„Pasidaryk pats“ saulės viryklė, „pasidaryk pats“ saulės baterija. Meistriškumo klasė

Saulės krosnis yra autonominė orkaitė, kuri veikia nenaudojant degiojo kuro ar elektros energijos, o tik saulės energija, kuris yra ekologiškas, nemokamas, didelės talpos atsinaujinantis gamtos išteklius.

Aprašymas:

Saulės krosnis yra autonominė orkaitė, kuri veikia nenaudojant kuro. kuro ir elektros, bet tik dėl saulės energijos, kuri yra aplinkai nekenksmingas, nemokamas, didelės galios atsinaujinantis gamtos išteklius.

Už maksimalus efektyvumas saulės kepti turėtų būti naudojamas vietose, kuriose yra daug šviesos, dažniausiai giedras oras ir šilta temperatūra aplinką. Kuo žemesnis apšvietimas ir žemesnė aplinkos temperatūra, tuo mažesnis krosnies efektyvumas.

Bendras saulės krosnelių veikimo principas:

Saulės krosnies dizainas gali būti bet koks, tačiau jų veikimo principas yra tas pats.

Tiesioginiai ir atsispindintys saulės spinduliai nuo veidrodžio paviršiaus yra nukreipiami ir koncentruojami, pakeldami temperatūrą konkrečioje vietoje, kurioje dedami kepimo indai, nudažyti tamsiai, kad geriau įkaistų.

Privalumai:

– autonomija. Saulės krosnelė nepriklauso nuo prijungimo prie maitinimo tinklo, saugyklos ir kuro, nes ji tik naudoja šiluminė energija nuo saulės,

– ekologiškumas. Krosnelės veikimas nekenkia aplinkai,

– mobilumas. Galimybė be didelių pastangų perkelti viryklę į norimą vietą,

– priešgaisrinė sauga. Degiojo kuro ir elektros naudojimas neleidžiamas.

Taikymas:

Saulės krosnelė naudojama:

– vandens šildymui;

– maisto gaminimas;

Keičiantis aplinkos sąlygoms, siekiant taupyti kuro išteklius, saulės krosnį galima naudoti kartu su kitų tipų orkaitėmis.

Labiausiai paplitę saulės kolektorių tipai yra šie:

Dėžutės vaizdas:

Saulės krosnelė – tai stiklu dengta dėžutė viršuje, kuri įleidžia saulės spindulius, bet neišskiria šilumos energijos. Šildymui padidinti konstrukcijos šonuose sumontuotos šviesą atspindinčios plokštės, kurios reguliuojamu pasvirimo kampu nukreipia saulės spindulius į orkaitę. Šio tipo orkaitės reikalauja, kad po naudojimo plokštės būtų uždarytos, kad būtų patogiau ir saugiau transportuoti ir laikyti.

Krosnele šildyti naudojama tiesioginė ir atspindėta išsklaidyta saulės šviesa.

Parabolinis atšvaitas:

Saulės krosnelė yra įgaubtas veidrodinis diskas, kurio židinio taške yra platforma indui, kuriame gaminamas maistas. Šio tipo saulės krosnelės reikalauja prisitaikymo prie saulės, o tai atliekama rankine arba automatine pavara, kuri leidžia nukreipti konstrukciją pagal saulės judėjimą ir gauti maksimalią šiluminę energiją.

Iš tikrųjų pasaulyje yra keletas panašių struktūrų. Pradėkime nuo saulės krosnies Prancūzijoje, tai yra iš Prancūzijos.

Saulės krosnis Prancūzijoje yra skirta generuoti ir koncentruoti aukštą temperatūrą, reikalingą įvairiems procesams.

Tai daroma fiksuojant saulės spinduliai ir sutelkti savo energiją vienoje vietoje. Konstrukcija padengta lenktais veidrodžiais, jų spindesys toks didelis, kad gali būti neįmanoma į juos žiūrėti, iki skausmo akyse. 1970 m. šis pastatas buvo pastatytas kaip labiausiai tinkama vieta Buvo pasirinkti Rytų Pirėnai. Ir iki šiandien Krosnis išlieka didžiausia visame pasaulyje.

Veidrodžių masyvai priskiriamos parabolinio reflektoriaus funkcijos, o aukštasis temperatūros režimas pačiame židinyje jis gali siekti iki 3500 laipsnių. Be to, temperatūrą galite reguliuoti keisdami veidrodžių kampus.

Saulės krosnis naudojant tokią gamtos išteklius Kaip saulės šviesa, laikomas nepakeičiamu aukštos temperatūros metodu. Ir jie, savo ruožtu, naudojami įvairiems procesams. Taigi vandenilio gamybai reikalinga 1400 laipsnių temperatūra. Medžiagų, atliekamų aukštos temperatūros sąlygomis, bandymo režimai apima 2500 laipsnių temperatūrą. Taip išbandomi erdvėlaiviai ir branduoliniai reaktoriai.

Taigi saulės krosnis yra ne tik nuostabus pastatas, bet ir gyvybiškai svarbus bei efektyvus, o laikomas aplinkai nekenksmingu ir palyginti pigiu būdu pasiekti aukštą temperatūrą.

Veidrodžio matrica veikia kaip parabolinis reflektorius. Šviesa sutelkta į vieną centrą. Ir temperatūra ten gali pasiekti tokias temperatūras, kuriose plienas gali išsilydyti.

Tačiau temperatūrą galima reguliuoti įrengiant veidrodžius skirtingais kampais.

Pavyzdžiui, vandenilio gamybai naudojama apie 1400 laipsnių temperatūra. Temperatūra 2500 laipsnių - medžiagų bandymams ekstremaliomis sąlygomis. Pavyzdžiui, taip tikrinami branduoliniai reaktoriai ir erdvėlaiviai. Tačiau nanomedžiagų gamybai naudojama temperatūra iki 3500 laipsnių.

Saulės krosnis yra nebrangus, efektyvus ir aplinkai nekenksmingas būdas pasiekti aukštą temperatūrą.

