Valójában számos hasonló struktúra létezik a világon. Kezdjük a Franciaországban, azaz Franciaországban található Solar Fennace-nal.
A franciaországi napkemencét úgy tervezték, hogy előállítsa és koncentrálja a különböző folyamatokhoz szükséges magas hőmérsékletet.
Ez úgy történik, hogy megragadja a nap sugarait és az energiát egy helyre koncentrálja. A szerkezetet ívelt tükrök borítják, ragyogásuk olyan nagy, hogy rájuk nézni lehetetlen, fáj a szemében. 1970-ben ezt a szerkezetet felállították, a Kelet-Pireneusokat választották a legmegfelelőbb helynek. És a mai napig a kemence továbbra is a legnagyobb a világon.
A tükrök tömbjének hozzá van rendelve egy parabolikus reflektor funkciója, és maga a fókusz magas hőmérsékleti hőmérséklete elérheti a 3500 fokot. Ezen felül a tükrök szögének megváltoztatásával beállíthatja a hőmérsékletet.
A napenergia-kemence, amely olyan természetes erőforrásokat használ, mint a napfény, nélkülözhetetlen módszernek tekinthető a magas hőmérséklet előállításához. És ezeket viszont különféle folyamatokban használják. Tehát a hidrogén előállításához 1400 fok hőmérséklet szükséges. Az anyagok magas hőmérsékleten végzett vizsgálati módjai 2500 fok hőmérsékletet biztosítanak. Így tesztelik az űrhajókat és az atomreaktorokat.
Tehát a Szolárkemence nem csupán csodálatos épület, hanem létfontosságú és hatékony is, miközben környezetbarát és viszonylag olcsó módszer a magas hőmérséklet elérésére.
Promóciós videó:
A tükrök tömbje parabolikus reflektorként működik. A fény egy középpontban van fókuszálva. És az ottani hőmérséklet elérheti azt az hőmérsékletet, amelyen az acél megolvadhat.
A hőmérsékletet azonban úgy lehet beállítani, hogy a tükröket különböző szögekbe állítják.
Például 1400 fok körül a hőmérsékletet használják hidrogén előállítására. Hőmérséklet 2500 fok - anyagok szélsőséges körülmények közötti teszteléséhez. Például a nukleáris reaktorokat és az űrhajókat ilyen módon tesztelik. A nanoanyagok gyártásához azonban 3500 fok hőmérsékletet használnak.
A Solar Sütő olcsó, hatékony és környezetbarát módszer magas hőmérsékletek előállítására.
Franciaország délnyugati részén a szőlő figyelemre méltóan gyökerezik, és mindenféle gyümölcs érkezik - forró! Többek között a nap süt itt évente csaknem 300 napon keresztül, és a tiszta napok számát tekintve ezek a helyek talán csak a Cote d'Azur második helyén vannak. Ha az Odeillo közelében fekvő völgyet a fizika szempontjából jellemezzük, akkor a fény sugárzás teljesítménye 800 watt / 1 négyzetméter. Nyolc nagy teljesítményű izzólámpa. Kis? Elég ahhoz, hogy egy darab bazalt terjedjön egy pocsolya!
Folytassuk turnéunkat az Onliner.by magazingal:
"Az Odeillo-i napenergia-sütő kapacitása 1 megawatt, és ehhez közel 3000 méter tükörfelület szükséges" - mondta Serge Chauvin, a helyi napenergia-múzeum gondozója. - Sőt, fényt kell gyűjtenie egy ilyen nagy felületről egy tányér átmérőjű fókuszpontba.
A parabolikus tükörrel szemben a helikosztátokat - a speciális tükörlemezeket - kell felszerelni. 63 közülük van 180 szakaszos. Mindegyik helikosztátának megvan a maga "felelősségi pontja" - a parabola egy ága, amely a gyűjtött fényt tükrözi. A konkáv tükörnél a nap sugarai egy fókuszpontban - a sütőben - kerülnek összegyűjtésre. A sugárzás intenzitásától függően (olvassa el - az ég tisztasága, a napszak és az évszak) a hőmérséklet nagyon eltérő lehet. Elméletileg - 3800 Celsius-fokig, a valóságban 3600-ig.
„A nap mozgásával együtt a helikoszták átjutnak az égen” - kezdte Serge Chauvin kirándulását. - Mindegyiknek van hátsó motorja, és együtt központilag vezérlik őket. Nem szükséges őket ideális helyzetbe állítani - a laboratóriumi feladatoktól függően a fókuszpont mértéke változhat.
