Sebenarnya, terdapat beberapa struktur serupa di dunia. Mari kita mulakan dengan Solar Furnace di Perancis, iaitu Perancis.
Tungku Suria di Perancis dirancang untuk menghasilkan dan memusatkan suhu tinggi yang diperlukan untuk pelbagai proses.
Ini dilakukan dengan menangkap sinar matahari dan menumpukan tenaga mereka di satu tempat. Strukturnya ditutup dengan cermin melengkung, cahaya mereka sangat besar sehingga mustahil untuk melihatnya, sakit di mata. Pada tahun 1970, struktur ini didirikan, Pyrenees Timur dipilih sebagai tempat yang paling sesuai. Dan hingga hari ini, Tungku kekal sebagai yang terbesar di dunia.
Pelbagai cermin diberi fungsi reflektor parabola, dan rejim suhu tinggi pada fokus itu sendiri dapat mencapai 3500 darjah. Lebih-lebih lagi, anda boleh menyesuaikan suhu dengan mengubah sudut cermin.
Solar Oven, menggunakan sumber semula jadi seperti cahaya matahari, dianggap sebagai kaedah yang sangat diperlukan untuk menghasilkan suhu tinggi. Dan pada gilirannya, mereka digunakan untuk pelbagai proses. Jadi, pengeluaran hidrogen memerlukan suhu 1400 darjah. Mod ujian bahan yang dijalankan dalam keadaan suhu tinggi memberikan suhu 2500 darjah. Ini adalah bagaimana kapal angkasa dan reaktor nuklear diuji.
Oleh itu, Solar Oven bukan sekadar bangunan yang menakjubkan, tetapi juga penting dan efisien, sementara dianggap sebagai kaedah yang mesra alam dan relatif murah untuk mendapatkan suhu tinggi.
Video promosi:
Susunan cermin bertindak sebagai reflektor parabola. Lampu tertumpu di satu pusat. Dan suhu di sana boleh mencapai suhu di mana keluli dapat dicairkan.
Tetapi suhunya dapat disesuaikan dengan menetapkan cermin pada sudut yang berbeza.
Sebagai contoh, suhu sekitar 1400 darjah digunakan untuk menghasilkan hidrogen. Suhu 2500 darjah - untuk menguji bahan dalam keadaan melampau. Contohnya, reaktor nuklear dan kapal angkasa diuji dengan cara ini. Tetapi suhu hingga 3500 darjah digunakan untuk pembuatan nanomaterial.
Solar Oven adalah kaedah yang murah, cekap dan mesra alam untuk menghasilkan suhu tinggi.
Di barat daya Perancis anggur berakar sangat baik dan semua jenis buah masak - panas! Antara lain, matahari bersinar di sini hampir 300 hari dalam setahun, dan dari segi jumlah hari yang cerah, tempat-tempat ini mungkin merupakan tempat kedua setelah Cote d'Azur. Sekiranya kita mencirikan lembah berhampiran Odeillo dari sudut pandang fizik, maka kekuatan sinaran cahaya di sini adalah 800 watt per 1 meter persegi. Lapan mentol pijar yang kuat. Sedikit? Cukup untuk sekeping basalt untuk menyebarkan genangan air!
Mari teruskan lawatan kami dengan majalah Onliner.by:
"Ketuhar solar di Odeillo memiliki kapasitas 1 megawatt, dan ini memerlukan permukaan cermin hampir 3.000 meter," kata Serge Chauvin, penjaga muzium tenaga suria tempatan. - Lebih-lebih lagi, anda perlu mengumpulkan cahaya dari permukaan yang begitu besar ke titik fokus dengan diameter pinggan makan.
Heliostats - plat cermin khas - dipasang bertentangan dengan cermin parabola. Terdapat 63 daripadanya dengan 180 bahagian. Setiap heliostat mempunyai "titik tanggungjawab" sendiri - sektor parabola, yang memantulkan cahaya yang dikumpulkan. Sudah berada di cermin cekung, sinar matahari dikumpulkan di titik fokus - ketuhar yang sangat. Bergantung pada intensiti sinaran (baca - kejernihan langit, waktu siang dan waktu dalam setahun), suhu boleh sangat berbeza. Secara teori - hingga 3800 darjah Celsius, pada kenyataannya ia meningkat hingga 3600.
"Bersama pergerakan matahari, heliostat bergerak melintasi langit," Serge Chauvin memulakan lawatannya. - Masing-masing mempunyai mesin di bahagian belakang, dan bersama-sama mereka dikendalikan secara terpusat. Tidak perlu menetapkannya pada kedudukan yang ideal - bergantung pada tugas makmal, tahap di titik fokus dapat berubah-ubah.
