DIY napelemes tűzhely, barkács napelem. Mesterkurzus

A napkollektoros sütő olyan autonóm sütő, amely éghető tüzelőanyag vagy elektromos áram felhasználása nélkül, de csak úgy működik napenergia, amely egy környezetbarát, ingyenes, nagy kapacitású megújuló természeti erőforrás.

Leírás:

A szoláris sütő egy önálló sütő, amely üzemanyag felhasználása nélkül működik. üzemanyagés villany, de csak miatt nap energia, amely egy környezetbarát, ingyenes, nagy kapacitású megújuló természeti erőforrás.

Mert maximális hatékonyság nap süt olyan helyeken kell használni, ahol magas a fényerő, a legtöbb nap tiszta idő és meleg hőmérséklet van környezet. Minél alacsonyabb a megvilágítás és minél hidegebb a környezeti hőmérséklet, annál alacsonyabb a kemence hatásfoka.

A napelemes sütők általános működési elve:

A napelemes sütő kialakítása bármilyen lehet, de működési elve ugyanaz.

A tükör felületéről érkező közvetlen és visszaverődő napsugarak irányítva és koncentrálva megemelkednek egy adott területen, ahol a jobb melegítés érdekében sötétre festett főzőedények vannak elhelyezve.

Előnyök:

– autonómia. A szolár sütő nem függ az elektromos hálózathoz való csatlakozástól, a tárolótól és az üzemanyagtól, hiszen csak használ hőenergia a naptól,

– környezetbarát. A kályha működése nem károsítja a környezetet,

– mobilitás. A kályha nagy erőfeszítés nélkül mozgatható a kívánt helyre,

– tűzbiztonság. Gyúlékony tüzelőanyag és villamos energia használata kizárt.

Alkalmazás:

A napelemes sütőt a következőkre használják:

- fűtővíz;

- főzés;

Változó környezeti feltételek mellett a szoláris sütő más típusú sütőkkel együtt is használható az üzemanyag-források megtakarítása érdekében.

A napelemes sütők leggyakoribb típusai:

Doboz nézet:

A napkollektoros sütő egy felül üveggel borított doboz, amely beengedi a napsugarakat, de nem engedi ki a hőenergiát. A fűtés fokozása érdekében a szerkezet oldalaira fényvisszaverő paneleket szerelnek fel, amelyek beállított dőlésszöggel a napsugarakat a sütőbe irányítják. Ennél a sütőtípusnál használat után le kell zárni a paneleket a kényelmesebb és biztonságosabb szállítás és tárolás érdekében.

A sütő közvetlen és visszavert szórt napfényt használ a fűtéshez.

Parabola reflektor:

A szoláris sütő egy homorú tükörkorong, amelynek fókuszpontjában van egy platform az étel elkészítéséhez. Az ilyen típusú szoláris sütők a naphoz igazítást igényelnek, amelyet kézi vagy automatikus hajtással hajtanak végre, amely lehetővé teszi a szerkezet irányítását a nap mozgásának megfelelően, és maximális hőenergiát nyerhet.

Valójában több hasonló szerkezet létezik a világon. Kezdjük a franciaországi Solar Furnace-vel, vagyis Franciaországból.

A franciaországi Solar Furnace-t a különféle folyamatokhoz szükséges magas hőmérsékletek előállítására és koncentrálására tervezték.

Ez rögzítéssel történik napsugarakés energiájukat egy helyre koncentrálni. A szerkezetet görbe tükrök borítják, olyan nagy a kisugárzásuk, hogy szemfájdalomig nem lehet rájuk nézni. 1970-ben ezt az épületet emelték a legtöbben alkalmas hely A Keleti Pireneusokat választották. És egészen Ma A kemence továbbra is a legnagyobb az egész világon.

A tükrök tömbje a parabola reflektor funkcióihoz van rendelve, és a magas hőmérsékleti rezsim a fókuszban akár 3500 fokot is elérhet. Ezenkívül a tükrök szögének változtatásával szabályozhatja a hőmérsékletet.

Szoláris sütő ilyen felhasználásával természetes erőforrás Hogyan napfény, nélkülözhetetlen módszernek számít a magas hőmérséklet elérésében. És ezeket viszont különféle folyamatokhoz használják. Így a hidrogén előállításához 1400 fokos hőmérsékletre van szükség. A magas hőmérsékleten végzett anyagok vizsgálati módjai közé tartozik a 2500 fokos hőmérséklet. Így tesztelik az űrhajókat és atomreaktorok.

A Solar Oven tehát nem csak egy csodálatos épület, hanem létfontosságú és hatékony is, miközben környezetbarát és viszonylag olcsó módja a magas hőmérséklet elérésének.

A tükörsor parabola reflektorként működik. A fény egy középpontra fókuszál. És az ottani hőmérséklet elérheti azt a hőmérsékletet, amelyen az acél megolvad.

De a hőmérséklet beállítható a tükrök különböző szögekben történő felszerelésével.

Például 1400 fok körüli hőmérsékletet használnak hidrogén előállítására. Hőmérséklet 2500 fok - anyagok teszteléséhez extrém körülmények között. Például így ellenőrzik az atomreaktorokat és az űrhajókat. A nanoanyagok előállításához azonban 3500 fokos hőmérsékletet használnak.

A Solar Oven egy olcsó, hatékony és környezetbarát módszer a magas hőmérséklet elérésére.

Franciaország délnyugati részén virágzik a szőlő, és mindenféle gyümölcs beérik – meleg van! Többek között itt évente közel 300 napon süt a nap, és a tiszta napok számát tekintve ezek a helyek talán csak a Cote d'Azur mögött állnak. Ha az Odeyo melletti völgyet fizika szempontjából jellemezzük, akkor itt a fénysugárzás teljesítménye 800 watt per 1 négyzetméter. Nyolc nagy teljesítményű izzólámpa. Egy kis? Elég, ha egy darab bazalt tócsába terül!

