Iš tikrųjų pasaulyje yra kelios panašios struktūros. Pradėkime nuo saulės krosnies Prancūzijoje, t.y., Prancūzijoje.
Saulės krosnis Prancūzijoje yra sukurta sukurti ir sukoncentruoti aukštą temperatūrą, reikalingą įvairiems procesams.
- „Salik.biz“
Tai atliekama fiksuojant saulės spindulius ir sutelkiant jų energiją vienoje vietoje. Konstrukcija padengta išlenktais veidrodžiais, jų spindesys yra toks didelis, kad neįmanoma į juos žiūrėti, skauda akyse. 1970 m. Ši konstrukcija buvo pastatyta, tinkamiausia vieta buvo išrinkti Rytų Pirėnai. Ir iki šios dienos krosnis išlieka didžiausia pasaulyje.
Veidrodžių masyvui priskiriamos parabolinio atšvaito funkcijos, o aukštos temperatūros režimas pačiame fokuse gali siekti 3500 laipsnių. Be to, temperatūrą galite reguliuoti keisdami veidrodžių kampus.
Saulės krosnelė, kurioje naudojami natūralūs ištekliai, tokie kaip saulės spinduliai, laikoma nepakeičiamu aukštos temperatūros generavimo metodu. Jie, savo ruožtu, naudojami įvairiems procesams. Taigi vandeniliui gaminti reikalinga 1400 laipsnių temperatūra. Medžiagų bandymo režimai, atliekami aukštoje temperatūroje, užtikrina 2500 laipsnių temperatūrą. Taip išbandomi erdvėlaiviai ir branduoliniai reaktoriai.
Taigi saulės krosnelė yra ne tik nuostabus pastatas, bet ir gyvybiškai reikalingas bei efektyvus, kartu laikomas ekologišku ir santykinai pigiu būdu gauti aukštą temperatūrą.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Veidrodžių masyvas veikia kaip parabolinis atšvaitas. Šviesa sufokusuota viename centre. Ir ten temperatūra gali pasiekti tokią temperatūrą, kurioje plienas gali būti lydomas.
Bet temperatūrą galima reguliuoti nustatant veidrodžius skirtingais kampais.
Pavyzdžiui, vandeniliui gaminti naudojama maždaug 1400 laipsnių temperatūra. Temperatūra 2500 laipsnių - medžiagų testavimui ekstremaliomis sąlygomis. Pavyzdžiui, branduoliniai reaktoriai ir erdvėlaiviai yra išbandomi tokiu būdu. Bet nanomedžiagų gamybai naudojama temperatūra iki 3500 laipsnių.
Saulės krosnelė yra nebrangus, efektyvus ir ekologiškas būdas aukštai temperatūrai sukurti.
Prancūzijos pietvakariuose vynuogės įsitvirtina nepaprastai gerai, o visi vaisiai subręsta - karšta! Be kita ko, saulė čia šviečia beveik 300 dienų per metus, o kalbant apie giedrų dienų skaičių, šios vietos yra turbūt antros pagal Cote d'Azur. Jei apibūdintume slėnį prie Odeillo fizikos požiūriu, tai šviesos spinduliuotės galia čia yra 800 vatų vienam kvadratiniam metrui. Aštuonios galingos kaitrinės lemputės. Maža? Pakanka, kad bazalto gabalas pasklistų į pudrą!
Tęsime savo apžvalgą žurnale „Onliner.by“:
„Saulės krosnies Odeillo galia yra 1 megavatas, o tam reikia beveik 3000 metrų veidrodžio paviršiaus“, - sako vietinio saulės energijos muziejaus prižiūrėtojas Sergejus Chauvinas. - Be to, jums reikia surinkti šviesą iš tokio didelio paviršiaus į židinį, kurio skersmuo yra vakarienės lėkštė.
