太阳灶应用技术现状与展望

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

绪言 (3)

1.科研发展 (4)

2.结构设计 (5)

3.测试方法 (5)

4.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，引起国内外关注。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。

1.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—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，逐步完善了太阳灶的设计理论。

2.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高50℃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。

3.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。

4.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