Нет, это не база инопланетян и не съемочная площадка научно-фантастических фильмов. Это - Большая Солнечная Печь (БСП) мощностью 700 киловатт, расположенная в Узбекистане. Всего в мире две таких печи, вторая находится во Франции. Давайте вместе посмотрим на это уникальное сооружение.

Большая Солнечная Печь представляет собой сложный оптико-механический комплекс с автоматическими системами управления, состоящий из гелиостатного поля и параболоидного концентратора, формирующих в фокальной зоне концентратора стационарный поток энергии высокой плотности. Площадь отражающей поверхности гелиостатного поля - 3020 м², концентратора - 1840 м². Температура в фокусе лучей концентратора превышает 3000 градусов Цельсия. Это самая большая солнечная печь в мире.

2. Гелиокомплекс расположен в 45 км от Ташкента, в Паркентском районе, в предгорьях Тянь-Шаня на высоте 1100 метров над уровнем моря. Он был построен в период с 1981 по 1987 год. Место для строительства выбиралось очень тщательно: во-первых весь комплекс расположен на едином скальном массиве, что очень важно т.к. он расположен в сейсмически опасном районе, во-вторых, количество солнечных дней в году здесь не менее 270.

3. Начнём осмотр с малой солнечной печи. Она представляет собой зеркальный парабалоид диаметром около 2 метров, фокусирующий солнечные лучи в точку диаметром 2 сантиметра

4. Максимальная температура, которую можно получить в этой печи - 2000 градусов цельсия. Интересный визуальный эффект можно наблюдать с предметами, размещенными ближе фокусного расстояния. Вот, например, изображение netwind’а стоящего рядом с зеркалом увеличивается, а всё, что находится дальше отражается в перевернутом виде.

5. «Волей партии, желанием народа здесь будет построен комплекс Солнце», май 1981 год. Воплотить в жизнь смелый проект «Институт Солнца» стало возможным благодаря усилиям и энтузиазму академика Саида Азимовича Азимова. Тригонометрический пункт и мемориальная плита в самой высокой точке комплекса - 1100 метров над уровнем моря.

Научный гелиокомплекс включает 4 структурных подразделения: главный корпус, гелиостатное поле, концентратор, технологическая башня.

6. Гелиостатное поле состоит из 62 гелиостатов, размещенных в шахматном порядке (для уменьшения затенения) на пологом склоне горы напротив концентратора.

7. Каждый гелиостат размером 7,5х6,5 метров состоит из 195 плоских зеркальных элементов, называемых «фацетами».

8. Отражающая площадь гелиостатного поля равна 3022 квадратных метров.

Из архива. Продольный разрез концентратора и гелиостатного поля.

9. Датчики автоматически корректируют положение каждого гелиостата в соответствии с движением солнца. Каждый гелиостат может поворачиваться как по вертикали, так и по горизонтали.

10. Размер отдельного зеркала - 50х50 сантиметров.

11. Отражающий слой фацеты образован вакуумным напылением алюминия с тыльной стороны и защищен акриловой краской.

12. Всего на гелиостатном поле используется 12090 зеркал.

13. Управление зеркалами полностью автоматизировано и используются готовые программы на каждые день, учитывающие положение солнца на небе.

14. А вот и главный объект - параболический гелиоконцентратор. Это самый большой в мире геликонцентратор, площадью 1840 квадратных метров. Для оценки масштаба посмотрите на людей в левой нижней части кадра.

Из архива. Эскиз концентратора и гелиостатного поля.

15. В концентраторе используется 10700 зеркал, общей площадью 1840 квадратных метров. Зеркала собраны в 214 блоков, размером 4,5х2,25 метра, по 50 зеркал в каждом.

16. Концентратор установлен неподвижно и ориентирован в направлении север-юг.

17. Поток солнечной энергии, направленный гелиостатами, отражается от зеркальной параболической поверхности концентратора и фокусируется в одну точку на технологической башне, диаметром 40 сантиметров.

18. По центру параболической поверхности концентратора, на высоте 6 этажа, располагается пирометрическая лаборатория, откуда управляют работой печи.

19. Панорамный вид на технологическую башню и концентратор.

20. Верхняя точка концентратора приходится на отметку 1100 метров над уровнем моря, которая совпадает с точкой установки мемориальной плиты на вершине гелиостатного поля. Размер «зеркала» концентратора - 47х54 метра. А каждое отдельное зеркало имеет размеры 45х45 сантиметров.

21. Вес металлических конструкций концентратора - 200 тыс. тонн. На самый верх (12 этаж) ходит грузопассажирский лифт. А вот так концентратор выглядит изнутри.

22. Южная сторона концентратора. Для защиты от солнечных лучей и температурной деформации металликонструкций концентратор закрыт специальными солнцезащитными экранами. На переднем плане простейшая экспериментальная солнечная печь собранная из стальных листов.

23. Пирометрическая лаборатория на 6 этаже концентратора. Её окна выходят на технологическую башню. Отсюда управляют работой печи.