Pietvakarių Prancūzijoje klesti vynuogės ir sunoksta visokie vaisiai – karšta! Be kita ko, saulė čia šviečia beveik 300 dienų per metus, o pagal giedrų dienų skaičių šios vietos nusileidžia, ko gero, tik Žydrojo kranto pakrantei. Jei apibūdinsime slėnį netoli Odeyo fizikos požiūriu, tada šviesos spinduliuotės galia čia yra 800 vatų per 1 kvadratinis metras. Aštuonios galingos kaitrinės lemputės. Šiek tiek? Užtenka, kad bazalto gabalėlis pasklistų į balą!

— Odeyo saulės krosnelės galia yra 1 megavatas, o tam reikia beveik 3 tūkstančių metrų veidrodinio paviršiaus,- sako vietinio saulės energijos muziejaus kuratorius Serge'as Chauvinas. — Be to, jums reikia surinkti šviesą iš tokio didelio paviršiaus į židinio tašką, kurio skersmuo yra vakarienės lėkštė.

Priešais parabolinį veidrodį sumontuoti heliostatai - specialios veidrodinės plokštės. Jų yra 63 su 180 sekcijų. Kiekvienas heliostatas turi savo „atsakomybės tašką“ – parabolės sektorių, ant kurio atsispindi surinkta šviesa. Jau ant įgaubto veidrodžio saulės spinduliai sutelkti židinio taške – toje pačioje krosnyje. Priklausomai nuo spinduliavimo intensyvumo (skaitykite: dangaus skaidrumo, paros ir metų laiko), galima pasiekti labai skirtingą temperatūrą. Teoriškai - iki 3800 laipsnių Celsijaus, realiai pasirodė iki 3600.

- Kartu su saulės judėjimu dangumi taip pat juda heliostatai,- Serge'as Chauvinas pradeda savo turą. — Kiekvienoje gale yra sumontuotas variklis, o kartu jie valdomi centralizuotai. Nebūtina jų montuoti idealioje padėtyje – priklausomai nuo laboratorijos užduočių, laipsnis židinio taške gali būti įvairus.

Saulės krosnis Odeyo mieste buvo pradėta statyti 60-ųjų pradžioje, o pradėta eksploatuoti jau aštuntajame dešimtmetyje. Ilgą laiką ji liko vienintelė tokia planetoje, tačiau 1987 metais kopija buvo pastatyta netoli Taškento. Serge'as Chauvinas šypsosi: „Taip, taip, tiksliai kopija“.

Tarybinė krosnis, beje, taip pat veikia. Tačiau jame atliekami ne tik eksperimentai, bet ir kai kurios praktinės užduotys. Tiesa, krosnies vieta neleidžia pasiekti tokių pat aukštų temperatūrų kaip Prancūzijoje – židinio taške Uzbekistano mokslininkams pavyksta gauti mažiau nei 3000 laipsnių.

Parabolinis veidrodis susideda iš 9000 plokščių – briaunų. Kiekvienas iš jų yra poliruotas, padengtas aliuminiu ir šiek tiek įgaubtas, kad būtų geriau fokusuojamas. Pastačius krosnies pastatą, visi nuožulniai buvo sumontuoti ir sukalibruoti rankomis – tai užtruko trejus metus!

Serge'as Chauvinas veda mus į aikštelę, esančią netoli nuo krosnies pastato. Kartu su mumis – grupele turistų, atvykusių į Odeyo autobusu – mokslinės egzotikos mylėtojų srautas neišdžiūna. Muziejaus kuratorė siekė parodyti paslėptą saulės energijos potencialą.

- Ponia ir pone, jūsų dėmesiui!— Nors Serge'as labiau panašus į mokslininką, jis labiau panašus į aktorių. — Mūsų žvaigždės skleidžiama šviesa leidžia medžiagoms akimirksniu įkaisti, užsidegti ir ištirpti.

Saulės krosnies darbuotojas pakelia paprastą šaką ir įdeda į didelę veidrodinio stiklo talpą. vidinis paviršius. Serge'ui Chauvinui prireikia kelių sekundžių, kad surastų fokusavimo tašką, o lazda akimirksniu užsidega. Stebuklai!

Kol prancūzų seneliai oho ir ahh, muziejaus darbuotojas persikelia į laisvai stovintį heliostatą ir pajudina jį tiek, kad atsispindėję spinduliai pataikytų į mažesnę čia pat įrengto parabolinio veidrodžio kopiją. Tai dar vienas vizualinis eksperimentas, parodantis saulės galimybes.

- Ponia ir pone, dabar išlydysime metalą!

Serge'as Chauvinas įdeda geležies gabalą į laikiklį, pajudina veržlę ieškodamas židinio taško ir, jį radęs, nutolsta nedideliu atstumu.

Saulė greitai atlieka savo darbą.

Geležies gabalas akimirksniu įkaista, pradeda rūkyti ir net kibirkščiuoti, pasiduodamas karštiems spinduliams. Jame vos per 10-15 sekundžių išdeginama 10 centų monetos dydžio skylė.

- Voila!- džiaugiasi Seržas.

Kai grįžtame į muziejaus pastatą, o kino salėje susėdę prancūzų turistai žiūri mokslinį filmą apie saulės krosnies ir laboratorijos darbą, prižiūrėtoja pasakoja įdomių dalykų.

– Dažniausiai žmonės klausia, kam viso to reikia,- Serge'as Šovinas numoja ranka. — Moksliniu požiūriu saulės energijos galimybės buvo ištirtos ir, kur įmanoma, pritaikytos kasdieniame gyvenime. Tačiau yra užduočių, kurioms dėl savo masto ir vykdymo sudėtingumo reikia įdiegti panašius į šį. Pavyzdžiui, kaip galime imituoti saulės poveikį dangai? erdvėlaivis? Arba iš orbitos į Žemę grįžtančios nusileidimo kapsulės įkaitimas?

Specialiame ugniai atspariame inde, įrengtame saulės krosnies židinio taške, galima atkurti tokias, neperdedant, nežemiškas sąlygas. Pavyzdžiui, buvo paskaičiuota, kad dangos elementas turi atlaikyti 2500 laipsnių Celsijaus temperatūrą – tai galima patikrinti eksperimentiškai čia, Odeio.

Prižiūrėtojas vedžioja mus po muziejų, kuriame įrengti įvairūs eksponatai – daugybės krosnyje atliekamų eksperimentų dalyviai. Anglies stabdžių diskas patraukia mūsų dėmesį...

