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| 本文作者： 吳攀 | 2015-11-25 09:41 |
編者注：本項(xiàng)目來(lái)自法國(guó)POC21（Proof of Concept概念驗(yàn)證）大會(huì)，在這次大會(huì)上，來(lái)自各地的100位關(guān)注生態(tài)和環(huán)境的創(chuàng)客將會(huì)集中在一起開(kāi)展頭腦風(fēng)暴，尋找改善地球壞境的方法。在本屆大會(huì)上，有一個(gè)團(tuán)隊(duì)用簡(jiǎn)易設(shè)備搭建了一個(gè)太陽(yáng)能加熱器，據(jù)稱(chēng)能提供高達(dá)250℃的加熱溫度，一起來(lái)看看吧。
目前全球主要工業(yè)國(guó)的能量消耗中的25%是以熱能的形式獲得的，其中的大部分又是通過(guò)化石燃料產(chǎn)生的。Solar OSE（Open Source écologie開(kāi)源生態(tài)技術(shù)）團(tuán)隊(duì)在POC21上展示了他們?cè)O(shè)計(jì)的可持續(xù)性能源技術(shù)——一個(gè)太陽(yáng)能聚光器。該聚光器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能夠利用免費(fèi)的太陽(yáng)能產(chǎn)生能量，足以滿(mǎn)足一些小型的工業(yè)和手工業(yè)的需要。他們自己DIY的利用線性菲涅爾反射器陣列聚集太陽(yáng)能的設(shè)備能夠?qū)⒄羝麥囟燃訜岬?50℃。
這些高溫的蒸汽可以用來(lái)蒸煮食物、提煉精油、獲取凈化水、殺菌，當(dāng)然，還能用來(lái)加熱洗澡水。這個(gè)項(xiàng)目讓我們離分布式的、可持續(xù)的能源目標(biāo)又更近了一步。
太陽(yáng)能聚光器的工作原理并不復(fù)雜，只是簡(jiǎn)單地通過(guò)匯聚陽(yáng)光對(duì)物體加熱而已。但遺憾的是太陽(yáng)在天空的位置每時(shí)每刻都在變動(dòng)，辛苦設(shè)置的匯聚點(diǎn)幾分鐘后就無(wú)法再繼續(xù)使用了，如果太陽(yáng)能聚光器能夠像向日葵一樣隨著太陽(yáng)轉(zhuǎn)向就好了。
為了實(shí)現(xiàn)這一功能，Solar OSE選用Arduino實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚光片方向的控制，這樣就能盡可能地利用太陽(yáng)能了。
Solar OSE團(tuán)隊(duì)表示，他們這一項(xiàng)目大約耗費(fèi)了一周的建造時(shí)間，總成本大約為2100美元。目前該團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃投入9000美元打造一個(gè)更大的太陽(yáng)能聚光器，功率可達(dá)5kW！
下面我們就來(lái)簡(jiǎn)單看看這個(gè)太陽(yáng)聚光器是怎么煉成的吧！（原項(xiàng)目發(fā)布于Instructables）
注：本項(xiàng)目?jī)H適合日照充足的地方。
本項(xiàng)目需要一定的編程技巧和機(jī)械、電子技能。
材料
鋼管、鋼條、鋼板、鋁管、鋁板、銅管（詳細(xì)的參數(shù)和規(guī)格查看原文）
反射鏡（盡量采用反射率高且質(zhì)量較小的反射鏡）
CPC反射器
吸收管
控制套件（Arduino、光傳感器和電機(jī)組件等）
首先需要確定當(dāng)?shù)氐娜照辗较蚝妥兓厔?shì)，然后根據(jù)這一點(diǎn)設(shè)計(jì)聚光器的整體結(jié)構(gòu)，以期最大化地利用太陽(yáng)能。
原理圖
整體設(shè)計(jì)3D結(jié)構(gòu)圖
這一步設(shè)計(jì)到對(duì)結(jié)構(gòu)材料的加工和組裝，需要一定的經(jīng)驗(yàn)，聘用一位專(zhuān)業(yè)人士似乎是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
加工結(jié)構(gòu)材料
切割反射面
安裝反射面
為反射面加裝電機(jī)
上部采用柱狀凹面鏡聚光，在聚光的中心線位置安裝集熱管。
用鐵絲懸掛集熱管
用螺絲固定
上部聚光結(jié)構(gòu)用木板固定，注意木板要伸出一段距離。
在木板伸出的結(jié)構(gòu)上搭建絕熱層，防止有人意外接觸時(shí)被燙傷。
安裝導(dǎo)出蒸汽的銅管。
本項(xiàng)目的跟蹤系統(tǒng)基于Arduino搭建，相關(guān)的代碼仍然還在繼續(xù)改進(jìn)中（主要的難點(diǎn)是如何根據(jù)使用者的位置確定最佳的反射面的最佳角度和方向），但基本的功能都已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)，感興趣的技術(shù)達(dá)人可以在GitHub下載此代碼；另外也歡迎高手貢獻(xiàn)自己的力量哦。
這臺(tái)聚光器也基本上完成了，其產(chǎn)生了高溫蒸汽當(dāng)然也是用途多多。淡水缺乏的海島可以用它來(lái)提純海水，也可以用來(lái)手工提煉高級(jí)精油。另外，你還可以為Arduino設(shè)計(jì)合適的代碼或增加控制組件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽溫度的動(dòng)態(tài)控制，確保你燒出的洗澡水不會(huì)把你燙到。
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