Heliostatai - specialios veidrodžio plokštės - yra sumontuoti priešais parabolinį veidrodį. Yra 63 iš jų su 180 sekcijų. Kiekvienas heliostatas turi savo „atsakomybės tašką“- parabolės sektorių, atspindintį surinktą šviesą. Jau ant įgaubto veidrodžio saulės spinduliai surenkami židinio taške - pačioje krosnyje. Priklausomai nuo radiacijos intensyvumo (skaitykite - dangaus skaidrumas, paros ir metų laikas), temperatūra gali būti labai skirtinga. Teoriškai - iki 3800 laipsnių Celsijaus, realybėje jis pakilo iki 3600.
„Kartu su saulės judėjimu heliostatai juda per dangų“, - savo ekskursiją pradeda Sergejus Chauvinas. - Kiekvienas iš jų turi variklį gale, ir kartu jie yra valdomi centralizuotai. Nebūtina jų nustatyti į idealią padėtį - atsižvelgiant į laboratorijos užduotis, laipsnis židinio taške gali būti įvairus.
Saulės krosnies statyba Odeillo prasidėjo 60-ųjų pradžioje, ji buvo pavesta jau aštuntajame dešimtmetyje. Ilgą laiką jis išliko vienintelis tokio pobūdžio planetoje, tačiau 1987 m. Kopija buvo pastatyta netoli Taškento. Serge Chauvin šypsosi: "Taip, tiksliai kopija".
Sovietinė krosnis, beje, taip pat išlieka veikianti. Tačiau jie atlieka ne tik eksperimentus, bet ir atlieka keletą praktinių užduočių. Tiesa, krosnies vieta neleidžia pasiekti tokios pat aukštos temperatūros kaip Prancūzijoje - židinio vietoje uzbekų mokslininkams pavyksta įkaisti žemiau nei 3000 laipsnių.
Parabolinį veidrodį sudaro 9000 briaunų. Kiekvienas iš jų yra poliruotas, padengtas aliuminiu ir šiek tiek įgaubtas, kad būtų geriau sufokusuotas. Pastačius krosnies pastatą, visi elementai buvo sumontuoti ir kalibruoti rankomis - prireikė trejų metų!
Serge Chauvin veda mus į svetainę šalia krosnies pastato. Kartu su mumis - turistų grupe, atvykusia į Odeillo autobusu - mokslinės egzotikos mėgėjų srautas niekada nesustoja. Muziejaus kuratorius ruošėsi parodyti paslėptą saulės energijos potencialą.
- Ponia ir monsieur, jūsų dėmesiu! - Nors Serge'as atrodo labiau kaip mokslininkas, jis labiau atrodo kaip aktorius. - Mūsų žvaigždės skleidžiama šviesa leidžia medžiagoms jas akimirksniu pašildyti, užsidegti ir ištirpti.
Saulės krosnies darbuotojas renka įprastą šaką ir įdeda į didelę indą su veidrodiniu interjeru. Sergejui Chauvinui prireikia kelių sekundžių, kad būtų rastas fokusavimo taškas, ir lazda akimirksniu užsidega. Stebuklai!
Kol prancūzų seneliai verkšlena ir dejuoja, muziejaus darbuotojas pereina prie laisvai statomo heliostato ir tiksliai jį perkelia taip, kad atspindėti spinduliai patenka į mažesnę ten pat sumontuoto parabolinio veidrodžio kopiją. Tai dar vienas vizualinis eksperimentas, parodantis saulės galimybes.
- Ponia ir monsieur, dabar mes išlydysime metalą!
Serge Chauvin nustato laikiklyje geležies gabalą, judina vazą ieškodamas židinio ir, radęs ją, tolsta tolyn.
Saulė greitai atlieka savo darbą.
Geležies gabalas akimirksniu sušyla, pradeda rūkyti ir net kibirkštis, pasidavė karštam spinduliui. Vos per 10–15 sekundžių joje sudedama 10 euro centų monetos skylė.
- Voila! - džiaugiasi Sergejus.