— Az odeyói napelemes sütő 1 megawatt teljesítményű, ehhez közel 3 ezer méter tükörfelület szükséges,- mondja Serge Chauvin, a helyi napenergia múzeum kurátora. — Sőt, ekkora felületről kell egy tányér átmérőjű fókuszpontba gyűjteni a fényt.

A parabolatükörrel szemben heliosztátokat szerelnek fel - speciális tükörlemezeket. 63 darab van, 180 szekcióval. Minden heliosztátnak megvan a maga „felelősségi pontja” - a parabola egy szektora, amelyre az összegyűjtött fény visszaverődik. A napsugarak már a homorú tükörön a fókuszpontban összpontosulnak – ugyanabban a sütőben. A sugárzás intenzitásától (értsd: az égbolt tisztaságától, napszaktól és évszaktól) függően nagyon eltérő hőmérsékletek érhetők el. Elméletileg - 3800 Celsius fokig, a valóságban kiderült, hogy akár 3600.

— A nap mozgásával együtt a heliosztátok is áthaladnak az égen,- kezdi körútját Serge Chauvin. — Mindegyikben van egy motor hátul, és együtt központilag vezérelhetők. Nem szükséges ideális pozícióba telepíteni őket - a laboratórium feladataitól függően a fókuszponton a fokozat változtatható.

Az odeyói napelemes sütőt a 60-as évek elején kezdték építeni, és már a 70-es években üzembe helyezték. Hosszú ideje ez maradt az egyetlen ilyen a bolygón, de 1987-ben Taskent közelében felállítottak egy másolatot. Serge Chauvin mosolyog: – Igen, igen, pontosan egy másolat.

A szovjet tűzhely egyébként szintén működőképes marad. Azonban nem csak kísérleteket végeznek rajta, hanem gyakorlati feladatokat is végeznek. Igaz, a kemence elhelyezkedése nem teszi lehetővé ugyanolyan magas hőmérséklet elérését, mint Franciaországban - a fókuszpontban az üzbég tudósoknak kevesebb, mint 3000 fokot sikerül elérniük.

A parabola tükör 9000 lemezből áll. Mindegyik polírozott, alumínium bevonatú és enyhén homorú a jobb fókuszálás érdekében. A kemenceépület megépítése után az összes ferdeszöget beépítették és kézzel kalibrálták – ez három évig tartott!

Serge Chauvin elvezet minket egy helyszínre, nem messze a kemence épületétől. Velünk együtt - egy turistacsoporttal, akik busszal érkeztek Odeyóba - nem szárad ki a tudományos egzotika szerelmeseinek áradata. A múzeum kurátora megpróbálta bemutatni a napenergia rejtett potenciálját.

- Madame és Monsieur, figyelem!- Bár Serge inkább tudósnak tűnik, inkább színésznek. — A csillagunk által kibocsátott fény lehetővé teszi az anyagok azonnali felmelegedését, meggyújtását és megolvasztását.

A napelemes kemence alkalmazottja felemel egy közönséges ágat, és egy nagy tükörüveges kádba helyezi. belső felület. Serge Chauvinnak néhány másodpercbe telik, amíg megtalálja a fókuszpontot, és a bot azonnal lángra lobban. Csodák!

Míg a francia nagyszülők jaj és ahh, a múzeum dolgozója egy szabadon álló heliosztáthoz költözik, és éppen annyira mozgatja, hogy a visszaverődő sugarak eltalálják az ott elhelyezett parabolatükör kisebb példányát. Ez egy újabb vizuális kísérlet, amely bemutatja a nap képességeit.

- Madame és Monsieur, most megolvasztjuk a fémet!

Serge Chauvin egy vasdarabot helyez a tartóba, megmozdítja a satut a fókuszpont keresésére, és miután megtalálta, egy kis távolságra eltávolodik.

A nap gyorsan teszi a dolgát.

Egy vasdarab azonnal felmelegszik, füstölni kezd, sőt szikrázni kezd, engedve a forró sugaraknak. Mindössze 10-15 másodperc alatt egy 10 centes érme nagyságú lyukat égetnek el benne.

- Voálá!- örül Serge.

Miközben visszatérünk a múzeum épületébe, a moziteremben francia turisták ülnek, hogy egy tudományos filmet nézzenek a szoláris kemence és a laboratórium munkájáról, érdekességeket mesél el a gondnok.

- Leggyakrabban az emberek azt kérdezik, miért van szükség erre,- Serge Chauvin felemeli a kezét. — Tudományos szempontból a napenergia lehetőségeit tanulmányozták és lehetőség szerint alkalmazták a mindennapi életben. Vannak azonban olyan feladatok, amelyek méretük és végrehajtásuk összetettsége miatt ehhez hasonló telepítéseket igényelnek. Például hogyan szimulálhatjuk a nap hatását a burkolatra? űrhajó? Vagy a Föld körüli pályáról visszatérő leszálló kapszula fűtése?

A szoláris kemence fókuszpontjában elhelyezett speciális tűzálló tartályban túlzás nélkül lehet ilyen, földöntúli körülményeket újrateremteni. Kiszámolták például, hogy egy burkolóelemnek 2500 Celsius fokos hőmérsékletet kell kibírnia – és ez itt, az Odeióban kísérletileg igazolható.

A gondnok körbevezet minket a múzeumban, ahol különféle kiállítási tárgyakat helyeztek el - számos, a kemencében végzett kísérlet résztvevői. A szénféktárcsa felkelti a figyelmünket...