Pembinaan ketuhar suria di Odeillo bermula pada awal 60-an, dan telah beroperasi pada tahun 70-an. Sejak sekian lama, ia tetap menjadi satu-satunya jenisnya di planet ini, tetapi pada tahun 1987 salinan didirikan berhampiran Tashkent. Serge Chauvin tersenyum: "Ya, betul-betul salinan."
Ngomong-ngomong, Soviet juga tetap beroperasi. Namun, di atasnya, mereka tidak hanya melakukan eksperimen, tetapi juga melakukan beberapa tugas praktikal. Benar, lokasi tungku tidak membenarkan mencapai suhu tinggi yang sama seperti di Perancis - pada titik fokus saintis Uzbekistan berjaya memperoleh suhu kurang dari 3000 darjah.
Cermin parabola terdiri daripada 9000 aspek. Masing-masing digilap, bersalut aluminium dan sedikit cekung untuk fokus yang lebih baik. Setelah bangunan tanur dibina, semua aspek dipasang dan dikalibrasi dengan tangan - memerlukan masa tiga tahun!
Serge Chauvin membawa kami ke laman web yang berdekatan dengan bangunan ketuhar. Bersama kami - sekumpulan pelancong yang tiba di Odeillo dengan bas - aliran pencinta eksotisme ilmiah tidak pernah berhenti. Kurator muzium hendak menunjukkan potensi tenaga suria yang tersembunyi.
- Puan dan tuan, perhatian anda! - Walaupun Serge kelihatan lebih seperti saintis, dia lebih mirip pelakon. - Cahaya yang dipancarkan oleh bintang kami membolehkan bahan-bahan memanaskan, menyala dan mencairkannya dengan serta-merta.
Seorang pekerja ketuhar solar mengambil cawangan biasa dan meletakkannya di tong besar dengan bahagian dalam cermin. Serge Chauvin memerlukan beberapa saat untuk mencari titik fokus, dan tongkat itu langsung menyala. Keajaiban!
Semasa datuk dan nenek dari Perancis tersentak, pekerja muzium itu pergi ke heliostat yang berdiri bebas dan menggerakkannya tepat sehingga sinar yang dipantulkan memukul salinan cermin parabola yang lebih kecil yang dipasang di sana. Ini adalah satu lagi eksperimen visual yang menunjukkan kemampuan cahaya matahari.
- Puan dan tuan, sekarang kita akan mencairkan logam!
Serge Chauvin meletakkan sepotong besi di pemegangnya, menggerakkan rambang mencari titik fokus dan, setelah menemukannya, bergerak jauh dari jarak dekat.
Matahari dengan pantas menjalankan tugasnya.
Sepotong besi langsung memanas, mula merokok dan juga percikan api, akibat sinar panas. Hanya dalam 10-15 saat, lubang sebesar syiling 10 euro dibakar di dalamnya.
- Voila! - Serge bergembira.
Ketika kami kembali ke bangunan muzium, dan pelancong Perancis duduk di ruang pawagam untuk menonton filem ilmiah mengenai kerja oven dan makmal solar, pengasuh memberitahu kami perkara-perkara menarik.
- Selalunya orang bertanya mengapa semua ini diperlukan, - Serge Chauvin mengangkat tangannya. - Dari sudut pandang sains, kemungkinan tenaga suria telah dikaji, diterapkan di mana mungkin dalam kehidupan seharian. Tetapi ada tugas yang, dari segi skala dan kerumitan pelaksanaannya, memerlukan pemasangan seperti ini. Sebagai contoh, bagaimana kita mensimulasikan kesan cahaya matahari pada kulit kapal angkasa? Atau memanaskan kapsul keturunan yang kembali dari orbit ke Bumi?
Dalam bekas tahan api khas, yang dipasang di titik fokus ketuhar suria, anda boleh membuat semula keadaan seperti itu, tanpa keterlaluan, keadaan yang tidak jelas. Sebagai contoh, telah dikira bahawa elemen pelapis mesti tahan pada suhu 2500 darjah Celsius - dan ini dapat diuji secara empirik di sini di Odeillo.
Pengasuh membawa kami melalui muzium, di mana pelbagai pameran dipasang - peserta dalam banyak eksperimen yang dilakukan di dalam ketuhar. Perhatian kami tertumpu pada cakera brek karbon …
- Oh, benda ini dari roda kereta Formula 1, - mengangguk Serge. - Pemanasannya dalam beberapa keadaan setanding dengan apa yang boleh kita hasilkan semula di makmal.
