1. 作品名称：全自动太阳能斯特林发电机
2. 参赛学生：范开昆、闫鹏、赵雅芝、邵俊峰、陈月健
3. 指导教师：米保良、赵桂清、邢金鹏、王宁、吴广发
4. 作品简介：
（1）应用领域和技术原理、用途：本作品非常适合高海拔、无电、缺电的偏远海岛、农村、牧区和海洋钻井平台等地区使用。而且我们还利用取之不尽用之不竭的太阳能和斯特林外燃发电机的优势，结合凹面镜聚光积热的特点，研发制造了全自动太阳能斯特林发电机。
（2）技术性能指标：本作品是由聚光系统、光追踪系统、支撑骨架、太阳能发电机四部分组成。其中聚光系统是由可拆卸聚光版组成，光追踪系统由伺服系统（涡轮蜗杆和电动机、电动推杆）、跟踪软件、光敏元件组成；支撑骨架由钢结构做成；太阳能发电机由斯特林发动机和发电机组成。
（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性：将传统的聚光凹面镜加入了太阳光追踪实现了自动对焦；将聚光镜与斯特林发电机有机结合，拆卸安装方便快捷；加入角度追踪法控制原理在阴雨天没有阳光照射时自动追踪太阳位置；提高了光电转化率，达到了节约能源、降低噪音、减少污染的目的；为了便捷，本作品具有占地面积少、拆装方便以及适合缺电的偏远地区使用的功能。
（4）作用意义：全自动太阳能斯特林发电机帮助我们解决了一些节能环保的问题，因为太阳能具有很大的发展潜能，所以利用取之不尽用之不竭的太阳能和斯特林外燃发电机的优势，结合凹面镜聚光积热的特点达到了保护环境、节约能源的目的，同时解决了发展中国家能源不足不利于发展的危机和温室效应、臭氧层被破环的危机。
（5）推广应用前景、效益分析与市场预测：由于拆装方便，应用灵活、占地面积小，可向无电、缺电的偏远海岛、农村、牧区和海洋钻井平台等地区推广，我们预测它还可以建立分布式电站、个体电站或适合独立的“一家一户”、“一楼一寓”的离网、并网供电方式，市场前景广阔。
5.设计方案
5.1 整体结构
作品利用取之不尽用之不竭的太阳能和斯特林外燃发电机的优势，结合凹面镜聚光积热的特点，研发制造了全自动太阳能斯特林发电机。它是由聚光系统、光追踪系统、支撑骨架、斯特林发电机四部分组成。其中聚光系统是由可拆卸聚光板组成，光追踪系统由伺服系统（控制左右的直流低速电动机和控制上下的直流电动推杆）、跟踪软件、光敏元件组成；支撑骨架由钢结构做成；斯特林发电机由斯特林发动机和发电机组成。
5.2 聚光系统
聚光系统选用旧卫星天线支架和反光膜制作的，聚光凹面镜采用旋转抛物面的聚光原理。在数学上若抛物线绕主轴旋转一周，所得的面，即称为旋转抛物面。若有一束平行光沿主轴射向这个抛物面，遇到抛物面的反光，则光线都会集中反射到指定位置，于是形成聚光，或叫“聚焦”作用。作为热源使用，要求在指定位置形成一个焦面，才能达到加热的目的。换言之，它并不要求严格地将阳光聚集到一个点上，而是要求一定的焦面。确定了焦面之后，我们就不难研究聚光器的聚光比，它是决定聚光功率和效率的重要因素。聚光比K可用公式求得：K=采光面积/焦面面积。
5.3支撑骨架
本作品的支撑骨架是由一个废弃凳子和两块T型铁片组成，由凳子支撑聚光系统，而第一块T型铁片支撑电极，第二块T型铁片支撑蓄电池和控制盒子开关。
5.4 斯特林发电机
斯特林发动机是一种能以多种燃料为能源的闭循环回热式发动机；或称为热气机．斯特林发动机是除蒸汽机和内燃机视之外的又一类往复式动力机械；斯特林发动机既可以作为原动机使用，也可以作为致冷机、热泵或压力发生器使用。随着由于新能源的兴起，特别是与太阳能相结合斯特林发动机成为太阳能发电的一种重要方式。
本产品以聚焦后的太阳能作为热源，驱动斯特林发动机做功发电，构成的碟式太阳能热发电系统如图所示。该系统主要由以下部件组成：一套能够实现双轴转动、自动跟踪太阳位置的碟式抛物面聚光系统，含有太阳能集热器的斯特林发动机，发电机及输电系统，工作时，碟式太阳能热发电系统将太阳光的能量用碟式抛物面聚光镜收集，并将其反射到聚光镜的焦点位置处，聚得集中、高温、高热流密度的热量，驱动安放在聚光镜焦点位置光斑附近的太阳能斯特林发动机，从而带动发电机进行发电。
5.5机械部分
用直流低速电动机和轴传动系统带动聚光系统完成左右转动对太阳光的追踪。
用电动推杆的上下移动配合电动机的左右移动实现对阳光的精确定。
6.创新点及应用
1.本作品将传统的聚光凹面镜加入了太阳光追踪实现了自动聚焦。
2.由光照强度检测系统检测到光照强度较弱时，追踪系统不动作。
3.本作品将聚光镜与斯特林发电机有效结合，充分利用了太阳能
4.发电机发的电经过处理后可存储到蓄电池中，一部分为追踪系统供电，另一部分可以对外供电。此作品不需外部供电。
5. 斯特林发电机可以自启，当温度传感器检测温度达到预设温度后斯特林发电机可自动启动。
6.聚光系统和斯特林发动机结合光电转化率可达20%以上，远超过现有光伏发电光电转化率的8% ～ 15%，而且光伏发电转化效率衰减快，一般3 ～ 5 年就衰减5% ～ 8%。
7.全自动太阳能斯特林发电机提高了光电转化率，避免了传统内燃机的爆燃做功问题，噪声低，污染少不需要润滑，不需要进气和排气阀门。
8.发动机效率不受海拔影响，非常适合高海拔地区使用。
9.本作品拆装方便，应用灵活、体积小，可应用于无电、缺电的偏远海岛、农村、牧区和海洋钻井平台等地区。
10.可建立分布式电站、个体电站或适合独立的“一家一户”、“一楼一寓”的离网、并网供电方式，也可以进行市电互补。
