Солнечная печь оделио франция реферат
Обновлено: 18.05.2024
Экологические проблемы (глобальное потепление, Киотский протокол), а также рост цен на нефть привели к тому, что учёные Национального центра научных исследований Франции (CNRS) задумались над вопросами преобразования солнечной энергии в электричество и водород. В связи с этим во Франции начались исследовательские программы, и в 1970-х годах была создана лаборатория PROMES, которая расположена при научном комплексе французского городка Одейо (рядом с Фон-Ромё) на юге Франции, недалеко от границы с Андоррой.
Одейлийская солнечная печь — самая крупная в мире солнечная печь. Место выбрано в связи с колличеством и качеством солнечного света и чистотой атмосферы. Печь была введена в эксплуатацию в 1970 году.
Солнечные установки PROMES Национального центра научных исследований Франции способны производить очень высокие температуры (более 3000 ° C). Они оснащены широким спектром реакторов и модульным оборудование, спроектированным и разработанным в лаборатории для обширных научных исследований.
Максимальная температура 3500° может быть получена в течение нескольких секунд. Печь обеспечивает быстрое изменение температуры и, следовательно, позволяет изучать влияние термических ударов. Области исследования распространяются на авиационную и аэрокосмическою промышленности.
В центре работает около 150 учёных. Преимущество исследований в том, что здесь нет загрязняющих элементов, так как объекты, который исследуются, нагреваются только с помощью излучения.
Надпись: “Cиликатный тигель для плавки металлов… Руками не трогать. Опасно для жизни. Дополнительная информация, относящаяся к экспонату: 10000 солейлей”.
*Проводятся регулярные экскурсии с демонстрацией возможностей печи: в солнечные дни прожигаются насквозь металлические пластины, а в пасмурные от света ламп загорается древесина.
Солнечная Печь – это сооружение, созданное для улавливания и преобразования Солнечных лучей в тепло, причем таким способом можно достичь достаточно высоких температур. Достигается это тем, что некую конструкцию покрывают вогнутыми зеркалами, что приводит к ослепительному сиянию.
Это уникальное творение французских ученых еще называю Гелиоустановкой, которая предназначена для термической обработки материалов. Такого типа тепловые установки состоят из Гелиоконцентратора, который состоит из жесткой конструкции с установленными на ней разной формы зеркалами, приемного устройства, что собственно и является печью. А также автоматической системы наблюдения за перемещением солнца, которая — либо поворачивает гелиоконцентратор, или же меняет угол зеркал, в зависимости от конструкции.
В настоящее время, Солнечная Печь, построенная в тысяча девятьсот семидесятом году, во французском городе Фон-Ромё-Одейо, является крупнейшей гелиоустановкой в мире. Массив зеркал приобретает особенность параболического отражателя. Лучи солнца концентрируются в одной точке. После чего температура там может достичь до трех с половиной тысяч градусов. При такой температуре легко плавится сталь, а вообще такую высокую температуру, еще называют температурой нанотехнологий.
Однако температуру можно удерживать в нужных пределах, это достигается придания зеркалам разных углов. Что напрямую влияет на выдаваемую гелиоконцентратором температуру. Например, температура в пределах 1400 градусов чаще всего применяется для получения водорода.
При температуре две с половиной тысячи градусов – для испытания материалов в экстремальных условиях. К примеру, в таких условиях испытывают космические аппараты, ядерные реакторы. Ну а температурный режим в районе трех с половиной градусов используется для получения наноматериалов.
Подобных сооружений на самом деле в мире насчитывается несколько. Давайте мы начнем с Solar Furnace in France, т.е с Франции.
Солнечная Печь во Франции предназначена для выработки и концентрации высоких температур, необходимых для различных процессов.
Это осуществляется посредством улавливания солнечных лучей и концентрирования их энергии в одном месте. Сооружение покрыто изогнутыми зеркалами, их сияние настолько велико, что смотреть на них бывает невозможно, до боли в глазах. В 1970 году было воздвигнуто это сооружение, в качестве самого подходящего места были выбраны Восточные Пиренеи. И до сегодняшнего дня Печь остается крупнейшей во всем мире.
Фото 2.
На массив зеркал возложены функции параболического отражателя, а высокий температурный режим в самом фокусе может доходить до 3500 градусов. Причем и регулировать температуру можно с помощью изменения углов наклона зеркал.
Солнечная Печь, используя такой природный ресурс как солнечный свет, считается незаменимым способом для получения высоких температур. А они, в свою очередь, используются для разнообразных процессов. Так, производство водорода требует температуры в 1400 градусов. Тестовые режимы материалов, проводящиеся в высокотемпературных условиях, предусматривают температуру 2500 градусов. Так тестируются космические аппараты и атомные реакторы.
