Der er faktisk flere lignende strukturer i verden. Lad os starte med Solar Furnace i Frankrig, dvs. Frankrig.
Solovnen i Frankrig er designet til at generere og koncentrere de høje temperaturer, der kræves til forskellige processer.
Dette gøres ved at fange solens stråler og koncentrere deres energi et sted. Strukturen er dækket med buede spejle, deres udstråling er så stor, at det er umuligt at se på dem, det gør ondt i øjnene. I 1970 blev denne struktur opført, de østlige Pyrenæer blev valgt som det mest passende sted. Og indtil i dag forbliver ovnen den største i verden.
En række spejle tildeles funktionerne af en parabolsk reflektor, og et højtemperaturregime ved selve fokuset kan nå 3500 grader. Desuden kan du justere temperaturen ved at ændre spejlets vinkler.
Solovnen, der bruger en naturressource såsom sollys, betragtes som en uundværlig metode til generering af høje temperaturer. Og de bruges til gengæld til forskellige processer. Så brintproduktion kræver en temperatur på 1400 grader. Testmåder for materialer, der udføres under høje temperaturforhold, giver en temperatur på 2500 grader. Sådan testes rumfartøjer og atomreaktorer.
Så solovnen er ikke kun en fantastisk bygning, men også vital og effektiv, mens den betragtes som en miljøvenlig og relativt billig måde at få høje temperaturer på.
Salgsfremmende video:
Matrixen af spejle fungerer som en parabolsk reflektor. Lyset er fokuseret i et centrum. Og temperaturen der kan nå temperaturer, ved hvilke stål kan smeltes.
Men temperaturen kan justeres ved at indstille spejlerne i forskellige vinkler.
For eksempel bruges temperaturer omkring 1400 grader til at producere brint. Temperatur 2500 grader - til test af materialer under ekstreme forhold. F.eks. Testes nukleare reaktorer og rumfartøjer på denne måde. Men temperaturer op til 3500 grader bruges til fremstilling af nanomaterialer.
Solar Oven er en billig, effektiv og miljøvenlig måde at generere høje temperaturer på.
I den sydvestlige del af Frankrig slår druerne sig bemærkelsesværdigt, og alle slags frugter modnes - det er varmt! Solen skinner blandt andet næsten 300 dage om året, og med hensyn til antallet af klare dage er disse steder måske kun andet end Cote d'Azur. Hvis vi karakteriserer dalen nær Odeillo fra fysisk synspunkt, er lysstrålingen her 800 watt per 1 kvadratmeter. Otte kraftige glødepærer. Lille? Nok til, at et stykke basalt spreder sig til en pyt!
Lad os fortsætte vores tur med magasinet Onliner.by:
”Solovnen i Odeillo har en kapacitet på 1 megawatt, og dette kræver næsten 3.000 meter spejloverflade,” siger Serge Chauvin, vicevært for det lokale solenergimuseum. - Desuden er du nødt til at samle lys fra en så stor overflade til et samlingspunkt med en diameter på en middagsplade.
Heliostats - specielle spejlplader - er installeret overfor det paraboliske spejl. Der er 63 af dem med 180 sektioner. Hver heliostat har sit eget "ansvarspunkt" - en sektor af parabolen, der reflekterer det indsamlede lys. Allerede på et konkavt spejl indsamles solstrålene i et samlingspunkt - selve ovnen. Afhængig af intensiteten af strålingen (læs - himmelens klarhed, tidspunktet på dagen og tiden af året), kan temperaturerne være meget forskellige. I teorien - op til 3800 grader celsius, gik det i virkeligheden op til 3600.
”Sammen med solens bevægelse bevæger heliostater sig over himlen,” begynder Serge Chauvin sin udflugt. - Hver har en motor bagpå, og sammen styres de centralt. Det er ikke nødvendigt at sætte dem i den ideelle position - afhængigt af laboratoriets opgaver, kan graden ved fokuspunktet varieres.
Konstruktionen af solovnen i Odeillo begyndte i begyndelsen af 60'erne og blev taget i brug allerede i 70'erne. I lang tid forblev den den eneste i sin art på planeten, men i 1987 blev der opført en kopi nær Tasjkent. Serge Chauvin smiler: "Ja, nøjagtigt en kopi."