- O, tai daiktas iš Formulės 1 automobilio rato,- Seržas linkteli. — Jo kaitinimas tam tikromis sąlygomis yra panašus į tai, ką galime atkurti laboratorijoje.

Kaip minėta aukščiau, temperatūrą židinio taške galima valdyti naudojant heliostatus. Priklausomai nuo atliktų eksperimentų, jis svyruoja nuo 1400 iki 3500 laipsnių. Apatinė riba reikalingas vandenilio gamybai laboratorijoje, svyruoja nuo 2200 iki 3000 - bandymams įvairios medžiagos ekstremaliomis karščio sąlygomis. Galiausiai daugiau nei 3000 yra darbo sritis su nanomedžiagomis, keramika ir naujų medžiagų kūrimu.

— Odeyo orkaitė neatlieka praktinių užduočių,- tęsia Serge'as Šovinas. — Kitaip nei kolegos uzbekai, mes nesame priklausomi nuo savų ūkinė veikla o mes užsiimame tik mokslu. Tarp mūsų klientų yra ne tik mokslininkai, bet ir įvairūs padaliniai, pavyzdžiui, gynybos.

Tiesiog sustojame prie keraminės kapsulės, kuri, pasirodo, yra drono laivo korpusas.

— Karo ministerija savo praktiniams poreikiams čia, slėnyje netoli Odejo, pastatė mažesnio skersmens saulės krosnį,- sako Serge'as. — Tai matyti iš kai kurių kalnų kelio atkarpų. Tačiau jie vis tiek kreipiasi į mus dėl mokslinių eksperimentų.

Prižiūrėtojas aiškina saulės energijos pranašumus prieš bet kokią kitą energiją atliekant mokslines užduotis.

- Visų pirma, saulė šviečia nemokamai,- sulenkia pirštus. — Antra, kalnų oras palengvina eksperimentus „gryna“ forma – be priemaišų. Trečia, saulės spinduliai leidžia medžiagas įkaitinti daug greičiau nei bet kuri kita instaliacija – kai kuriems eksperimentams tai itin svarbu.

Įdomu, kad krosnelė gali veikti praktiškai ištisus metus. Serge'o Chauvino teigimu, optimaliausias mėnuo eksperimentams atlikti yra balandis.

– Bet jei reikės, turistams net ir sausį saulė ištirpdys metalo gabalą,- šypteli prižiūrėtojas. — Svarbiausia, kad dangus būtų giedras ir be debesų.

Vienas iš neginčijami pranašumai Pats šios unikalios laboratorijos egzistavimas yra jos visiškas atvirumas turistams. Kasmet čia atvyksta iki 80 tūkstančių žmonių, o tai mokslą populiarina tarp suaugusiųjų ir vaikų kur kas labiau nei mokykla ar universitetas.

Font-Romeu-Odeillot yra tipiškas pastoracinis Prancūzijos miestelis. Pagrindinis jo skirtumas nuo tūkstančių tų pačių yra kasdienio gyvenimo ir mokslo paslapties sambūvis. 54 metrų veidrodžio parabolės fone – kalnų melžiamos karvės. Ir nuolat kaitri saulė.

Dabar pereikime prie kito pastato.

Keturiasdešimt penki kilometrai nuo Taškento, Parkento rajone, Tien Šanio papėdėje, 1050 metrų virš jūros lygio aukštyje, yra unikali struktūra - vadinamoji Didžioji saulės krosnis (BSP), kurios talpa 1 tūkstantis kilovatų. Jis įsikūręs Uzbekistano Respublikos mokslų akademijos Medžiagų mokslo instituto NPO „Physics-Sun“ teritorijoje. Pasaulyje yra tik dvi tokios krosnys, antroji – Prancūzijoje.

BSP buvo pradėtas eksploatuoti Sovietų Sąjungos valdžioje 1987 m.“, – sako Mirzasultanas Mamatkasymovas, Medžiagų mokslo instituto NPO Physics-Solntse mokslinis sekretorius, technikos mokslų kandidatas. — Šiam unikaliam objektui išsaugoti skiriama pakankamai lėšų iš valstybės biudžeto. Čia įsikūrusios dvi instituto laboratorijos, keturios – Taškente, kur yra pagrindinė mokslinė bazė, kurioje tiriami chemijos ir fizines savybes naujų medžiagų. Mes atliekame jų sintezės procesą. Mes eksperimentuojame su šiomis medžiagomis, stebėdami lydymosi procesą skirtingose ​​​​temperatūrose.

BSP yra sudėtingas optinis-mechaninis kompleksas su automatinės sistemos valdymas. Kompleksą sudaro kalno šlaite esantis heliostato laukas, nukreipiantis saulės spindulius į paraboloidinį koncentratorių, kuris yra milžiniškas įgaubtas veidrodis. Šio veidrodžio židinyje sukuriama aukščiausia temperatūra – 3000 laipsnių Celsijaus!

Heliostato lauką sudaro šešiasdešimt du heliostatai, išdėstyti šaškių lentos šablonu. Jie suteikia koncentratoriaus veidrodiniam paviršiui šviesos srautą nuolatinio Saulės stebėjimo režimu visą dieną. Kiekvienas heliostatas, kurio matmenys yra septyni su puse x šeši su puse metro, susideda iš 195 plokščių veidrodžių elementų, vadinamų "fasetais". Heliostato lauko atspindintis plotas yra 3022 kvadratiniai metrai.

Koncentratorius, į kurį heliostatai nukreipia saulės spindulius, yra keturiasdešimt penkių metrų aukščio ir penkiasdešimt keturių metrų pločio ciklopinė struktūra.

Reikėtų pažymėti, kad saulės krosnelių pranašumas, lyginant su kitų tipų orkaitėmis, yra tas, kad jos akimirksniu pasiekia aukšta temperatūra, leidžianti jums gauti švarios medžiagos be priemaišų (dėl ir kalnų oro grynumo). Jie naudojami naftos ir dujų, tekstilės ir daugelyje kitų pramonės šakų.