24. На верхней отметке концентратора расположена смотровая площадка. Внизу расположен посёлок Солнце, с многоэтажными домами для сотрудников института.

25. Ещё выше красные визирные метки для юстировки всех 62 гелиостатов.

26. Отсюда же открывается обзорный вид на гелиостатное поле.

27. Матрица визирных меток.

28. Фокусное расстояние концентратора - 18 метров, именно на этом расстоянии расположена технологическая башня с печью. В нерабочем состоянии дверцы печи закрыты и принудительно охлаждаются.

29. Лестнично-лифтовой блок на южной стороне концентратора.

30. Преимущество солнечных печей состоит в мгновенном достижении высокой температуры, позволяющей получать чистые материалы без примесей (в том числе благодаря чистоте горного воздуха). Поэтому в ней металлы и сплавы характеризуются крайне высокой чистотой и отсутствием примесей. И ещё один важный аргумент - за солнечную энергию не нужно платить.

Ну и разумеется нельзя обойти вниманием вторую Большую Солнечную Печь в мире.

Большая Солнечная Печь в Фон-Роме-Одейо (Франция)

Лаборатория Солнца была первой в мире солнечной печью с такими размерами. Её строительство было выполнено в 1962-1968 годах. Весь комплекс заработал в 1970 году. Печь состоит из параболического концентратора, с размерами 54х48 метра и 63 гелиостатов. Общая площадь отражающей поверхности концентратора всего на 10 квадратных метров меньше, чем у БСП в Паркенте, но из-за того, что весь комплекс расположен выше (на высоте 1600 метров над уровнем моря) и применены более высококачественные зеркала - максимальная мощность французской солнечной печи выше и составляет 1 Мегаватт.

БСП можно использовать для получения чистого металла циркония без каких-либо примесей. Температура плавления оксида циркония - 2700 градусов цельсия! Производительность печи в данном случае может составлять почти 2,5 тонны циркония в день.

Согласитесь, что гелиокомплексы очень похожи друг на друга.

В настоящее время в Физико-техническом институте (ФТИ) НПО «Физика-Солнце» занимаются научно-техническими разработками в области физики высоких энергий, физики полупроводников, преобразования солнечной энергии, теории твердого тела.

Когда-то здесь проводили испытания обшивки космических аппаратов и военной техники, а сейчас на базе института создана производственная линия керамических изделий, на основе материалов синтезированных в БСП. В частности это корпуса предохранителей и высоковольный фарфор. Здесь же разработаны и созданы малые солнечные печи, мощностью 1500 ватт, которые уже работают в Египте и Индии. Ещё БСП можно использовать как астрофизический инструмент для исследований звездного неба в ночное время.

Уникальная техническая база комплекса «Физика-Солнце» позволяет проводить многоцелевые наблюдения за Солнцем и заниматься не только теоретическими, но и экспериментальными исследованиями.

March 15th, 2014

Подобных сооружений на самом деле в мире насчитывается несколько. Давайте мы начнем с Solar Furnace in France, т.е с Франции.

Солнечная Печь во Франции предназначена для выработки и концентрации высоких температур, необходимых для различных процессов.

Это осуществляется посредством улавливания солнечных лучей и концентрирования их энергии в одном месте. Сооружение покрыто изогнутыми зеркалами, их сияние настолько велико, что смотреть на них бывает невозможно, до боли в глазах. В 1970 году было воздвигнуто это сооружение, в качестве самого подходящего места были выбраны Восточные Пиренеи. И до сегодняшнего дня Печь остается крупнейшей во всем мире.

Фото 2.

На массив зеркал возложены функции параболического отражателя, а высокий температурный режим в самом фокусе может доходить до 3500 градусов. Причем и регулировать температуру можно с помощью изменения углов наклона зеркал.

Солнечная Печь, используя такой природный ресурс как солнечный свет, считается незаменимым способом для получения высоких температур. А они, в свою очередь, используются для разнообразных процессов. Так, производство водорода требует температуры в 1400 градусов. Тестовые режимы материалов, проводящиеся в высокотемпературных условиях, предусматривают температуру 2500 градусов. Так тестируются космические аппараты и атомные реакторы.

Фото 3.

Так что Солнечная Печь – не просто удивительное здание, но и жизненно необходимое и эффективное, при этом оно считается экологичным и относительно дешёвым способом получить высокие температуры.

Массив зеркал действует в качестве параболического отражателя. Свет фокусируется в одном центре. И температура там может достигать температур, при которых можно плавить сталь.

Но температуру можно регулировать, устанавливая зеркала под разными углами.

Например, температура около 1400 градусов используется для производства водорода. Температура 2500 градусов – для тестирования материалов в экстремальных условиях. Например, так проверяют атомные реакторы и космические аппараты. А вот температура до 3500 градусов применяется для изготовления наноматериалов.

Солнечная Печь – недорогой, эффективный и экологичный способ получения высоких температур.

Фото 5.