Фото 3.
Так что Солнечная Печь – не просто удивительное здание, но и жизненно необходимое и эффективное, при этом оно считается экологичным и относительно дешёвым способом получить высокие температуры.
Массив зеркал действует в качестве параболического отражателя. Свет фокусируется в одном центре. И температура там может достигать температур, при которых можно плавить сталь.
Но температуру можно регулировать, устанавливая зеркала под разными углами.
Например, температура около 1400 градусов используется для производства водорода. Температура 2500 градусов – для тестирования материалов в экстремальных условиях. Например, так проверяют атомные реакторы и космические аппараты. А вот температура до 3500 градусов применяется для изготовления наноматериалов.
Солнечная Печь – недорогой, эффективный и экологичный способ получения высоких температур.
Фото 5.
На юго-западе Франции замечательно приживается виноград и вызревают всевозможные фрукты — жарко! Кроме прочего, солнце здесь светит чуть не 300 дней в году, а по количеству ясных дней эти места уступают, пожалуй, только Лазурному берегу. Если же охарактеризовать долину около Одейо с точки зрения физики, то мощность светового излучения здесь составляет 800 ватт на 1 квадратный метр. Восемь мощных лампочек накаливания. Немного? Достаточно, чтобы кусочек базальта растекся лужицей!
Давайте дальше продолжим экскурсию с журналом Onliner.by:
Фото 6.
— Солнечная печь в Одейо обладает мощностью 1 мегаватт, и для этого необходимо почти 3 тысячи метров зеркальной поверхности, — рассказывает Серж Шовин, смотритель местного музея солнечной энергии. — Причем собрать свет с такой большой поверхности нужно в фокусную точку диаметром со столовую тарелку.
Фото 7.
Фото 8.
— Вместе с движением солнца по небу двигаются и гелиостаты, — начинает свою экскурсию Серж Шовин. — Сзади у каждого установлен двигатель, а все вместе они управляются централизованно. Необязательно устанавливать их в идеальную позицию — в зависимости от задач лаборатории градус в точке фокуса можно варьировать.
Фото 9.
Советская печь, к слову, тоже остается действующей. На ней, правда, проводят не только опыты, но и выполняют некоторые практические задачи. Правда, расположение печи не позволяет достичь таких же высоких температур, как во Франции — в точке фокуса узбекским ученым удается получить менее 3000 градусов.
Параболическое зеркало состоит из 9000 пластинок — фацетов. Каждая из них отполирована, имеет алюминиевое напыление и чуть вогнута для лучшей фокусировки. После постройки здания печи все фацеты были установлены и откалиброваны вручную — на это ушло три года!
Серж Шовин ведет нас на площадку неподалеку от здания печи. Вместе с нами — группа туристов, прибывших в Одейо на автобусе — поток любителей научной экзотики не иссякает. Музейный смотритель собрался наглядно продемонстрировать скрытый потенциал солнечной энергии.
— Мадам и месье, ваше внимание! — Серж хоть и выглядит скорее как ученый, больше похож на актера. — Свет, излучаемый нашей звездой, позволяет мгновенно нагревать материалы, воспламенять и плавить их.
Фото 10.
Фото 4.
Сотрудник солнечной печи поднимает обычную ветку и размещает ее в большом чане с зеркальной внутренней поверхностью. У Сержа Шовина уходит несколько секунд на поиск точки фокусировки, и палка моментально вспыхивает. Чудеса!
Пока французские бабушки и дедушки ахают и охают, музейщик переходит к отдельно стоящему гелиостату и двигает его ровно так, чтобы отраженные лучи попали в уменьшенную копию параболического зеркала, установленного тут же. Это еще один наглядный эксперимент, показывающий возможности солнца.
— Мадам и месье, сейчас мы будем плавить металл!
Серж Шовин устанавливает в держатель кусочек железа, двигает тисками в поиске точки фокуса и, найдя ее, отходит на небольшое расстояние.
Солнце быстро делает свое дело.
Кусочек железа моментально нагревается, начинает дымить и даже искрить, поддаваясь жарким лучам. Буквально за 10—15 секунд в нем прожигается дырочка размером с монету в 10 евроцентов.
— Вуаля! — ликует Серж.
Пока мы возвращаемся в здание музея, а французские туристы рассаживаются в кинозале для просмотра научного фильма о работе солнечной печи и лаборатории, смотритель рассказывает нам любопытные вещи.