Veidrodžiai turi tam tikrą tarnavimo laiką ir anksčiau ar vėliau sugenda. Savo dirbtuvėse gaminame naujus veidrodžius, kuriuos montuojame vietoj senų. Vien koncentratoriuje jų yra 10 700, o heliostatuose – 12 090. Veidrodžių gamybos procesas vyksta vakuuminėse instaliacijose, kai ant naudotų veidrodžių paviršiaus purškiamas aliuminis.

Fergana.Ru:– Kaip sprendžiate specialistų paieškos problemą, nes žlugus Sąjungai jų nutekėjo į užsienį?

Mirzasultanas Mamatkasymovas:– Tuo metu, kai 1987 metais buvo pradėta diegti, čia dirbo specialistai iš Rusijos ir Ukrainos, kurie mokė mūsų žmones. Savo patirties dėka dabar turime galimybę patys rengti šios srities specialistus. Pas mus atvyksta jaunimas iš Uzbekistano nacionalinio universiteto Fizikos fakulteto. Aš pats, baigęs universitetą, čia dirbu nuo 1991 m.

Fergana.Ru:– Kai žiūri į šią grandiozinę struktūrą, į ažūrą metalines konstrukcijas, tarsi sklando ore ir tuo pačiu palaiko koncentratoriaus „šarvus“, mintyse iškyla mokslinės fantastikos filmų kadrai...

Mirzasultanas Mamatkasymovas:- Na, per mano gyvenimą niekas čia nebandė filmuoti mokslinės fantastikos naudojant šias unikalias „dekoracijas“. Tiesa, jų vaizdo klipų filmuotis atvyko Uzbekistano popžvaigždės.

Mirzasultanas Mamatkasymovas:– Šiandien lydysime briketus, presuotus iš miltelių pavidalo aliuminio oksido, kurio lydymosi temperatūra yra 2500 laipsnių Celsijaus. Lydymosi metu medžiaga teka pasvirusia plokštuma žemyn ir lašėja į specialų padėklą, kuriame susidaro granulės. Jie siunčiami į keramikos dirbtuves, esančias netoli BSP, kur susmulkinamos ir iš jų gaminami įvairūs keramikos gaminiai – nuo ​​mažų tekstilės pramonei skirtų siūlų tiektuvų iki tuščiavidurių keraminių kamuoliukų, kurie atrodo kaip biliardo kamuoliukai. Kamuoliai naudojami naftos ir dujų pramonėje kaip plūdės. Tuo pačiu metu naftos sandėliuose didelėse talpose laikomų naftos produktų paviršiaus garavimas sumažėja 15-20 procentų. Už pastaraisiais metais Tokių plūdžių esame pagaminę apie šešis šimtus tūkstančių.

Gaminame izoliatorius ir kitus gaminius elektros pramonei. Jie pasižymi padidintu atsparumu dilimui ir stiprumu. Be aliuminio oksido, naudojame ir ugniai atsparesnę medžiagą – cirkonio oksidą, kurio lydymosi temperatūra 2700 laipsnių Celsijaus.

Lydymo procesą stebi vadinamoji „techninio matymo sistema“, kurioje įrengtos dvi specialios televizijos kameros. Vienas iš jų vaizdą tiesiogiai perkelia į atskirą monitorių, kitas – į kompiuterį. Sistema leidžia stebėti lydymosi procesą ir atlikti įvairius matavimus.

Reikia pridurti, kad BSP taip pat naudojamas kaip universalus astrofizinis instrumentas, atveriantis galimybę tyrinėti žvaigždėtą dangų naktį.

Be minėtų darbų, institute didelis dėmesys skiriamas medicininės įrangos, pagamintos iš funkcinės keramikos (sterilizatorių), abrazyvinių instrumentų, džiovintuvų ir daug daugiau gamybai. Tokia įranga sėkmingai įdiegta į mūsų respublikos gydymo įstaigas, taip pat į panašias įstaigas Malaizijoje, Vokietijoje, Gruzijoje, Rusijoje.

Lygiagrečiai institutas kūrė mažos galios saulės energijos įrenginius. Pavyzdžiui, instituto mokslininkai sukūrė pusantro kilovato galios saulės krosnis, kurios buvo įrengtos Tabbino metalurgijos instituto teritorijoje (Egiptas) ir Tarptautiniame metalurgijos centre Haidarabade (Indija).

http://victorprofessor.livejournal.com/profile

Ir čia daugiau šia tema . Žinoma, prisiminkime ir apskritai apie . O taip, bet tu žinai

Iš pradžių jis bandė statyti šią krosnelę iš polistirolo. Atlikęs kai kuriuos pradinius bandymus, meistras išsiaiškino, kad putas sunku išpjauti tiesiai. Putplasčio plokštė per lengvai trupa net su aštriausiu peiliu. Pasirinkta buvo arba gaminti pjaustytuvą putplasčiui, arba naudoti kitą medžiagą. Galiausiai meistras apsigyveno ant faneros.

Vietinėje parduotuvėje įsigyta puiki medžiaga atšvaitui – aliuminizuotas popieriaus lapas. Jo atspindėjimas pasirodė pakankamai didelis, kad projektas veiktų. Jei šios medžiagos nerandate, tiks ir ant kartono pritvirtinta aliuminio folija.

Bendra gaminio kaina buvo apie 35 USD, įskaitant fanerą, atspindintį plakatų popierių ir kt.

Medžiagos ir įrankiai:
- Fanera;
- Tvirtinimo detalės;
-Aliuminiu dengtas popierius;
-Kilpos;
-Mediniai iešmai;
-Dailidžių klijai;
-Medžio apdaila;
-CNC staklės, kurių naudingasis darbo plotas ne mažesnis kaip 24 (609,6 mm) x 28 coliai (711,2);
-Šlifavimo popierius;
- Peilis;
-Pjūklas;
- Gręžtuvas;
- Gnybtai;

Pirmas žingsnis: teorija
Žemėje bendras energijos srautas (srauto tankis) iš Saulės vadinamas saulės konstanta. Saulės konstantos vertė yra maždaug 1360 vatų kvadratiniam metrui arba 1,995 kalorijos kvadratiniam cm, matuojant ant paviršiaus, statmeno krintančios saulės šviesai. Šis skaičius nesikeičia, nes atstumas tarp Žemės ir Saulės yra maždaug pastovus per visą metinę orbitą.