Seperti disebutkan di atas, suhu pada titik fokus dapat dikendalikan dengan menggunakan heliostats. Bergantung pada eksperimen yang dijalankan, ia berbeza dari 1400 hingga 3500 darjah. Had yang lebih rendah diperlukan untuk pengeluaran hidrogen di makmal, julat 2200 hingga 3000 untuk menguji pelbagai bahan dalam keadaan panas yang melampau. Akhirnya, di atas 3000 adalah bidang kerja dengan nanomaterials, seramik dan penciptaan bahan baru.
"Ketuhar di Odeillo tidak memenuhi tugas praktikal," sambung Serge Chauvin. - Tidak seperti rakan-rakan Uzbekistan, kita tidak bergantung pada kegiatan ekonomi kita sendiri dan terlibat secara eksklusif dalam bidang sains. Di antara pelanggan kami bukan sahaja saintis, tetapi juga pelbagai jabatan, misalnya, pertahanan.
Kami hanya berhenti di kapsul seramik, yang ternyata lambung kapal drone.
"Jabatan Perang membina ketuhar surya dengan diameter lebih kecil untuk keperluan praktikalnya sendiri di sini, di lembah berhampiran Odeillo," kata Serge. - Ia dapat dilihat dari beberapa bahagian jalan gunung. Tetapi untuk eksperimen saintifik, mereka masih beralih kepada kami.
Penyelia menerangkan apa kelebihan tenaga suria berbanding yang lain semasa menjalankan tugas saintifik.
- Pertama, matahari bersinar secara percuma, - dia menekuk jari. - Kedua, udara gunung menyumbang untuk melakukan eksperimen dalam bentuk "suci" - tanpa kekotoran. Ketiga, cahaya matahari membolehkan bahan dipanaskan lebih cepat daripada pemasangan lain, yang sangat penting untuk beberapa eksperimen.
Ingin tahu bahawa ketuhar dapat berfungsi hampir sepanjang tahun. Menurut Serge Chauvin, bulan optimum untuk melakukan eksperimen adalah April.
- Tetapi jika perlu, sinar matahari akan mencairkan sekeping logam untuk pelancong bahkan pada bulan Januari, - pengasuh tersenyum. - Perkara utama ialah langit cerah dan tidak berawan.
Salah satu kelebihan yang tidak dapat dipertikaikan dari keberadaan makmal unik ini adalah keterbukaan sepenuhnya kepada pelancong. Sehingga 80 ribu orang datang ke sini setiap tahun, dan ini jauh lebih banyak untuk mempopularkan sains di kalangan orang dewasa dan kanak-kanak daripada sekolah atau universiti.
Font Romeu Odeillo adalah bandar Perancis pastoral yang khas. Perbezaan utamanya dari ribuan yang lain adalah wujud bersama misteri kehidupan seharian dan sains. Dengan latar belakang parabola cermin 54 meter - lembu tenusu gunung. Dan panas terik matahari.
Sekarang mari kita beralih ke bangunan lain.
Sebahagian daripada gambar Viktor Borisov.
Empat puluh lima kilometer dari Tashkent, di distrik Parkent, di kaki bukit Tien Shan pada ketinggian 1050 meter dari aras laut, terdapat struktur yang unik - yang disebut Large Solar Oven (BSP) dengan kapasitas seribu kilowatt. Ia terletak di wilayah Institut Sains Bahan NPO "Physics-Sun" dari Akademi Sains Republik Uzbekistan. Hanya ada dua tungku seperti itu di dunia, yang kedua di Perancis.
"BSP mula beroperasi semasa Kesatuan Soviet pada tahun 1987," kata Mirzasultan Mamatkassymov, setiausaha saintifik Institut Sains Bahan NPO Fizik-Solntse, Ph. D. - Dana yang mencukupi diperuntukkan dari belanjawan negara untuk memelihara objek unik ini. Dua makmal institut terletak di negara kita, empat di Tashkent, di mana pangkalan ilmiah utama terletak, di mana sifat kimia dan fizikal bahan baru dikaji. Kami sedang dalam proses sintesis mereka. Kami bereksperimen dengan bahan-bahan ini, memerhatikan proses lebur pada suhu yang berbeza.
BSP adalah kompleks optik-mekanik kompleks dengan sistem kawalan automatik. Kompleks ini terdiri dari medan heliostat yang terletak di sisi gunung dan mengarahkan sinar matahari ke dalam konsentrator paraboloid, yang merupakan cermin cekung raksasa. Dalam fokus cermin ini, suhu tertinggi dibuat - 3000 darjah Celsius!
Medan heliostat terdiri daripada enam puluh dua heliostat berperingkat. Mereka menyediakan permukaan cermin penumpu dengan fluks cahaya dalam mod pengesanan berterusan Matahari sepanjang hari. Setiap heliostat, berukuran tujuh setengah dengan enam setengah meter, terdiri daripada 195 elemen cermin rata yang disebut "faset". Kawasan pantulan bidang heliostat adalah 3022 meter persegi.