— Чаще всего люди спрашивают, зачем все это нужно, — разводит руками Серж Шовин. — С точки зрения науки возможности солнечной энергии изучены, применены где это возможно в быту. Но существуют задачи, которые по своему масштабу и сложности исполнения требуют установок, подобных этой. Например, как нам смоделировать воздействие солнца на обшивку космического корабля? Или нагрев спускаемой капсулы, возвращающейся с орбиты на Землю?
В специальной тугоплавкой емкости, установленной в точке фокуса солнечной печи, можно воссоздать такие, без преувеличения, неземные условия. Подсчитано, например, что элемент обшивки должен выдерживать температуру в 2500 градусов по Цельсию — и опытным путем это можно проверить здесь, в Одейо.
Смотритель ведет нас по музею, где установлены различные экспонаты — участники многочисленных экспериментов, проведенных в печи. Наше внимание привлекает тормозной карбоновый диск…
— О, эта штука от колеса болида Формулы-1, — кивает Серж. — Ее нагрев в некоторых условиях сопоставим с тем, что мы можем воспроизвести в лаборатории.
Как уже говорилось выше, температурой в точке фокуса можно управлять при помощи гелиостатов. В зависимости от проводимых опытов она варьируется от 1400 до 3500 градусов. Нижний предел необходим для производства водорода в лаборатории, диапазон от 2200 до 3000 — для тестирования различных материалов в условиях экстремального нагрева. Наконец, выше 3000 — область работы с наноматериалами, керамикой и созданием новых материалов.
— Печь в Одейо не выполняет практических задач, — продолжает Серж Шовин. — В отличие от узбекских коллег, мы не зависим от собственной хозяйственной деятельности и занимаемся исключительно наукой. Среди наших заказчиков не только ученые, но и самые разные ведомства, например оборонное.
Мы как раз останавливаемся у керамической капсулы, которая оказывается корпусом корабля-беспилотника.
— Военное министерство построило солнечную печь меньшего диаметра для собственных практических нужд здесь же, в долине у Одейо, — говорит Серж. — Ее можно увидеть с некоторых участков горной дороги. Но за научными экспериментами они все равно обращаются к нам.
Смотритель объясняет, в чем преимущество солнечной энергии перед любой другой в ходе выполнения научных задач.
Любопытно, что печь может работать практически круглый год. По словам Сержа Шовина, оптимальным месяцем для проведения экспериментов является апрель.
— Но если нужно, кусочек металла для туристов солнце расплавит хоть в январе,— улыбается смотритель. — Главное, чтобы небо было ясным и безоблачным.
Одним из неоспоримых преимуществ самого существования этой уникальной лаборатории является полная ее открытость для туристов. Ежегодно сюда приезжает до 80 тысяч человек, и это делает для популяризации науки среди взрослых и детей намного больше, чем школа или университет.
Фон-Ромё-Одейо — типичный пасторальный французский городок. Его главное отличие от тысяч таких же — сосуществование таинства бытовой жизни и науки. На фоне 54-метровой зеркальной параболы — горные молочные коровы. И постоянное жаркое солнце.
Фото 11.
Фото 12.
Фото 13.
Фото 14.
Теперь перейдем у другому сооружению.
БСП представляет собой сложный оптико-механический комплекс с автоматическими системами управления. Комплекс состоит из гелиостатного поля, расположенного на склоне горы и направляющего солнечные лучи в параболоидный концентратор, который представляет собой гигантское вогнутое зеркало. В фокусе этого зеркала создается высочайшая температура — 3000 градусов по Цельсию!
Фото 15.
Концентратор, на который гелиостаты направляют солнечные лучи, представляет собой циклопическое сооружение высотой сорок пять метров и шириной пятьдесят четыре метра.
Фото 16.
Следует отметить, что преимущество солнечных печей, по сравнению с печами других типов, состоит в мгновенном достижении высокой температуры, позволяющей получать чистые материалы без примесей (благодаря также чистоте горного воздуха). Используются они для нефтегазовой, текстильной и ряда других промышленностей.
Зеркала имеют определенный срок эксплуатации и рано или поздно выходят из строя. В наших цехах мы изготавливаем новые зеркала, которые устанавливаем взамен старых. Их только в концентраторе 10700, а в гелиостатах 12090 штук. Процесс изготовления зеркал происходит в вакуумных установках, где на поверхность отработанных зеркал напыляется алюминий.
Фото 17.
Фергана.Ру: - Как вы решаете проблему поиска специалистов, ведь после развала Союза происходил их отток за рубеж?
