新型太阳炉原理

       新的理论刷新了所有太阳能聚光的传统设计，我们进行了一系列研究工作，以获得各种既廉价又有效的太阳能聚光器以及跟踪装置。我们对几倍的太阳的聚光到几十倍、几百倍、几千倍以至上万倍的聚光，都进行了各式各样的样机及其跟踪系统的研究，并开始迈向产业化阶段。
       传统的太阳炉采用了两阶型的设计，第一阶是用跟踪太阳的定日镜，采用平面式的反射镜或略有曲率的反射镜，使得在目标处的光斑的面积与定日镜的总面积之比为1或略小于1；这样的设计就需要第二阶的反射镜的面积非常的庞大，而这样一个直径为几米或者几十米的抛物面镜或球面镜，要使其制造的几何形状达到光学的要求，实际上是非常耗时耗力的，因而其制造成本也是相当高的。一般讲来，对于能达到3000度以上的太阳炉，每千瓦的制造成本可以高达十几万到几十万元人民币。陈等人所发展出来的理论可以实现跟踪与聚光一步完成，使在目标处的太阳光斑的大小几十倍或几百倍小于定日镜的采光面积。所用的二次反射镜可以几十倍或几百倍地小于定日镜的反射镜。这种准二阶型的太阳炉实际上可用将近低于十倍的成本，在几十千瓦或上百千瓦的热量的情况下，获得3000~4000度的高温。
       我们把这种使用自旋仰角跟踪公式，以一步行列运动进行主动补偿的低成本的太阳炉称为新型太阳炉。新型太阳炉自从原理的推出至今，已经经过了四代样机的改进。第一代样机只有2m×2m，最初在1997年建成，验证了上述原理，并于2001年公开发表，引起了国家太阳能领域的轰动。当时最大的质疑在于这样原理的太阳炉能否做大，达到工业化的要求。2002年制成3.4m×3.4m的样机、2005年制成5m×5m的样机，2007年又发展为8m×8m的样机，标志着新型太阳炉技术的稳定发展和逐步成熟。第四代样机已经成批量生产，并开始少量的出口销售。2010年又开始第五代样机的开发，目标在于更大数量地减少驱动装置，降低成本，提高可靠性，将会把经过十几年开发的新型太阳炉的设计和制造推向一个更高的平台。