Saulės krosnis, kurią stato meistras, yra apie 60 cm pločio Kolektoriaus parabolinė forma sutelkia energiją ant iešmo, todėl kiekvieno ilgio centimetro energija bus sutelkta į 1 cm plotį. kolekcininkas. Šiuo atveju tai yra 1 991 kalorija kvadratiniam cm per minutę x 60 cm (plotis) = 117 kalorijų per minutę saulės energijos kiekvienam centimetrui ilgio išilgai iešmo.

Išsamūs moksliniai matavimai -))) parodė, kad tipinės dešros skersmuo yra apie 1,25 cm skerspjūvis. Skerspjūvio plotas bus lygus A = Pi padauginus iš spindulio kvadrato. Tai reiškia, kad kiekvieno linijinio dešros centimetro tūris yra (1,25 x 1,25 x 3,14) = 5 kubiniai centimetrai.

Bet kurio objekto masė yra jo tankis, padaugintas iš tūrio. Pasak meistro naudotų dešrelių gamintojo, kiekviena dešra svėrė 57 gramus. Kai dešros ilgis yra apie 12 cm, tūris yra apie 4,8 g/cm. Dėl to dešros tankis yra šiek tiek mažesnis nei 1 gramas kubiniame centimetre.

Sujungus šias energijos sąnaudas centimetre ir masę centimetre, išeina, kad kiekvieną minutę į dešrą įpilama 117 / 4,8 = 24 kalorijos energijos vienam gramui. Taigi kas sekundę gauname pakankamai energijos, kad dešrainio temperatūrą pakeltume maždaug 24 laipsniais Celsijaus kas minutę, kai jo vidinė temperatūra yra apie 20 °C.

Bet tai tiesa, kai idealios sąlygos be nuostolių. Atsižvelgiant į nuostolius, tikrasis grynasis viryklės efektyvumas yra apie 20%, dešrainio temperatūra pakyla ir ryškioje saulės šviesoje turėtų būti apie 5 laipsniai Celsijaus per minutę. Pakaitinti dešrą iki 80°C nuo pradinės 20°C temperatūros užtrunka apie 15 minučių.

Iš tikrųjų pasaulyje yra keletas panašių struktūrų. Pradėkime nuo saulės krosnies Prancūzijoje, tai yra iš Prancūzijos.

Saulės krosnis Prancūzijoje yra skirta generuoti ir koncentruoti aukštą temperatūrą, reikalingą įvairiems procesams.

Tai daroma fiksuojant saulės spindulius ir sutelkiant jų energiją vienoje vietoje. Konstrukcija padengta lenktais veidrodžiais, jų spindesys toks didelis, kad gali būti neįmanoma į juos žiūrėti, iki skausmo akyse. Šis statinys buvo pastatytas 1970 m., o tinkamiausia vieta buvo pasirinkti Rytų Pirėnai. Ir iki šios dienos krosnis išlieka didžiausia pasaulyje.

2 nuotrauka.

Veidrodžių masyvas atlieka parabolinio atšvaito funkciją, o aukšto temperatūros režimas pačiame židinyje gali siekti iki 3500 laipsnių. Be to, temperatūrą galite reguliuoti keisdami veidrodžių kampus.

Saulės krosnis, naudojanti natūralius išteklius, tokius kaip saulės šviesa, yra laikomas nepakeičiamu metodu aukštai temperatūrai pasiekti. Ir jie, savo ruožtu, naudojami įvairiems procesams. Taigi vandenilio gamybai reikalinga 1400 laipsnių temperatūra. Medžiagų, atliekamų aukštos temperatūros sąlygomis, bandymo režimai apima 2500 laipsnių temperatūrą. Taip išbandomi erdvėlaiviai ir branduoliniai reaktoriai.

3 nuotrauka.

Taigi saulės krosnis yra ne tik nuostabus pastatas, bet ir gyvybiškai svarbus bei efektyvus, o laikomas aplinkai nekenksmingu ir palyginti pigiu būdu pasiekti aukštą temperatūrą.

Veidrodžio matrica veikia kaip parabolinis reflektorius. Šviesa sutelkta į vieną centrą. Ir temperatūra ten gali pasiekti tokias temperatūras, kuriose plienas gali išsilydyti.

Tačiau temperatūrą galima reguliuoti įrengiant veidrodžius skirtingais kampais.

Pavyzdžiui, vandenilio gamybai naudojama apie 1400 laipsnių temperatūra. Temperatūra 2500 laipsnių – medžiagų bandymams ekstremaliomis sąlygomis. Pavyzdžiui, taip tikrinami branduoliniai reaktoriai ir erdvėlaiviai. Tačiau nanomedžiagų gamybai naudojama temperatūra iki 3500 laipsnių.

Saulės krosnis yra nebrangus, efektyvus ir aplinkai nekenksmingas būdas pasiekti aukštą temperatūrą.

5 nuotrauka.

Pietvakarių Prancūzijoje klesti vynuogės ir sunoksta visokie vaisiai – karšta! Be kita ko, saulė čia šviečia beveik 300 dienų per metus, o pagal giedrų dienų skaičių šios vietos nusileidžia, ko gero, tik Žydrojo kranto pakrantei. Jei apibūdintume slėnį netoli Odeyo fizikos požiūriu, tada šviesos spinduliuotės galia čia yra 800 vatų 1 kvadratiniam metrui. Aštuonios galingos kaitrinės lemputės. Šiek tiek? Užtenka, kad bazalto gabalėlis pasklistų į balą!

6 nuotrauka.

- Saulės orkaitės Odeyo galia yra 1 megavatas, o tam reikia beveik 3 tūkstančių metrų veidrodinio paviršiaus,- sako vietinio saulės energijos muziejaus kuratorius Serge'as Chauvinas. - Be to, jums reikia surinkti šviesą iš tokio didelio paviršiaus į židinio tašką, kurio skersmuo yra vakarienės lėkštė.

7 nuotrauka.