Kai grįžtame į muziejaus pastatą, o prancūzų turistai susėda kino salėje žiūrėti mokslinio filmo apie saulės krosnies ir laboratorijos darbą, prižiūrėtojas pasakoja mums įdomių dalykų.
- Dažniausiai žmonės klausia, kodėl viso to reikia, - Sergejus Chauvinas numoja į rankas. - Mokslo požiūriu buvo tiriamos saulės energijos galimybės, kur įmanoma, naudojamos kasdieniniame gyvenime. Tačiau yra užduočių, kurioms, atsižvelgiant į jų mastą ir vykdymo sudėtingumą, reikalingos tokios instaliacijos. Pavyzdžiui, kaip mes imituojame saulės poveikį kosminio laivo odai? Ar šildote nusileidimo kapsulę, grįžtančią iš orbitos į Žemę?
Specialioje ugniai atspariose talpyklose, įmontuotose saulės krosnies židinio taške, galėsite atkurti tokias, be perdėto, negirdėtas sąlygas. Pavyzdžiui, buvo apskaičiuota, kad apvalkalo elementas turi atlaikyti 2500 laipsnių Celsijaus temperatūrą - ir tai galima empiriškai išbandyti čia, Odeillo.
Prižiūrėtojas mus veda per muziejų, kuriame įrengti įvairūs eksponatai - daugybės eksperimentų, atliktų krosnyje, dalyviai. Mūsų dėmesį atkreipia anglies stabdžių diskas …
- O, šis dalykas yra iš „Formulės 1“automobilio vairo, - linkteli Serge. - Jo kaitinimas tam tikromis sąlygomis yra panašus į tai, ką mes galime dauginti laboratorijoje.
Kaip minėta aukščiau, temperatūra židinio taške gali būti kontroliuojama naudojant heliostatus. Priklausomai nuo atliktų eksperimentų, jis kinta nuo 1400 iki 3500 laipsnių. Apatinė riba yra reikalinga vandeniliui gaminti laboratorijoje, diapazonas nuo 2200 iki 3000 įvairių medžiagų bandymui ekstremaliomis šilumos sąlygomis. Galiausiai daugiau nei 3000 yra darbo su nanomedžiagomis, keramika ir naujų medžiagų kūrimo sritis.
„Odeillo krosnis neatlieka praktinių užduočių“, - tęsia Sergas Chauvinas. - Skirtingai nei kolegos iš Uzbekistano, mes nepriklausome nuo savo ekonominės veiklos ir užsiimame tik mokslu. Tarp mūsų klientų yra ne tik mokslininkai, bet ir įvairūs skyriai, pavyzdžiui, gynybos.
Tiesiog sustojame prie keraminės kapsulės, kuri, pasirodo, yra drono laivo korpusas.
„Karo departamentas čia, slėnyje netoli Odeillo, savo praktiniams poreikiams pastatė mažesnio skersmens saulės krosnį“, - sako Serge. - Tai galima pamatyti iš kai kurių kalnų kelio atkarpų. Tačiau dėl mokslinių eksperimentų jie vis tiek kreipiasi į mus.
Vadovas paaiškina, koks yra saulės energijos pranašumas prieš bet kurią kitą atliekant mokslines užduotis.
- Pirmiausia saulė šviečia nemokamai, - jis sulenkia pirštus. - Antra, kalnų oras prisideda prie eksperimentų atlikimo „gryna“forma - be priemaišų. Trečia, saulės spinduliai leidžia medžiagas šildyti daug greičiau nei bet kurią kitą instaliaciją, o tai ypač svarbu atliekant kai kuriuos eksperimentus.
Įdomu, kad orkaitė gali veikti beveik visus metus. Pasak Serge Chauvin, optimaliausias mėnuo eksperimentams atlikti yra balandis.
- Bet jei reikės, saulė turistams meta metalo gabalą net sausį, - šypsosi prižiūrėtojas. - Svarbiausia, kad dangus būtų giedras ir be debesų.