A szolárkemence építése Odeillóban a 60-as évek elején kezdődött, és a 70-es években már üzembe helyezték. Régóta maradt az egyetlen ilyen jellegű a bolygón, de 1987-ben másolatot állítottak fel Taskent közelében. Serge Chauvin mosolyog: "Igen, pontosan egy példányt."
A szovjet sütő egyébként működőképes marad. Ezen felül nemcsak kísérleteket végeznek, hanem gyakorlati feladatokat is elvégeznek. Igaz, hogy a kemence elhelyezkedése nem engedi olyan magas hőmérséklet elérését, mint Franciaországban - a fókuszpontban az üzbég tudósok 3000 foknál alacsonyabb hőmérsékleten tudnak megérkezni.
A parabolikus tükör 9000 oldalból áll. Mindegyik fényes, alumínium bevonattal és kissé konkáv a jobb fókusz érdekében. A kemenceépület felépítése után minden szempontot kézzel felszereltek és kalibráltak - három évbe telt!
Serge Chauvin a sütő épület melletti helyre vezet minket. Velünk együtt - egy turistacsoporttal, akik busszal érkeztek Odeillóba - a tudományos egzotika szerelmeseinek áramlása soha nem áll meg. A múzeum kurátora éppen a napenergia rejtett potenciálját akarta bemutatni.
- Asszonyom és monsieur, figyelmetek! - Noha Serge inkább tudósnak tűnik, inkább színésznek. - A csillagunk által kibocsátott fény lehetővé teszi az anyagok számára az azonnali hevítést, meggyulladást és megolvasztást.
A szolárkemencében dolgozó munkavállaló szokásos ágot vesz fel, és tükrözött belsővel ellátott nagy edénybe helyezi. Serge Chauvinnak néhány másodpercre van szüksége, hogy megtalálja a fókuszpontot, és a bot azonnal felpattan. Csodák!
Amíg a francia nagyszülők nyögnek és nyögnek, a múzeumi alkalmazott átmegy egy szabadon álló helikosztatra, és pontosan úgy mozgatja, hogy a visszavert sugarak az ott felhelyezett parabolikus tükör egy kisebb példányába esjenek. Ez egy újabb vizuális kísérlet, amely megmutatja a nap képességeit.
- Asszonyom és monsieur, most megolvasztjuk a fémet!
Serge Chauvin beállít egy darab vasat a tartóba, mozgatja a vise-t egy fókuszpont keresése céljából, és, miután megtalálta, kissé távozik.
A nap gyorsan elvégzi a munkáját.
Egy darab vas azonnal felmelegszik, füstölni kezd és még szikrát is felszív a meleg sugaraknak. Csak 10-15 másodperc alatt egy 10 euro centes érme lyukat éget meg benne.
- Voálá! - örül Serge.
Amikor visszatérünk a múzeum épületéhez, és amikor a francia turisták leülnek a mozi csarnokába, hogy tudományos filmet nézzenek a szolárkemence és a laboratórium munkájáról, a gondozó érdekes dolgokat mond nekünk.
- Leggyakrabban az emberek azt kérdezik, hogy miért van szükség mindezre - temeli fel Serge Chauvin. - A tudomány szempontjából megvizsgálták a napenergia lehetőségeit, ahol lehetséges, a mindennapi életben. De vannak olyan feladatok, amelyek méretük és végrehajtásuk összetettsége szempontjából ilyen telepítést igényelnek. Például hogyan szimulálhatjuk a nap hatását az űrhajó bőrére? Vagy melegítse a pályára visszatérő leszálló kapszulát a Földre?
Egy speciális tűzálló tartályban, amelyet a napenergia-sütő fókuszpontjára telepítenek, megújíthatod ezeket a türelmeket nem feltétlenül feltörő körülményeket. Kiszámításra került például, hogy a burkolóelemnek 2500 Celsius fok hőmérsékleten kell ellenállnia - és ez itt, Odeillo, empirikusan tesztelhető.
Az ügyvivő átvezet minket a múzeumon, ahol különféle kiállítási tárgyakat szerelnek fel - a sütőben végzett számos kísérlet résztvevői. Felhívjuk figyelmünket a szén féktárcsára …
- Ó, ez a dolog a Forma 1-es autó kormányához vezet - bólint Serge. - Melegítése bizonyos körülmények között összehasonlítható azzal, amit reprodukálni tudunk a laboratóriumban.
Mint fentebb említettük, a fókuszpont hőmérsékletét heliosztatikumokkal lehet szabályozni. Az elvégzett kísérletektől függően 1400 és 3500 fok között mozog. Az alsó határ a hidrogén laboratóriumi előállításához, 2200-3000 tartomány a különféle anyagok szélsőséges hőmérsékleti feltételek közötti teszteléséhez. Végül a 3000 feletti terület a nanoanyagokkal, kerámiákkal és új anyagok létrehozásával kapcsolatos munka területe.
