太陽(yáng)爐制氫系統(tǒng)全景

由中科院電工研究所太陽(yáng)能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)研制的國(guó)家973項(xiàng)目和863太陽(yáng)能制氫課題子課題“太陽(yáng)能聚集供熱方法的研究及成套設(shè)備的開(kāi)發(fā)”經(jīng)過(guò)近三年的研制，日前在寧夏自治區(qū)惠安堡鎮(zhèn)竣工。各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)經(jīng)過(guò)精心調(diào)試，已達(dá)到合同要求，并在太陽(yáng)能制氫試驗(yàn)試運(yùn)行中產(chǎn)出氫氣。

寧夏惠安堡鎮(zhèn)的太陽(yáng)爐系統(tǒng)由三個(gè)平整度為1mm的120平米的正方形定日鏡、跟蹤控制系統(tǒng)、300m2大型高精度拋面聚光器、太陽(yáng)爐和制氫系統(tǒng)組成。其中定日鏡邊長(zhǎng)11m，成三角形排列，后面一座高出前面兩座1.8m。聚光器為旋轉(zhuǎn)拋物面，旋轉(zhuǎn)軸與地面平行，距地3米。根據(jù)慣例，太陽(yáng)直射輻射按照1000W/m2計(jì)算，該太陽(yáng)爐的總功率是0.3MW。此套系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的第一臺(tái)大功率太陽(yáng)爐聚光器，總聚光面積300m2，跟蹤精度好于1mrad，峰值能流密度設(shè)計(jì)值高達(dá)10MW/m2。該太陽(yáng)爐的熱功率在世界排名第三，前兩位分別位于法國(guó)的科學(xué)研究中心（CNRS）和烏茲別克斯坦物理研究所內(nèi)。

該系統(tǒng)通過(guò)將平面定日鏡作為反射器把太陽(yáng)光反射到對(duì)面的拋面聚光器上，經(jīng)過(guò)拋面聚光器的聚焦至焦點(diǎn)位置的太陽(yáng)爐中心處，中心高溫高達(dá)約3000ºC，使在氧化氣氛和高溫下對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行觀察時(shí)，不受燃料產(chǎn)物的干擾。

它的成功研制表明我國(guó)科研工作者已掌握了大型高精度聚光器的核心技術(shù)和制作工藝。目前，該系統(tǒng)平臺(tái)與西安交通大學(xué)的反應(yīng)器接口已經(jīng)成功產(chǎn)出氫氣。