太阳能热利用的展望——槽式热利用
名词注释：
1.“槽式太阳能热发电”通过槽式反射镜聚集阳光发电的方法。
2.“槽式热利用”通过槽式反射镜聚集阳光投向受热器件的热利用方法，简称‘槽式’。
3.“直射式”阳光未经聚集直接射到受热器件的原产品（包括真空管式、平板式）。
一、太阳能热利用发展的方向：
太阳能光伏的光电转化率，半个世纪以来一直徘徊在20%左右，是由于已掌握的半导体材料，仅能将一段波长的光转化为电，是半导体材料的特性问题，已经过近百年无数人的努力，难于指望近期会突然突破。而太阳能光热可吸收整个太阳光各频率的辐射转化为热能，这一点太阳能热利用远优于光伏，具备深耕的前途。
太阳能能量巨大，但能量密度很低，或说太阳能品位低，那么要充分利用太阳能的唯一途径，就是首先提高它的品位，把太阳光集中起来投向受热器件，这是提高太阳能热利用率的唯一途径。已有的三种太阳能热发电方式也全部是这样做的，这指明了太阳能热利用的发展方向，必须是首先聚集太阳光射向受热件再加以利用，才能提高太阳能的热效率。
早期人们对太阳能热利用的产品要求不高，直射式（包括真空管式、平板式）简单易行，成为太阳能热利用的主流产品。当冬季气温低、太阳光弱，这就造成直射式热水器在北方冬季无法正常工作，而这正是最需要热量的时候，是目前太阳能热利用的最大漏洞。
人类对能源的需求随着社会的发展而增加，能源更加贵重和短缺。随着人类认识到碳排放的严重性，因而更加迫切的希望使用太阳能，就是要在更高效、更广泛两方面提高对太阳能的利用。而更高效让人们收获了，太阳能热利用的效果，效果让更广泛的使用水到渠成，而更广泛的使用让社会迅速减排，这就是太阳能热利用的发展方向，我们的方向。
我们比较了各种聚集太阳光的方法，选择‘槽式’反射镜。因为‘槽式’反射镜是最简单、最有效、最灵活、最经济、最实用、最容易对应气候地域而实现产品的系列化。
热的传输，延程损失最严重，根本无法长距离传输。而太阳能可就地转化为热，加以利用。凡分散的采暖需求，都可以用太阳能就地解决（这些地方一般采光条件较好）。例如建筑分散的厂房、公建、别墅、学校、企业、小城镇、城郊结合部及广大农村等。它投入小、门槛低、易于推广，更广泛的使用太阳能，可迅速降低碳排放。
槽式太阳能热发电需要多种能量形式的转换，（光—加热工质—加热水—水蒸发—推动汽轮旋转—带动电机发电），造成工况要求高（工质要加热到几百度），工艺复杂，零配件要求高端严格。
槽式热利用，仅是光热转换就地使用热能,减少了很多工艺环节，无几百度的高温工况（仅需几十度），降低了技术难度和成本，只做了简单化、小型化、摸快化、与建筑一体化和适应热利用的改进。槽式本来用于热发电，用于简单的加热水和采暖，是由难到易，因此无技术风险。
二、槽式热利用的实现方法：
槽式以一平米受照面积为单元进行了模块化设计，当需要大流量时，可多单元并联，提供大流量，功率不受限制。下面我们依据太阳能供热采暖工程技术标GB50495-2019）将太阳能热发电改为槽式热利用。
1.槽式太阳能热发电集热器上最大的一个部件就是反射镜，镜口宽度和长度均在3米以上，这样大的反射镜没法用在民用上，我们没有那么高的温度要求，因此镜口宽度可小到0.4—0.6米，镜长可选2米，试制期镜面可由四片相同的镜面铝塑板弯制、拼接而成。 槽式镜的顶端留有与受热管直径相同尺寸的空隙，以降低风载荷。这样的尺寸容易做为建筑的附件安装在建筑物的立墙或屋顶上与建筑一体化。