„Az Odeillo sütője nem hajtja végre a gyakorlati feladatokat” - folytatja Serge Chauvin. - Üzbegisztán kollégáinkkal ellentétben nem a saját gazdasági tevékenységünktől függünk, hanem kizárólag a tudománygal foglalkozunk. Ügyfeleink között nemcsak a tudósok, hanem a különféle osztályok is működnek, például a védelem területén.
Megállunk egy kerámiakapszulánál, amely kiderül, hogy egy drónhajó héja.
"A Háborús Osztály itt, az Odeillo közelében fekvő völgyben saját átmérőjű, kisebb átmérőjű napenergia-kemencét épített" - mondja Serge. - Látható a hegyi út néhány szakaszán. De tudományos kísérletekkel még mindig velünk fordulnak.
A témavezető elmagyarázza, mi a napenergia előnye a többi tudományhoz képest a tudományos feladatok elvégzése során.
- Először is, a nap süt ingyen - hajlítja az ujjait. - Másodszor, a hegyi levegő hozzájárul a kísérletek elvégzéséhez "tiszta" formában - szennyeződések nélkül. Harmadszor, a napfény lehetővé teszi az anyagok sokkal gyorsabb melegítését, mint bármely más telepítésnél, ami néhány kísérletnél rendkívül fontos.
Kíváncsi, hogy a sütő szinte egész évben működhet. Serge Chauvin szerint az optimális hónap a kísérletek elvégzéséhez április.
- De ha szükséges, a januárban még a januárban is megolvad a fémdarab a turisták számára - mosolyog a házvezető. - A legfontosabb, hogy az ég tiszta és felhős.
Ennek az egyedülálló laboratóriumnak a vitathatatlan előnye a turisták iránti teljes nyitottság. Évente akár 80 ezer ember jön ide, és ez sokkal többet tesz a tudomány népszerűsítésére felnőttek és gyermekek körében, mint egy iskola vagy egyetem.
Font Romeu Odeillo egy tipikus lelkészi francia város. Fő különbsége több ezer másoktól a mindennapi élet és a tudomány rejtélyének együttélése. Az 54 méteres tükör parabola - hegyi tejelő tehenek hátterében. És az állandó forró nap.
Most menjünk tovább egy másik épületbe.
Borisov Viktor fényképeinek része.
Negyvenöt kilométerre a Parkent körzetben, Taškenttől, a Tien Shan lábánál, 1050 méter tengerszint feletti magasságban van egy egyedülálló szerkezet - az úgynevezett nagyméretű napenergia-kemence (BSP) ezer kilovatt kapacitással. Az Üzbég Köztársaság Tudományos Akadémia Anyagtudományi Intézet NPO "Physics-Sun" területén található. Csak két ilyen kályha van a világon, a második Franciaországban.
"A BSP-t 1987-ben üzembe helyezték az Unió alatt" - mondja Mirzasultan Mamatkassymov, a „Physics-Solntse” Tudományos és Termelési Egyesület Anyagtudományi Intézetének tudományos titkára, Ph. D. - Az állami költségvetésből elegendő forrást szánnak erre az egyedi tárgyra. Az intézet két laboratóriuma található hazánkban, négy Taskentben, ahol található a fő tudományos bázis, amelyen az új anyagok kémiai és fizikai tulajdonságait vizsgálják. A szintézisük folyamatában van. Kísérletezünk ezekkel az anyagokkal, megfigyelve az olvadási folyamatot különböző hőmérsékleteken.
A BSP egy komplex optikai-mechanikai komplexum automatikus vezérlőrendszerekkel. A komplexum egy heliosztatikus mezőből áll, amely a hegy oldalán helyezkedik el, és a nap sugarait egy paraboloid koncentrátorba irányítja, amely egy óriási konkáv tükör. A tükör fókuszában a legmagasabb hőmérséklet alakul ki - 3000 Celsius fok!
A heliosztatikus mező hatvankettő lépcsős heliosztatust tartalmaz. Ezek biztosítják a koncentrátor tükörfelületét a fluxussal, folyamatos napsütés mellett. Minden heliosztatikus készülék, melynek mértéke hét és fél, hat és fél méter, 195 lapos tükör elemből áll, melyeket "arcoknak" hívnak. A heliosztatikus mező fényvisszaverő területe 3022 négyzetméter.