На юго-западе Франции замечательно приживается виноград и вызревают всевозможные фрукты - жарко! Кроме прочего, солнце здесь светит чуть не 300 дней в году, а по количеству ясных дней эти места уступают, пожалуй, только Лазурному берегу. Если же охарактеризовать долину около Одейо с точки зрения физики, то мощность светового излучения здесь составляет 800 ватт на 1 квадратный метр. Восемь мощных лампочек накаливания. Немного? Достаточно, чтобы кусочек базальта растекся лужицей!

Фото 6.

- Солнечная печь в Одейо обладает мощностью 1 мегаватт, и для этого необходимо почти 3 тысячи метров зеркальной поверхности, - рассказывает Серж Шовин, смотритель местного музея солнечной энергии. - Причем собрать свет с такой большой поверхности нужно в фокусную точку диаметром со столовую тарелку.

Фото 7.

Напротив параболического зеркала установлены гелиостаты - специальные зеркальные плиты. Их 63 штуки со 180 секциями. У каждого гелиостата своя «точка ответственности» - сектор параболы, на который отражается собранный свет. Уже на вогнутом зеркале лучи солнца собираются в точку фокуса - ту самую печь. В зависимости от интенсивности излучения (читай - ясности неба, времени суток и поры года) температуры можно достичь самые разные. В теории - до 3800 градусов по Цельсию, в реальности выходило до 3600.

Фото 8.

- Вместе с движением солнца по небу двигаются и гелиостаты, - начинает свою экскурсию Серж Шовин. - Сзади у каждого установлен двигатель, а все вместе они управляются централизованно. Необязательно устанавливать их в идеальную позицию - в зависимости от задач лаборатории градус в точке фокуса можно варьировать.

Фото 9.

Солнечную печь в Одейо начали строить в начале 60-х, а в строй ввели уже в 70-х. Долгое время она оставалась единственной в своем роде на планете, однако в 1987-м копию возвели неподалеку от Ташкента. Серж Шовин улыбается: «Да-да, именно копию».

Советская печь, к слову, тоже остается действующей. На ней, правда, проводят не только опыты, но и выполняют некоторые практические задачи. Правда, расположение печи не позволяет достичь таких же высоких температур, как во Франции - в точке фокуса узбекским ученым удается получить менее 3000 градусов.

Параболическое зеркало состоит из 9000 пластинок - фацетов. Каждая из них отполирована, имеет алюминиевое напыление и чуть вогнута для лучшей фокусировки. После постройки здания печи все фацеты были установлены и откалиброваны вручную - на это ушло три года!

Серж Шовин ведет нас на площадку неподалеку от здания печи. Вместе с нами - группа туристов, прибывших в Одейо на автобусе - поток любителей научной экзотики не иссякает. Музейный смотритель собрался наглядно продемонстрировать скрытый потенциал солнечной энергии.

- Мадам и месье, ваше внимание! - Серж хоть и выглядит скорее как ученый, больше похож на актера. - Свет, излучаемый нашей звездой, позволяет мгновенно нагревать материалы, воспламенять и плавить их.

Фото 10.

Фото 4.

Сотрудник солнечной печи поднимает обычную ветку и размещает ее в большом чане с зеркальной внутренней поверхностью. У Сержа Шовина уходит несколько секунд на поиск точки фокусировки, и палка моментально вспыхивает. Чудеса!

Пока французские бабушки и дедушки ахают и охают, музейщик переходит к отдельно стоящему гелиостату и двигает его ровно так, чтобы отраженные лучи попали в уменьшенную копию параболического зеркала, установленного тут же. Это еще один наглядный эксперимент, показывающий возможности солнца.

- Мадам и месье, сейчас мы будем плавить металл!

Серж Шовин устанавливает в держатель кусочек железа, двигает тисками в поиске точки фокуса и, найдя ее, отходит на небольшое расстояние.

Солнце быстро делает свое дело.

Кусочек железа моментально нагревается, начинает дымить и даже искрить, поддаваясь жарким лучам. Буквально за 10-15 секунд в нем прожигается дырочка размером с монету в 10 евроцентов.

- Вуаля! - ликует Серж.

Пока мы возвращаемся в здание музея, а французские туристы рассаживаются в кинозале для просмотра научного фильма о работе солнечной печи и лаборатории, смотритель рассказывает нам любопытные вещи.

- Чаще всего люди спрашивают, зачем все это нужно, - разводит руками Серж Шовин. - С точки зрения науки возможности солнечной энергии изучены, применены где это возможно в быту. Но существуют задачи, которые по своему масштабу и сложности исполнения требуют установок, подобных этой. Например, как нам смоделировать воздействие солнца на обшивку космического корабля? Или нагрев спускаемой капсулы, возвращающейся с орбиты на Землю?

В специальной тугоплавкой емкости, установленной в точке фокуса солнечной печи, можно воссоздать такие, без преувеличения, неземные условия. Подсчитано, например, что элемент обшивки должен выдерживать температуру в 2500 градусов по Цельсию - и опытным путем это можно проверить здесь, в Одейо.

Смотритель ведет нас по музею, где установлены различные экспонаты - участники многочисленных экспериментов, проведенных в печи. Наше внимание привлекает тормозной карбоновый диск…

- О, эта штука от колеса болида Формулы-1, - кивает Серж. - Ее нагрев в некоторых условиях сопоставим с тем, что мы можем воспроизвести в лаборатории.

Как уже говорилось выше, температурой в точке фокуса можно управлять при помощи гелиостатов. В зависимости от проводимых опытов она варьируется от 1400 до 3500 градусов. Нижний предел необходим для производства водорода в лаборатории, диапазон от 2200 до 3000 - для тестирования различных материалов в условиях экстремального нагрева. Наконец, выше 3000 - область работы с наноматериалами, керамикой и созданием новых материалов.

- Печь в Одейо не выполняет практических задач, - продолжает Серж Шовин. - В отличие от узбекских коллег, мы не зависим от собственной хозяйственной деятельности и занимаемся исключительно наукой. Среди наших заказчиков не только ученые, но и самые разные ведомства, например оборонное.

Мы как раз останавливаемся у керамической капсулы, которая оказывается корпусом корабля-беспилотника.

- Военное министерство построило солнечную печь меньшего диаметра для собственных практических нужд здесь же, в долине у Одейо, - говорит Серж. - Ее можно увидеть с некоторых участков горной дороги. Но за научными экспериментами они все равно обращаются к нам.

Смотритель объясняет, в чем преимущество солнечной энергии перед любой другой в ходе выполнения научных задач.

- Во-первых, солнце светит бесплатно, - загибает он пальцы. - Во-вторых, горный воздух способствует проведению опытов в «чистом» виде - без примесей. В-третьих, солнечный свет позволяет нагревать материалы значительно быстрее, чем любые другие установки, - для некоторых экспериментов это крайне важно.

Любопытно, что печь может работать практически круглый год. По словам Сержа Шовина, оптимальным месяцем для проведения экспериментов является апрель.

- Но если нужно, кусочек металла для туристов солнце расплавит хоть в январе, - улыбается смотритель. - Главное, чтобы небо было ясным и безоблачным.

Одним из неоспоримых преимуществ самого существования этой уникальной лаборатории является полная ее открытость для туристов. Ежегодно сюда приезжает до 80 тысяч человек, и это делает для популяризации науки среди взрослых и детей намного больше, чем школа или университет.

Фон-Ромё-Одейо - типичный пасторальный французский городок. Его главное отличие от тысяч таких же - сосуществование таинства бытовой жизни и науки. На фоне 54-метровой зеркальной параболы - горные молочные коровы. И постоянное жаркое солнце.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

Теперь перейдем у другому сооружению.

В сорока пяти километрах от Ташкента, в Паркентском районе, в предгорьях Тянь-Шаня на высоте 1050 метров над уровнем моря находится уникальное сооружение — так называемая Большая Солнечная Печь (БСП) мощностью в тысячу киловатт. Она расположена на территории Института материаловедения НПО «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан. Таких печей в мире всего две, вторая находится во Франции.

БСП была запущена в эксплуатацию еще при Союзе в 1987 году, — рассказывает ученый секретарь Института материаловедения НПО «Физика-Солнце» кандидат технических наук Мирзасултан Маматкасымов. — Для сохранения этого уникального объекта из госбюджета выделяются достаточные средства. Две лаборатории института расположены у нас, четыре — в Ташкенте, где находится основная научная база, на которой осуществляется изучение химических и физических свойств новых материалов. У нас же производится процесс их синтеза. Мы экспериментируем с этими материалами, наблюдая за процессом плавки при различных температурах.

БСП представляет собой сложный оптико-механический комплекс с автоматическими системами управления. Комплекс состоит из гелиостатного поля, расположенного на склоне горы и направляющего солнечные лучи в параболоидный концентратор, который представляет собой гигантское вогнутое зеркало. В фокусе этого зеркала создается высочайшая температура — 3000 градусов по Цельсию!

Фото 15.

Гелиостатное поле состоит из шестидесяти двух гелиостатов, расположенных в шахматном порядке. Они обеспечивают зеркальную поверхность концентратора световым потоком в режиме непрерывного слежения за Солнцем в течение всего дня. Каждый гелиостат размером семь с половиной на шесть с половиной метров состоит из 195 плоских зеркальных элементов, называемых «фацетами». Отражающая площадь гелиостатного поля равна 3022 квадратных метров.

Концентратор, на который гелиостаты направляют солнечные лучи, представляет собой циклопическое сооружение высотой сорок пять метров и шириной пятьдесят четыре метра.

Фото 16.

Следует отметить, что преимущество солнечных печей, по сравнению с печами других типов, состоит в мгновенном достижении высокой температуры, позволяющей получать чистые материалы без примесей (благодаря также чистоте горного воздуха). Используются они для нефтегазовой, текстильной и ряда других промышленностей.