2.槽式太阳能热发电集热器上最贵的一个部件就是受热管。高温、高强度的辐照和抗热冲击，要求受热管有较高的性能，我们不需要，只要是直通管就行，根据使用在不同纬度调节镜宽，以避免夏季受热管受到过度照射降低使用寿命。并在受热管上设温度传感器，当受热管温度过高（比如70度），温度传感器关断主控线路，停止反射镜追日，此时太阳光不再向受热管聚射，而散射向空间防止受热管过热受损。使用切合实际的受热管，是经济上可行的关键。
3.槽式太阳能热发电集热器上最大的动力负荷是克服反射镜偏心重力矩追日。为了聚集大量的太阳光，反射镜必须有较大的镜口宽度，随之反射镜的焦距加大，这就使得反射镜的焦线严重偏离反射镜的重心线，在以焦线为中心转动的追日运动中，必须克服这一重力矩负荷，造成追日机构的笨重。我们不需要那么高的温度，可大幅度缩小镜宽，选择焦距使反射镜焦线与反射镜的重心线相重合，这就是反射镜焦线、重心线、回转中心线三线重合的设计，使追日转动仅仅克服摩擦力。为追日机构不使用电动机，减速机创造了条件，去掉了复杂机械结构，降低了造价，使民用推广成为可能。
4.缓慢的反射镜追日转动，用微小的步进完成。使用两块直流吸引电磁铁做为反射镜上、下追日步进的动力，吸引电磁铁安装在反射镜端板上，（兼有配重功能）电磁铁的动力由光电池提供。两块吸引电磁铁的价格约为一个电动机的五分之一，吸引电磁铁专有厂家生产，工作行程、吸引力、工作电压均已系列化，可根据工况要求选择。
5.原槽式太阳能热发电的追日控制多采用程序控制。由于带有三极管放大功能的光电开关管的出现，使逻辑控制更简单易行，夜里和阴天反射镜不追日。唯晴天时反射镜进行追日，追日是采用微小的步进形式完成的。
6.为提高热效率系统采用强制循环，泵的动力由光电池提供。泵有专业厂家生产，多种规格、型号可供选择。
7.整机不用外电源。
三、有益效果
按照（上述二）改进后的太阳能热利用，可做为建筑的附属物与建筑一体化，不需要像热发电一样，占用较大的面积，需要有较大的基建和投资，因此可快速扩展，迅速减排。
由于槽式的高热效，用于热水可缩小受照面积（降低成本），提高供水温度，或供水量，受季节影响小，直射式将被迫退出市场。无论是在民用、工业、农业、公共、养殖等各方面，高热效都会使您的产品在销售和工程投标中处于领先地位。没有人愿意买低热效的陈旧产品，槽式必将占领热水器市场，成为主流产品。
反射镜仅是一片镜子：因此较真空管、平板箱，结构简单成本低、不怕冻、不散热，可低成本的扩大受照面积，是太阳能采暖的关键。在南方安装在屋顶和立墙的反射镜兼有外遮阳功能，安装在窗前，由于冬、夏入射角的变化，夏季反射镜遮阳挡住太阳光对窗的入射，而冬季太阳光依旧能射入窗内。
当样机试制出来，测出热效率。（当然也可用比较法，显示热效率的提高，这样更直观明显）高热效摆在面前，即可进行高附加值的技术许可，收益快。因为不管多大的企业，都不可能包揽中国如此大的市场， 技术许可的收益可用于企业的滚动发展。这从经济上保证了项目的稳定发展。
太阳能热利用可展望到的，以高热效向新的采暖领域扩散，是市场前景广阔的节能减排项目，可以大面积使用，迅速降低碳排放。
国家科技部自2018年，将太阳能热利用从一般支持项目，提升为重大专项。可见国家对太阳能热利用的支持和期待，我们也愿为太阳能热利用的更广泛的使用做些推动。为节能减排、为绿水青山、为碳达峰、碳中和做些贡献！
太阳能热利用的展望——槽式热利用
名词注释：
