高中生发明太阳能光伏、光热制冷一体机

         几块玻璃镜、一块硅电池板、几块木板、几个铁盒子，就能实现太阳能发电、集热及制冷功能，您相信吗？更神奇的是，这个被称为“太阳能光伏、光热及制冷一体机”的小东西，是郑州的3名高中生发明的。下个月，他们就要带着自己的作品代表河南赴济南参赛全国的青少年科技创新大赛了！4月18日，见到了3位“小发明家”和他们的研制的产品。

　　在郑州北环马君捷同学家的客厅里，迎面的大乒乓球台上堆放着各种电子、水暖和制冷器件。

　　辅导老师马健说，这个台子就是孩子们的实验桌。马老师一边说一边把孩子们的“宝贝”搬了出来。三块普通玻璃镜，一块光伏板，几块木板，几根线，一个架子，架子上装满了铁盒子，可别小瞧这个一堆“四不像”，拿到太阳下面就能发电，还可以直接供暖和制冷。这就是郑州一中的宋丹丹、蔡沐青，和郑州四十七中的马君捷三个小伙伴发明的太阳能光伏、光热及制冷一体机。

　　据宋丹丹同学介绍，他们充分利用家庭用电结构中冷暖用电占60%和光伏系统能量转化为电20%和热80%结构极其相似的发现，提出了“以光变电，用热制冷”的综合解决方案，在利用聚光低成本提高光发电功率的同时，对余热以热水的形式进行收集和储蓄，热水可以用于生活热水和供暖，也可以用广泛使用的、以热为动力的溴化锂制冷机进行制冷，这是非电制冷模式，制冷几乎不用电。原来是发电、热水和制冷三不误，既互相借力，又各自为战。“夏天来了，用用咱学生自己发明的空调，效果可不错了！”

　　仨高中生一假期里鼓捣出新发明

　　2008年暑假，三个孩子结伴前往郑州市丰乐生态园游玩，正巧遇到该园的工作人员正在安装太阳能路灯和风力发电设备，这一下引起了孩子们的极大兴趣。于是孩子边跟着看边讨论，能不能把太阳能应用到家庭里面呢？

　　三人一拍即合，开始想办法。他们阅读了有关太阳能的书籍、在网上搜索太阳能信息、讨论太阳能实施方案，然后开始做各种实验。

　　试验并不是一帆风顺的，如何提高光能利用率，就是孩子们要面临的问题。由于长时的追光、聚光，特别是用了凸透镜和凹面镜是点聚光，从而引起了光伏板局部过热，为此还烧坏了一块。一块光伏板1000多元，本来经费就不足，到处捡装修垃圾当做原材料，这让孩子们特别心疼，还大哭过一场。

　　一次偶然的机会，宋丹丹想到了水，用水冷却太阳能接收板。这个想法一下让三个孩子豁然开。随后，孩子们在老师的指导下，决定用水把热能收集起来，并保存到蓄热水箱中。进一步的学习还让孩子们知道了溴化锂制冷机是利用热能来制冷的，很普通的一个知识点让孩子们兴奋了好几天，因为他们想用这个太阳热能来制冷。

　　思路打通后，孩子们买铜管、焊机、测温器、橡胶管、真空泵等器材，自己动手制散热器、换热器等。通过多次试验，太阳能光电、光热及制冷一体机终于研制完成，虽然其貌不扬，但所设想的功能都能得以实现。

　　中间还有一个小花絮，太阳在一刻不停地运行，接受器必须像向日葵一样一直要跟着它动，于是要设计一个阳光自动跟踪系统。结果两个星期没思路，第三个星期，马君捷同学想到初中生物实验中有些虫子有避光的习性，受此启发构思了仿生害羞虫避光式阳光自动跟踪系统，然后由蔡沐青同学动手完成制作。

　　“由于三个孩子都还在上高中，平时没有时间来做实验，但孩子还是坚持每周都碰一次面。”马健老师说。

　　据了解，该发明具有很强的实用性和经济性，产业化前景十分广阔，既可独立发电、供热、供冷，又可与公共电网并网，减少蓄电池的投资进一步降低成本。目前，该发明的多项技术已经申请了国家专利。

　　首次参赛获院士首肯

　　今年4月份，孩子们携带着自己的发明参加了河南省青少年科技创新大赛，孩子们的发明思路受到高度评价，该项目还被推荐参加全国青少年科技创新大赛。

　　郑州大学物理工程学院教授、博士生导师、材料物理教育部重点实验室太阳能光伏技术研究室主任卢景霄，在推荐该项目参加青少年科技创新大赛时，认为此项目创作过程充分借鉴了人们有关太阳能利用的现有技术，面向实际应用进行集成创新，论证科学合理、条理性强，具有很好的科学性、创新性、实用性。

　　中国工程院院士、教授、博士生导师李俊贤认为该项目紧密围绕太阳能的综合高效应用，提出了“以光变电，用热制冷”的创作主题，思路清晰、科学，设计结构新颖、独特，具有较好的实用性和生产推广价值。并对孩子们善于发现问题，不怕困难，契而不舍的精神给予高度评价。

　　据辅导老师马健介绍，参加省内的青少年科技大赛之后，国内已经有几个厂家联系了他们，希望合作开发，实现产业化。