太阳灶应用技术现状与展望

1、太阳能光电工程学院太阳能利用技术课程设计报告书题 目：太阳灶应用技术现状与展望姓 名：专 业：班 级：准考证号：设计成绩：指导教师：摘要本设计主要阐述了太阳灶的使用和结构设计要尽量简单，易于制作，价格低 廉，与农村用的常规能源灶相比具有竞争性。参数的选择要尽量便于使用和操作。 在完成对太阳灶灶面的合理设计之后，就要考虑直接影响着太阳灶性能的灶壳制作 工艺了。后面也重要的说明了检测、使用和维护还有很好的发展前景。关键词 关键词一：太阳灶 关键词二：制作工艺 关键词三：发展前景目 录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 绪

2、言3 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 科研发展4 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 结构设计5 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 测试方法5 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 前景5参考文献 7绪言太阳灶是利用太阳辐射能烹饪食物的一种器具。它对于广大的农村，特别是 那些缺乏燃料，而日照较好好的地区，有着重要的现实意义。近年来，我国太阳 灶发展很快，对缓解农村能源紧缺状况起了积极的作用。太阳灶的经

3、济效益和使 用地区、生活习惯，和常规能源的价格等因素有关。一般来说，在日照交好的地 区正常使用情况下，每年每台太阳灶可节约柴草1000kg，年利用率在30%50%。 按节约柴草来估算，大约两年就可收回投资，还能节省大量劳动力，有利于改善 生活条件，保护植被和生态平衡。我国太阳灶的研究及推广已经历了二十个年头，从分散的探索性实验到全国 性有组织的联合攻关，深如系统的研究；从试制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，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 应用都有了长足的发展，取得了可喜的成绩，弓I起国

4、内外关注。目前，全国太阳 灶的保有量已经达到30多万台，是世界上推广应用最多的国家，取得了明显的社 会效益和经济效益。科研进展我国第一台太阳灶于1956年在上海诞生，但作为一门技术为人们所重视应 该从1974年在上海召开的部分省市太阳能技术交流会算起，当时，河南安阳研制 出热箱式太阳灶，上海，北京，甘肃等地推出了不用类型的聚光太阳灶。随着太 阳灶技术的发展，各地的聚光式太阳灶开始取代温度和功率均比较低的热箱式太 阳灶，并显示出良好的实用性。1979年，西安召开的全国第二次太阳能利用工作 经验交流会上，河南，河北，甘肃和上海等地方分别推出了水泥聚光灶，纸壳正 抛轴外聚光灶，凹面玻璃正抛轴外聚光灶

5、以及塑料壳聚光灶，全国第二次太阳能 利用工作经验交流会之后，各种聚光太阳灶如雨后春笋般地出现，全国四五个太 阳灶研制单位纷纷推出各种新型太阳灶。这期间各种设计思想与设计方法相继出 台，各抒己见，呈现出百家争鸣的势头，如“偏抛”，“正抛”，“正抛轴外聚光”， “斜四边形自动平衡锅架”和“太阳灶有效方面分析图表法”等等；各种制作工 艺和材料不断推出，上海研制真空镀铝薄膜，为太阳灶提供了急需的新型反光材 料；对太阳灶热性能测试方法也开展了研究。1983年3月，在国家计委，科委，农业部及国务院“三西”办的支持下，中 国农业上怪研究实际院牵头组织了河南省能源研究所，郑州工学院，上海市能源 研究所，甘肃省

6、能源研究所，河北省能源研究所，甘肃省兰州市科技所，甘肃省 临夏州能源站，江苏省无锡市能源所个江苏省盐城市锅长等18个国内研究试制太 阳灶有成效的单位。组成太阳灶联合公关组。同年9月在北京召开了全国太阳灶 评选交流会。会后公关组开始对太阳灶的实际理论，测试方法和材料工艺等反面 进行系统研究，并重点研制了几种不用类型的太阳灶。1986年9月，由农业部主持在北京召开了第二次全国太阳灶评选交流会，这 次会议是我过太阳灶在“六五”期间取得的成果的一次总结和检阅，。会上评出了 13种优秀太阳灶，这些太阳灶一般都具有热性能指标高，炊事功能完善，设计合 理，结构简单，操作方便，成本比较合理等特点。通过这次评比

