巧用激光束發生器聚集太陽光

寂靜天花板

寧波市中醫院一位普通的醫務工作者、科技追夢人何開浩，出于個人愛好，潛心研究太陽能熱利用技術，受到阿基米德故事的啟發，發明了一種叫做“塔式太陽能熱發電系統的聚光瞄準裝置”，獲得了國家發明專利。
        塔式太陽能熱發電系統是利用獨立跟蹤太陽的定日鏡群，將陽光聚集到固定在塔頂部的接收器上產生高溫，產生過熱蒸汽或者先產生高溫熔鹽儲存熱量，再在必要時利用高溫熔鹽產生蒸汽，驅動汽輪機發電機組發電，從而將太陽能轉換為電能。

        三十多年來，塔式太陽能熱發電系統仍未被廣泛應用，其主要原因就是聚光瞄準技術一直沒有解決，由于太陽東升西落，地球上不同位置的角度也不一樣，現有的空間幾何計算方法不容易用計算機編程進行自動計算，使塔式太陽能熱利用技術到現在還停留在科學研究階段。

. B. N1 c" c- B        這一問題引起了何開浩的注意，但是到底從何處著手進行研究呢？
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. X4 c* X# X$ U8 |- E        他在翻閱資料、研究定日鏡和跟蹤控制系統的原理時，想起了中學課堂上老師講過的一個阿基米德的故事。
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, p! w! P6 k1 H; m, T2200年前，阿基米德的家鄉遭到羅馬軍隊的侵襲。羅馬軍隊乘著揚帆的戰艦，前來進犯。阿基米德利用科學原理,讓婦女和孩子們每人都拿著自己家中的鏡子一齊來到海岸城頭，讓鏡子對準強烈的陽光，集中照射到敵艦的主帆上，千百面鏡子的反光聚集在船帆的一點上，利用聚集太陽光產生的熱量燃燒了遠處的敵船，迫使敵人退卻。

        阿基米德的故事引發了何開浩心中的疑問，通過鏡子聚集太陽光產生的熱量燃燒遠處的敵船，這真的可行嗎？

        帶著這一疑惑，他用了大量的業余時間去驗證，發明了一種叫做“塔式太陽能熱發電系統的聚光瞄準裝置”，并針對性地提出一組數學公式，用以在陰天或陽光偏弱的條件下計算太陽光線方位，從而指導定日鏡對角度進行精準定位。
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* z  e% j5 [; U7 w0 n: [: C        何開浩發明的“塔式太陽能熱發電系統的聚光瞄準裝置”，主要包括激光束發生器、取光投射機構和投射驅動機構。
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        何開浩說，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可依次發出對準高塔太陽能灶的激光束。
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“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。”何開浩說。

2 c) a4 u' n  r8 m        這種裝置結構簡單、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就可以，做到了把太陽光收集起來為人們服務。
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" b6 t- S% @: g# }, o        何開浩說，這套方法在日常生活中可以被廣泛應用。例如，在眾多地下車庫、廠房、倉庫等地方，幾乎照不到太陽，只能安裝電燈，消耗甚大。如果使用光導管照明，它的效果又要打折扣，因為光導管照明進光口進光量不是很多。即使安裝了一個大的聚光凹面鏡，也要面臨太陽位置不停移動的問題。如果用何開浩的方法去指導聚光凹面鏡轉動，以上難題就迎刃而解，因為它可以確保時刻聚集太陽光焦點落到光導管的進光口里。
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        何開浩說，很多單位用鍋爐產生的蒸汽用于各種需求，會消耗大量燃料，用這種聚光瞄準裝置則簡單很多，可以把屋頂的陽光聚集起來，建造太陽能鍋爐，既環保又實用。而應用最多的要數太陽能熱水器，“聚光瞄準裝置”能夠通過用平面鏡把附近的太陽光反射到太陽能熱水器上，以提高它們的光照強度。
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4 _, O2 D1 Z  `- P- s“這種方式可以有效控制太陽光的聚焦位置，待技術成熟，它就可以像拼積木一樣，拼出一個個太陽能電站。這樣就可以被大量運用到日常生活場景，從而提升太陽能的使用效率。”何開浩說，這為太陽能熱發電的商業化創造了有利的條件。
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