- Ó, ez a dolog egy Forma-1-es autó kerekéből származik,- Serge bólint. — Melegítése bizonyos körülmények között összemérhető azzal, amit a laboratóriumban tudunk reprodukálni.

Mint fentebb említettük, a fókuszpont hőmérséklete heliosztátokkal szabályozható. Az elvégzett kísérletektől függően 1400 és 3500 fok között változik. alsó határ szükséges a laboratóriumi hidrogén előállításához, 2200 és 3000 között - teszteléshez különféle anyagok extrém hőviszonyok között. Végül 3000 felett van a nanoanyagokkal, kerámiával és új anyagok létrehozásával kapcsolatos munka.

— Az odeyói sütő nem végez gyakorlati feladatokat,- folytatja Serge Chauvin. — Üzbég kollégáinkkal ellentétben mi nem függünk saját magunktól gazdasági aktivitásés kizárólag a tudománnyal foglalkozunk. Ügyfeleink között nemcsak tudósok, hanem különféle részlegek is vannak, mint például a védelem.

Csak megállunk egy kerámia kapszulánál, amiről kiderül, hogy egy drón hajó törzse.

— A hadügyminisztérium saját gyakorlati szükségleteire kisebb átmérőjű napelemes kemencét épített itt, az Odeyo melletti völgyben,- mondja Serge. — A hegyi út egyes szakaszairól kivehető. De továbbra is hozzánk fordulnak tudományos kísérletekkel.

A gondnok elmagyarázza a napenergia előnyeit minden más energiával szemben a tudományos feladatok elvégzése során.

- Először is ingyen süt a nap,- hajlítja az ujjait. — Másodszor, a hegyi levegő „tiszta” formában – szennyeződések nélkül – megkönnyíti a kísérleteket. Harmadszor, a napfény lehetővé teszi, hogy az anyagokat sokkal gyorsabban melegítsék fel, mint bármely más berendezésnél – ez bizonyos kísérleteknél rendkívül fontos.

Érdekes, hogy a kályha gyakorlatilag működik egész évben. Serge Chauvin szerint a kísérletek végzésének optimális hónapja április.

- De ha kell, a nap még januárban is megolvaszt egy fémdarabot a turisták számára,- mosolyog a gondnok. — A lényeg, hogy tiszta és felhőtlen legyen az ég.

Az egyik tagadhatatlan előnyei Ennek az egyedülálló laboratóriumnak a létezése a turisták iránti teljes nyitottsága. Évente legfeljebb 80 ezren járnak ide, és ez sokkal többet tesz a tudomány népszerűsítéséért a felnőttek és a gyerekek körében, mint egy iskola vagy egyetem.

Font-Romeu-Odeillot tipikus francia pásztorváros. Legfőbb különbsége a több ezer azonostól a mindennapi élet és a tudomány misztériumának együttélése. Az 54 méteres tükörparabola hátterében hegyi tejelő tehenek. És az állandó forró napsütés.

Most menjünk át egy másik épületbe.

Taskenttől 45 kilométerre, a Parkent kerületben, a Tien Shan lábánál, 1050 méteres tengerszint feletti magasságban található egy egyedülálló építmény - az úgynevezett Big Solar Furnace (BSP), amelynek kapacitása 1. ezer kilowatt. Az Üzbég Köztársaság Tudományos Akadémia „Physics-Sun” Anyagtudományi Intézetének területén található. Csak két ilyen sütő van a világon, a második Franciaországban.

A BSP-t 1987-ben helyezték üzembe a Szovjetunió alatt” – mondja Mirzasultan Mamatkasymov, a Physics-Sun Anyagtudományi Intézet tudományos titkára, a műszaki tudományok kandidátusa. — Ennek az egyedülálló objektumnak a megőrzésére elegendő forrást különítenek el az állami költségvetésből. Az intézet két laboratóriuma itt található, négy Taskentben található, ahol a fő tudományos bázis található, ahol a kémiai, ill. fizikai tulajdonságokúj anyagok. Elvégezzük a szintézis folyamatát. Ezekkel az anyagokkal kísérletezzünk úgy, hogy megfigyeljük az olvadási folyamatot különböző hőmérsékleteken.

A BSP egy összetett optikai-mechanikai komplexum automata rendszerek menedzsment. A komplexum egy, a hegyoldalban található heliosztátmezőből áll, amely a napsugarakat egy paraboloid koncentrátorba irányítja, amely egy óriási homorú tükör. Ennek a tükörnek a fókuszában a legmagasabb hőmérséklet jön létre - 3000 Celsius fok!

A heliosztát mező hatvankét heliosztátból áll, amelyek sakktábla mintázatban vannak elrendezve. A koncentrátor tükörfelületét fényárammal látják el a Nap folyamatos nyomon követésének módjában egész nap. Minden heliosztát hét és fél x hat és fél méter méretű, és 195 lapos tükör elemből áll, amelyeket "felületeknek" neveznek. A heliosztátmező fényvisszaverő területe 3022 négyzetméter.

A koncentrátor, amelyre a heliosztátok irányítják a napsugarakat, egy negyvenöt méter magas és ötvennégy méter széles ciklop szerkezet.

Megjegyzendő, hogy a szoláris sütők előnye a többi sütőtípushoz képest, hogy azonnal magas hőmérsékletű, amely lehetővé teszi a fogadást tiszta anyagok szennyeződések nélkül (hála a hegyi levegő tisztaságának is). Használják olaj- és gáziparban, textiliparban és számos más iparágban.

A tükrök bizonyos élettartammal rendelkeznek, és előbb-utóbb meghibásodnak. Műhelyeinkben új tükröket gyártunk, melyeket a régiek helyére szerelünk. Csak a koncentrátorban 10 700, a heliosztátokban 12 090 található. A tükrök gyártása vákuumberendezésekben történik, ahol alumíniumot szórnak a használt tükrök felületére.