Мирзасултан Маматкасымов: - В момент запуска установки в 1987 году здесь работали специалисты из России, Украины, которые обучали наших. Благодаря нашему опыту теперь мы имеем возможность готовить специалистов в этой области самостоятельно. Молодежь приходит к нам с физического факультета Национального университета Узбекистана. Сам я после окончания университета работаю здесь с 1991 года.
Фото 18.
Мирзасултан Маматкасымов: - Сегодня мы будем плавить брикеты, спрессованные из порошкообразного оксида алюминия, температура плавления которого составляет 2500 градусов по Цельсию. В процессе плавки материал стекает с наклонной плоскости и капает в специальный поддон, где образуются гранулы. Их отправляют в керамический цех, расположенный неподалеку от БСП, где измельчают и применяют для изготовления различных керамических изделий, начиная от мелких нитеводителей для текстильной промышленности и заканчивая полыми керамическими шарами, внешне напоминающими бильярдные. Шары используются в нефтегазовой промышленности в качестве поплавков. При этом с поверхности нефтепродуктов, хранящихся в больших емкостях на нефтебазах, испарение уменьшается на 15-20 процентов. За последние годы мы изготовили около шестисот тысяч таких поплавков.
Фото 19.
Для электротехнической промышленности мы изготавливаем изоляторы и другие изделия. Они отличаются повышенной износостойкостью и прочностью. Кроме оксида алюминия мы также используем более тугоплавкий материал — оксид циркония с температурой плавления 2700 градусов по Цельсию.
Фото 20.
Следует добавить, что БСП используют и как универсальный астрофизический инструмент, открывающий возможности проведения исследований звездного неба в ночное время.
Кроме вышеперечисленных работ в институте большое внимание уделяется изготовлению медицинского оборудования на базе функциональной керамики (стерилизаторы), абразивных инструментов, сушилок и многого другого. Такое оборудование успешно внедрено в медицинские учреждения нашей республики, а также в аналогичные учреждения Малайзии, Германии, Грузии и России.
Параллельно в институте были разработаны солнечные установки малой мощности. Так, например, учеными института созданы солнечные печи мощностью полтора киловатт, которые были установлены на территории Таббинского института металлургии (Египет) и в Международном металлургическом центре в Хайдарабаде (Индия).
Фото 21.
Фото 22.
Фото 23.
Фото 24.
Фото 25.
Фото 26.
Фото 27.
Фото 28.
Фото 29.
Фото 30.
Фото 31.
Фото 32.
Фото 33.
Фото 34.
Фото 35.
Фото 36.
Фото 37.
Фото 38.
Фото 39.
Фото 40.
Фото 41.
Фото 42.
--> FISHKINET
Огонь, вода и медные трубы: история Badfinder - одной из самых талантливых групп в истории рока
21 случай, когда люди пытались сделать что-то оригинальное, но потерпели неудачу
Большая распродажа ОС и важного софта со скидками до 91%. Windows 10 с пожизненной лицензией за.
В Швейцарии создали робота-повара, который делает идеальное фондю
Трейлер фильма Шкатулка дьявола: Пробуждение зла (2022)
25 актеров, которые попросили вывести их персонажей из сериала или франшизы
Студент съел курицу, которую принес из ресторана его сосед, и остался без ног
Почему вы никогда не увидите беременную стюардессу в самолете
15 фото о том, на каком единственном острове берут камни для керлинга и как их делают
15 душевных фото, которые согреют даже холодное сердце
20 примеров того, как выглядит на редкость неудачный день
Упрямство довело китаянку до жизни в бетонном колодце
Иногда мать-природа подкидывает удивительные сюрпризы!
"Это что такое?! Ну-ка иди отсюда!" Голос свыше не дал горе-грабителю взорвать банкомат
10 фильмов-кроссоверов, в которых встретились персонажи из разных несвязанных произведений
Веганы на Марсе: марсианским колонистам придется придерживаться веганской диеты
Самые горячие российские стримерши, которых обожают миллионы людей
Где-то в параллельной вселенной пернатые делали ставки на щенячьих боях
15 огорошивающих кадров, которые приведут вас в замешательство
В Лондоне обнаружили самую большую римскую мозаику за последние 50 лет
Самый богатый и влиятельный конь в истории человечества
15 изображений, от которых подскочит уровень адреналина в крови
Запросы и наглость, или как знакомятся девушки в интернете
Убойные объявления: такое могли написать только наши люди
"Ненависть пройдёт, диктаторы умрут, а власть вернётся народу": речь Бродяги, за которую Чаплина.
В Нидерландах строят дома прямо в воде, надеясь спастись от наводнений и всемирного потопа
Читайте также: