Un cuptor solar gigant la poalele Tien Shan. Cuptor solar mare Pentru ce este cuptorul solar gigant?

Nu, aceasta nu este o bază extraterestră sau un set de film SF. Acest - Cuptor solar mare(BSP) cu o capacitate de 700 de kilowați, situată în Uzbekistan. Există doar două astfel de cuptoare în lume, al doilea este în Franța.

Cuptoarele solare sunt structuri uriașe care concentrează energia solară într-un singur punct. Acestea vă permit să atingeți instantaneu o temperatură ridicată și să obțineți materiale pure și aliaje fără impurități. Un alt argument important este că nu trebuie să plătești pentru energie.

Să aruncăm o privire la această clădire unică împreună. Va fi interesant pentru fanii unor „articole tehnice” neobișnuite.

În general, există cuptoare solare în viața de zi cu zi. Sunt dispozitive simple pentru utilizarea razelor solare pentru a găti alimente fără a folosi combustibil sau electricitate.

Dar astăzi vom vorbi despre cuptoare solare complet diferite.

Al nostru Cuptor solar mare este un sistem optic complex de focalizare a fluxului energie solara densitate mare. Diametrul oglinzii parabolice este de 47 de metri, puterea este de 1.000 kW, aria suprafeței oglinzii este de 3.020 mp, concentratorul - un dispozitiv de stocare a energiei solare - 1840 mp. Temperatura la focarul razelor depășește 3.000 de grade Celsius.

Acest complex solar (aprox. Helios - Zeul soarelui sau al soarelui însuși) este situat la 45 km de Tașkent, la poalele Tien Shanului, la o altitudine de 1100 de metri deasupra nivelului mării. A fost construită între 1981 și 1987.

Locul de construcție a fost ales cu mare atenție: în primul rând, întregul complex este situat pe o singură masă de stâncă, ceea ce este foarte important deoarece este situat într-o zonă periculoasă din punct de vedere seismic, în al doilea rând, numărul zile insorite sunt cel puțin 270 aici pe an.

Să începem inspecția cu cuptor solar mic. Este un parabaloid cu suprafata oglinda cu diametrul de aproximativ 2 metri, focalizand razele soarelui intr-un punct cu diametrul de 2 cm.Temperatura maxima ce se poate obtine in acest cuptor este de 2000 de grade Celsius. Un efect vizual interesant poate fi observat cu obiectele plasate mai aproape de distanța focală. Aici, de exemplu, imaginea unei persoane care stă lângă oglindă este mărită și tot ce este mai departe este reflectat cu susul în jos.

Câmpul de heliostate este format din 62 de heliostate (o despărțire constând din oglinzi rotative) plasate într-un model de șah pe panta blândă a muntelui:

Fiecare heliostat care măsoară 7,5×6,5 metri este format din 195 de oglinzi plate:

Aria de reflectare a câmpului heliostatic este de 3.022 de metri pătrați:

Senzorii rotesc automat oglinzile pentru a direcționa razele soarelui în aceeași direcție în orice moment, în funcție de mișcarea soarelui. Fiecare heliostat poate fi rotit atât pe verticală, cât și pe orizontală.

Dimensiunea unei oglinzi separate este de 50 × 50 de centimetri. Un total de 12.090 de oglinzi sunt folosite în domeniul heliostaticului.

Controlul oglinzii este complet automatizat și sunt folosite programe gata făcute pentru fiecare zi, ținând cont de poziția soarelui pe cer.

Și aici este obiectul principal - helioconcentratorul. Acest cel mai mare heliconcentrator din lume- un dispozitiv de stocare a energiei solare cu o suprafață de 1.840 mp. Pentru scară, uitați-vă la oamenii din stânga jos a cadrului:

Concentratorul folosește 10.700 de oglinzi cu o suprafață totală de 1.840 de metri pătrați:

Concentratorul este fix și orientat în direcția nord-sud:

Fluxul de energie solară direcționat de heliostate este reflectat de suprafața oglinzii concentratorului și focalizat într-un punct cu un diametru de 40 de centimetri.

Vedere panoramică a turnului de tehnologie și a concentratorului:

Punctul superior al concentratorului cade la aproximativ 1.100 de metri deasupra nivelului mării. Dimensiunea suprafeței oglinzii este de 47×54 metri. Și fiecare oglindă individuală are dimensiuni de 45 × 45 de centimetri.

Greutatea structurilor metalice ale concentratorului este de 200 de mii de tone! Un lift pentru pasageri și marfă merge chiar în partea de sus (etajul 12). Și așa arată hub-ul din interior:

O punte de observare este situată în partea de sus a concentratorului. Mai jos se află satul Soarelui, cu clădiri cu mai multe etaje pentru angajații institutului.

De aici se deschide o vedere panoramică a câmpului heliostatic „oglindă”:

Avantajul cuptoarelor solare consta in realizarea instantanee a unei temperaturi ridicate, ceea ce face posibila obtinerea de materiale pure fara impuritati (tot datorita puritatii aerului de munte). Și încă un argument important - nu trebuie să plătești pentru energia solară.

Și, desigur, nu poți ignora al doilea cuptor solar mare din lume situat in Franta.

Laboratorul Solar a fost primul cuptor solar de această dimensiune din lume. Construcția sa a fost realizată în anii 1962-1968. Întregul complex este situat la o altitudine de 1.600 de metri deasupra nivelului mării și are o putere maximă de 1 megawatt.

De fapt, există mai multe astfel de structuri în lume. Să începem cu Solar Furnace din Franța, adică din Franța.

Cuptorul solar din Franța este conceput pentru a genera și concentra temperaturile ridicate necesare pentru diferite procese.

Acest lucru se face prin captarea razelor soarelui și concentrarea energiei acestora într-un singur loc. Structura este acoperită cu oglinzi curbate, strălucirea lor este atât de mare încât este imposibil să le privești, până la durerea în ochi. În 1970, această structură a fost ridicată, ca cea mai mare loc potrivit S-au ales Pirineii de Est. Și până în prezent, cuptorul rămâne cel mai mare din lume.

Matricei de oglinzi i se atribuie funcțiile unui reflector parabolic, iar regimul de temperatură ridicată la focalizare în sine poate ajunge până la 3500 de grade. Mai mult, puteți regla temperatura prin schimbarea unghiurilor oglinzilor.

cuptor solar folosind astfel resursă naturală ca si lumina soarelui, este considerata o modalitate indispensabila de a obtine temperaturi ridicate. Și ei, la rândul lor, sunt utilizați pentru diferite procese. Deci, producția de hidrogen necesită o temperatură de 1400 de grade. Modurile de testare ale materialelor, efectuate în condiții de temperatură ridicată, asigură o temperatură de 2500 de grade. Deci testat nava spatialași reactoare nucleare.

Așadar, Cuptorul Solar nu este doar o clădire uimitoare, ci și una vitală și eficientă, în timp ce este considerat o modalitate prietenoasă cu mediul și relativ ieftină de a obține temperaturi ridicate.

Rețeaua de oglinzi acționează ca un reflector parabolic. Lumina este focalizată într-un singur centru. Iar temperatura de acolo poate atinge temperaturi la care oțelul poate fi topit.

Dar temperatura poate fi reglată prin setarea oglinzilor în unghiuri diferite.

De exemplu, temperaturi de aproximativ 1400 de grade sunt folosite pentru a produce hidrogen. Temperatura de 2500 de grade - pentru testarea materialelor in conditii extreme. De exemplu, așa sunt testate reactoarele nucleare și navele spațiale. Dar temperaturi de până la 3500 de grade sunt folosite pentru fabricarea nanomaterialelor.

Cuptorul solar este o modalitate ieftină, eficientă și ecologică de a produce temperaturi ridicate.

În sud-vestul Franței, strugurii prind rădăcini remarcabil și se coc tot felul de fructe - e cald! Printre altele, aici soarele strălucește aproape 300 de zile pe an, iar în ceea ce privește numărul de zile senine, aceste locuri sunt poate pe locul doi după Coasta de Azur. Dacă caracterizăm valea de lângă Odeio din punct de vedere al fizicii, atunci puterea radiației luminoase aici este de 800 de wați pe 1. metru patrat. Opt becuri cu incandescență puternice. Putin? Este suficient ca o bucată de bazalt să se răspândească într-o băltoacă!

- Cuptorul solar din Odeyo are o capacitate de 1 megawatt, iar aceasta necesită aproape 3 mii de metri de suprafață oglindă, spune Serge Chauvin, curatorul muzeului solar local. — Mai mult, trebuie să colectați lumina de pe o suprafață atât de mare la un punct focal cu diametrul unei farfurii.

Vizavi de oglinda parabolica sunt instalate heliostate - placi speciale de oglinda. Sunt 63 dintre ele cu 180 de secțiuni. Fiecare heliostat are propriul „punct de responsabilitate” - sectorul parabolei, pe care se reflectă lumina colectată. Deja pe o oglindă concavă, razele soarelui se îndreaptă spre un punct focal - aceeași sobă. În funcție de intensitatea radiației (a se citi - claritatea cerului, ora din zi și anotimp), temperaturile pot fi foarte diferite. În teorie - până la 3800 de grade Celsius, în realitate a urcat până la 3600.

- Împreună cu mișcarea soarelui, heliostatele se mișcă și pe cer, Serge Chauvin își începe turneul. — Fiecare are un motor instalat în spate și toate împreună sunt controlate central. Nu este necesar să le instalați într-o poziție ideală - în funcție de sarcinile laboratorului, gradul la punctul focal poate varia.

Cuptorul solar din Odeyo a început să fie construit la începutul anilor 60 și a fost pus în funcțiune în anii 70. Multă vreme a rămas singurul de acest fel de pe planetă, dar în 1987 a fost ridicată o copie lângă Tașkent. Serge Chauvin zâmbește: — Da, da, exact o copie.

Soba sovietică, de altfel, rămâne și ea operațională. Adevărat, nu numai că se efectuează experimente, ci și unele sarcini practice. Adevărat, locația cuptorului nu permite atingerea acelorași temperaturi ridicate ca în Franța - la punctul focal, oamenii de știință uzbeci reușesc să ajungă la mai puțin de 3000 de grade.

Oglinda parabolica este formata din 9000 de placi - fatete. Fiecare dintre ele este lustruită, are un strat de aluminiu și este ușor concavă pentru o focalizare mai bună. După ce a fost construită clădirea cuptorului, toate teșiturile au fost instalate și calibrate manual - a durat trei ani!

Serge Chauvin ne conduce la un loc lângă clădirea cuptorului. Alături de noi - un grup de turiști care au ajuns în Odeyo cu autobuzul - fluxul de iubitori de exotism științific nu se usucă. Curatorul muzeului era pe cale să demonstreze potențialul ascuns al energiei solare.

Doamnă și domnule, atenție!- Serge, deși arată mai mult ca un om de știință, este mai mult ca un actor. — Lumina emisă de steaua noastră face posibilă încălzirea instantanee a materialelor, aprinderea și topirea acestora.

Un muncitor la cuptorul solar ridică o ramură obișnuită și o pune într-o cuvă mare cu interior oglindă. Serge Chauvin ia câteva secunde pentru a găsi un punct de focalizare, iar stick-ul se aprinde instantaneu. Minuni!

În timp ce bunicii francezi gâfâie și geme, lucrătorul muzeului se mută la un heliostat de sine stătător și îl mișcă exact astfel încât razele reflectate să lovească o mică copie a oglinzii parabolice instalate chiar acolo. Acesta este un alt experiment ilustrativ care arată posibilitățile soarelui.

— Doamnă și domnule, acum vom topi metalul!

Serge Chauvin pune o bucată de fier în suport, mișcă menghina în căutarea unui punct de focalizare și, după ce l-a găsit, se îndepărtează la mică distanță.

Soarele își face treaba.

O bucată de fier se încălzește instantaneu, începe să fumeze și chiar să scânteie, cedând razelor fierbinți. Literal, în 10-15 secunde, se arde în ea o gaură de mărimea unei monede de 10 cenți de euro.

— Voila! Serge exultă.

În timp ce ne întoarcem în clădirea muzeului, iar turiștii francezi sunt așezați în sala de cinema pentru a viziona un film științific despre funcționarea cuptorului solar și a laboratorului, îngrijitorul ne spune câteva lucruri interesante.

- Cel mai adesea oamenii întreabă de ce sunt necesare toate acestea, Serge Chauvin își ridică mâinile. — Din punct de vedere al științei, au fost studiate posibilitățile energiei solare, aplicate acolo unde este posibil în viața de zi cu zi. Există însă sarcini care, datorită dimensiunii și complexității lor de execuție, necesită instalații ca aceasta. De exemplu, cum modelăm efectul soarelui asupra pielii nava spatiala? Sau încălzirea capsulei de coborâre care se întoarce de pe orbită pe Pământ?

Într-un recipient refractar special, instalat în punctul focal al cuptorului solar, este posibil să se recreeze astfel, fără exagerare, condiții nepământene. S-a calculat, de exemplu, că un element de placare trebuie să reziste la temperaturi de 2500 de grade Celsius – iar acest lucru poate fi testat empiric aici în Odeyo.

Îngrijitorul ne conduce prin muzeu, unde sunt instalate diverse exponate - participanți la numeroase experimente efectuate în cuptor. Ne atrage atenția discul de frână din carbon...

- Oh, chestia asta e de la volanul unei mașini de Formula 1, Serge dă din cap. — Încălzirea lui în anumite condiții este comparabilă cu ceea ce putem reproduce în laborator.

După cum sa menționat mai sus, temperatura la punctul focal poate fi controlată cu ajutorul heliostatelor. În funcție de experimentele efectuate, variază de la 1400 la 3500 de grade. Limita inferioară este necesară pentru producția de hidrogen în laborator, intervalul de la 2200 la 3000 este pentru testare diverse materialeîn condiții extreme de căldură. În cele din urmă, peste 3000 este zona de lucru cu nanomateriale, ceramică și crearea de noi materiale.

— Cuptorul din Odeyo nu îndeplinește sarcini practice, continuă Serge Chauvin. — Spre deosebire de colegii noștri uzbeci, noi nu depindem de noi activitate economică iar noi facem doar știință. Printre clienții noștri nu se numără doar oameni de știință, ci și o varietate de departamente, cum ar fi apărarea.

Ne oprim doar la o capsulă ceramică, care se dovedește a fi corpul unei nave cu drone.

„Departamentul de Război a construit un cuptor solar cu diametru mai mic pentru propriile nevoi practice aici, în valea de lângă Odeyo, spune Serge. — Se vede din unele tronsoane ale drumului de munte. Dar încă apelează la noi pentru experimente științifice.

Îngrijitorul explică avantajul energiei solare față de oricare altul în timpul execuției sarcini științifice.

- În primul rând, soarele strălucește gratuit,Își ondula degetele. — În al doilea rând, aerul de munte contribuie la efectuarea experimentelor într-o formă „pură” - fără impurități. În al treilea rând, lumina soarelui permite materialelor să fie încălzite mult mai repede decât orice alt aparat, ceea ce este extrem de important pentru unele experimente.

Este curios că cuptorul poate funcționa aproape tot timpul anului. Potrivit lui Serge Chauvin, cea mai bună lună pentru experimente este aprilie.

- Dar dacă este necesar, soarele va topi o bucată de metal pentru turiști chiar și în ianuarie,îngrijitorul zâmbește. — Principalul lucru este că cerul este senin și fără nori.

Unul dintre avantajele incontestabile ale însăși existenței acestui laborator unic este deschiderea sa totală către turiști. Până la 80 de mii de oameni vin aici în fiecare an, iar acest lucru face mult mai mult pentru a populariza știința printre adulți și copii decât o școală sau o universitate.

Font-Romeu-Odeillo este un oraș pastoral tipic francez. Principala sa diferență față de mii de aceleași este coexistența sacramentului vieții de zi cu zi și al științei. Pe fundalul unei parabole de oglindă de 54 de metri - vaci de lapte de munte. Și soare fierbinte constant.

Acum să trecem la o altă clădire.

La patruzeci și cinci de kilometri de Tașkent, în districtul Parkent, la poalele Tien Shan, la o altitudine de 1050 de metri deasupra nivelului mării, există o structură unică - așa-numitul Big Solar Furnace (BSP) cu o capacitate de o mie de kilowați. Este situat pe teritoriul Institutului de Știința Materialelor NPO „Fizica-Soare” al Academiei de Științe a Republicii Uzbekistan. Există doar două astfel de cuptoare în lume, al doilea este în Franța.

BSP a fost pus în funcțiune în Uniunea Sovietică în 1987, - spune secretarul științific al Institutului de Știința Materialelor al candidatului NPO „Fizica-Soare” stiinte tehnice Mirzasultan Mamatkasymov. „Sunt alocate fonduri suficiente de la bugetul de stat pentru păstrarea acestui obiect unic. Două laboratoare ale Institutului sunt situate aici, patru - în Tașkent, unde principalul baza stiintifica unde studiul chimiei şi proprietăți fizice materiale noi. Suntem în proces de sinteză a acestora. Experimentăm aceste materiale observând procesul de topire la diferite temperaturi.

BSP este un complex optic-mecanic complex cu sisteme de control automat. Complexul constă dintr-un câmp de heliostate situat pe versantul unui munte și care direcționează razele soarelui într-un concentrator paraboloid, care este o oglindă concavă gigantică. La focarul acestei oglinzi se creează cea mai ridicată temperatură - 3000 de grade Celsius!

Câmpul de heliostate este format din șaizeci și două de heliostate aranjate într-un model de șah. Ele oferă suprafeței oglinzii concentratorului un flux luminos în modul de urmărire continuă a Soarelui pe tot parcursul zilei. Fiecare heliostat, care măsoară șapte metri și jumătate pe șase metri și jumătate, este format din 195 de elemente de oglindă plate numite „fațete”. Zona de reflectare a câmpului heliostatic este de 3022 de metri pătrați.