Fergana.Ru:– Hogyan oldja meg a szakemberkeresés problémáját, hiszen az Unió összeomlása után külföldre vándoroltak ki?

Mirzasultan Mamatkasymov:- A telepítés 1987-es indulásakor orosz és ukrajnai szakemberek dolgoztak itt, és képezték ki embereinket. Tapasztalatunknak köszönhetően ma már lehetőségünk nyílik arra, hogy magunk képezzünk szakembereket ezen a területen. A fiatalok az Üzbegisztán Nemzeti Egyetem Fizikai Karáról érkeznek hozzánk. Az egyetem elvégzése után magam is 1991 óta dolgozom itt.

Fergana.Ru:- Ha ránézünk erre a grandiózus szerkezetre, az áttörtre fémszerkezetek, mintha a levegőben lebegnének és egyben a töményítő „páncélját” támogatnák, tudományos-fantasztikus filmek képkockái jutnak eszembe...

Mirzasultan Mamatkasymov:- Nos, az én életemben itt senki nem próbált meg sci-fit forgatni ezekkel az egyedi „díszletekkel”. Igaz, üzbég popsztárok jöttek leforgatni videóikat.

Mirzasultan Mamatkasymov:- Ma por alakú alumínium-oxidból préselt brikettet olvasztunk, melynek olvadáspontja 2500 Celsius fok. Az olvasztási folyamat során az anyag egy ferde síkon lefolyik, és egy speciális tálcába csöpög, ahol szemcsék képződnek. A BSP közelében található kerámiaműhelybe küldik őket, ahol zúzzák és különféle kerámiatermékeket készítenek belőlük, a textilipar számára szánt kis cérnaadagolóktól kezdve a biliárdgolyónak tűnő üreges kerámiagolyókig. A golyókat az olaj- és gáziparban úszóként használják. Ugyanakkor az olajtelepeken nagy tartályokban tárolt kőolajtermékek felületéről 15-20 százalékkal csökken a párolgás. Mögött utóbbi évek Körülbelül hatszázezer ilyen úszót gyártottunk.

Szigetelőket és egyéb termékeket gyártunk az elektromos ipar számára. Megnövekedett kopásállóság és szilárdság jellemzi őket. Az alumínium-oxidon kívül tűzállóbb anyagot is használunk - cirkónium-oxidot, amelynek olvadáspontja 2700 Celsius fok.

Az olvasztási folyamatot egy úgynevezett „technikai látórendszer” figyeli, amely két speciális televíziós kamerával van felszerelve. Az egyik közvetlenül egy külön monitorra, a másik számítógépre továbbítja a képet. A rendszer lehetővé teszi az olvadási folyamat megfigyelését és különböző mérések elvégzését.

Hozzá kell tenni, hogy a BSP-t univerzális asztrofizikai műszerként is használják, lehetővé téve a csillagos ég éjszakai tanulmányozását.

A fenti munkák mellett az intézet nagy figyelmet fordít a funkcionális kerámiákon alapuló orvosi berendezések (sterilizálók), csiszolóeszközök, szárítók és még sok más gyártásra. Az ilyen berendezéseket sikeresen vezették be köztársaságunk egészségügyi intézményeibe, valamint Malajzia, Németország, Grúzia és Oroszország hasonló intézményeibe.

Ezzel párhuzamosan az intézet kis teljesítményű napelemes létesítményeket fejlesztett ki. Az intézet tudósai például másfél kilowatt teljesítményű napelemes kemencéket hoztak létre, amelyeket a Tabbin Kohászati ​​Intézet (Egyiptom) és a Hyderabad (India) Nemzetközi Kohászati ​​Központ területén telepítettek.

http://victorprofessor.livejournal.com/profile

És itt van még erről a témáról . Természetesen emlékezzünk általánosságban is kb . Ó igen, de tudod

Eredetileg hungarocellből próbálta megépíteni ezt a kályhát. Némi kezdeti tesztelés után a mester felfedezte, hogy a habot nehéz egyenesre vágni. A hablemez túl könnyen összeomlik még a legélesebb késsel is. A választás az volt, hogy habvágót készítünk, vagy más anyagot használunk. Végül a mester rétegelt lemezre telepedett.

A reflektorhoz kiváló anyagot vásároltak egy helyi boltban - egy alumíniumozott papírlapot. A fényvisszaverő képessége elég magasnak bizonyult ahhoz, hogy a projekt működjön. Ha nem találod ezt az anyagot, akkor a kartonra szerelt alufólia is beválik.

A termék összköltsége körülbelül 35 dollár volt, beleértve a rétegelt lemezt, a fényvisszaverő poszterpapírt stb.

Eszközök és anyagok:
-Furnér;
- Rögzítőelemek;
-Alumínium bevonatú papír;
-Hurkok;
-Fából készült nyárs;
-Asztalos ragasztó;
-fa kikészítés;
-CNC gép, amelynek használható munkaterülete legalább 24 (609,6 mm) x 28 hüvelyk (711,2);
-Csiszolópapír;
-Kés;
-Fűrész;
-Fúró;
- bilincsek;

Első lépés: elmélet
A Földön a Napból érkező teljes energiaáramlást (fluxussűrűséget) napállandónak nevezzük. A szoláris állandó értéke megközelítőleg 1360 watt négyzetméterenként vagy 1,995 kalória per négyzetcm, ha a beeső napfényre merőleges felületen mérjük. Ez a szám nem változik, mert a Föld és a Nap távolsága megközelítőleg állandó az egész éves pályán.

