Tổ hợp năng lượng mặt trời "Mặt trời" - một lò phản chiếu của Liên Xô

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Nhìn vào bức ảnh chụp tòa nhà độc đáo, khó ai có thể tưởng tượng đây không phải là khung cảnh cho một bộ phim kỳ vĩ mà là một vật thể hoàn toàn trên cạn. Lịch sử của nó bắt đầu từ những năm 1980, khi việc xây dựng lò năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới bắt đầu ở vùng đất rộng lớn của Liên Xô (ở Uzbekistan).

Hơn nữa, sự vĩ đại và sức mạnh của tổ hợp năng lượng mặt trời "Mặt trời" không nằm ở dạng cấu trúc tương lai mà là ở chức năng, bởi vì việc lắp đặt nó có khả năng nâng nhiệt độ trong lò lên 3500 ° C trong một vấn đề giây, chỉ sử dụng năng lượng của ánh sáng.

Việc xây dựng bất thường bắt đầu vào năm 1981 ở chân núi Tien Shan ở độ cao 1100 m so với mực nước biển. Lãnh thổ của Uzbekistan, khi đó là một phần của Liên Xô, không được lựa chọn một cách tình cờ, vì loại điều kiện đặc biệt phức tạp này được yêu cầu và ở đây chúng đáp ứng các yêu cầu khoa học cơ bản.

Thứ nhất, toàn bộ vật thể phải được đặt trên một khối đá nguyên vẹn để tránh bị phá hủy trong các trận động đất, và bất kỳ chấn động nào của vỏ trái đất cũng không làm mất hướng thiết lập của các hệ thống nhật khí đối với bộ tập trung.

Thứ hai, ở khu vực này trong năm hơn 270 ngày chất lượng của ánh sáng mặt trời hướng vào tương ứng với các thông số yêu cầu.

Và quan trọng nhất, có rất ít bụi trong khí quyển ở độ cao này, bởi vì khu phức hợp này được thiết kế để làm việc với các vật liệu siêu tinh khiết.

Sự thật thú vị:Nguyên mẫu của một vật thể mặt trời như vậy chỉ tồn tại ở Font-Rome-Odeillo, trên sườn núi Đông Pyrenees, ở Pháp. Kể từ năm 1970, một trung tâm nghiên cứu về nghiên cứu vật liệu ở nhiệt độ cực cao đã tiến hành nghiên cứu trên cơ sở của phức hợp.

Sự phát triển kỹ thuật của khu phức hợp này đã tiêu tốn một khoản tiền khổng lồ cho kho bạc của đất nước, nhưng kết quả đã vượt qua cả những kỳ vọng táo bạo nhất. Không chỉ hoạt động thực tế miễn phí, mà các nhà khoa học đã nhận được một cơ sở duy nhất để nghiên cứu. Để "Viện Mặt trời" hoạt động đầy đủ, các nhà khoa học đã làm việc dưới sự giám sát của Viện sĩ S. Azimov cần phải có rất nhiều nỗ lực và tâm huyết, vì việc tính toán và phát triển các hệ thống lắp đặt thử nghiệm đòi hỏi những kiến thức đặc biệt.

Thiết kế phức tạp của lò năng lượng mặt trời đòi hỏi những tính toán chính xác, vì nó là một tổ hợp cơ-quang phức tạp được trang bị hệ thống điều khiển tự động. Nó bao gồm 4 đơn vị cấu trúc, một trong số đó là trường heliostat nằm trên một sườn dốc thoải, trên đó 62 heliostat được ghép từ 195 phần tử gương phẳng được lắp đặt theo mô hình bàn cờ.

Đối diện với các gương được điều khiển tự động của trường heliostat là một bộ tập trung hình parabol (lõm) được làm bằng 10700 gương phân bố trên diện tích 1840 m². Chính cấu trúc này có khả năng hình thành dòng năng lượng mật độ cao tĩnh tại vùng tiêu điểm của bộ tập trung, được chuyển hướng đến tháp trung tâm, trong đó nhiệt độ trên 3500 ° C được tạo ra, tương đương với năng lượng của "10 nghìn mặt trời".

Thú vị: Đường kính của gương parabol trong tổ hợp năng lượng mặt trời "Mặt trời" là 47 m, và trong lò năng lượng mặt trời Odeilia - 54 m.

Đương nhiên, không ai sử dụng các siêu năng lượng như vậy cho mục đích nấu chảy kim loại tầm thường, chúng được sử dụng cho các mục đích khoa học, vì việc thử nghiệm thiết bị và vật liệu liên quan đến ngành hàng không và vũ trụ không thể được thực hiện trong điều kiện bình thường.

Ví dụ, để tạo ra lớp da của tàu vũ trụ hoặc trạm quỹ đạo, bạn cần biết chính xác cơ thể của vật thể đó chịu nhiệt như thế nào khi tiếp xúc liên tục với ánh sáng mặt trời và phản ứng của nó khi nhiệt độ giảm mạnh. Mọi người đều thấy rõ rằng những nghiên cứu như vậy sẽ không thể thực hiện được nếu không có phức hệ năng lượng mặt trời. Mặc dù việc lắp đặt như vậy có thể dễ dàng được sử dụng cho các mục đích khác nhau, ví dụ, để tạo ra điện, nhiên liệu hydro hoặc tạo ra vật liệu nano, cũng như nấu chảy thép và các vật liệu có độ bền cao khác.

Lợi ích của lò nướng năng lượng mặt trời:

- nhờ hệ thống gương và thiết bị cô đặc, có thể tăng nhiệt độ trên 3500 ° theo nghĩa đen chỉ trong vài giây, giúp thu được nguyên liệu tinh khiết không có tạp chất ở đầu ra;

- hệ thống năng lượng mặt trời có khả năng cung cấp sự thay đổi nhiệt độ tức thời, giúp có thể điều tra kỹ lưỡng ảnh hưởng của các cú sốc nhiệt lên vật liệu;

- An toàn môi trường được đảm bảo do đối tượng nghiên cứu chỉ được nung nóng bằng bức xạ. Điều này có nghĩa là lò không tạo ra bất kỳ chất gây ô nhiễm nào.

Bất chấp sự thật là Liên Xô đã biến mất từ lâu, "Viện Mặt trời" được đổi tên thành Viện Vật lý Kỹ thuật NPO "Vật lý-Mặt trời" của Viện Hàn lâm Khoa học Uzbekistan, và theo phương thức tương tự, nó được truyền cảm hứng tham gia vào nghiên cứu làm việc, thường xuyên thử nghiệm với các tấm pin mặt trời, vật liệu nano, quang điện tử và nhiều loại khác.

Theo các biên tập viên của Novate. Ru, tổ chức khoa học này cũng tham gia vào các hoạt động thương mại, bởi vì các công nghệ hiện đại hơn bao giờ hết cần quang điện tử có độ chính xác cao, chất bán dẫn tinh khiết, gốm sứ đặc biệt, các yếu tố siêu chính xác để tạo ra thiết bị y tế và thiết bị y tế, v.v.

Du lịch cũng trở nên phổ biến gần đây. Các công ty du lịch tổ chức các chuyến du ngoạn một ngày thú vị để mọi người có thể tận mắt chứng kiến sự vĩ đại của "Viện Mặt trời" và lò nướng độc đáo của nó.