Concentratorul, asupra căruia heliostatele direcționează razele soarelui, este o structură ciclopică înălțime de patruzeci și cinci de metri și lățime de cincizeci și patru de metri.

De remarcat că avantajul cuptoarelor solare, în comparație cu alte tipuri de cuptoare, este realizarea instantanee a unei temperaturi ridicate, care face posibilă obținerea de materiale pure, fără impurități (datorită și purității aerului de munte). Sunt folosite pentru petrol și gaze, textile și o serie de alte industrii.

Oglinzile au o anumită durată de viață și mai devreme sau mai târziu eșuează. În atelierele noastre, producem oglinzi noi pe care le instalăm pentru a le înlocui pe cele vechi. Sunt 10700 doar în concentrator și 12090 în heliostate. Procesul de fabricare a oglinzilor are loc in instalatii de vid, unde aluminiul este depus pe suprafata oglinzilor uzate.

Ferghana.Ru:- Cum rezolvați problema găsirii specialiștilor, pentru că după prăbușirea Uniunii a existat o ieșire a acestora în străinătate?

Mirzasultan Mamatkasymov:- La momentul lansării instalației în 1987, aici lucrau specialiști din Rusia și Ucraina, care i-au pregătit pe ai noștri. Datorită experienței noastre, acum avem ocazia să pregătim singuri specialiști în acest domeniu. Tinerii vin la noi de la Facultatea de Fizică a Universității Naționale din Uzbekistan. Eu însumi lucrez aici din 1991, după ce am absolvit facultatea.

Ferghana.Ru:- Când te uiți la această structură grandioasă, la structurile metalice ajurate, parcă plutind în aer și susținând în același timp „armatura” concentratorului, în memoria ta apar cadre de filme SF...

Mirzasultan Mamatkasymov:- Ei bine, în timpul vieții mele nimeni nu a încercat să filmeze science fiction folosind aceste „setări” unice. Adevărat, vedetele pop uzbece au venit să-și filmeze videoclipurile.

Mirzasultan Mamatkasymov:- Astăzi vom topi brichete presate din pulbere de oxid de aluminiu, al căror punct de topire este de 2500 de grade Celsius. În timpul procesului de topire, materialul curge pe un plan înclinat și picura într-o tigaie specială, unde se formează granule. Acestea sunt trimise la un atelier de ceramică situat în apropierea BSP, unde sunt zdrobite și folosite la realizarea diverselor produse ceramice, de la mici ghidaje de fir pentru industria textilă până la bile goale din ceramică care arată ca bile de biliard. Bilele sunt folosite în industria petrolului si gazelor ca plutitoare. În același timp, evaporarea de la suprafața produselor petroliere depozitate în containere mari la depozitele de petrol este redusă cu 15-20 la sută. În ultimii ani, am produs aproximativ șase sute de mii din aceste flotoare.

Producem izolatoare si alte produse pentru industria electrica. Se caracterizează printr-o rezistență crescută la uzură și rezistență. Pe lângă oxidul de aluminiu, folosim și un material mai refractar - oxidul de zirconiu cu un punct de topire de 2700 de grade Celsius.

Procesul de topire este controlat de așa-numitul „sistem de viziune”, care este echipat cu două camere speciale de televiziune. Unul dintre ele transmite direct imaginea pe un monitor separat, celălalt - către un computer. Sistemul permite atât observarea procesului de topire, cât și efectuarea diferitelor măsurători.

Trebuie adăugat că BSP este folosit și ca instrument astrofizic universal care deschide posibilitatea efectuării unor studii asupra cerului înstelat pe timp de noapte.

Pe lângă lucrările de mai sus, institutul acordă o mare atenție fabricării de echipamente medicale pe bază de ceramică funcțională (sterilizatoare), instrumente abrazive, uscătoare și multe altele. Un astfel de echipament a fost implementat cu succes în institutii medicale republicii noastre, precum și instituțiilor similare din Malaezia, Germania, Georgia și Rusia.

În paralel, la institut au fost dezvoltate instalații solare de putere redusă. Deci, de exemplu, oamenii de știință ai institutului au creat cuptoare solare cu o capacitate de un kilowați și jumătate, care au fost instalate pe teritoriul Institutului de Metalurgie Tabbin (Egipt) și la Centrul Metalurgic Internațional din Hyderabad (India).

Plan solar și în general despre Energie solara. Oh, da, dar știi

Nu, aceasta nu este o bază extraterestră sau un set de film SF. Acesta este Big Solar Furnace (BSP) cu o capacitate de 700 de kilowați, situat în Uzbekistan. Există două astfel de cuptoare în lume, al doilea este în Franța. Să aruncăm o privire la această clădire unică împreună.

Cuptorul Solar Mare este un complex complex optic-mecanic cu sisteme de control automat, format dintr-un câmp heliostat și un concentrator paraboloid, care formează un flux de energie staționară de mare densitate în zona focală a concentratorului. Aria suprafeței reflectorizante a câmpului heliostatic este de 3020 m², concentratorul este de 1840 m². Temperatura la focarul razelor concentratorului depășește 3000 de grade Celsius. Acesta este cel mai mare cuptor solar din lume.

2. Complexul solar este situat la 45 km de Tașkent, în districtul Parkent, la poalele Tien Shan la o altitudine de 1100 de metri deasupra nivelului mării. A fost construită între 1981 și 1987. Locul de construcție a fost ales cu mare atenție: în primul rând, întregul complex este situat pe o singură masă de stâncă, ceea ce este foarte important deoarece se află într-o zonă periculoasă din punct de vedere seismic, iar în al doilea rând, numărul de zile însorite pe an aici este de cel puțin 270.

3. Să începem inspecția cu un cuptor solar mic. Este o oglindă parabaloid cu un diametru de aproximativ 2 metri, concentrând razele soarelui într-un punct cu un diametru de 2 centimetri.