Priešais parabolinį veidrodį sumontuoti heliostatai - specialios veidrodinės plokštės. Jų yra 63 su 180 sekcijų. Kiekvienas heliostatas turi savo „atsakomybės tašką“ – parabolės sektorių, ant kurio atsispindi surinkta šviesa. Jau ant įgaubto veidrodžio saulės spinduliai susirenka židinio taške – toje pačioje krosnyje. Priklausomai nuo spinduliavimo intensyvumo (skaitykite: dangaus skaidrumo, paros ir metų laiko), galima pasiekti labai skirtingą temperatūrą. Teoriškai - iki 3800 laipsnių Celsijaus, realiai pasirodė iki 3600.

8 nuotrauka.

- Kartu su saulės judėjimu dangumi juda ir heliostatai,- Serge'as Chauvinas pradeda savo turą. - Kiekvienoje gale yra sumontuotas variklis, o kartu jie valdomi centralizuotai. Nebūtina jų montuoti idealioje padėtyje – priklausomai nuo laboratorijos užduočių, laipsnis židinio taške gali būti įvairus.

9 nuotrauka.

Saulės krosnis Odeyo mieste buvo pradėta statyti 60-ųjų pradžioje, o pradėta eksploatuoti jau aštuntajame dešimtmetyje. Ilgą laiką jis išliko vienintelis toks planetoje, tačiau 1987 metais kopija buvo pastatyta netoli Taškento. Serge'as Chauvinas šypsosi: „Taip, taip, tiksliai kopija“.

Tarybinė krosnis, beje, taip pat veikia. Tačiau jame atliekami ne tik eksperimentai, bet ir kai kurios praktinės užduotys. Tiesa, krosnies vieta neleidžia pasiekti tokių pat aukštų temperatūrų kaip Prancūzijoje – židinio taške Uzbekistano mokslininkams pavyksta gauti mažiau nei 3000 laipsnių.

Parabolinis veidrodis susideda iš 9000 plokščių – briaunų. Kiekvienas iš jų yra poliruotas, padengtas aliuminiu ir šiek tiek įgaubtas, kad būtų geriau fokusuojamas. Pastačius krosnies pastatą, visi nuožulniai buvo sumontuoti ir sukalibruoti rankomis – tai užtruko trejus metus!

Serge'as Chauvinas veda mus į aikštelę, esančią netoli nuo krosnies pastato. Kartu su mumis – grupele turistų, atvykusių į Odeyo autobusu – mokslinės egzotikos mylėtojų srautas neišdžiūna. Muziejaus kuratorė siekė parodyti paslėptą saulės energijos potencialą.

- Ponia ir pone, jūsų dėmesiui!– Nors Seržas labiau panašus į mokslininką, jis labiau panašus į aktorių. - Mūsų žvaigždės skleidžiama šviesa leidžia medžiagoms akimirksniu įkaisti, užsidegti ir ištirpti.

10 nuotrauka.

4 nuotrauka.

Saulės krosnies darbuotojas pakelia įprastą šaką ir įdeda į didelę kubilą, kurio vidus yra panašus į veidrodį. Serge'ui Chauvinui prireikia kelių sekundžių, kad surastų fokusavimo tašką, o lazda akimirksniu užsidega. Stebuklai!

Kol prancūzų seneliai oho ir ahh, muziejaus darbuotojas persikelia į laisvai stovintį heliostatą ir pajudina jį tiek, kad atsispindėję spinduliai pataikytų į mažesnę čia pat įrengto parabolinio veidrodžio kopiją. Tai dar vienas vizualinis eksperimentas, parodantis saulės galimybes.

- Ponia ir pone, dabar išlydysime metalą!

Serge'as Chauvinas įdeda geležies gabalą į laikiklį, pajudina veržlę ieškodamas židinio taško ir, jį radęs, nutolsta nedideliu atstumu.

Saulė greitai atlieka savo darbą.

Geležies gabalas akimirksniu įkaista, pradeda rūkyti ir net kibirkščiuoti, pasiduodamas karštiems spinduliams. Jame vos per 10-15 sekundžių išdeginama 10 euro centų monetos dydžio skylė.

- Voila!- džiaugiasi Seržas.

Kai grįžtame į muziejaus pastatą, o kino salėje susėdę prancūzų turistai žiūri mokslinį filmą apie saulės krosnies ir laboratorijos darbą, prižiūrėtoja pasakoja įdomių dalykų.

– Dažniausiai žmonės klausia, kam viso to reikia,- Serge'as Šovinas numoja ranka. - Moksliniu požiūriu saulės energijos galimybės buvo ištirtos ir, kur įmanoma, pritaikytos kasdieniame gyvenime. Tačiau yra užduočių, kurioms dėl savo masto ir vykdymo sudėtingumo reikia įdiegti panašius į šį. Pavyzdžiui, kaip modeliuoti saulės poveikį erdvėlaivio odai? Arba iš orbitos į Žemę grįžtančios nusileidimo kapsulės įkaitimas?

Specialiame ugniai atspariame inde, įrengtame saulės krosnies židinio taške, galima atkurti tokias, neperdedant, nežemiškas sąlygas. Pavyzdžiui, buvo paskaičiuota, kad dangos elementas turi atlaikyti 2500 laipsnių Celsijaus temperatūrą – tai galima patikrinti eksperimentiškai čia, Odeio.

Prižiūrėtojas vedžioja mus po muziejų, kuriame įrengti įvairūs eksponatai – daugybės krosnyje atliekamų eksperimentų dalyviai. Anglies stabdžių diskas patraukia mūsų dėmesį...

- O, tai daiktas iš Formulės 1 automobilio rato,- Seržas linkteli. - Jo kaitinimas tam tikromis sąlygomis yra panašus į tai, ką galime atkurti laboratorijoje.

Kaip minėta aukščiau, temperatūrą židinio taške galima valdyti naudojant heliostatus. Priklausomai nuo atliktų eksperimentų, jis svyruoja nuo 1400 iki 3500 laipsnių. Apatinė riba būtina gaminant vandenilį laboratorijoje, diapazonas nuo 2200 iki 3000 skirtas įvairioms medžiagoms tirti ekstremaliomis karščio sąlygomis. Galiausiai daugiau nei 3000 yra darbo sritis su nanomedžiagomis, keramika ir naujų medžiagų kūrimu.

- Odeyo orkaitė neatlieka praktinių užduočių,- tęsia Serge'as Chauvinas. - Kitaip nei kolegos Uzbekas, mes nesame priklausomi nuo savo ekonominės veiklos ir užsiimame tik mokslu. Tarp mūsų klientų yra ne tik mokslininkai, bet ir įvairūs padaliniai, pavyzdžiui, gynybos.

