Солнечная сталеплавильная печь
Солнечная сталеплавильная печь — концентратор (технологический проектор), который использует в качестве источника света Солнце. Применяется для получения высоких температур, как правило, в промышленности. Параболические зеркала или гелиостаты концентрируют свет (инсоляция) на координационный центр. Температура в фокальной точке может достигать 3500 ° C (6330 ° F), и это тепло может быть использовано для выработки электроэнергии, расплавки стали, выработки водородного топлива или наноматериалов.
История
[править | править код]Древнегреческий / латинский термин heliocaminus означает «солнечная печь» и означает застекленный солярий специально разработанный, чтобы стать более горячим от солнечных лучей, чем окружающий воздух.[1]
Во время Второй Пунической войны (218—202 до н. э.), греческий ученый Архимед отразил атакующие римские суда, поджигая их используя «горящее стекло», которое, возможно, было зеркалами. Чтобы проверить эту легенду, в 2005 году в Массачусетском технологическом институте был проведен эксперимент. И пришли к выводу, что, хотя это теоретически возможно для стационарных объектов, зеркалам бы вряд ли удалось сконцентрировать достаточное количество солнечной энергии, чтобы поджечь корабли в боевых условиях.
Современность
[править | править код]Первая современная солнечная печь, как полагают, была построена во Франции в 1949 году профессором Феликсом Тромбом. Она сейчас до сих пор на месте в Мон-Луи, недалеко от Одейо. Пиренеи были выбраны в качестве места, потому что в области чистое небо бывает до 300 дней в году.
Крупнейшая в мире солнечная печь такого типа действует в Фон-Ромё-Одейо[англ.] в Восточных Пиренеях во Франции. Она была открыта в 1970 году, использует массив плоских зеркал для сбора солнечного света, отражая его на более крупное кривое зеркало. Диаметр зеркала её гелиоконцентратора 54 м, мощность ≈ 1 МВт[2].
Крупнейшая на территории бывшего СССР солнечная печь находится в Узбекистане, в 6 километрах от Паркента[3]. Гелиокомплекс «Солнце» был заложен в 1981 году в рамках Союзного комплекса научно-исследовательского фонда «Солнце» под началом академика С. А. Азимова. Диаметр параболического зеркала печи 47 метров, мощность 1 МВт[4].
Использование
[править | править код]Лучи фокусируются на область размера кастрюли и может достигать 4000 ° C (7230 ° F), в зависимости от процесса установки, например:
- около 1000 ° C (1,830 ° F) для металлических приемников, производящих горячий воздух для солнечных башен следующего поколения, которые будут испытаны на заводе Фемиды с проектом ПЕГАС
- около 1400 ° С (2550 ° F) для получения водорода путем крекинга молекул метана
- до 2500 ° C (4530 ° F) для тестирования материалов для экстремальных условий, таких, как ядерные реакторы или космического аппарата у входа в атмосферу
- до 3500 ° C (6330 ° F) для получения наноматериалов от солнечной индуцированной сублимации и контролируемого охлаждения, такие как углеродные нанотрубки или наночастицы цинка
Было высказано предположение, что солнечные печи можно использовать в космосе, чтобы обеспечить энергию для производственных целей.
Их зависимость от солнечной погоды является ограничивающим фактором в качестве источника возобновляемой энергии на Земле, но могут быть привязаны к тепловым системам накопления энергии для производства энергии в периоды и в ночное время.
Солнечные гелиоустановки для плавки и термообработки материалов отличаются высокой стоимостью и применяются в случаях, когда необходимо создать особые («стерильные») условия плавления и термообработки, исключающие внесение примесей в обрабатываемый материал.
Менее масштабные устройства
[править | править код]Принцип фокусировки солнечных лучей используется и в недорогих кулинарных солнечных печах и барбекю, а также для солнечной пастеризации воды. Подобная печь строится в Индии для использования в солнечном крематории. Рефлектор площадью 50 м² будет создавать температуру 700 °C и заменит 200—300 кг дров, используемых на каждую кремацию.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ MEEF Римский архитектурный словарь. Дата обращения: 26 ноября 2016. Архивировано из оригинала 11 мая 2017 года.
- ↑ Солнечная печь — статья из Большой советской энциклопедии.
- ↑ Николай Рыков. Большая солнечная печь. Остатки былого величия. Узбекистан (HTML). ЖЖ (20 февраля 2015). Дата обращения: 31 октября 2016. Архивировано 6 декабря 2016 года.
- ↑ Статья Объекты НПО Физика-Солнце Архивная копия от 18 ноября 2016 на Wayback Machineс сайта Академии Наук РУз