A mester által épített napelemes sütő kb. 60 cm széles A kollektor parabola alakja a nyárson koncentrálja az energiát, így minden centiméterre az energia egy lokálisan 1 cm szélességben koncentrálódik. gyűjtő. Ebben az esetben ez 1991 kalória/négyzetcm/perc x 60 cm (szélesség) = 117 kalória/perc napenergia a nyárs mentén eltöltött minden cm-re.

A részletes tudományos mérések kimutatták, hogy egy tipikus kolbász átmérője körülbelül 1,25 cm. A virsli vagy bármi más térfogata a hossza szorozva meg a területét keresztmetszet. A keresztmetszeti terület A = Pi szorzata a sugár négyzetével lesz egyenlő. Ez azt jelenti, hogy a kolbász minden egyes centiméterének térfogata (1,25 x 1,25 x 3,14) = 5 köbcentiméter.

Bármely tárgy tömege a sűrűsége és a térfogata szorzata. A mester által használt kolbászgyártó szerint egy kolbász 57 grammot nyomott. Körülbelül 12 cm-es hosszúságnál ez körülbelül 4,8 g/cm térfogatot ad, így a kolbászsűrűség alig kevesebb, mint köbcentiméter.

Ezeket a centiméterenkénti energiaköltségeket és centiméterenkénti tömegeket kombinálva kiderül, hogy grammonként 117 / 4,8 = 24 kalória energiát adnak a kolbászhoz percenként. Így minden másodpercben annyi energiát nyerünk, hogy percenként körülbelül 24 Celsius-fokkal megemeljük a hot dog hőmérsékletét, amikor a belső hőmérséklete körülbelül 20 °C.

De ez akkor igaz, amikor ideális körülmények veszteség nélkül. Figyelembe véve a veszteségeket, a tűzhely tényleges nettó hatásfoka körülbelül 20%, a hot dog hőmérsékletének emelkedése, és körülbelül 5 Celsius-fokkal kell percenként erős napfényben. Körülbelül 15 percet vesz igénybe a kolbász felmelegítése 80 °C-ra a kezdeti 20 °C-os hőmérsékletről.

Valójában több hasonló szerkezet létezik a világon. Kezdjük a franciaországi Solar Furnace-vel, vagyis Franciaországból.

A franciaországi Solar Furnace-t a különféle folyamatokhoz szükséges magas hőmérsékletek előállítására és koncentrálására tervezték.

Ez úgy történik, hogy rögzítik a napsugarakat, és energiájukat egy helyre koncentrálják. A szerkezetet görbe tükrök borítják, olyan nagy a kisugárzásuk, hogy szemfájdalomig nem lehet rájuk nézni. Ezt az építményt 1970-ben állították fel, és a Keleti Pireneusokat választották a legalkalmasabb helynek. És a mai napig a kemence a legnagyobb a világon.

2. fénykép.

A tükrök tömbje parabola reflektorként funkcionál, és a fókuszban a magas hőmérsékleti rendszer akár 3500 fokot is elérhet. Ezenkívül a tükrök szögének változtatásával szabályozhatja a hőmérsékletet.

A természetes erőforrásokat, például a napfényt használó szoláris kemence nélkülözhetetlen módszernek számít a magas hőmérséklet elérésében. És ezeket viszont különféle folyamatokhoz használják. Így a hidrogén előállításához 1400 fokos hőmérsékletre van szükség. A magas hőmérsékleten végzett anyagok vizsgálati módjai közé tartozik a 2500 fokos hőmérséklet. Így tesztelik az űrhajókat és az atomreaktorokat.

3. fotó

A Solar Oven tehát nem csak egy csodálatos épület, hanem létfontosságú és hatékony is, miközben környezetbarát és viszonylag olcsó módja a magas hőmérséklet elérésének.

A tükörsor parabola reflektorként működik. A fény egy középpontra fókuszál. És az ottani hőmérséklet elérheti azt a hőmérsékletet, amelyen az acél megolvad.

De a hőmérséklet beállítható a tükrök különböző szögekben történő felszerelésével.

Például 1400 fok körüli hőmérsékletet használnak hidrogén előállítására. Hőmérséklet 2500 fok – anyagok extrém körülmények közötti teszteléséhez. Például így ellenőrzik az atomreaktorokat és az űrhajókat. A nanoanyagok előállításához azonban 3500 fokos hőmérsékletet használnak.

A Solar Oven egy olcsó, hatékony és környezetbarát módszer a magas hőmérséklet elérésére.

5. fénykép.

Franciaország délnyugati részén virágzik a szőlő, és mindenféle gyümölcs beérik – meleg van! Többek között itt évente közel 300 napon süt a nap, és a tiszta napok számát tekintve ezek a helyek talán csak a Cote d'Azur mögött állnak. Ha az Odeyo melletti völgyet a fizika szemszögéből jellemezzük, akkor itt a fénysugárzás teljesítménye 800 watt 1 négyzetméterenként. Nyolc nagy teljesítményű izzólámpa. Egy kis? Elég, ha egy darab bazalt tócsába terül!

6. fénykép.

- Az odeyói napelemes sütő 1 megawattos teljesítményű, ehhez közel 3 ezer méter tükörfelület szükséges,- mondja Serge Chauvin, a helyi napenergia múzeum kurátora. - Sőt, ekkora felületről kell egy tányér átmérőjű fókuszpontba gyűjteni a fényt.

7. fénykép.

A parabolatükörrel szemben heliosztátokat szerelnek fel - speciális tükörlemezeket. 63 darab van, 180 szekcióval. Minden heliosztátnak megvan a maga „felelősségi pontja” - a parabola egy szektora, amelyre az összegyűjtött fény visszaverődik. Már a homorú tükörön a napsugarak a fókuszpontban gyűlnek össze – ugyanabban a sütőben. A sugárzás intenzitásától (értsd: az égbolt tisztaságától, napszaktól és évszaktól) függően nagyon eltérő hőmérsékletek érhetők el. Elméletileg - 3800 Celsius fokig, a valóságban kiderült, hogy akár 3600.