Den sovjetiske ovn forbliver i øvrigt også operationel. På det udfører de imidlertid ikke kun eksperimenter, men udfører også nogle praktiske opgaver. Sandt nok, placeringen af ovnen tillader ikke at nå de samme høje temperaturer som i Frankrig - på brændpunktet lykkes uzbekiske forskere at få mindre end 3000 grader.
Det paraboliske spejl består af 9000 facetter. Hver er poleret, aluminiumsbelagt og let konkave for bedre fokus. Efter at ovnbygningen blev bygget, blev alle facetter installeret og kalibreret for hånd - det tog tre år!
Serge Chauvin fører os til et sted nær ovnbygningen. Sammen med os - en gruppe turister, der ankom til Odeillo med bus - stopper strømmen af elskere af videnskabelig eksotisme aldrig. Museumskuratoren var ved at demonstrere det skjulte potentiale i solenergi.
- Fru og monsieur, din opmærksomhed! - Selvom Serge ligner mere en videnskabsmand, ligner han mere en skuespiller. - Det lys, der udsendes af vores stjerne, giver materialer mulighed for øjeblikkeligt at varme, antænde og smelte dem.
En solovnarbejder henter en almindelig gren og placerer den i et stort kar med et spejlvendt interiør. Det tager Serge Chauvin et par sekunder at finde fokuspunktet, og stokken blusser øjeblikkeligt op. Vidundere!
Mens de franske bedsteforældre gisper og stønner, går museumsmedarbejderen over til en fritstående heliostat og flytter den nøjagtigt, så de reflekterede stråler falder i en mindre kopi af det paraboliske spejl, der er installeret lige der. Dette er et andet visuelt eksperiment, der viser solens evner.
- Fru og monsieur, nu smelter vi metallet!
Serge Chauvin sætter et stykke jern i holderen, bevæger skruestikken på jagt efter et samlingspunkt og, efter at have fundet det, bevæger sig væk en kort afstand.
Solen gør hurtigt sit job.
Et stykke jern opvarmes øjeblikkeligt, begynder at ryge og endda gnister og bukke under for de varme stråler. På bare 10-15 sekunder brændes der et hul på størrelse med en mønt på 10 euro cent i det.
- Voila! - Serge glæder sig.
Da vi vender tilbage til museumsbygningen, og de franske turister sætter sig ned i biografhallen for at se en videnskabelig film om solovnens og laboratoriets arbejde, fortæller viceværten interessante ting.
- Oftest spørger folk, hvorfor alt dette er nødvendigt, - Serge Chauvin kaster sine hænder op. - Fra videnskabets synspunkt er mulighederne for solenergi undersøgt, anvendt, hvor det er muligt i hverdagen. Men der er opgaver, der med hensyn til deres omfang og kompleksitet i udførelsen kræver installationer som denne. Hvordan simulerer vi for eksempel solens virkning på huden på et rumfartøj? Eller opvarmning af nedstigningskapslen, der vender tilbage fra bane til Jorden?
I en speciel ildfast beholder, der er installeret ved solcelleovnens brændpunkt, kan du genskabe sådanne, uden overdrivelse, uhyggelige forhold. Det er for eksempel beregnet, at et beklædningselement skal modstå temperaturer på 2500 grader celsius - og dette kan testes empirisk her i Odeillo.
Vagtmesteren fører os gennem museet, hvor forskellige udstillinger er installeret - deltagere i adskillige eksperimenter udført i ovnen. Vores opmærksomhed henledes på kulbremseskiven …
- Åh, denne ting er fra rattet i en Formel 1-bil, - nikker Serge. - Dets opvarmning under visse betingelser kan sammenlignes med hvad vi kan gengive på laboratoriet.
Som nævnt ovenfor kan temperaturen ved omdrejningspunktet styres ved hjælp af heliostatistikker. Afhængig af de gennemførte eksperimenter varierer det fra 1400 til 3500 grader. Den nedre grænse er påkrævet for produktion af brint i laboratoriet, et område fra 2200 til 3000 til test af forskellige materialer under ekstreme varmeforhold. Endelig er over 3000 arbejdsområdet med nanomaterialer, keramik og oprettelse af nye materialer.