Зеркала имеют определенный срок эксплуатации и рано или поздно выходят из строя. В наших цехах мы изготавливаем новые зеркала, которые устанавливаем взамен старых. Их только в концентраторе 10700, а в гелиостатах 12090 штук. Процесс изготовления зеркал происходит в вакуумных установках, где на поверхность отработанных зеркал напыляется алюминий.

Фото 17.

Фергана.Ру: - Как вы решаете проблему поиска специалистов, ведь после развала Союза происходил их отток за рубеж?

Мирзасултан Маматкасымов: - В момент запуска установки в 1987 году здесь работали специалисты из России, Украины, которые обучали наших. Благодаря нашему опыту теперь мы имеем возможность готовить специалистов в этой области самостоятельно. Молодежь приходит к нам с физического факультета Национального университета Узбекистана. Сам я после окончания университета работаю здесь с 1991 года.

Фергана.Ру: - Когда взираешь на это грандиозное сооружение, на ажурные металлические конструкции, как бы парящие в воздухе и при этом поддерживающие «броню» концентратора, в памяти всплывают кадры научно-фантастических фильмов…

Мирзасултан Маматкасымов: - Ну, на моем веку снимать научную фантастику, используя эти уникальные «декорации», здесь пока никто не пытался. Правда, приезжали звезды узбекской эстрады, чтобы снимать свои клипы.

Фото 18.

Мирзасултан Маматкасымов: - Сегодня мы будем плавить брикеты, спрессованные из порошкообразного оксида алюминия, температура плавления которого составляет 2500 градусов по Цельсию. В процессе плавки материал стекает с наклонной плоскости и капает в специальный поддон, где образуются гранулы. Их отправляют в керамический цех, расположенный неподалеку от БСП, где измельчают и применяют для изготовления различных керамических изделий, начиная от мелких нитеводителей для текстильной промышленности и заканчивая полыми керамическими шарами, внешне напоминающими бильярдные. Шары используются в нефтегазовой промышленности в качестве поплавков. При этом с поверхности нефтепродуктов, хранящихся в больших емкостях на нефтебазах, испарение уменьшается на 15-20 процентов. За последние годы мы изготовили около шестисот тысяч таких поплавков.

Фото 19.

Для электротехнической промышленности мы изготавливаем изоляторы и другие изделия. Они отличаются повышенной износостойкостью и прочностью. Кроме оксида алюминия мы также используем более тугоплавкий материал — оксид циркония с температурой плавления 2700 градусов по Цельсию.

Контроль за процессом плавки осуществляется так называемой «системой технического зрения», которая оснащена двумя специальными телекамерами. Одна из них непосредственно передает изображение на отдельный монитор, другая — на компьютер. Система позволяет как наблюдать за процессом плавки, так и проводить различные измерения.

Фото 20.

Следует добавить, что БСП используют и как универсальный астрофизический инструмент, открывающий возможности проведения исследований звездного неба в ночное время.

Кроме вышеперечисленных работ в институте большое внимание уделяется изготовлению медицинского оборудования на базе функциональной керамики (стерилизаторы), абразивных инструментов, сушилок и многого другого. Такое оборудование успешно внедрено в медицинские учреждения нашей республики, а также в аналогичные учреждения Малайзии, Германии, Грузии и России.

Параллельно в институте были разработаны солнечные установки малой мощности. Так, например, учеными института созданы солнечные печи мощностью полтора киловатт, которые были установлены на территории Таббинского института металлургии (Египет) и в Международном металлургическом центре в Хайдарабаде (Индия).

Фото 21.

Фото 22.

Фото 23.

Фото 24.

Фото 25.

Фото 26.

Фото 27.

Фото 28.

Фото 29.

Фото 30.

Фото 31.

Фото 32.

Фото 33.

Фото 34.

Фото 35.

Фото 36.

Фото 37.

Фото 38.

Фото 39.

Фото 40.

Фото 41.

Фото 42.

источники

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

А вот еще по этой теме . Конечно же вспомним еще и вообще про . Ах да, а вот вы знаете Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

Эта безумная по своей затее инженерная конструкция расположена в Паркентском районе, в предгорьях Тянь-Шаня, около 45 км от Ташкента на высоте 1050 метров.

Строительство комплекса «Солнце» началось в далёком 1981 году. На данный момент в мире существует только два подобных сложнейших инженерных объекта: во Франции и у нас, в бывшем СССР. Инженерная разработка такого сооружения стоит совершенно безумных денег и была возможна только при Советском Союзе, зато эксплуатация получается практически бесплатной. На солнечной энергии в течение дня в печи может создаваться контролируемая температура значением до 3000 градусов Цельсия.

Основное параболическое зеркало размером 54 на 54 метра формирует сфокусированный луч диаметром 1.2 метра. В центре, за зеркальным полотном, расположено помещение исследовательского центра, откуда ведется наблюдение за процессом плавки металлов.

Общее количество зеркальных элементов на концентраторе - 10700 штук.

На концентратор лучи света направляют 62 гелиостата, расположенные на пологом склоне в шахматном порядке. Размер каждого гелиостата 7,5 на 6,5 метра.