8. fénykép.

- A nap mozgásával együtt a heliosztátok is áthaladnak az égen,- kezdi körútját Serge Chauvin. - Mindegyikben van egy motor hátul, és együtt központilag vezérelhetők. Nem szükséges ideális pozícióba telepíteni őket - a laboratórium feladataitól függően a fókuszponton a fokozat változtatható.

9. fénykép.

Az odeyói napelemes sütőt a 60-as évek elején kezdték építeni, és már a 70-es években üzembe helyezték. Sokáig ez volt az egyetlen ilyen a bolygón, de 1987-ben Taskent közelében felállítottak egy másolatot. Serge Chauvin mosolyog: – Igen, igen, pontosan egy másolat.

A szovjet tűzhely egyébként szintén működőképes marad. Azonban nem csak kísérleteket végeznek rajta, hanem gyakorlati feladatokat is végeznek. Igaz, a kemence elhelyezkedése nem teszi lehetővé ugyanolyan magas hőmérséklet elérését, mint Franciaországban - a fókuszpontban az üzbég tudósoknak kevesebb, mint 3000 fokot sikerül elérniük.

A parabola tükör 9000 lemezből áll. Mindegyik polírozott, alumínium bevonatú és enyhén homorú a jobb fókuszálás érdekében. A kemenceépület megépítése után minden ferdeszöget beépítettek és kézzel kalibráltak – ez három évig tartott!

Serge Chauvin elvezet minket egy helyszínre, nem messze a kemence épületétől. Velünk együtt - egy turistacsoporttal, akik busszal érkeztek Odeyóba - nem szárad ki a tudományos egzotika szerelmeseinek áradata. A múzeum kurátora megpróbálta bemutatni a napenergia rejtett potenciálját.

- Madame és Monsieur, figyelem!- Bár Serge inkább tudósnak tűnik, inkább színésznek. - A csillagunk által kibocsátott fény lehetővé teszi az anyagok azonnali felmelegedését, meggyújtását és megolvasztását.

10. fénykép.

4. fénykép.

A napelemes sütő alkalmazottja felemel egy közönséges ágat, és egy tükörszerű belsővel rendelkező nagy kádba helyezi. Serge Chauvinnak néhány másodpercbe telik, amíg megtalálja a fókuszpontot, és a bot azonnal lángra lobban. Csodák!

Míg a francia nagyszülők jaj és ahh, a múzeum dolgozója egy szabadon álló heliosztáthoz költözik, és éppen annyira mozgatja, hogy a visszaverődő sugarak eltalálják az ott elhelyezett parabolatükör kisebb példányát. Ez egy újabb vizuális kísérlet, amely bemutatja a nap képességeit.

- Madame és Monsieur, most megolvasztjuk a fémet!

Serge Chauvin egy vasdarabot helyez a tartóba, megmozdítja a satut a fókuszpont keresésére, és miután megtalálta, egy kis távolságra eltávolodik.

A nap gyorsan teszi a dolgát.

Egy vasdarab azonnal felmelegszik, füstölni kezd, sőt szikrázni kezd, engedve a forró sugaraknak. Mindössze 10-15 másodperc alatt egy 10 eurócentes érme nagyságú lyukat éget át rajta.

- Voálá!- örül Serge.

Miközben visszatérünk a múzeum épületébe, a moziteremben francia turisták ülnek, hogy egy tudományos filmet nézzenek a szoláris kemence és a laboratórium munkájáról, érdekességeket mesél el a gondnok.

- Leggyakrabban az emberek azt kérdezik, miért van szükség erre,- Serge Chauvin felemeli a kezét. - Tudományos szempontból a napenergia lehetőségeit tanulmányozták és lehetőség szerint alkalmazták a mindennapi életben. Vannak azonban olyan feladatok, amelyek méretük és végrehajtásuk összetettsége miatt ehhez hasonló telepítéseket igényelnek. Például hogyan modellezzük a nap hatását egy űrhajó bőrére? Vagy a Föld körüli pályáról visszatérő leszálló kapszula fűtése?

A szoláris kemence fókuszpontjában elhelyezett speciális tűzálló tartályban túlzás nélkül lehet ilyen, földöntúli körülményeket újrateremteni. Kiszámolták például, hogy egy burkolóelemnek 2500 Celsius fokos hőmérsékletet kell kibírnia – és ez itt, az Odeióban kísérletileg igazolható.

A gondnok körbevezet minket a múzeumban, ahol különféle kiállítási tárgyakat helyeztek el - számos, a kemencében végzett kísérlet résztvevői. A szénféktárcsa felkelti a figyelmünket...

- Ó, ez egy Forma-1-es autó kerekéből származik,- Serge bólint. - Melegítése bizonyos körülmények között összemérhető azzal, amit a laboratóriumban tudunk reprodukálni.

Mint fentebb említettük, a fókuszpont hőmérséklete heliosztátokkal szabályozható. Az elvégzett kísérletektől függően 1400 és 3500 fok között változik. Az alsó határ a hidrogén laboratóriumi előállításához szükséges, a 2200-tól 3000-ig terjedő tartomány a különféle anyagok extrém hőség melletti vizsgálatára szolgál. Végül 3000 felett van a nanoanyagokkal, kerámiával és új anyagok létrehozásával kapcsolatos munkaterület.

- Az odeyói sütő nem végez gyakorlati feladatokat,- folytatja Serge Chauvin. - Üzbég kollégáinkkal ellentétben mi nem függünk saját gazdasági tevékenységeinktől, és kizárólag a tudomány területén foglalkozunk. Ügyfeleink között nemcsak tudósok, hanem különféle részlegek is vannak, mint például a védelem.