Tiesiog sustojame prie keraminės kapsulės, kuri, pasirodo, yra drono laivo korpusas.

- Karo ministerija savo praktiniams poreikiams čia, slėnyje netoli Odejo, pastatė mažesnio skersmens saulės krosnį.- sako Serge'as. - Tai matyti iš kai kurių kalnų kelio atkarpų. Tačiau jie vis tiek kreipiasi į mus dėl mokslinių eksperimentų.

Prižiūrėtojas aiškina saulės energijos pranašumus prieš bet kokią kitą energiją atliekant mokslines užduotis.

- Visų pirma, saulė šviečia nemokamai,- sulenkia pirštus. - Antra, kalnų oras palengvina eksperimentus „gryna“ forma – be priemaišų. Trečia, saulės spinduliai leidžia medžiagas įkaitinti daug greičiau nei bet kuri kita instaliacija – kai kuriems eksperimentams tai itin svarbu.

Įdomu tai, kad krosnelė gali veikti beveik ištisus metus. Serge'o Chauvino teigimu, optimaliausias mėnuo eksperimentams atlikti yra balandis.

– Bet jei reikės, turistams net ir sausį saulė ištirpdys metalo gabalą,- šypteli prižiūrėtojas. - Svarbiausia, kad dangus būtų giedras ir be debesų.

Vienas iš neabejotinų šios unikalios laboratorijos egzistavimo pranašumų yra jos visiškas atvirumas turistams. Kasmet čia atvyksta iki 80 tūkstančių žmonių, o tai mokslą populiarina tarp suaugusiųjų ir vaikų kur kas labiau nei mokykla ar universitetas.

Font-Romeu-Odeillot yra tipiškas pastoracinis Prancūzijos miestelis. Pagrindinis jo skirtumas nuo tūkstančių tų pačių yra kasdienio gyvenimo ir mokslo paslapties sambūvis. 54 metrų veidrodžio parabolės fone – kalnų melžiamos karvės. Ir nuolat kaitri saulė.

11 nuotrauka.

12 nuotrauka.

13 nuotrauka.

14 nuotrauka.

Dabar pereikime prie kito pastato.

Keturiasdešimt penki kilometrai nuo Taškento, Parkento rajone, Tien Šanio papėdėje, 1050 metrų virš jūros lygio aukštyje, yra unikali struktūra - vadinamoji Didžioji saulės krosnis (BSP), kurios talpa 1 tūkstantis kilovatų. Jis įsikūręs Uzbekistano Respublikos mokslų akademijos Medžiagų mokslo instituto NPO „Physics-Sun“ teritorijoje. Pasaulyje yra tik dvi tokios krosnys, antroji – Prancūzijoje.

BSP buvo pradėtas eksploatuoti Sovietų Sąjungos valdžioje 1987 m.“, – sako Mirzasultanas Mamatkasymovas, Medžiagų mokslo instituto NPO Physics-Solntse mokslinis sekretorius, technikos mokslų kandidatas. — Šiam unikaliam objektui išsaugoti skiriama pakankamai lėšų iš valstybės biudžeto. Čia įsikūrusios dvi instituto laboratorijos, keturios – Taškente, kur yra pagrindinė mokslinė bazė, kurioje tiriamos naujų medžiagų cheminės ir fizinės savybės. Mes atliekame jų sintezės procesą. Mes eksperimentuojame su šiomis medžiagomis, stebėdami lydymosi procesą skirtingose ​​​​temperatūrose.

BSP yra sudėtingas optinis-mechaninis kompleksas su automatinėmis valdymo sistemomis. Kompleksą sudaro kalno šlaite esantis heliostato laukas, nukreipiantis saulės spindulius į paraboloidinį koncentratorių, kuris yra milžiniškas įgaubtas veidrodis. Šio veidrodžio židinyje sukuriama aukščiausia temperatūra – 3000 laipsnių Celsijaus!

15 nuotrauka.

Heliostato lauką sudaro šešiasdešimt du heliostatai, išdėstyti šaškių lentos šablonu. Jie suteikia koncentratoriaus veidrodiniam paviršiui šviesos srautą nuolatinio Saulės stebėjimo režimu visą dieną. Kiekvienas heliostatas, kurio matmenys yra septyni su puse x šeši su puse metro, susideda iš 195 plokščių veidrodžių elementų, vadinamų "fasetais". Heliostato lauko atspindintis plotas yra 3022 kvadratiniai metrai.

Koncentratorius, į kurį heliostatai nukreipia saulės spindulius, yra keturiasdešimt penkių metrų aukščio ir penkiasdešimt keturių metrų pločio ciklopinė struktūra.

16 nuotrauka.

Pažymėtina, kad saulės krosnių privalumas, lyginant su kitų tipų krosnelėmis, yra akimirksniu pasiekiama aukšta temperatūra, kuri leidžia gauti grynas medžiagas be priemaišų (dėl ir kalnų oro grynumo). Jie naudojami naftos ir dujų, tekstilės ir daugelyje kitų pramonės šakų.

Veidrodžiai turi tam tikrą tarnavimo laiką ir anksčiau ar vėliau sugenda. Savo dirbtuvėse gaminame naujus veidrodžius, kuriuos montuojame vietoj senų. Vien koncentratoriuje jų yra 10 700, o heliostatuose – 12 090. Veidrodžių gamybos procesas vyksta vakuuminėse instaliacijose, kai ant naudotų veidrodžių paviršiaus purškiamas aliuminis.

17 nuotrauka.

Fergana.Ru:– Kaip sprendžiate specialistų paieškos problemą, nes žlugus Sąjungai jų nutekėjo į užsienį?

Mirzasultanas Mamatkasymovas:– Tuo metu, kai 1987 metais buvo pradėta diegti, čia dirbo specialistai iš Rusijos ir Ukrainos, kurie mokė mūsų žmones. Savo patirties dėka dabar turime galimybę patys rengti šios srities specialistus. Pas mus atvyksta jaunimas iš Uzbekistano nacionalinio universiteto Fizikos fakulteto. Aš pats, baigęs universitetą, čia dirbu nuo 1991 m.