Konsentrator, di mana heliostat mengarahkan sinar matahari, adalah struktur Cyclopean setinggi empat puluh lima meter dan lebar lima puluh empat meter.
Harus diingat bahawa kelebihan ketuhar suria, dibandingkan dengan jenis ketuhar lain, adalah pencapaian sekejap suhu tinggi, yang memungkinkan untuk memperoleh bahan murni tanpa kekotoran (terima kasih juga pada kemurnian udara gunung). Mereka digunakan untuk minyak dan gas, tekstil dan sejumlah industri lain.
Cermin mempunyai jangka hayat tertentu dan cepat atau lambat akan gagal. Di bengkel kami, kami mengeluarkan cermin baru yang menggantikan cermin lama. Terdapat 10700 daripadanya hanya di konsentrator, dan 12090 di heliostat. Proses pembuatan cermin berlaku dalam pemasangan vakum, di mana aluminium disemprotkan ke permukaan cermin yang habis.
Ferghana. Ru: - Bagaimana anda menyelesaikan masalah mencari pakar, bagaimanapun, setelah kejatuhan Union, mereka keluar dari luar negara?
Mirzasultan Mamatkassymov: - Pada masa pemasangan pada tahun 1987, pakar dari Rusia dan Ukraine bekerja di sini, yang melatih kami. Berkat pengalaman kami, kami kini berpeluang melatih pakar dalam bidang ini sendiri. Orang muda datang kepada kami dari jabatan fizik Universiti Nasional Uzbekistan. Setelah menamatkan pengajian di universiti, saya sendiri telah bekerja di sini sejak tahun 1991.
Ferghana. Ru: - Apabila anda melihat struktur megah ini, pada struktur logam halus, seolah-olah terapung di udara dan pada masa yang sama menyokong "perisai" penumpu, bingkai filem sci-fi terlintas di fikiran …
Mirzasultan Mamatkassymov: - Baiklah, dalam hidup saya tidak ada yang mencuba menembak fiksyen ilmiah menggunakan "pemandangan" yang unik ini. Benar, bintang pop Uzbekistan datang untuk menembak klip mereka.
Mirzasultan Mamatkassymov:- Hari ini kita akan mencairkan briket yang ditekan dari serbuk aluminium oksida, titik leburnya ialah 2500 darjah Celsius. Semasa proses lebur, bahan mengalir ke bawah satah condong dan menetes ke dulang khas, di mana butiran terbentuk. Mereka dihantar ke bengkel seramik yang terletak berhampiran BSP, tempat mereka digiling dan digunakan untuk pembuatan pelbagai produk seramik, mulai dari pengumpan benang kecil untuk industri tekstil hingga bola keramik berongga yang menyerupai bilik biliar. Bola digunakan dalam industri minyak dan gas sebagai pelampung. Pada masa yang sama, penyejatan dari permukaan produk petroleum yang disimpan di dalam bekas besar di depot minyak menurun sebanyak 15-20 peratus. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kami telah menghasilkan sekitar enam ratus ribu pelampung ini.
Kami mengeluarkan penebat dan produk lain untuk industri elektrik. Mereka dicirikan oleh peningkatan daya tahan dan kekuatan. Sebagai tambahan kepada aluminium oksida, kami juga menggunakan bahan yang lebih tahan api - zirkonium oksida dengan titik lebur 2700 darjah Celsius.
Pengendalian proses pencairan dilakukan oleh apa yang disebut "sistem penglihatan", yang dilengkapi dengan dua kamera televisyen khas. Salah satunya langsung memindahkan gambar ke monitor yang terpisah, yang lain ke komputer. Sistem ini membolehkan anda memantau proses lebur dan melakukan pelbagai pengukuran.
Perlu ditambah bahawa BLB juga digunakan sebagai instrumen astrofizik sejagat yang membuka kemungkinan melakukan kajian tentang langit berbintang pada waktu malam.
Sebagai tambahan kepada karya di atas, institut ini memberi perhatian besar kepada pembuatan peralatan perubatan berdasarkan seramik berfungsi (sterilizer), alat pelelas, pengering dan banyak lagi. Peralatan seperti ini telah berjaya dilaksanakan di institusi perubatan di republik kita, dan juga di institusi serupa di Malaysia, Jerman, Georgia dan Rusia.
Secara selari, institut ini mengembangkan pemasangan solar berkuasa rendah. Sebagai contoh, para saintis institut ini membuat tungku suria dengan kapasiti satu setengah kilowatt, yang dipasang di wilayah Tabbin Institute of Metallurgy (Mesir) dan di Pusat Metalurgi Antarabangsa di Hyderabad (India).