Csak megállunk egy kerámia kapszulánál, amiről kiderül, hogy egy drón hajó törzse.

- A hadügyminisztérium kisebb átmérőjű napelemes kemencét épített saját gyakorlati szükségleteire itt, az Odeyo melletti völgyben.- mondja Serge. - A hegyi út egyes szakaszairól kivehető. De továbbra is hozzánk fordulnak tudományos kísérletekkel.

A gondnok elmagyarázza a napenergia előnyeit minden más energiával szemben a tudományos feladatok elvégzése során.

- Először is ingyen süt a nap,- hajlítja az ujjait. - Másodszor, a hegyi levegő „tiszta” formában – szennyeződések nélkül – megkönnyíti a kísérleteket. Harmadszor, a napfény lehetővé teszi, hogy az anyagokat sokkal gyorsabban melegítsék fel, mint bármely más berendezésnél – ez bizonyos kísérleteknél rendkívül fontos.

Érdekes módon a kályha szinte egész évben üzemelhet. Serge Chauvin szerint a kísérletek végzésének optimális hónapja április.

- De ha kell, a nap még januárban is megolvaszt egy fémdarabot a turisták számára,- mosolyog a gondnok. - A lényeg, hogy tiszta és felhőtlen legyen az ég.

Ennek az egyedülálló laboratóriumnak a létezésének egyik tagadhatatlan előnye a turisták iránti teljes nyitottsága. Évente legfeljebb 80 ezren járnak ide, és ez sokkal többet tesz a tudomány népszerűsítéséért a felnőttek és a gyerekek körében, mint egy iskola vagy egyetem.

Font-Romeu-Odeillot tipikus francia pásztorváros. Legfőbb különbsége a több ezer azonostól a mindennapi élet és a tudomány misztériumának együttélése. Az 54 méteres tükörparabola hátterében hegyi tejelő tehenek. És az állandó forró napsütés.

11. fotó.

12. fotó.

13. fénykép.

14. fénykép.

Most menjünk át egy másik épületbe.

Taskenttől 45 kilométerre, a Parkent kerületben, a Tien Shan lábánál, 1050 méteres tengerszint feletti magasságban található egy egyedülálló építmény - az úgynevezett Big Solar Furnace (BSP), amelynek kapacitása 1. ezer kilowatt. Az Üzbég Köztársaság Tudományos Akadémia „Physics-Sun” Anyagtudományi Intézetének területén található. Csak két ilyen sütő van a világon, a második Franciaországban.

A BSP-t 1987-ben helyezték üzembe a Szovjetunió alatt” – mondja Mirzasultan Mamatkasymov, a Physics-Sun Anyagtudományi Intézet tudományos titkára, a műszaki tudományok kandidátusa. — Ennek az egyedülálló objektumnak a megőrzésére elegendő forrást különítenek el az állami költségvetésből. Az intézet két laboratóriuma itt található, négy Taskentben található, ahol a fő tudományos bázis található, ahol új anyagok kémiai és fizikai tulajdonságait vizsgálják. Elvégezzük a szintézis folyamatát. Ezekkel az anyagokkal kísérletezzünk úgy, hogy megfigyeljük az olvadási folyamatot különböző hőmérsékleteken.

A BSP egy komplex optikai-mechanikai komplexum automatikus vezérlőrendszerekkel. A komplexum egy, a hegyoldalban található heliosztátmezőből áll, amely a napsugarakat egy paraboloid koncentrátorba irányítja, amely egy óriási homorú tükör. Ennek a tükörnek a fókuszában a legmagasabb hőmérséklet jön létre - 3000 Celsius fok!

15. fénykép.

A heliosztát mező hatvankét heliosztátból áll, amelyek sakktábla mintázatban vannak elrendezve. A koncentrátor tükörfelületét fényárammal látják el a Nap folyamatos nyomon követésének módjában egész nap. Minden heliosztát hét és fél x hat és fél méter méretű, és 195 lapos tükör elemből áll, amelyeket "felületeknek" neveznek. A heliosztátmező fényvisszaverő területe 3022 négyzetméter.

A koncentrátor, amelyre a heliosztátok irányítják a napsugarakat, egy negyvenöt méter magas és ötvennégy méter széles ciklop szerkezet.

16. fénykép.

Megjegyzendő, hogy a szoláris kemencék előnye más típusú kemencékhez képest a magas hőmérséklet azonnali elérése, amely lehetővé teszi, hogy tiszta anyagokat nyerjünk szennyeződés nélkül (hála a hegyi levegő tisztaságának is). Használják olaj- és gáziparban, textiliparban és számos más iparágban.

A tükrök bizonyos élettartammal rendelkeznek, és előbb-utóbb meghibásodnak. Műhelyeinkben új tükröket gyártunk, melyeket a régiek helyére szerelünk. Csak a koncentrátorban 10 700, a heliosztátokban 12 090 található. A tükrök gyártása vákuumberendezésekben történik, ahol alumíniumot szórnak a használt tükrök felületére.

17. fénykép.

Fergana.Ru:– Hogyan oldja meg a szakemberkeresés problémáját, hiszen az Unió összeomlása után külföldre vándoroltak ki?

Mirzasultan Mamatkasymov:- A telepítés 1987-es indulásakor orosz és ukrajnai szakemberek dolgoztak itt, és képezték ki embereinket. Tapasztalatunknak köszönhetően ma már lehetőségünk nyílik arra, hogy magunk képezzünk szakembereket ezen a területen. A fiatalok az Üzbegisztán Nemzeti Egyetem Fizikai Karáról érkeznek hozzánk. Az egyetem elvégzése után magam is 1991 óta dolgozom itt.