4. Temperatura maxima care se poate obtine in acest cuptor este de 2000 de grade Celsius. Un efect vizual interesant poate fi observat cu obiectele plasate mai aproape de distanța focală. Aici, de exemplu, imaginea rețelei care stă lângă oglindă este mărită și tot ce este mai departe este reflectat cu susul în jos.

5. „Din voința partidului, dorința poporului, aici se va construi complexul Sun”, mai 1981. A devenit posibil să se dea viață proiectului îndrăzneț „Institutul Soarelui” datorită eforturilor și entuziasmului academicianului Said Azimovich Azimov. Punct trigonometric și placă memorială în cel mai înalt punct al complexului - 1100 metri deasupra nivelului mării.

Complexul solar științific include 4 diviziuni structurale: clădire principală, câmp de heliostate, concentrator, turn tehnologic.

6. Câmpul de heliostate este format din 62 de heliostate plasate într-un model de șah (pentru a reduce umbrirea) pe panta blândă a muntelui opus concentratorului.

7. Fiecare heliostat care măsoară 7,5x6,5 metri este format din 195 de elemente de oglindă plate numite „fațete”.

8. Aria de reflectare a câmpului heliostatic este de 3022 de metri pătrați.

Din arhiva. Secțiunea longitudinală a concentratorului și a câmpului heliostatic.

9. Senzorii reglează automat poziția fiecărui heliostat în funcție de mișcarea soarelui. Fiecare heliostat poate fi rotit atât pe verticală, cât și pe orizontală.

10. Dimensiunea unei oglinzi separate este de 50x50 centimetri.

11. Stratul reflectorizant al fațetei este format prin depunerea în vid a aluminiului pe partea din spate și protejat cu vopsea acrilică.

12. În total, în domeniul heliostaticului sunt folosite 12090 de oglinzi.

13. Controlul oglinzilor este complet automatizat și se folosesc programe gata făcute pentru fiecare zi, ținând cont de poziția soarelui pe cer.

14. Și aici este obiectul principal - un helioconcentrator parabolic. Acesta este cel mai mare heliconcentrator din lume, cu o suprafață de 1840 de metri pătrați. Priviți oamenii din partea stângă jos a cadrului pentru a avea un sentiment de scară.

Din arhiva. Schița câmpului concentrator și heliostatic.

15. Concentratorul folosește 10700 de oglinzi, cu o suprafață totală de 1840 de metri pătrați. Oglinzile sunt adunate în 214 blocuri, de 4,5x2,25 metri, câte 50 de oglinzi în fiecare.

16. Concentratorul este fix și orientat în direcția nord-sud.

17. Fluxul de energie solară, dirijat de heliostate, este reflectat de suprafața parabolică în oglindă a concentratorului și este focalizat într-un punct pe turnul tehnologic, de 40 de centimetri în diametru.

18. În centrul suprafeței parabolice a concentratorului, la o înălțime de 6 etaje, se află un laborator pirometric, de unde se controlează funcționarea cuptorului.

19. Vedere panoramică a turnului tehnologic și a concentratorului.

20. Punctul de sus al concentratorului cade la 1100 de metri deasupra nivelului mării, ceea ce coincide cu punctul de instalare a plăcii memoriale din vârful câmpului de heliostate. Dimensiunea „oglinzii” concentratorului este de 47x54 metri. Și fiecare oglindă individuală are dimensiuni de 45x45 centimetri.

21. Greutatea structurilor metalice ale concentratorului este de 200 de mii de tone. Un lift pentru pasageri și marfă merge chiar în partea de sus (etajul 12). Și așa arată hub-ul din interior.

22. Partea de sud a butucului. Pentru a proteja împotriva razelor solare și a deformării temperaturii structurilor metalice, concentratorul este închis cu ecrane solare speciale. Pe prim plan cel mai simplu cuptor solar experimental asamblat din foi de otel.

23. Laborator pirometric la etajul 6 al concentratorului. Ferestrele sale au vedere la turnul tehnologic. De aici controlează funcționarea cuptorului.

24. O punte de observare este situată la marcajul de sus al concentratorului. Mai jos se află satul Soarelui, cu clădiri cu mai multe etaje pentru angajații institutului.

25. Semne roșii de ochire și mai mari pentru alinierea tuturor celor 62 de heliostate.

26. De aici se deschide o vedere panoramică a câmpului de heliostate.

27. Matricea mărcilor țintă.

28. Distanța de focalizare a concentratorului este de 18 metri, la această distanță se află turnul tehnologic cu cuptorul. Când nu sunt utilizate, ușile cuptorului sunt închise și forțate să se răcească.

29. Bloc scară și lift pe partea de sud a concentratorului.

30. Avantajul cuptoarelor solare consta in realizarea instantanee a unei temperaturi ridicate, ceea ce face posibila obtinerea de materiale pure fara impuritati (tot datorita puritatii aerului de munte). Prin urmare, în el, metalele și aliajele se caracterizează prin puritate extrem de ridicată și absența impurităților. Și încă un argument important - nu trebuie să plătești pentru energia solară.

Și, desigur, nu puteți ignora cel de-al doilea Cuptor Solar Mare din lume.

Cuptor solar mare în Font-Rome-Odeillo (Franța)

Laboratorul Solar a fost primul cuptor solar de această dimensiune din lume. Construcția sa a fost realizată în anii 1962-1968. Întregul complex a început să funcționeze în 1970. Cuptorul este format dintr-un concentrator parabolic cu dimensiunile de 54x48 metri si 63 heliostate. Suprafața totală a suprafeței reflectorizante a concentratorului este cu doar 10 metri pătrați mai mică decât cea a BSP din Parkent, dar datorită faptului că întregul complex este situat mai sus (la o altitudine de 1600 de metri deasupra nivelului mării) și se folosesc oglinzi de calitate superioara - putere maxima cuptorul solar francez este mai mare și are 1 megawatt.

BSP poate fi folosit pentru a obține zirconiu metal pur, fără impurități. Punctul de topire al oxidului de zirconiu este de 2700 de grade Celsius! Productivitatea cuptorului în acest caz poate fi de aproape 2,5 tone de zirconiu pe zi.