1.“槽式太阳能热发电”通过槽式反射镜聚集阳光发电的方法。
2.“槽式热利用”通过槽式反射镜聚集阳光投向受热器件的热利用方法，简称‘槽式’。
3.“直射式”阳光未经聚集直接射到受热器件的原产品（包括真空管式、平板式）。
一、太阳能热利用发展的方向：
太阳能光伏的光电转化率，半个世纪以来一直徘徊在20%左右，是由于已掌握的半导体材料，仅能将一段波长的光转化为电，是半导体材料的特性问题，已经过近百年无数人的努力，难于指望近期会突然突破。而太阳能光热可吸收整个太阳光各频率的辐射转化为热能，这一点太阳能热利用远优于光伏，具备深耕的前途。
太阳能能量巨大，但能量密度很低，或说太阳能品位低，那么要充分利用太阳能的唯一途径，就是首先提高它的品位，把太阳光集中起来投向受热器件，这是提高太阳能热利用率的唯一途径。已有的三种太阳能热发电方式也全部是这样做的，这指明了太阳能热利用的发展方向，必须是首先聚集太阳光射向受热件再加以利用，才能提高太阳能的热效率。
早期人们对太阳能热利用的产品要求不高，直射式（包括真空管式、平板式）简单易行，成为太阳能热利用的主流产品。当冬季气温低、太阳光弱，这就造成直射式热水器在北方冬季无法正常工作，而这正是最需要热量的时候，是目前太阳能热利用的最大漏洞。
人类对能源的需求随着社会的发展而增加，能源更加贵重和短缺。随着人类认识到碳排放的严重性，因而更加迫切的希望使用太阳能，就是要在更高效、更广泛两方面提高对太阳能的利用。而更高效让人们收获了，太阳能热利用的效果，效果让更广泛的使用水到渠成，而更广泛的使用让社会迅速减排，这就是太阳能热利用的发展方向，我们的方向。
我们比较了各种聚集太阳光的方法，选择‘槽式’反射镜。因为‘槽式’反射镜是最简单、最有效、最灵活、最经济、最实用、最容易对应气候地域而实现产品的系列化。
热的传输，延程损失最严重，根本无法长距离传输。而太阳能可就地转化为热，加以利用。凡分散的采暖需求，都可以用太阳能就地解决（这些地方一般采光条件较好）。例如建筑分散的厂房、公建、别墅、学校、企业、小城镇、城郊结合部及广大农村等。它投入小、门槛低、易于推广，更广泛的使用太阳能，可迅速降低碳排放。
槽式太阳能热发电需要多种能量形式的转换，（光—加热工质—加热水—水蒸发—推动汽轮旋转—带动电机发电），造成工况要求高（工质要加热到几百度），工艺复杂，零配件要求高端严格。
槽式热利用，仅是光热转换就地使用热能,减少了很多工艺环节，无几百度的高温工况（仅需几十度），降低了技术难度和成本，只做了简单化、小型化、摸快化、与建筑一体化和适应热利用的改进。槽式本来用于热发电，用于简单的加热水和采暖，是由难到易，因此无技术风险。
二、槽式热利用的实现方法：
槽式以一平米受照面积为单元进行了模块化设计，当需要大流量时，可多单元并联，提供大流量，功率不受限制。下面我们依据太阳能供热采暖工程技术标GB50495-2019）将太阳能热发电改为槽式热利用。
1.槽式太阳能热发电集热器上最大的一个部件就是反射镜，镜口宽度和长度均在3米以上，这样大的反射镜没法用在民用上，我们没有那么高的温度要求，因此镜口宽度可小到0.4—0.6米，镜长可选2米，试制期镜面可由四片相同的镜面铝塑板弯制、拼接而成。 槽式镜的顶端留有与受热管直径相同尺寸的空隙，以降低风载荷。这样的尺寸容易做为建筑的附件安装在建筑物的立墙或屋顶上与建筑一体化。