Гелиостаты работают в автоматическом режиме, то есть, следуя за солнцем, они распределяют солнечые потоки на главном концентраторе таким образом, чтобы в печи создавалась нужная температура: от 800 до 3000 градусов.

В технологической башне напротив концентратора расположена сама печь, а также специальный шторно-щелевой затвор, который позволяет получить луч нужной формы и контролирует длительность температурного воздействия.

В первую очередь, такая солнечная печь нужна, конечно, не для простой переплавки металлов, хотя такую функцию она тоже может выполнять. Основная задача комплекса - это научные исследования.
Скажем, нам нужно узнать, как будет вести себя обшивка космического корабля при резком солнечном воздействии и нагреве корпуса до 2000 градусов в течение двух секунд. Без такого комплекса провести подобные исследования будет непросто.

Количество солнечных дней в этом районе около 270.

Разреженный горный воздух также способствует чистоте экспериментов.

Эта фотография была бы невозможна без нашего друга anton_ermachkov :)

А вокруг этой космической красоты - деревни.

Тут растят виноград.

При выезде из Узбекистана, несмотря на все официальные согласования и письма, а также сам факт того, что эта съёмка состоялась, эти фотографии были удалены с флешки по требованию узбекского КГБ. По их мнению, этот объект считается секретным. Для сравнения: подобный комплекс во Франции ежегодно посещают 80 тысяч туристов из разных стран мира.

Экология потребления. Наука и техника: Большая солнечная печь представляет собой сложный оптико-механический комплекс с автоматическими системами управления, состоящий из гелиостатного поля и параболоидного концентратора

Исследования и синтез тугоплавких материалов под воздействием сконцентрированного солнечного излучения были начаты в Физико-техническом институте АH РУз (ФТИ) в 1976 г. и стали основным научным направлением Института материаловедения, организованного в 1993 г. на базе нескольких лабораторий ФТИ и БСП.

Большая солнечная печь представляет собой сложный оптико-механический комплекс с автоматическими системами управления, состоящий из гелиостатного поля и параболоидного концентратора, формирующих в фокальной зоне концентратора (технологическая башня) лучистый стационарный поток высокой плотности.

Печь расположена в 45 км от Ташкента, в Паркентском районе, в предгорьях Тянь-Шаня. Высота над уровнем моря 1050 м. Гелиостатное поле образуется 62 гелиостатами, размещенными на пологом склоне горы в шахматном порядке, которые обеспечивают в режиме непрерывного слежения за Солнцем в течение рабочего дня освещение всей зеркальной поверхности концентратора. Все 62 гелиостата комплекса имеют одинаковую конструкцию и размеры. Отражающая поверхность гелиостата размером 7,5 х 6,5 м плоская, составная, включает 195 зеркальных элементов - фацет размером 0,5 х 0.5 м и толщиной 6 мм. Отражающий слой фацеты образован вакуумным напылением алюминия с тыльной стороны и защищен акриловой краской марки ЭM АК-5164. Общее количество фацет 12090 шт., площадь отражающей поверхности составляет 3022,5 м 2 .

Монтировка гелиостата альт-азимутальная. Тип привода электромеханический. Кинематические схемы угла места и азимутального позволяют с погрешностью не более 1 угл. мин перемещать гелиостат в режиме слежения за Солнцем.

Управление работой приводов осуществляется по сигналам датчика системы слежения, расположенного перед центральной фацетой гелиостата, среднеквадратичная погрешность поверхности которой не превышает 30 угл. с.

Предусмотрена система синхронного управления всеми гелиостатами, расположенными на одной полке, одним ведущим гелиостатом полки. Погрешность такого управления не превышает 3 угл. мин. Кроме того, все 62 гелиостата в режиме автоматической системы регулирования температуры (АСРТ), предназначенной для обеспечения различных видов распределения светового потока, имеют возможность слежения с углом рассогласования до +25 угл. мин.

Управление может осуществляться и с помощью автоматизированной системы управления гелиостатным полем (АСУГ). Использование АСУГ позволяет гибко управлять распределением плотности лучистого потока в фокальной зоне печи и открывает возможности для проведения астрофизических исследований в ночное время, использования БСП как уникального астрофизического инструмента.

Формирование требуемой плотности лучистого потока осуществляется выводом из режима слежения отдельных гелиостатов под контролем радиометра с сопутствующими измерениями прямой солнечной радиации на актинометрическом стенде с помощью режима АОРТ или программным путем (АСУГ).

Отражающая поверхность концентратора представляет собой прямоугольно-ступенчатую высечку из параболоида вращения с фокусным расстоянием 18 м. Высота миделя концентратора 42,5 м, верхняя кромка расположена на высоте 54 м от земли, ширина миделя 54 м. Общая площадь миделя отражающей поверхности 1840 м 2 , а площадь самой поверхности 2060 м 2 . На солнечной энергии в течение дня в печи может создаваться контролируемая температура значением до 3000 градусов Цельсия.

