Метки

, , , , , , , , , , ,

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.

Фотоблоггер Виктор Борисов, путешествуя в рамках экспедиции «Памир — крыша мира», не мог пропустить такой уникальный объект недалеко от города Паркента. Давайте вместе посмотрим на это уникальное сооружение.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

Максимальная температура, которую можно получить в этой печи — 2000 градусов цельсия. Интересный визуальный эффект можно наблюдать с предметами, размещенными ближе фокусного расстояния. Отражение стоящего рядом с зеркалом увеличивается, а всё, что находится дальше отражается в перевернутом виде.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

«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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Отражающая площадь гелиостатного поля равна 3022 квадратных метров.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Из архива. Продольный разрез концентратора и гелиостатного поля.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Размер отдельного зеркала — 50х50 сантиметров.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Всего на гелиостатном поле используется 12090 зеркал.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Из архива. Эскиз концентратора и гелиостатного поля.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Концентратор установлен неподвижно и ориентирован в направлении север-юг.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Панорамный вид на технологическую башню и концентратор.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Ещё выше красные визирные метки для юстировки всех 62 гелиостатов.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Отсюда же открывается обзорный вид на гелиостатное поле.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Матрица визирных меток.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Лестнично-лифтовой блок на южной стороне концентратора.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

Согласитесь, что гелиокомплексы очень похожи друг на друга.

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

 

***

 

Большая Солнечная Печь. Фоторепортаж Виктора Борисова о гелиокомплексе «Солнце»

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.

За рассказ и фото спасибо фотографу
Виктору Борисову, его ЖЖ — victorprofessor