A koncentrátor, amelybe a heliosztatikák a nap sugarait irányítják, negyvenöt méter magas és ötvennégy méter széles ciklopeus szerkezetű.
Meg kell jegyezni, hogy a szolárkemencék előnye, összehasonlítva más típusú kemencékkel, a magas hőmérséklet azonnali elérése, amely lehetővé teszi szennyeződések nélküli tiszta anyagok előállítását (a hegyi levegő tisztaságának köszönhetően). Ezeket olaj- és földgázipar, textilipar és számos más ipar számára használják.
A tükröknek bizonyos élettartama van, és előbb vagy utóbb meghibásodnak. Műhelyünkben új tükröket gyártunk, amelyek helyettesítik a régieket. Ezek közül 10700 csak a koncentrátorban és 12090 a heliosztatikumokban van. A tükrök készítésének folyamata vákuumberendezésekben zajlik, ahol az alumíniumot permetezzék a kiégett tükrök felületére.
Ferghana. Ru: - Hogyan oldja meg a szakemberek megtalálásának problémáját, elvégre az Unió összeomlása után külföldre távoztak?
Mirzasultan Mamatkassymov: - A telepítés idején, 1987-ben, Oroszország és Ukrajna szakemberei dolgoztak itt, akik kiképzték a miénket. Tapasztalatainknak köszönhetően most lehetőségünk van önállóan képzni e terület szakembereit. A fiatalok hozzánk érkeznek hozzánk az Üzbég Nemzeti Egyetem fizikai osztályáról. Az egyetemi diploma megszerzése után 1991 óta magam dolgozom itt.
Ferghana. Ru: - Ha ezt a grandiózus szerkezetet, a finom fémszerkezeteket nézi, mintha a levegőben lebegnének és ugyanakkor a koncentrátor "páncélját" támogatnák, a sci-fi filmek keretei jutnak eszébe …
Mirzasultan Mamatkassymov: - Nos, életemben senki sem próbálta forgatni a tudományos fantasztikát ezekkel az egyedi "tájakkal" Igaz, hogy az üzbég popsztárok készítették klipeiket.
Mirzasultan Mamatkassymov:- Ma porított alumínium-oxidból préselt brikettet fogunk megolvasztani, amelynek olvadáspontja 2500 Celsius fok. Az olvasztási folyamat során az anyag lefelé halad egy lejtős síkon, és egy speciális tálcába csöpög, ahol granulátumok alakulnak ki. A BSP közelében található kerámiaműhelybe küldik, ahol összetörik és különféle kerámiatermékek előállítására használják őket, a textilipar számára készült kis fonaladagolóktól a biliárdteremhez hasonló üreges kerámiagolyókig. A golyókat úszóként használják az olaj- és gáziparban. Ugyanakkor az olajlerakókban nagy tartályokban tárolt kőolajtermékek elpárolgása 15-20 százalékkal csökken. Az utóbbi években körülbelül hatszázezer ilyen úszó készítettünk.
Szigetelőanyagokat és egyéb termékeket gyártunk az elektromos ipar számára. Ezeket a fokozott kopásállóság és szilárdság jellemzi. Az alumínium-oxid mellett egy tűzálló anyagot is használunk - cirkónium-oxidot, amelynek olvadáspontja 2700 Celsius fok.
Az olvasztási folyamat irányítását az úgynevezett "látórendszer" biztosítja, amely két speciális televíziós kamerával van felszerelve. Az egyik közvetlenül továbbítja a képet egy külön monitorra, a másik egy számítógépre. A rendszer lehetővé teszi mind az olvasztási folyamat figyelését, mind a különféle mérések elvégzését.
Hozzá kell tenni, hogy a BLB-t univerzális asztrofizikai eszközként is használják, amely lehetővé teszi a csillagos ég éjszakai tanulmányozásának lehetőségét.
A fenti munkákon kívül az intézet nagy figyelmet fordít a funkcionális kerámián (sterilizáló készülékeken), csiszolóeszközökre, szárítógépekre és még sok másra épülő orvosi berendezések gyártására. Ezeket a felszereléseket sikeresen alkalmazták köztársaságunk orvosi intézményeiben, valamint hasonló intézményekben Malajziában, Németországban, Grúziában és Oroszországban.
Ezzel párhuzamosan az intézet fejlesztette ki az alacsony fogyasztású napelemes berendezéseket. Például az intézet tudósai másfél kilovatt kapacitású napenergia-kemencéket készítettek, amelyeket a Tabbin Kohászati Intézet (Egyiptom) és a Nemzetközi Fémkohászati Központban helyeztek el Hyderabadban (India).