2.槽式太阳能热发电集热器上最贵的一个部件就是受热管。高温、高强度的辐照和抗热冲击，要求受热管有较高的性能，我们不需要，只要是直通管就行，根据使用在不同纬度调节镜宽，以避免夏季受热管受到过度照射降低使用寿命。并在受热管上设温度传感器，当受热管温度过高（比如70度），温度传感器关断主控线路，停止反射镜追日，此时太阳光不再向受热管聚射，而散射向空间防止受热管过热受损。使用切合实际的受热管，是经济上可行的关键。
3.槽式太阳能热发电集热器上最大的动力负荷是克服反射镜偏心重力矩追日。为了聚集大量的太阳光，反射镜必须有较大的镜口宽度，随之反射镜的焦距加大，这就使得反射镜的焦线严重偏离反射镜的重心线，在以焦线为中心转动的追日运动中，必须克服这一重力矩负荷，造成追日机构的笨重。我们不需要那么高的温度，可大幅度缩小镜宽，选择焦距使反射镜焦线与反射镜的重心线相重合，这就是反射镜焦线、重心线、回转中心线三线重合的设计，使追日转动仅仅克服摩擦力。为追日机构不使用电动机，减速机创造了条件，去掉了复杂机械结构，降低了造价，使民用推广成为可能。
4.缓慢的反射镜追日转动，用微小的步进完成。使用两块直流吸引电磁铁做为反射镜上、下追日步进的动力，吸引电磁铁安装在反射镜端板上，（兼有配重功能）电磁铁的动力由光电池提供。两块吸引电磁铁的价格约为一个电动机的五分之一，吸引电磁铁专有厂家生产，工作行程、吸引力、工作电压均已系列化，可根据工况要求选择。
5.原槽式太阳能热发电的追日控制多采用程序控制。由于带有三极管放大功能的光电开关管的出现，使逻辑控制更简单易行，夜里和阴天反射镜不追日。唯晴天时反射镜进行追日，追日是采用微小的步进形式完成的。
6.为提高热效率系统采用强制循环，泵的动力由光电池提供。泵有专业厂家生产，多种规格、型号可供选择。
7.整机不用外电源。
三、有益效果
按照（上述二）改进后的太阳能热利用，可做为建筑的附属物与建筑一体化，不需要像热发电一样，占用较大的面积，需要有较大的基建和投资，因此可快速扩展，迅速减排。
由于槽式的高热效，用于热水可缩小受照面积（降低成本），提高供水温度，或供水量，受季节影响小，直射式将被迫退出市场。无论是在民用、工业、农业、公共、养殖等各方面，高热效都会使您的产品在销售和工程投标中处于领先地位。没有人愿意买低热效的陈旧产品，槽式必将占领热水器市场，成为主流产品。
反射镜仅是一片镜子：因此较真空管、平板箱，结构简单成本低、不怕冻、不散热，可低成本的扩大受照面积，是太阳能采暖的关键。在南方安装在屋顶和立墙的反射镜兼有外遮阳功能，安装在窗前，由于冬、夏入射角的变化，夏季反射镜遮阳挡住太阳光对窗的入射，而冬季太阳光依旧能射入窗内。
当样机试制出来，测出热效率。（当然也可用比较法，显示热效率的提高，这样更直观明显）高热效摆在面前，即可进行高附加值的技术许可，收益快。因为不管多大的企业，都不可能包揽中国如此大的市场， 技术许可的收益可用于企业的滚动发展。这从经济上保证了项目的稳定发展。
太阳能热利用可展望到的，以高热效向新的采暖领域扩散，是市场前景广阔的节能减排项目，可以大面积使用，迅速降低碳排放。
国家科技部自2018年，将太阳能热利用从一般支持项目，提升为重大专项。可见国家对太阳能热利用的支持和期待，我们也愿为太阳能热利用的更广泛的使用做些推动。为节能减排、为绿水青山、为碳达峰、碳中和做些贡献！
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