屏），这样就无需在每个定日镜都安装目标瞄准检测装置，从而可以降低成本。

      可以这么说，有了一条激光束来做瞄准的参照光线，目标瞄准检测装置的实施方式可以有多种多样，千变万化，上面说到的只是其中几种而已。其中最关键的核心方法，就是利用一条激光束来做瞄准的参照光线。这个专利方法是原理简单明确、实施方法简单易行、瞄准可以保证精确，困扰人们30多年的塔式太阳能热发电系统的目标瞄准困难问题可以轻松得到解决了。为人们大规模利用太阳能来解决我们的能源问题，提供一个简单易行的方法。

      塔式太阳能热发电系统技术的突破，为我国太阳能的开发利用及推广，开辟了一条全新的途径。可以预见，如果此创新成果得到科学有力地推广，将会有效的解决能源紧张及能源带来的环境问题，并有可能刷新现有能源的使用格局。

(来源：全球阀门网)