太阳灶 授课老师：曹佰来 二○一○年四月

太阳灶简介 ◆太阳灶是利用太阳能辐射，通过聚光获取热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。它不烧任何燃料；没有任何污染；正常使用时比蜂窝煤炉还要快；和煤气灶速度一致。 ◆太阳灶已是较成熟的产品；人类利用太阳灶已有200多年的历史，特别是近二、三十年来，世界各国都先后研制生产了各种不同类型的太阳灶。尤其是发展中的国家，太阳灶受到了广大用户的好评，并得到了较好的推广和应用。

太阳灶款式

箱式太阳灶、平板式太阳灶、聚光太阳灶和室内太阳灶均在阳光下进行炊事操作，储能太阳灶是利用热能转化为电能或其它化学能 太阳灶分类 ◆箱式太阳灶 ◆平板式太阳灶 ◆聚光太阳灶 ◆室内太阳灶 ◆储能太阳灶 箱式太阳灶、平板式太阳灶、聚光太阳灶和室内太阳灶均在阳光下进行炊事操作，储能太阳灶是利用热能转化为电能或其它化学能

太阳灶原理 ◆箱式太阳灶： 箱式太阳灶根据黑色物体吸收太阳辐射较好的原理研制而成。它是一只典型的箱子，朝阳面是一层或二层平板玻璃盖板，安装在一个托盖条上，其目的是为了让太阳辐射尽可能多地进入箱内，并尽量减少向箱外环境的辐射和对流散热。里面放了一个挂条来挂放锅及食物。箱内表面喷刷黑色涂料，以提高吸收太阳辐射的能 力。箱的四周和底部采用隔热保温层。箱的外表面可用金属或非金属，主要是为了抗老化和形状美观。整个箱子包括盖板与灶体之间用橡胶或密封胶堵严缝隙。使用 时，盖板朝阳，温度可以达到100°C以上，能够满足蒸、煮食物的要求。这种太阳灶结构极为简单，可以手工制作，且不需要跟踪装置，能够吸收太阳的直射和 散射能量。

由于箱内温度较低，不能满足所有的炊事要求，推广应用受到很大限制，在研制箱式太阳灶时提出汇聚式原理，改变了灶体结构，使灶 的温度提高一倍，目前国内一般都采用了汇聚原理，减小了箱体体积，提高了炊事效率。 适合低温使用，有保温功能 适合炊事温度100-300摄氏度 重量G=13KG

◆平板式太阳灶 　　 利用平板集热器和箱式太阳灶的箱体结合起来就形平板式太阳灶。 平板集热器可以应用全玻璃真空管，它们均可以达到100°C以上，产生蒸汽或高温液体，将热量传入箱内进行烹调。普通拼板集热器如果性能很好也可以应用。 如：盖板的黑涂料采用高质量选择性涂料，其集热温度也可以大于100°C以上。这种类型的太阳灶只能用于蒸煮或烧开水，大量推广也受到很大限制。

◆ 聚光太阳灶 聚光式太阳灶是将较大面积的阳光聚焦到锅底，使温度升到较高的程度，以满足炊事要求。 聚光式太阳灶太阳灶的关键部件是聚光镜，包括：镜面材料的选择和几何形状的设计。 普通的反光镜为镀银或镀铝玻璃镜，也有铝抛光镜面和涤纶薄膜镀铝材料等。 　　

◆聚光式太阳灶的镜面设计 镜面设计大都采用旋转抛物面的聚光原理。 旋转抛物面：即抛物线绕主轴旋转一周，所得的面。当有一束平行光沿主轴射向这个抛物面，遇到抛物面，其反射光都会集中反射到定点位置，形成聚光，叫“聚焦”作用。太阳灶使用，要求在锅底形成一个焦面，才能达到加热的目的。确定了焦面之后，我们就不难研究聚光器的聚光比，它是决定聚光式太阳灶的功率和效率的重要因素。聚光比K：K=采光面积/焦面面积。采光面积是指太阳灶在使用时反射镜面阳光的有效投影面积。 根据经验，设计一个700～1200瓦功率的聚光式太阳灶， 通常采光面积约为1．5～2.0平方米。个别大型蒸汽太阳灶也是聚光式太阳灶，但其采光面积较大，有的要在5平方米以上。