Vienas neginčijamų šios unikalios laboratorijos egzistavimo pranašumų yra visiškas atvirumas turistams. Kasmet čia atvyksta iki 80 tūkst. Žmonių, ir tai daro daug daugiau mokslo populiarinimo tarp suaugusiųjų ir vaikų, nei mokykla ar universitetas.
Šriftas Romeu Odeillo yra tipiškas pastoracinis Prancūzijos miestas. Pagrindinis jos skirtumas nuo tūkstančių kitų yra kasdienio gyvenimo ir mokslo paslapčių sambūvis. 54 metrų veidrodžio parabolės fone - kalnuotos pieninės karvės. Ir nuolatinė karšta saulė.
Dabar pereikime prie kito pastato.
Dalis Viktoro Borisovo nuotraukų.
Keturiasdešimt penkis kilometrus nuo Taškento, Parkento rajone, Tien Šanio papėdėje 1050 metrų virš jūros lygio aukštyje, yra unikali struktūra - vadinamoji didelė saulės krosnelė (BSP), kurios talpa siekia tūkstantį kilovatų. Jis yra Uzbekistano Respublikos mokslų akademijos Medžiagų mokslo instituto NPO „Fizika-saulė“teritorijoje. Pasaulyje yra tik dvi tokios krosnys, antroji - Prancūzijoje.
„BSP buvo pradėta naudoti Sąjungoje 1987 m.“, - sako Mirzasultan Mamatkassymov, Mokslo ir gamybos asociacijos „Physics-Solntse“, Medžiagų mokslo instituto mokslinis sekretorius, Ph. D. - Šiam unikaliam objektui išsaugoti iš valstybės biudžeto skiriama pakankamai lėšų. Mūsų šalyje yra dvi instituto laboratorijos, keturios - Taškente, kur yra pagrindinė mokslinė bazė, kurioje tiriamos naujų medžiagų cheminės ir fizinės savybės. Mes esame jų sintezės procese. Mes eksperimentuojame su šiomis medžiagomis, stebėdami lydymosi procesą skirtingose temperatūrose.
BSP yra sudėtingas optinis-mechaninis kompleksas su automatinėmis valdymo sistemomis. Kompleksą sudaro heliostato laukas, esantis kalno šone ir nukreipiantis saulės spindulius į paraboloidų koncentratorių, kuris yra milžiniškas įgaubtas veidrodis. Šio veidrodžio židinyje sukuriama aukščiausia temperatūra - 3000 laipsnių Celsijaus!
Heliostato lauką sudaro šešiasdešimt du pakopiniai heliostatai. Jie suteikia veidrodžio koncentratoriaus paviršiui šviesos srautą, kai saulė visą dieną yra nuolat sekama. Kiekvienas heliostatas, kurio matmenys yra septyni su puse šešis su puse metro, susideda iš 195 plokščių veidrodžių elementų, vadinamų „briaunomis“. Heliostato lauko atspindintis plotas yra 3022 kvadratiniai metrai.
Koncentratorius, į kurį sraigtasparniai nukreipia saulės spindulius, yra ciklopeno struktūra, keturiasdešimt penkių metrų aukščio ir penkiasdešimt keturių metrų pločio.
Reikėtų pažymėti, kad saulės krosnelių pranašumas, palyginti su kitų tipų krosnelėmis, yra momentinis aukštos temperatūros pasiekimas, kuris leidžia gauti grynas medžiagas be priemaišų (taip pat dėka kalnų oro grynumo). Jie naudojami naftos ir dujų, tekstilės ir daugelyje kitų pramonės šakų.
Veidrodžiai turi tam tikrą tarnavimo laiką ir anksčiau ar vėliau sugenda. Savo dirbtuvėse mes gaminame naujus veidrodžius, kurie pakeičia senus. Jų yra 10700 tik koncentratoriuje, o 12090 - heliostatuose. Veidrodžių gamybos procesas vyksta vakuuminėse sistemose, kur ant panaudotų veidrodžių paviršiaus purškiamas aliuminis.