”Ovnen på Odeillo udfører ikke praktiske opgaver,” fortsætter Serge Chauvin. - I modsætning til vores usbekiske kolleger er vi ikke afhængige af vores egne økonomiske aktiviteter og beskæftiger os udelukkende med videnskab. Blandt vores kunder er ikke kun forskere, men også forskellige afdelinger, for eksempel forsvar.
Vi stopper bare ved en keramisk kapsel, som viser sig at være et droneskibes skrog.
”Krigsafdelingen byggede en solovn med mindre diameter til sine egne praktiske behov her, i dalen nær Odeillo,” siger Serge. - Det kan ses fra nogle dele af bjergvejen. Men for videnskabelige eksperimenter henvender de sig stadig til os.
Vejlederen forklarer, hvad der er fordelene ved solenergi frem for enhver anden i løbet af udførelsen af videnskabelige opgaver.
- Først skinner solen gratis - han bøjer fingrene. - For det andet bidrager bjergluft til at udføre eksperimenter i en "ren" form - uden urenheder. For det tredje tillader sollys, at materialer opvarmes meget hurtigere end enhver anden installation, hvilket er ekstremt vigtigt for nogle eksperimenter.
Det er underligt, at ovnen kan fungere næsten året rundt. Ifølge Serge Chauvin er den optimale måned til gennemførelse af eksperimenter april.
- Men hvis det er nødvendigt, vil solen smelte et stykke metal for turister, selv i januar - smiler smilten. - Det vigtigste er, at himlen er klar og skyfri.
En af de uomtvistelige fordele ved selve eksistensen af dette unikke laboratorium er dets fulde åbenhed for turister. Op til 80 tusinde mennesker kommer her årligt, og det gør meget mere for at popularisere videnskab blandt voksne og børn end en skole eller et universitet.
Font Romeu Odeillo er en typisk fransk by. Dets største forskel fra tusinder af andre er sameksistensen af mysteriet i hverdagen og videnskaben. På baggrund af en 54-meters spejlsparabola - bjergmelkekøer. Og den konstante varme sol.
Lad os nu gå videre til en anden bygning.
En del af Viktor Borisovs fotografier.
Femogfyrre kilometer fra Tashkent i Parkent-distriktet ved foden af Tien Shan i en højde af 1050 meter over havets overflade er der en unik struktur - den såkaldte Large Solar Oven (BSP) med en kapacitet på tusind kilowatt. Det ligger på territoriet til Institute of Materials Science NPO "Physics-Sun" fra Academy of Sciences i Republikken Usbekistan. Der er kun to sådanne komfurer i verden, den anden er i Frankrig.
”BSP blev sat i drift under Sovjetunionen i 1987,” siger Mirzasultan Mamatkassymov, den videnskabelige sekretær for Institut for Materialevidenskab ved NPO Physics-Solntse, Ph. D. - Der afsættes tilstrækkelige midler fra statsbudgettet til at bevare dette unikke objekt. To laboratorier ved instituttet er placeret i vores land, fire i Tasjkent, hvor den vigtigste videnskabelige base er beliggende, hvor de kemiske og fysiske egenskaber ved nye materialer studeres. Vi er i færd med deres syntese. Vi eksperimenterer med disse materialer og observerer smelteprocessen ved forskellige temperaturer.
BSP er et komplekst optisk-mekanisk kompleks med automatiske styresystemer. Komplekset består af et heliostatfelt beliggende på siden af et bjerg og leder solens stråler ind i en paraboloidkoncentrator, som er et kæmpe konkavt spejl. I fokus i dette spejl oprettes den højeste temperatur - 3000 grader celsius!
Heliostatfeltet består af toogtres tres forskudte heliostater. De giver koncentratorens spejleoverflade en lysflux i tilstanden af kontinuerlig sporing af solen hele dagen. Hver heliostat, der måler syv og en halv med seks og en halv meter, består af 195 flade spejlelementer kaldet "facetter". Det reflekterende område på heliostatfeltet er 3022 kvadratmeter.