De acord că complexele solare sunt foarte asemănătoare între ele.

În prezent, Institutul Fizico-Tehnic (PTI) NPO „Physics-Sun” este implicat în dezvoltări științifice și tehnice în domeniul fizicii energiei înalte, fizicii semiconductorilor, conversia energiei solare, teoria stării solide.

Pe vremuri, aici se făceau teste de piele pentru nave spațiale și echipament militar, iar acum, pe baza institutului, a fost creată o linie de producție de produse ceramice, bazată pe materiale sintetizate în BSP. În special, acestea sunt cutii de siguranțe și porțelan de înaltă tensiune. De asemenea, a dezvoltat și creat cuptoare solare mici, cu o capacitate de 1500 de wați, care funcționează deja în Egipt și India. BSP poate fi folosit și ca instrument astrofizic pentru studierea cerului înstelat pe timp de noapte.

Baza tehnică unică a complexului „Fizică-Soare” face posibilă efectuarea de observații multifuncționale ale Soarelui și implicarea nu numai în cercetări teoretice, ci și experimentale.

Ecologia consumului. Știință și tehnologie: Un cuptor solar mare este un complex optic-mecanic complex cu sisteme de control automat, format dintr-un câmp de heliostat și un concentrator paraboloid

Cercetarea și sinteza materialelor refractare sub influența radiației solare concentrate au fost începute la Institutul Fizico-Tehnic al Academiei de Științe a Republicii Uzbekistan (PTI) în 1976 și a devenit principala direcție științifică a Institutului de Știința Materialelor, organizată. în 1993 pe baza mai multor laboratoare ale PTI și BSP.

Un cuptor solar mare este un complex optic-mecanic complex cu sisteme automate de control, format dintr-un câmp heliostat și un concentrator paraboloid, care formează un flux radiant staționar de mare densitate în zona focală a concentratorului (turnul tehnologic).

Cuptorul este situat la 45 km de Tașkent, în districtul Parkent, la poalele Tien Shan. Înălțimea deasupra nivelului mării este de 1050 m. Câmpul de heliostate este format din 62 de heliostate plasate pe panta blândă a muntelui într-un model de șah, care asigură iluminarea întregii suprafețe a oglinzii concentratorului în modul de urmărire continuă a Soarelui. în timpul zilei de lucru. Toate cele 62 de heliostate ale complexului au același design și dimensiuni. Suprafața reflectorizantă a heliostatului de 7,5 x 6,5 m este plată, compozită, și include 195 de elemente de oglindă - teșituri de 0,5 x 0,5 m și grosime de 6 mm. Stratul reflectorizant al fațetei este format prin depunerea în vid a aluminiului pe partea din spate și protejat cu vopsea acrilică marca EM AK-5164. Numărul total de fațete este de 12090 bucăți, aria suprafeței reflectorizante este de 3022,5 m 2 .

Montura heliostatului este alt-azimut. Tip de antrenare electromecanic. Schemele cinematice ale unghiului de elevație și azimutale permit cu o eroare de cel mult 1 arc. min pentru a muta heliostatul în modul de urmărire solară.

Funcționarea unităților este controlată de semnalele senzorului sistemului de urmărire, situat în fața fațetei centrale a heliostatului, eroarea pătratică medie a cărei suprafață nu depășește 30 arcsec. Cu.

Este prevăzut un sistem pentru controlul sincron al tuturor heliostatelor situate pe un raft, de către un heliostat conducător al raftului. Eroarea unui astfel de control nu depășește 3 sec. arc. min. În plus, toate cele 62 de heliostate din modul sistem automat de control al temperaturii (ATS), concepute pentru a oferi diferite tipuri de distribuție a fluxului luminos, au capacitatea de a urmări cu un unghi de nepotrivire de până la +25 arc. min.

Managementul se poate face și cu sistem automatizat controlul câmpului heliostatic (ASUG). Utilizarea AGCS face posibilă controlul flexibil al distribuției densității fluxului radiant în zona focală a cuptorului și deschide oportunități pentru efectuarea de cercetări astrofizice pe timp de noapte, folosind BSP ca instrument astrofizic unic.

Formarea densității fluxului radiant necesar se realizează prin îndepărtarea heliostatelor individuale din modul de urmărire sub controlul unui radiometru cu măsurători însoțitoare ale radiației solare directe pe un suport actinometric folosind modul AORT sau în mod programatic(ASUG).

Suprafața reflectorizante a concentratorului este o decupare dreptunghiulară în trepte a unui paraboloid de revoluție cu o distanță focală de 18 m. Înălțimea secțiunii mediane a concentratorului este de 42,5 m, marginea superioară este situată la o înălțime de 54 m față de sol, lățimea secțiunii mediane este de 54 m. Suprafața totală a secțiunii mediane a suprafeței reflectorizante este de 1840 m2, iar suprafața în sine este de 2060 m2. Cuptoarele cu energie solară pot genera temperaturi controlate de până la 3.000 de grade Celsius pe tot parcursul zilei.

Concentratorul se montează din 214 blocuri sub formă de paralelograme, cu dimensiunile laterale de 4,5 x 2,25 m fiecare, dar cu unghiuri diferite la vârfuri, determinate de coordonatele blocului. Fiecare bloc are 50 de elemente reflectorizante - fațetă rombică. Numărul total de fațete este de 10700 buc. Blocurile sunt fixate pe cadru cu patru puncte nodale, iar punctele de atașare a blocurilor permit compensarea preciziei scăzute a structurii metalice a cadrului concentratorului și alinierea blocurilor într-o singură suprafață paraboloidă de înaltă precizie. În plus, instalarea și reglarea fațetelor individuale pe bloc se realizează folosind unități speciale de reglare. Un astfel de sistem asigură formarea unei suprafețe de concentrare cu o precizie de nu mai puțin de 1 sec arc. min.