Ferghana. Ru: - Kaip jūs išsprendžiate specialistų paieškos problemą, galų gale, žlugus Sąjungai, jie buvo išvežti į užsienį?
Mirzasultanas Mamatkassymovas: - Įrengimo metu 1987 m. Čia dirbo specialistai iš Rusijos ir Ukrainos, kurie mokė mus. Savo patirties dėka dabar turime galimybę savarankiškai rengti šios srities specialistus. Jaunimas pas mus atvyksta iš Uzbekistano nacionalinio universiteto fizikos skyriaus. Baigusi universitetą, aš pati čia dirbu nuo 1991 m.
Ferghana. Ru: - Kai pažvelgi į šią grandiozinę struktūrą, į subtilias metalines konstrukcijas, tarsi plūduriuoji ore ir tuo pat metu palaikai koncentratoriaus „šarvus“, ateina į galvą sci-fi filmų rėmai …
Mirzasultanas Mamatkassymovas: - Na, aš per savo gyvenimą niekas nemėgino fotografuoti mokslinės fantastikos, naudodamas šias unikalias „dekoracijas“. Tiesa, uzbekų popžvaigždės atėjo filmuoti savo klipų.
Mirzasultanas Mamatkassymovas:- Šiandien išlydome briketus, išspaustus iš miltelinio aliuminio oksido, kurio lydymosi temperatūra yra 2500 laipsnių Celsijaus. Lydymosi metu medžiaga teka žemyn pasvirusia plokštuma ir lašėja į specialų indą, kuriame formuojasi granulės. Jie siunčiami į keramikos dirbtuves, esančias netoli BSP, kur jie sumalami ir naudojami įvairiems keramikos gaminiams gaminti, pradedant nuo mažų siūlų tiektuvų tekstilės pramonei ir baigiant tuščiaviduriais keraminiais rutuliais, primenančiais biliardo kambarius. Rutuliai yra naudojami naftos ir dujų pramonėje kaip plūdės. Tuo pačiu metu naftos produktų, laikomų dideliuose konteineriuose naftos sandėliuose, išgaravimas nuo paviršiaus sumažėja 15-20 procentų. Pastaraisiais metais mes pagaminome apie šešis šimtus tūkstančių šių plūdžių.
Mes gaminame izoliatorius ir kitus gaminius, skirtus elektros pramonei. Jie pasižymi padidintu atsparumu dilimui ir tvirtumu. Be aliuminio oksido, mes naudojame ir ugniai atsparesnę medžiagą - cirkonio oksidą, kurio lydymosi temperatūra yra 2700 laipsnių Celsijaus.
Lydymosi proceso kontrolę vykdo vadinamoji „regėjimo sistema“, kurioje įrengtos dvi specialios televizijos kameros. Vienas iš jų tiesiogiai perduoda vaizdą į atskirą monitorių, kitas - į kompiuterį. Sistema leidžia tiek stebėti lydymosi procesą, tiek atlikti įvairius matavimus.
Reikia pridurti, kad BLB taip pat naudojamas kaip universali astrofizinė priemonė, atverianti galimybę naktį atlikti žvaigždėto dangaus tyrimus.
Be aukščiau išvardytų darbų, institutas didelį dėmesį skiria medicininės įrangos, kurios pagrindą sudaro funkcinė keramika (sterilizatoriai), abrazyviniai instrumentai, džiovintuvai ir daug daugiau, gamybai. Tokia įranga buvo sėkmingai įdiegta mūsų respublikos medicinos įstaigose, taip pat panašiose įstaigose Malaizijoje, Vokietijoje, Gruzijoje ir Rusijoje.
Lygiagrečiai institutas kūrė mažos galios saulės įrenginius. Pavyzdžiui, instituto mokslininkai sukūrė pusantro kilovatų galios saulės krosnis, kurios buvo sumontuotos Tabbino metalurgijos instituto (Egiptas) teritorijoje ir Tarptautiniame metalurgijos centre Haidarabade (Indija).