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碟式

中科院碟式太陽能熱發(fā)電空氣輪機研制紀(jì)實

來源：中國科學(xué)報 | 2評論 | 8558查看 | 2013-07-02 12:33:00

　　2012年歲末，當(dāng)清晨初升的太陽在地平線上露出她圓圓的笑臉的時候，來自中國科學(xué)院工程熱物理所的三個年輕小伙子的細長身影已經(jīng)融合在一個衛(wèi)星天線一樣的碟狀物的巨大身影之中。

太陽能空氣吸熱器

　　那是聳立在大漠邊緣的一個太陽能碟式聚光鏡，33塊一人多高的鏡子組成的拋物線鏡面此刻正如同一棵茁壯的向日葵緩緩地向太陽迎上去。鏡面的中心是一根10米長的鋼架，頂端是碟面的聚焦點，上面放著的一個圓筒形的物體，正是三個小伙子艱苦勞動的成果，它的學(xué)名叫太陽能空氣吸熱器。

　　雖然已是來到這個實驗地點的第30天了，三個人還清楚地記得第一天的情景。三人首先面對的問題，就是要修復(fù)太陽能聚光碟面。

　　他們爬到龐大的聚光鏡上面清掃風(fēng)沙和積石，清除鏡面上的雜物。由于實驗場地所處的位置原為荒漠，常有夾帶著細沙的大風(fēng)橫行，混合著沙粒的寒風(fēng)，高反射鏡面反射的刺眼強光，以及低氣溫造成的清潔用水結(jié)冰，都加重了修復(fù)工作的困難。

　　往往是經(jīng)過三人大半天的努力將鏡面清潔干凈后，卻發(fā)現(xiàn)因為人踩在鏡面上，或者清潔時候力氣稍大，鏡面的聚光點散開了，又只得反復(fù)調(diào)整聚光點。33塊總面積達55平方米的聚光鏡面，在近一周加班加點的清掃和修復(fù)工作后，終于露出了潔凈的面貌。

　　該項試驗工作是研究所創(chuàng)新基金的項目之一，由“千人計劃”專家林峰領(lǐng)銜。項目的全名是“聚光碟式太陽能熱發(fā)電空氣輪機研制”，其基本工作原理是利用碟式太陽能聚光鏡焦點產(chǎn)生的高溫，把壓縮空氣加熱到800攝氏度左右，再推動空氣渦輪高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。

　　一個上午緊張的調(diào)試工作很快過去了，臨近中午，三個小伙子在附近生態(tài)園的食堂吃飯。課題組的老師和同學(xué)們非常牽掛和關(guān)心他們的狀況。通過網(wǎng)上的交流，大家得知了他們的工作進展和近況。

　　雖然工作環(huán)境艱苦，卻沒有聽到過他們的一句抱怨。三個人踏實肯干的工作態(tài)度、不怕苦累的樂觀精神，感動了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)園的職工們。熱情好客的經(jīng)理被三個積極樂觀的學(xué)生感染了，給了他們內(nèi)部折扣的住宿，讓他們和員工一起吃食堂，免去了三人的奔波之苦，節(jié)省更多的時間開展工作。

　　下午的工作是繼續(xù)進行太陽能聚光鏡的焦點調(diào)節(jié)，目的是將太陽光的能量聚焦到一點，將50多平方米的直射太陽能通過拋物鏡面反射集中到200mm直徑的圓孔內(nèi)。在這個只有200mm直徑大小的焦點上，太陽能密度非常大，能達到MW/m2的數(shù)量級。

　　調(diào)試工作的難度在于33塊鏡面的每一片都需要準(zhǔn)確對焦，因此需要逐塊進行精確的調(diào)整。為排除在調(diào)整某一鏡面時其他鏡面反射光線的干擾，三人動腦思考，手工制作了匹配每個鏡面的遮擋裝置。由于調(diào)試中需時時追蹤太陽位置，在離地近12米的高空，寒風(fēng)強勁，三人只能借助安全繩攀附在鏡后鐵架上微調(diào)鏡面反射焦點。

　　調(diào)節(jié)工作持續(xù)了近一周時間，他們終于可以告一段落。望著焦點處那個燦爛的光斑，每個人的臉上浮現(xiàn)出勝利的笑容。

　　太陽就要落山了，這一輪的現(xiàn)場試驗準(zhǔn)備工作就要結(jié)束。隨后，他們將返回北京，進行新一輪理論計算和設(shè)計工作。寒風(fēng)凜冽，卻擋不住他們奮戰(zhàn)在科研一線的熱情。雖然困難重重，但在解決問題、挑戰(zhàn)困難的過程中，樂觀的小伙子們找到了快樂的源泉。

　　科研不僅僅是枯燥的理論推導(dǎo)和程序建模，還有將自己的想法付諸實踐、挑戰(zhàn)自然、實現(xiàn)自我價值的樂趣與幸福。這三個帥小伙是：王墩金、季傳亮和保羅（Paul Weigl），其中保羅來自德國的漢諾威大學(xué)，是林峰招收的第一位到中國來學(xué)習(xí)的德國博士留學(xué)生。

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