Oglinda cu fațete este din sticlă, cu un strat reflectorizant din spate format dintr-un film de aluminiu depus prin depunere în vid. Dimensiunile oglinzii sunt 447 x 447 x 5. Suprafețele reflectorizante ale fațetelor sunt formate printr-o metodă de deformare și repetă curbura zonei corespunzătoare a paraboloidului pe care sunt instalate. Fațetele în formă au 10 dimensiuni standard.

Turnul tehnologic găzduiește diverse echipamente cu comunicațiile inginerești necesare pentru topirea materialelor și studii speciale în zona focală a BSP.

Perdele și obloanele rotative furnizează impulsuri de lumină diverse forme cu o durată de 1 s sau mai mult. Un sistem automat de înregistrare a impulsurilor cu ajutorul unui contor fotometric face posibilă măsurarea caracteristicilor impulsurilor primite și examinarea probelor cu diametrul de până la 1 m. Probele pot fi supuse efectelor complexe ale fluxurilor de lumină, sarcini mecanice și suflare.

Pentru a efectua lucrări de control și reglare la reglarea elementelor individuale ale BSP, măsurarea energiei și a caracteristicilor spectrale ale punctului focal, un analizor de punct focal, un sistem automat pentru înregistrarea densității energiei folosind un radiometru, un sistem de măsurare de televiziune și o viziune sunt utilizate sistemul.

Observațiile privind modificarea radiației solare directe de-a lungul mai multor ani la locația obiectului „Soare” arată că în timpul anului numărul de zile însorite condiționate este de 250-270 de zile.

Coeficientul de reflexie speculară a elementelor optice ale instalației, a cărui valoare medie este apropiată de 0,7, scade în timp din cauza prafului aerului și poate scădea la 0,5, deci este necesară întreținerea preventivă regulată. Precizia elementelor reflectorizante, ținând cont de erorile de suprafață ale oglinzilor, fluctuează în intervalul de 35 sec arc. min. Puterea totală a cuptorului este de aproximativ 0,7 MW, diametrul maxim al punctului focal este de 1,2 m. publicat

15 martie 2014

De fapt, există mai multe astfel de structuri în lume. Să începem cu Solar Furnace din Franța, adică din Franța.

Cuptorul solar din Franța este conceput pentru a genera și concentra temperaturile ridicate necesare pentru diferite procese.

Acest lucru se face prin captarea razelor soarelui și concentrarea energiei acestora într-un singur loc. Structura este acoperită cu oglinzi curbate, strălucirea lor este atât de mare încât este imposibil să le privești, până la durerea în ochi. În 1970, această structură a fost ridicată, Pirineii de Est au fost aleși drept cel mai potrivit loc. Și până în prezent, cuptorul rămâne cel mai mare din lume.

Poza 2.

Cuptorul Solar, folosind resursa naturală a razelor solare, este considerat o modalitate indispensabilă de a obține temperaturi ridicate. Și ei, la rândul lor, sunt utilizați pentru diferite procese. Deci, producția de hidrogen necesită o temperatură de 1400 de grade. Modurile de testare ale materialelor, efectuate în condiții de temperatură ridicată, asigură o temperatură de 2500 de grade. Așa sunt testate navele spațiale și reactoarele nucleare.

Poza 3.

Rețeaua de oglinzi acționează ca un reflector parabolic. Lumina este focalizată într-un singur centru. Iar temperatura de acolo poate atinge temperaturi la care oțelul poate fi topit.

Dar temperatura poate fi reglată prin setarea oglinzilor în unghiuri diferite.

Cuptorul solar este o modalitate ieftină, eficientă și ecologică de a produce temperaturi ridicate.

Fotografie 5.

În sud-vestul Franței, strugurii prind rădăcini minunat și se coc tot felul de fructe - e cald! Printre altele, aici soarele strălucește aproape 300 de zile pe an, iar în ceea ce privește numărul de zile senine, aceste locuri sunt poate pe locul doi după Coasta de Azur. Dacă caracterizăm valea de lângă Odeio din punct de vedere al fizicii, atunci puterea radiației luminoase aici este de 800 de wați pe 1 metru pătrat. Opt becuri cu incandescență puternice. Putin? Este suficient ca o bucată de bazalt să se răspândească într-o băltoacă!

Fotografia 6.

- Cuptorul solar din Odeyo are o capacitate de 1 megawatt, iar aceasta necesită aproape 3 mii de metri de suprafață oglindă, spune Serge Chauvin, curatorul muzeului solar local. - Mai mult, trebuie să colectați lumina de pe o suprafață atât de mare la un punct focal cu diametrul unei farfurii.

Poza 7.

Fotografia 8.

- Odată cu mișcarea soarelui, heliostatele se mișcă și pe cer,- Serge Chauvin își începe turneul. - Fiecare are un motor instalat în spate și toate împreună sunt controlate central. Nu este necesar să le setați într-o poziție ideală - în funcție de sarcinile laboratorului, gradul la punctul focal poate varia.

Fotografie 9.

- Doamnă și domnule, atenție!- Deși Serge seamănă mai mult cu un om de știință, seamănă mai mult cu un actor. - Lumina emisă de steaua noastră face posibilă încălzirea instantanee a materialelor, aprinderea și topirea acestora.

Fotografie 10.

Fotografie 4.

- Doamnă și domnule, acum vom topi metalul!

Serge Chauvin pune o bucată de fier în suport, mișcă menghina în căutarea unui punct de focalizare și, după ce l-a găsit, se îndepărtează la mică distanță.

Soarele își face treaba.

- Voila! Serge se bucură.

- Cel mai adesea oamenii întreabă de ce sunt necesare toate acestea,- ridică mâinile Serge Chauvin. - Din punct de vedere al științei, au fost studiate posibilitățile energiei solare, aplicate acolo unde este posibil în viața de zi cu zi. Există însă sarcini care, datorită dimensiunii și complexității lor de execuție, necesită instalații ca aceasta. De exemplu, cum modelăm efectul soarelui asupra pielii unei nave spațiale? Sau încălzirea capsulei de coborâre care se întoarce de pe orbită pe Pământ?