　　旋转抛物面聚光镜是按照阳光从主轴线方向入射，所以往往在通过焦点上的锅具时会留下一个阴影，这就要减少阳光的反射，直接影响太阳灶的功率。我国在研制太阳灶时，提出关于偏轴聚焦的原理，克服了上述弊病。目前，我国大部分太阳灶的设计均采用了偏轴聚焦原理。 　 聚光式太阳灶除采用旋转抛物面反射镜外，还有将抛物面分割成若干段的反射镜，光学上称之为菲涅耳镜，也有把菲涅耳镜做成连续的螺旋式反光带片，俗称 “蚊香式太阳 灶”。这类灶型都是可折叠的便携式太阳灶。 聚光式太阳灶的镜面：玻璃整体热弯成型、普通玻璃镜片碎块粘贴在设计好的底板上、高反光率的镀铝涤纶薄膜裱糊在底板上。 聚光式太阳灶底板：用水泥制成、用铁皮、钙塑材料等加工成型、直接用铝板抛光并涂以防氧化剂制成反光镜。 聚光式太阳灶的架体：金属管材弯制，锅架高度应适中要便于操作，镜面仰 角可灵活调节。为了移动方便，也可在架底安装两个小轮，但必须保证灶体的稳定性。在有风的地方，太阳灶要能抗风不倒。可在锅底部位加装防风罩，以减少锅底 因受风的影响而功率下降。有的太阳灶装有自动跟踪 太阳的跟踪器，但是一般认为这只会增加整灶的造价。中国农村推广的一些聚光式太阳灶。大部分为水泥壳体加玻璃镜面，造价低，便于就地制作，但不利于工业化 生产和运输。

◆室内太阳灶 　 　 前面介绍的三种太阳灶都必须在室外进行炊事操作，工作环境恶劣，也不卫生，为此又研制生产出室内太阳灶。这种太阳灶的主要特点是采用传热介质（液 体），把室外聚集接收到的太阳辐射能传递到室内，然后供人们用来烹调食物。考虑到室内操作的稳定性，应增加蓄热装置。

◆储能太阳灶 　 储能太阳灶是利用光学原理使低品位阳光通过聚焦达到800到1000℃的高温能量后,再利用导光镜或光纤使高温光束导向灶头直接利用或将能量储存起来。这种全新的太阳灶不仅可以做饭烧水,烘烤,储能,而且还可以作为阳光源导向室内作照明用或作花卉、盆景的光照用。

◆自动追踪太阳能灶 自动跟踪太阳灶采用微电脑控制、电机驱动、光敏跟踪。电子控制系统模块化。太阳灶整体结构紧凑轻便，安装简单，调试方便，无须维修，室外全天候条件 运行。太阳灶含有横向和纵向两种自动跟踪太阳移动功能，三维定位，跟踪精确。晴天时自动跟踪太阳，阴时停止（时晴时阴，晴时跟踪，阴时停止）。在抗风,防 雨防沙等有新突破。

◆自动追踪太阳能灶优点： 1、结构紧凑、拆装方便，重量轻，自动跟踪。 2、安装简单，易于操作。 3、初装调试好后即能每日自动跟踪。 4、价格低、使用寿命长。 5、微电机驱动，年耗电2-3度 6、锅架采用重力平衡装置 7、自动跟踪是太阳能领域新技术，同样适用于太 阳能热水器，太阳能发电等项目。 8、该产品销售卖点：先进，高效，新颖，价低，节能，环保，独特，实用。

太阳灶反射膜 ◆玻璃镜片，早期制作的太阳灶大都采用这种反光材料，直到目前厚壳水泥炉仍采用这种反光材料。 优点是耐磨性好，容易获得较好 的光洁表面，价格较便宜，购买方便，寿命一般可达4-5年。 缺点是易产生腐蚀，反光层脱落变质，粘贴费工费时。 ◆真空镀铝薄膜，具有反射率高、使 用更换方便等优点，近年来商品化生产的太阳灶均采用这种反光材料，寿命一般可达2-3年，个别使用保养得当的能达到4年左右。近年来又推出氮化锗、阳极氧化铝箔等新型太阳灶反光材料，其寿命一般都超过5年，但由于价格昂贵、粘贴不便，尚未达到实用化阶段。甘肃、北京等地采用在塑料上直接镀铝的工艺制作箱式 灶，已取得成功，但成本过高，也很难达到商品化。