Fergana.Ru:- Ha ránézünk erre a grandiózus szerkezetre, az áttört fémszerkezetekre, mintha a levegőben lebegnének, és egyben megtámasztják a koncentrátor „páncélját”, tudományos-fantasztikus filmek képkockái jutnak eszünkbe...

Mirzasultan Mamatkasymov:- Nos, az én életemben itt senki nem próbált meg sci-fit forgatni ezekkel az egyedi „díszletekkel”. Igaz, üzbég popsztárok jöttek leforgatni videóikat.

18. fénykép.

Mirzasultan Mamatkasymov:- Ma por alakú alumínium-oxidból préselt brikettet olvasztunk, melynek olvadáspontja 2500 Celsius fok. Az olvasztási folyamat során az anyag egy ferde síkon lefolyik, és egy speciális tálcába csöpög, ahol szemcsék képződnek. A BSP közelében található kerámiaműhelybe küldik őket, ahol zúzzák és különféle kerámiatermékeket készítenek belőlük, a textilipar számára szánt kis cérnaadagolóktól kezdve a biliárdgolyónak tűnő üreges kerámiagolyókig. A golyókat az olaj- és gáziparban úszóként használják. Ugyanakkor az olajtelepeken nagy tartályokban tárolt kőolajtermékek felületéről 15-20 százalékkal csökken a párolgás. Az elmúlt években körülbelül hatszázezer ilyen úszót gyártottunk.

19. fotó.

Szigetelőket és egyéb termékeket gyártunk az elektromos ipar számára. Megnövekedett kopásállóság és szilárdság jellemzi őket. Az alumínium-oxidon kívül tűzállóbb anyagot is használunk - cirkónium-oxidot, amelynek olvadáspontja 2700 Celsius fok.

Az olvasztási folyamatot egy úgynevezett „technikai látórendszer” figyeli, amely két speciális televíziós kamerával van felszerelve. Az egyik közvetlenül egy külön monitorra, a másik számítógépre továbbítja a képet. A rendszer lehetővé teszi az olvadási folyamat megfigyelését és különböző mérések elvégzését.

20. fotó.

Hozzá kell tenni, hogy a BSP-t univerzális asztrofizikai műszerként is használják, lehetővé téve a csillagos ég éjszakai tanulmányozását.

A fenti munkák mellett az intézet nagy figyelmet fordít a funkcionális kerámiákon alapuló orvosi berendezések (sterilizálók), csiszolóeszközök, szárítók és még sok más gyártásra. Az ilyen berendezéseket sikeresen vezették be köztársaságunk egészségügyi intézményeibe, valamint Malajzia, Németország, Grúzia és Oroszország hasonló intézményeibe.

Ezzel párhuzamosan az intézet kis teljesítményű napelemes létesítményeket fejlesztett ki. Az intézet tudósai például másfél kilowatt teljesítményű napelemes kemencéket hoztak létre, amelyeket a Tabbin Kohászati ​​Intézet (Egyiptom) és a Hyderabad (India) Nemzetközi Kohászati ​​Központ területén telepítettek.

21. fénykép.

22. fénykép.

23. fénykép.

24. fénykép.

25. fénykép.

26. fotó.

27. fénykép.

28. fotó.

29. fotó.

30. fotó.

31. fénykép.

32. fénykép.

33. fénykép.

34. fénykép.

35. fénykép.

36. fotó.

37. fénykép.

38. fotó.

39. fotó.

40. fotó.

41. fénykép.

42. fotó.

A nap szabad energiájának felhasználása nagyon csábító. Ingyenes ajándékok – mindig vonzzák.

Már írtam róla, és ez a cikk arról szól, hogyan készítsünk ételt a napfény felhasználásával.

Először is a házi készítésű napelemes sütőről.

A napelemes sütőt saját kezűleg elkészíteni nagyon egyszerű, csak egy pontba kell koncentrálni a beeső fényt, és kész.

Itt van egy egyszerű módszer a koncentrálásra - film és víz felhasználásával.

Egy ilyen telepítésben fémet olvaszthat és ételt főzhet.

A telepítés állandó és alkalmas Kúria vagy dachák. Nos, vagy egy óvóhely, amely úgy van elhelyezve, hogy ne legyen rá elektromos csatlakozás.

Leggyakrabban ez utóbbi körülmény – az áram hiánya – válik a napelemes sütő gyártásának indokává. Természetesen a nap sem süt minden nap kellőképpen, de tiszta napokon nagyon jó ötlet spórolni a gázzal vagy a benzinnel.

Tükörfóliából könnyen elkészíthető egy hordozható napelem-koncentrátor.

A lényeg az, hogy a tükörrétegnek homorú legyen - ragassza a központi részt az aljára, mielőtt rögzíti a tükörfólia széleit.

Hogyan készítsünk napelemes sütőt saját kezűleg

Ez a videó egy szoláris sütő rajzait és működésének elméletét mutatja be.

És itt a folytatás - lépésről lépésre történő gyártás napelemes tűzhely.

A napelemes sütő működésének bemutatása.

Mint látható, a napelemes sütőt nagyon egyszerű legyártani, és télen is működik, ha természetesen napsütéses idő van.

Túrára azonban nem lehet ilyen építményeket vinni, és néha, főleg ha télen sztyeppre vagy hegyvidékre utazunk, üzemanyagot kell magunkkal vinni. Az ilyen utakon egy hordozható napelemes sütő nagyon megfelelő.

Itt kész példa hordozható napelemes tűzhely cső alakú, kizárólag napenergiával üzemel - egy csepp üzemanyagot sem használnak grill és egyéb finom ételek elkészítéséhez.

Hol vásárolhat napelemes sütőt