Îngrijitorul ne conduce prin muzeu, unde sunt instalate diverse exponate - participanți la numeroase experimente efectuate în cuptor. Ne atrage atenția discul de frână din carbon...

- Oh, chestia asta e de la volanul unei mașini de Formula 1, Serge dă din cap. - Încălzirea lui în anumite condiții este comparabilă cu ceea ce putem reproduce în laborator.

După cum sa menționat mai sus, temperatura la punctul focal poate fi controlată cu ajutorul heliostatelor. În funcție de experimentele efectuate, variază de la 1400 la 3500 de grade. Limita inferioară este necesară pentru producerea de hidrogen în laborator, intervalul de la 2200 la 3000 este pentru testarea diferitelor materiale în condiții extreme de încălzire. În cele din urmă, peste 3000 - zona de lucru cu nanomateriale, ceramică și crearea de noi materiale.

- Cuptorul din Odeyo nu îndeplinește sarcini practice,– continuă Serge Chauvin. - Spre deosebire de colegii noștri uzbeci, noi nu depindem de propria noastră activitate economică și suntem angajați exclusiv în știință. Printre clienții noștri nu se numără doar oameni de știință, ci și o varietate de departamente, cum ar fi apărarea.

Ne oprim doar la o capsulă ceramică, care se dovedește a fi corpul unei nave cu drone.

- Departamentul de Război a construit un cuptor solar cu diametru mai mic pentru propriile nevoi practice aici, în valea de lângă Odeyo, spune Serge. - Se vede din unele tronsoane ale drumului de munte. Dar încă apelează la noi pentru experimente științifice.

Îngrijitorul explică avantajul energiei solare față de oricare altul în cursul sarcinilor științifice.

- În primul rând, soarele strălucește gratuit, isi incurca degetele. - În al doilea rând, aerul de munte contribuie la efectuarea experimentelor într-o formă „pură” - fără impurități. În al treilea rând, lumina soarelui face posibilă încălzirea materialelor mult mai rapid decât orice alte dispozitive, ceea ce este extrem de important pentru unele experimente.

Este curios că cuptorul poate funcționa aproape tot timpul anului. Potrivit lui Serge Chauvin, cea mai bună lună pentru experimente este aprilie.

- Dar dacă este necesar, soarele va topi o bucată de metal pentru turiști chiar și în ianuarie,îngrijitorul zâmbește. - Principalul lucru este că cerul este senin și fără nori.

Fotografie 11.

Fotografie 12.

Fotografie 13.

Fotografie 14.

Acum să trecem la o altă clădire.

BSP a fost pus în funcțiune în Uniunea Sovietică în 1987”, spune secretarul științific al Institutului de Știința Materialelor al NPO „Fizica-Soare”, Candidatul la Științe Tehnice Mirzasultan Mamatkasymov. „Sunt alocate fonduri suficiente de la bugetul de stat pentru păstrarea acestui obiect unic. Două laboratoare ale institutului sunt situate aici, patru - în Tașkent, unde se află principala bază științifică, pe care se efectuează studiul proprietăților chimice și fizice ale materialelor noi. Suntem în proces de sinteză a acestora. Experimentăm aceste materiale observând procesul de topire la diferite temperaturi.

Fotografie 15.

Concentratorul, asupra căruia heliostatele direcționează razele soarelui, este o structură ciclopică înălțime de patruzeci și cinci de metri și lățime de cincizeci și patru de metri.

Fotografie 16.

Fotografie 17.

Ferghana.Ru:- Cum rezolvați problema găsirii specialiștilor, pentru că după prăbușirea Uniunii a existat o ieșire a acestora în străinătate?

Fotografie 18.

Mirzasultan Mamatkasymov:- Astăzi vom topi brichete presate din pulbere de oxid de aluminiu, al căror punct de topire este de 2500 de grade Celsius. În timpul procesului de topire, materialul curge pe un plan înclinat și picura într-o tigaie specială, unde se formează granule. Acestea sunt trimise la un atelier de ceramică situat în apropierea BSP, unde sunt zdrobite și folosite la realizarea diverselor produse ceramice, de la mici ghidaje de fir pentru industria textilă până la bile goale din ceramică care arată ca bile de biliard. Bilele sunt folosite în industria petrolului și gazelor ca flotoare. În același timp, evaporarea de la suprafața produselor petroliere depozitate în containere mari la depozitele de petrol este redusă cu 15-20 la sută. În ultimii ani, am produs aproximativ șase sute de mii din aceste flotoare.

Fotografie 19.

Fotografie 20.

Trebuie adăugat că BSP este folosit și ca instrument astrofizic universal care deschide posibilitatea efectuării unor studii asupra cerului înstelat pe timp de noapte.

Pe lângă lucrările de mai sus, institutul acordă o mare atenție fabricării de echipamente medicale pe bază de ceramică funcțională (sterilizatoare), instrumente abrazive, uscătoare și multe altele. Un astfel de echipament a fost implementat cu succes în instituțiile medicale din republica noastră, precum și în instituții similare din Malaezia, Germania, Georgia și Rusia.

Fotografie 21.

Fotografie 22.

Fotografie 23.

Fotografie 24.

Fotografie 25.

Fotografie 26.

Fotografie 27.

Fotografie 28.

Fotografie 29.

Fotografie 30.

Fotografie 31.

Fotografia 32.

Fotografia 33.

Fotografia 34.

Fotografia 35.

Fotografia 36.

Fotografia 37.

Fotografia 38.

Fotografia 39.

Fotografie 40.

Fotografie 41.

Fotografia 42.

surse

http://englishrussia.com/2012/01/25/the-solar-furnace-of-uzbekistan/3/

http://www.epochtimes.ru/content/view/77005/69/

http://victorprofessor.livejournal.com/profile

http://loveopium.ru/rekordy-i-rejtingi/solnechnaya-pech.html

http://tech.onliner.by/2012/07/09/reportage

http://www.fergananews.com/article.php?id=4570

Și iată mai multe despre acest subiect . Desigur, să ne amintim și despre . Oh, da, dar știi Articolul original este pe site InfoGlaz.rf Link către articolul din care este făcută această copie -