Концентратор монтируется из 214 блоков в форме параллелограммов, с размерами сторон 4,5 х 2,25 м каждый, но с разными углами при вершинах, определяемыми координатами блока. На каждом блоке установлено 50 отражающих элементов - фацет ромбической формы. Общее количество фацет 10700 шт. Блоки крепятся к каркасу четырьмя узловыми точками, причем узлы крепления блоков позволяют скомпенсировать невысокую точность металлоконструкции каркаса концентратора и осуществить юстировку блоков в единую высокоточную параболоидную поверхность. Кроме того, монтаж и юстировка отдельных фацет на блоке осуществляются с помощью специальных юстировочных узлов. Такая система обеспечивает формирование концентрирующей поверхности с точностью не хуже 1 угл. мин.

Зеркало фацеты стеклянное, с тыльным отражающим слоем, образованным алюминиевой пленкой, нанесенной способом вакуумного напыления. Размеры зеркала 447 х 447 х 5. Отражающие поверхности фацет образованы деформационным способом и повторяют кривизну соответствующей зоны параболоида, на которой они установлены. Фацеты по форме имеют 10 типоразмеров.

В технологической башне размещено различное оборудование с необходимыми инженерными коммуникациями для проведения плавки материалов и специальных исследований в фокальной зоне БСП.

Шторный и роторно-щелевой затворы обеспечивают получение световых импульсов различной формы с длительностью 1 с и более. Автоматическая система регистрации импульсов с помощью фотометрического измерителя позволяет измерять характеристики полученных импульсов и исследовать образцы размерами до 1 м в диаметре. Образцы могут подвергаться комплексному воздействию световых потоков, механических нагрузок и обдуву.

Для проведения контрольно-юстировочных работ по настройке отдельных элементов БСП, измерения энергетических и спектральных характеристик фокального пятна используются анализатор фокального пятна, автоматическая система регистрации плотности энергии с помощью радиометра, телевизионная измерительная система, система технического зрения.

Наблюдения за изменением прямой солнечной радиации в течение многих лет в месте расположения объекта "Солнце" показывают, что в течение года количество условных солнечных дней составляет 250-270 дней.

Коэффициент зеркального отражения оптических элементов установки, усредненное значение которого близко к 0,7, с течением времени из-за запыленности воздуха падает и может снизиться до 0,5, поэтому требуются регулярные профилактические работы. Точность отражающих элементов с учетом поверхностных ошибок зеркал колеблется в интервале 35 угл. мин. Суммарная мощность печи около 0,7 МВт, максимальный диаметр фокального пятна 1,2 м. опубликовано

Нет, это не съемочная площадка научно-фантастических фильмов или база инопланетян. Это - Большая Солнечная Печь (БСП) мощностью 700 киловатт, которая находится в Узбекистане. Это самая большая солнечная печь в мире. В мире всего две таких печи, другая находится во Франции.

Большая Солнечная Печь - это сложный оптико-механический комплекс с автоматическими системами управления, который состоит из параболоидного концентратора и гелиостатного поля, формирующих стационарный поток энергии высокой плотности в фокальной зоне концентратора. Площадь отражающей поверхности гелиостатного поля - 3020 квадратных метров, концентратора - 1840 квадратных метров. Температура в фокусе лучей концентратора превышает 3000 градусов по Цельсию.

Гелиокомплекс располагается в Паркентском районе, в 45 километрах от Ташкента, в предгорьях Тянь-Шаня на высоте 1100 метров над уровнем моря. Его строили с 1981 по 1987 год. Место для постройки выбиралось очень скрупулезно: во-первых весь комплекс располагается на едином скальном массиве. А это крайне важно, поскольку он находится в сейсмически опасном районе. Во-вторых, количество солнечных дней в году в этой местности не меньше 270.

Малая солнечная печь представляет собой зеркальный парабалоид диаметром около 2 метров, который фокусирует солнечные лучи в точку диаметром 2 сантиметра.

Предельная температура, которую можно получить в этой печи - 2000 градусов по Цельсию. С предметами, которые размещены ближе фокусного расстояния, можно наблюдать занятный визуальный эффект. Изображение стоящего рядом с зеркалом человека увеличивается, а всё, что находится дальше, отражается в перевернутом виде.

«Волей партии, желанием народа здесь будет построен комплекс Солнце». Реализовать смелый проект «Институт Солнца» удалось в том числе благодаря энтузиазму и усилиям академика Саида Азимовича Азимова. Мемориальная плита и тригонометрический пункт располагаются в самой высокой точке комплекса - 1100 метров над уровнем моря.

Научный гелиокомплекс состоит из 4 структурных подразделений: гелиостатное поле, главный корпус, технологическая башня, концентратор.

Гелиостатное поле состоит из 62 гелиостатов, которые размещены в шахматном порядке на пологом склоне горы напротив концентратора. Такой порядок выбран для уменьшения затенения

Каждый гелиостат размером 7,5х6,5 метров состоит из 195 плоских зеркальных элементов, которые называются «фацетами».

Отражающая площадь гелиостатного поля - 3022 квадратных метров.

Продольный разрез гелиостатного поля и концентратора (из архива).