Koncentratoren, som heliostaterne dirigerer solens stråler til, er en cyclopeisk struktur 45 meter høj og fireoghalvfem meter bred.
Det skal bemærkes, at fordelen ved solovne i sammenligning med andre typer ovne er den øjeblikkelige opnåelse af en høj temperatur, hvilket gør det muligt at opnå rene materialer uden urenheder (på grund af bjergluftens renhed). De bruges til olie og gas, tekstil og en række andre industrier.
Spejle har en vis levetid og før eller senere mislykkes. I vores værksteder fremstiller vi nye spejle, der erstatter de gamle. Der er kun 10700 af dem i koncentratoren og 12090 i heliostatistikker. Processen med at fremstille spejle foregår i vakuuminstallationer, hvor aluminium sprøjtes på overfladen af de brugte spejle.
Ferghana. Ru: - Hvordan løser du problemet med at finde specialister, når alt kommer til alt, efter Unionens sammenbrud, strømte de ud i udlandet?
Mirzasultan Mamatkassymov: - På installationstidspunktet i 1987 arbejdede specialister fra Rusland og Ukraine her, som uddannede vores. Takket være vores erfaring har vi nu muligheden for at uddanne specialister på dette felt på egen hånd. Unge mennesker kommer til os fra fysikafdelingen ved National University of Uzbekistan. Efter uddannelsen fra universitetet har jeg selv arbejdet her siden 1991.
Ferghana. Ru: - Når man ser på denne storslåede struktur, på de sarte metalstrukturer, som om de flyder i luften og samtidig understøtter koncentratorens "rustning", kommer rammer af sci-fi-film op i tankerne …
Mirzasultan Mamatkassymov: - Nå, i min levetid har ingen prøvet at skyde science fiction ved hjælp af denne unikke "kulisser". Det er sandt, at usbekiske popstjerner kom til at skyde deres klip.
Mirzasultan Mamatkassymov:- I dag vil vi smelte briketter presset fra pulveriseret aluminiumoxid, hvis smeltepunkt er 2500 grader celsius. Under smelteprocessen strømmer materialet ned et skråt plan og drypper ned i en speciel bakke, hvor granuler dannes. De sendes til et keramisk værksted i nærheden af BSP, hvor de knuses og bruges til fremstilling af forskellige keramiske produkter, fra små garnfødere til tekstilindustrien til hule keramiske kugler, der ligner billardrum. Kuglerne bruges i olie- og gasindustrien som flydere. På samme tid mindskes fordampningen fra overfladen af olieprodukter, der er opbevaret i store containere på oliedepoter med 15-20 procent. I de senere år har vi produceret omkring seks hundrede tusind af disse svømmer.
Vi fremstiller isolatorer og andre produkter til den elektriske industri. De er kendetegnet ved øget slidstyrke og styrke. Ud over aluminiumoxid bruger vi også et mere ildfast materiale - zirkoniumoxid med et smeltepunkt på 2700 grader celsius.
Kontrollen over smelteprocessen udføres af det såkaldte "vision system", der er udstyret med to specielle tv-kameraer. Den ene overfører billedet direkte til en separat skærm, den anden til en computer. Systemet giver dig mulighed for både at overvåge smelteprocessen og udføre forskellige målinger.
Det skal tilføjes, at BLB også bruges som et universelt astrofysisk instrument, der åbner muligheden for at gennemføre undersøgelser af stjernehimmelen om natten.
Ud over ovenstående værker lægger instituttet stor opmærksomhed på fremstilling af medicinsk udstyr baseret på funktionel keramik (sterilisatorer), slibemidler, tørretumblere og meget mere. Sådant udstyr er med succes implementeret i medicinske institutioner i vores republik såvel som i lignende institutioner i Malaysia, Tyskland, Georgien og Rusland.
Parallelt udviklede instituttet solenergiinstallationer med lav effekt. For eksempel har forskerne fra instituttet skabt solovne med en kapacitet på halvanden kilowatt, som blev installeret på territoriet til Tabbin Institute of Metallurgy (Egypten) og i International Metallurgical Center i Hyderabad (Indien).