Fergana.Ru:– Žvelgiant į šią grandiozinę konstrukciją, į ažūrines metalines konstrukcijas, tarsi sklandančias ore ir tuo pačiu laikančias koncentratoriaus „šarvus“, mintyse iškyla kadrai iš mokslinės fantastikos filmų...

Mirzasultanas Mamatkasymovas:- Na, per mano gyvenimą niekas čia nebandė filmuoti mokslinės fantastikos naudojant šias unikalias „dekoracijas“. Tiesa, jų vaizdo klipų filmuotis atvyko Uzbekistano popžvaigždės.

18 nuotrauka.

Mirzasultanas Mamatkasymovas:– Šiandien lydysime briketus, presuotus iš miltelių pavidalo aliuminio oksido, kurio lydymosi temperatūra yra 2500 laipsnių Celsijaus. Lydymosi metu medžiaga teka pasvirusia plokštuma žemyn ir lašėja į specialų padėklą, kuriame susidaro granulės. Jie siunčiami į keramikos dirbtuves, esančias netoli BSP, kur susmulkinamos ir iš jų gaminami įvairūs keramikos gaminiai – nuo ​​mažų tekstilės pramonei skirtų siūlų tiektuvų iki tuščiavidurių keraminių kamuoliukų, kurie atrodo kaip biliardo kamuoliukai. Kamuoliai naudojami naftos ir dujų pramonėje kaip plūdės. Tuo pačiu metu naftos sandėliuose didelėse talpose laikomų naftos produktų paviršiaus garavimas sumažėja 15-20 procentų. Pastaraisiais metais tokių plūdžių pagaminome apie šešis šimtus tūkstančių.

19 nuotrauka.

Gaminame izoliatorius ir kitus gaminius elektros pramonei. Jie pasižymi padidintu atsparumu dilimui ir stiprumu. Be aliuminio oksido, naudojame ir ugniai atsparesnę medžiagą – cirkonio oksidą, kurio lydymosi temperatūra 2700 laipsnių Celsijaus.

Lydymo procesą stebi vadinamoji „techninio matymo sistema“, kurioje įrengtos dvi specialios televizijos kameros. Vienas iš jų vaizdą tiesiogiai perkelia į atskirą monitorių, kitas – į kompiuterį. Sistema leidžia stebėti lydymosi procesą ir atlikti įvairius matavimus.

20 nuotrauka.

Reikia pridurti, kad BSP taip pat naudojamas kaip universalus astrofizinis instrumentas, atveriantis galimybę tyrinėti žvaigždėtą dangų naktį.

Be minėtų darbų, institute didelis dėmesys skiriamas medicininės įrangos, pagamintos iš funkcinės keramikos (sterilizatorių), abrazyvinių instrumentų, džiovintuvų ir daug daugiau gamybai. Tokia įranga sėkmingai įdiegta į mūsų respublikos gydymo įstaigas, taip pat į panašias įstaigas Malaizijoje, Vokietijoje, Gruzijoje, Rusijoje.

Lygiagrečiai institutas kūrė mažos galios saulės energijos įrenginius. Pavyzdžiui, instituto mokslininkai sukūrė pusantro kilovato galios saulės krosnis, kurios buvo įrengtos Tabbino metalurgijos instituto teritorijoje (Egiptas) ir Tarptautiniame metalurgijos centre Haidarabade (Indija).

21 nuotrauka.

22 nuotrauka.

23 nuotrauka.

24 nuotrauka.

25 nuotrauka.

26 nuotrauka.

27 nuotrauka.

28 nuotrauka.

29 nuotrauka.

30 nuotrauka.

31 nuotrauka.

32 nuotrauka.

33 nuotrauka.

34 nuotrauka.

35 nuotrauka.

36 nuotrauka.

37 nuotrauka.

38 nuotrauka.

39 nuotrauka.

40 nuotrauka.

41 nuotrauka.

42 nuotrauka.

Naudotis laisva saulės energija labai vilioja. Nemokamos – jos visada traukia.

Jau rašiau apie tai, o šis straipsnis yra apie tai, kaip gaminti maistą naudojant saulės šviesą.

Pirma, apie naminę saulės krosnį.

Saulės krosnelę savo rankomis pasidaryti labai paprasta, tereikia sutelkti krintantį šviesą į vieną tašką ir viskas.

Štai paprastas koncentravimo būdas – naudojant plėvelę ir vandenį.

Tokioje instaliacijoje galite išlydyti metalą ir gaminti maistą.

Įrengimas yra nuolatinis ir tinkamas kaimo namas arba vasarnamiai. Na, arba pastogė, esanti taip, kad prie jos neprisijungtų elektra.

Būtent pastaroji sąlyga – elektros stoka – dažniausiai tampa saulės krosnies gamybos priežastimi. Žinoma, saulė taip pat šviečia nepakankamai kiekvieną dieną, tačiau taupyti dujas ar benziną gaminant maistą giedromis dienomis yra labai gera idėja.

Nešiojamas saulės koncentratorius gali būti lengvai pagamintas iš veidrodinės plėvelės.

Svarbiausia yra suteikti veidrodiniam sluoksniui įdubimą – prieš tvirtindami veidrodinės plėvelės kraštus, centrinę dalį priklijuokite prie apačios.

Kaip savo rankomis pasidaryti saulės kolektorių

Šiame vaizdo įraše pateikiami saulės krosnelės brėžiniai ir jos veikimo teorija.

Ir štai tęsinys - žingsnis po žingsnio gamyba saulės viryklė.

Saulės krosnies veikimo demonstravimas.

Kaip matote, saulės krosnį labai paprasta gaminti ir ji veikia net žiemą, jei, žinoma, saulėta diena.

Tačiau tokių konstrukcijų į žygį pasiimti negalima, o kartais, ypač keliaujant žiemą stepėse ar kalnuotose vietovėse, tenka vežtis kuro. Tokiose kelionėse labai tiks nešiojama saulės krosnelė.

Čia paruoštas pavyzdys nešiojama vamzdžio formos saulės krosnelė, veikia tik saulės energija – kepsniams ir kitam skaniam maistui ruošti nenaudojamas nė lašas kuro.

Kur nusipirkti saulės kolektorių