Датчики автоматически корректируют положение каждого гелиостата соответственно с движением солнца. Каждый гелиостат способен поворачиваться как по горизонтали, так и по вертикали.

Размер отдельного зеркала - 50х50 см.

Отражающий слой фацеты образован вакуумным напылением алюминия с тыльной стороны и защищен акриловой краской.

В целом на гелиостатном поле применяется 12090 зеркал.

Управление зеркалами полностью автоматизировано. Применяются готовые программы на каждый день, которые учитывают положение солнца на небе.

Главный объект - параболический гелиоконцентратор площадью 1840 квадратных метров. Это самый большой в мире геликонцентратор. Чтобы оценить масштаб, достаточно посмотреть на людей в левой нижней части кадра.

Эскиз концентратора и гелиостатного поля (из архива).

В концентраторе применяется 10700 зеркал, общей площадью 1840 квадратных метров. Зеркала собраны в 214 блоков, размером 4,5х2,25 м, по 50 зеркал в каждом.

Концентратор установлен неподвижно и ориентирован по направлению север-юг.

Поток солнечной энергии, направленный гелиостатами, отражается от параболической зеркальной поверхности концентратора и фокусируется в одну точку на технологической башне диаметром 40 см.

По центру параболической поверхности концентратора, на высоте шестого этажа, размещена пирометрическая лаборатория, откуда идет управление работой печи.

Панорамный вид на концентратор и технологическую башню.

Верхняя точка концентратора находится на отметке 1100 метров над уровнем моря, что совпадает с точкой установки мемориальной плиты на вершине гелиостатного поля. Размер «зеркала» концентратора - 47х54 метра, а каждого отдельного зеркала - 45х45 сантиметров.

Вес металлических конструкций концентратора составляет 200000 тонн. На самый верх (12-й этаж) ходит грузопассажирский лифт. Вот так концентратор выглядит изнутри.

Южная сторона концентратора. Для защиты от температурной деформации металлоконструкций и солнечных лучей концентратор закрыт особыми солнцезащитными экранами. На переднем плане - простейшая экспериментальная солнечная печь, которая собрана из стальных листов.

Пирометрическая лаборатория на шестом этаже концентратора. Отсюда управляют работой печи. Её окна выходят на технологическую башню.

На верхней отметке концентратора размещена смотровая площадка. Внизу располагается посёлок Солнце с многоэтажными домами для сотрудников института.

Ещё выше - красные визирные метки для юстировки всех 62 гелиостатов.

Отсюда же открывается обзорный вид на гелиостатное поле.

Матрица визирных меток.

Фокусное расстояние концентратора - 18 метров, именно на этом расстоянии располагается технологическая башня с печью. В нерабочем состоянии дверцы печи закрыты и принудительно охлаждаются.

Лестнично-лифтовой блок на южной стороне концентратора.

Преимущество солнечных печей заключается в мгновенном достижении высокой температуры, что дает возможность получать чистые материалы без примесей. Также благодаря чистоте горного воздуха металлы и сплавы в ней характеризуются отсутствием примесей и крайне высокой чистотой. Еще одним немаловажным аргументом является тот факт, что за солнечную энергию не надо платить.

В последнее время в Физико-техническом институте (ФТИ) НПО «Физика-Солнце» http://uzscinet.uz/site2/ занимались научно-техническими разработками в области физики высоких энергий, преобразования солнечной энергии, физики полупроводников, теории твердого тела.

Когда-то здесь проводились испытания обшивки военной техники и космических аппаратов, а затем на базе института была создана производственная линия керамических изделий на основе материалов, синтезированных в БСП. В том числе речь здесь идет о высоковольтном фарфоре и корпусах предохранителей. Здесь же спроектированы и реализованы малые солнечные печи мощностью 1500 ватт, которые уже работают в Индии и Египте. Также БСП можно применять в качестве астрофизического инструмента для исследований звездного неба в ночное время.

Уникальная техническая база комплекса «Физика-Солнце» дает возможность проводить многоцелевые наблюдения за Солнцем и заниматься не только теоретическими, но и экспериментальными исследованиями.

И в заключение - немного о Второй Большой Солнечной Печи. Она располагается в Фон-Роме-Одейо (Франция). Эта лаборатория Солнца была первой в мире солнечной печью с такими размерами. Её строительство проходило в 1962-1968 годах, а комплекс заработал в 1970 году.

Печь состоит из 63 гелиостатов и параболического концентратора размером 54х48 м. Общая площадь отражающей поверхности концентратора всего на 10 квадратных метров меньше, чем у БСП в Паркенте, однако из-за того, что весь комплекс располагается выше (на высоте 1600 метров над уровнем моря) и применяются более высококачественные зеркала, максимальная мощность французской солнечной печи выше - 1 Мегаватт.

БСП можно использовать для того, чтобы получать цирконий без примесей. Температура плавления оксида циркония составляет 2700 градусов по Цельсию. В данном случае производительность печи может достигать до 2,5 тонн циркония в день.