圖賞|聚光太陽爐,可產生超3000℃高溫

太陽爐是光熱領域曾經嘗試過的一種技術路線。該系統先通過定日鏡將一次反射的太陽光打到聚光鏡上，再藉助聚光鏡將接收到的一次反射光二次反射，聚焦到位於聚光鏡焦平面的實驗平臺上從而獲得高溫，焦點處產生的高溫可達3500℃。

由於產生的溫度跨度較大，太陽爐技術可應用範圍非常廣泛，其產生的熱量可用於發電（1000℃左右）、制氫（1400℃左右）、測試極端環境下應用的材料，比如核反應堆或空間飛行器再入（2500℃左右），或者生產碳納米管和鋅納米粒子（3500℃左右）等。

該技術在國內外均有嘗試，並建成了一些極具觀賞性的聚光太陽爐商業或試驗項目，詳見下文：

1、法國太陽爐Odeillo

法國科學研究中心的太陽爐Odeillo位於法國庇里牛斯山，該項目開放於1970年，主要用於熔化礦石提取高純度的材料，用以製造並且改進新的耐火材料。

Odeillo是由1萬面獨立的鏡子組成的，奇特的外觀發揮著巨型放大鏡的作用。在它的對面山坡上還有63個定日鏡，總共佔地約2000平方米。反射鏡可以準確的把陽光反射到曲面鏡上，並聚集到焦點上來，瞬間便能產生高達3500℃的高溫。

2、烏茲別克斯坦太陽爐

烏茲別克斯坦的太陽爐為前蘇聯製造，該裝置位於1100米海拔處，於1981年5月首次開放。

整個太陽爐聚光器由10700多塊鏡子組成，主拋物面反射鏡的規格尺寸是54米x54米。它的對面是以棋盤模式呈現的62個定日鏡，每個定日鏡約有2層樓高，可自動跟蹤太陽運動痕跡。操作員通過控制鏡面磚角度調節爐內溫度從800度到3000度不等。

3、秦皇島太陽爐系統

該太陽爐系統位於秦皇島，主要作為北京化工大學進行化學實驗的熱源，系統主要由定日鏡和聚光鏡組成，一次反射鏡面積26平方米，二次鏡反射面積22平方米，峰值熱功率10kW，焦平面峰值聚光比1000。

4、寧夏惠安堡鎮太陽爐系統

該項目完成於2010年，主要用於製取氫氣，也是國家863太陽能制氫課題子課題「太陽能聚集供熱方法的研究及成套設備的開發」的成果。

該系統由三個120平方米的正方形定日鏡、跟蹤控制系統、300平方米大型高精度拋物面聚光器以及太陽爐和制氫系統組成，總功率0.3MW，是全球第三大太陽爐。峰值能流密度設計值高達10MW/平方米，太陽爐中心處溫度可達約3000ºC。該系統平臺與西安交通大學的反應器接口已經成功產出氫氣。

5、哈爾濱工業大學太陽爐系統

該系統主要服務於航天技術的高溫吸熱器和材料研究。一次反射鏡面積73.63平方米，二次鏡反射面積（開口）77.62平方米，峰值熱功率>15kW，焦平面峰值聚光比2000。

6、北京延慶太陽爐系統

該裝置位於北京延慶中科院電工所太陽能熱發電實驗基地，主要用於空氣吸熱器和粒子吸熱器的熱性能測試，以及吸熱材料的耐熱實驗等。其中一次反射鏡面積35平方米，二次鏡反射面積20平方米，峰值熱功率10kW，焦平面峰值聚光比1000。