7、活动，可以看出， 采用联合攻关的形式对提高太阳灶的质量，推广应用起到了积极的作用。1986年，国家将太阳灶的研究列入“七五”科技攻关项目，从财力，物力上给予 了大力的支持，使太阳灶的发展逐步走向了归口管理，系统研究，计划推广的健 康发展轨道。“七五”期间，国家在科技攻关项目上共安排了 12项研究课题，包 括理论研究，新型太阳灶研究，制作工艺研究，反光材料研究以及测试方法的研 究。课题于1990年通过验收，其整体水平达到了国内先进，在使用性方面为国家 提供了较为成熟的太阳灶技术。经过几年的联合攻关，在科技人员的艰苦奋斗下，太阳灶技术主要取得以下 一些成就：设计理论，太阳灶攻关组成立后，把原来分散

8、的理论研究逐步纳入系 统的围绕我国太阳灶实用化上来。提出的“三圆计算作图法”是一种太阳灶采光 面的优化设计方法，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，“七五”攻关期间，有在太阳灶“三圆计算作图法” 的基础上，探讨了太阳灶作为光学接受器事的光效率以及光学参数一反射率。截 获率和吸收率；研究了太阳灶作为太阳能一热能转换器时的热效率，功率以及热 效率的关系，提出了光效率和热效率之间关系的计算式。以太阳灶光效率为优化 设计目标，对设计太阳灶的主要参数，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，逐步完善 了

9、太阳灶的设计理论。结构设计针对我国太阳灶的使用对象主要是农民的这一特点，在满足基本功能的前提下， 近年来，我国太阳灶的结构设计尽量做到简化，制作简单、价格低廉，与常规能 源有可比性。选取操作参数时，尽量便于使用和操作。太阳灶由于炊事过程较短， 加之之经济和维修上的原因，大都采用人工调节跟踪。在高度角跟踪方面有拉杆 或套管调节、螺杆调节、有级和无级想结合的齿杆调节机构等；方位角跟踪方面 采用小车调节和来立轴调节。此外在跟踪调节方面还有随遇平衡式、轮转式、摆 头式等等，自动跟踪因成本高，维修不便，未能进入实用性阶段。“七五”期间甘 肃省自然能源研究所曾研制出户内太阳灶，比国外报道过的室内工作温度还

10、高 50 r以上，但因经济上无法和常规灶具竞争、也未进入实用性阶段。锅架支承机 构有平行四边形和斜四边形两种，斜四边形是在不影响正常使用情况下，把锅架 倾斜一个小角度，这样能增大有效采光面积。近年还研制出一种不随灶体转动的 固定式锅架，较适合轻型灶使用。测试方法从“六五”以来，为了评价太阳能灶的热性能和结构性能，各地先后推出不少测 试方法和测试理论，对太阳灶的发展起到了积极作用。但由于测试理论本事的不 完善和测试仪器条件的限制，一直没有能形成统一的标准测试。“七五”期间， 太阳灶测试方法被列入国家标准编制计划，在原由的各种类测试方法的基础上， 经过认真细致的工作，协调各方面的意见，提出了适合我

11、国目前太阳灶的实际水 平和测试一起的测试方法。这个标准系统的归纳了我国十余年来在聚光型太阳灶 方面的的研究成果和成产推广经验，提出了太阳灶的设计、型号、规格和发展方 向，是世界上首次提出的太阳灶标准。该标准于1990年批准为行业标准。经多年 的实施，证明有很多的可行性、适用性和科学 性，能够知道我国太阳灶的生产， 保证产品质量。前景21世纪以来，能源危机日益严峻，煤气涨价、电价上升、油价连续走高，人们逐 渐把目光转向了太阳能利用上，而缓解农村能源紧缺状况、保护农业生态环境方 面太阳灶起到了很好的作用，并迎来了新一轮的发展机遇。太阳能灶具涉及到广 大的农村，工、矿企业，部队，学校，与人们的日常生

12、活息息相关。中国太阳灶的研究及推广应用已经历了三十多年，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，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，弓I起国内外瞩目。2008年，全国太阳灶生 产厂家超过2000家，太阳灶的保有量已达到80余万台，其中80%集中在西部地 区。中国已是世界上推广应用最多的国家，取得了明显的社会效益和经济效益。目前中国太阳灶的推广和应用区域集中在西部太阳能丰富的甘肃、青海、宁 夏、西藏、四川、云南等地区，而这与国家和地方政府的支持分不开。截至2006 年底，农业部在四川省甘孜和青海省玉树两个藏族自治州投资870万元实施的太 阳能温暖工程项目全面完成。两州11个县88个乡（镇）372个村的22800户牧 民每户安装了一台太阳灶，实现了一户一灶，可为牧民年节约劳动力成本1368 万元。2008年，农业部继续在青海等四省藏区及宁夏中部干旱地区实施太阳能温 暖工程。预计2015年，中国太阳灶保有量要达到1000万台，太阳灶潜在