Faktanya, ada beberapa bangunan serupa di dunia. Mari kita mulai dengan Solar Furnace di Prancis, yaitu Prancis.
Tungku Tenaga Surya di Prancis dirancang untuk menghasilkan dan memusatkan suhu tinggi yang diperlukan untuk berbagai proses.
Ini dilakukan dengan menangkap sinar matahari dan memusatkan energinya di satu tempat. Bangunannya ditutupi dengan cermin melengkung, pancarannya begitu besar sehingga tidak mungkin untuk melihatnya, itu menyakitkan di mata. Pada tahun 1970, struktur ini didirikan, Pyrenees Timur dipilih sebagai tempat yang paling cocok. Dan sampai hari ini, Tungku tetap yang terbesar di dunia.
Sederet cermin memiliki fungsi reflektor parabola, dan suhu tinggi pada fokus itu sendiri dapat mencapai 3500 derajat. Selain itu, Anda dapat mengatur suhu dengan mengubah sudut cermin.
Oven Surya, menggunakan sumber daya alam seperti sinar matahari, dianggap sebagai metode yang sangat diperlukan untuk menghasilkan suhu tinggi. Dan mereka, pada gilirannya, digunakan untuk berbagai proses. Jadi, produksi hidrogen membutuhkan suhu 1400 derajat. Mode pengujian material yang dilakukan dalam kondisi suhu tinggi menyediakan suhu 2500 derajat. Beginilah cara pesawat ruang angkasa dan reaktor nuklir diuji.
Jadi Oven Surya bukan hanya bangunan yang menakjubkan, tetapi juga penting dan efisien, sekaligus dianggap sebagai cara yang ramah lingkungan dan relatif murah untuk mendapatkan suhu tinggi.
Video promosi:
Susunan cermin bertindak sebagai reflektor parabola. Cahaya difokuskan di satu pusat. Dan suhu di sana bisa mencapai suhu di mana baja bisa dilebur.
Tetapi suhu dapat disesuaikan dengan mengatur cermin pada sudut yang berbeda.
Misalnya, suhu sekitar 1400 derajat digunakan untuk menghasilkan hidrogen. Temperatur 2500 derajat - untuk menguji material dalam kondisi ekstrim. Misalnya, reaktor nuklir dan pesawat ruang angkasa diuji dengan cara ini. Tetapi suhu hingga 3500 derajat digunakan untuk pembuatan bahan nano.
Oven Surya adalah cara yang murah, efisien dan ramah lingkungan untuk menghasilkan suhu tinggi.
Di barat daya Prancis, anggur berakar dengan luar biasa dan semua jenis buah matang - panas! Antara lain, matahari bersinar di sini hampir 300 hari dalam setahun, dan dalam hal jumlah hari cerah, tempat-tempat ini mungkin berada di urutan kedua setelah Cote d'Azur. Jika kita mencirikan lembah dekat Odeillo dari sudut pandang fisika, maka kekuatan radiasi cahaya di sini adalah 800 watt per 1 meter persegi. Delapan lampu pijar yang kuat. Sedikit? Cukup untuk sepotong basal menyebar ke genangan air!
Mari lanjutkan tur kita dengan majalah Onliner.by:
“Oven surya di Odeillo memiliki kapasitas 1 megawatt, dan ini membutuhkan hampir 3.000 meter permukaan cermin,” kata Serge Chauvin, juru kunci museum energi surya setempat. - Selain itu, Anda perlu mengumpulkan cahaya dari permukaan yang begitu besar menjadi titik fokus dengan diameter piring makan.
Heliostat - pelat cermin khusus - dipasang di seberang cermin parabola. Ada 63 di antaranya dengan 180 bagian. Setiap heliostat memiliki "titik tanggung jawab" sendiri - sektor parabola, yang memantulkan cahaya yang terkumpul. Sudah di cermin cekung, sinar matahari dikumpulkan di titik fokus - oven. Bergantung pada intensitas radiasi (baca - kejelasan langit, waktu dan waktu dalam setahun), suhu bisa sangat berbeda. Secara teori - hingga 3800 derajat Celcius, pada kenyataannya naik menjadi 3600.
“Bersama dengan pergerakan matahari, heliostat bergerak melintasi langit,” Serge Chauvin memulai perjalanannya. - Masing-masing memiliki mesin di belakang, dan bersama-sama dikendalikan secara terpusat. Tidak perlu mengaturnya pada posisi yang ideal - tergantung pada tugas laboratorium, derajat pada titik fokus dapat bervariasi.
Pembangunan oven surya di Odeillo dimulai pada awal 60-an, dan sudah mulai beroperasi pada tahun 70-an. Untuk waktu yang lama itu tetap menjadi satu-satunya dari jenisnya di planet ini, tetapi pada tahun 1987 salinannya didirikan di dekat Tashkent. Serge Chauvin tersenyum: "Ya, persis salinannya."
Omong-omong, oven Soviet juga tetap beroperasi. Di atasnya, bagaimanapun, mereka melakukan tidak hanya eksperimen, tetapi juga melakukan beberapa tugas praktis. Benar, lokasi tungku tidak memungkinkan mencapai suhu tinggi yang sama seperti di Prancis - pada titik fokus para ilmuwan Uzbekistan berhasil mendapatkan kurang dari 3000 derajat.
Cermin parabola terdiri dari 9000 faset. Masing-masing dipoles, dilapisi aluminium dan sedikit cekung untuk fokus yang lebih baik. Setelah gedung kiln dibangun, semua faset dipasang dan dikalibrasi dengan tangan - butuh waktu tiga tahun!
Serge Chauvin membawa kita ke sebuah situs di dekat gedung oven. Bersama kami - rombongan turis yang tiba di Odeillo dengan bus - arus pecinta eksotisme ilmiah tak pernah berhenti. Kurator museum hendak mendemonstrasikan potensi tersembunyi dari energi matahari.
- Nyonya dan tuan, perhatian Anda! - Meskipun Serge lebih terlihat seperti seorang ilmuwan, dia lebih terlihat seperti seorang aktor. - Cahaya yang dipancarkan oleh bintang kami memungkinkan material memanaskan, menyalakan, dan meleburnya secara instan.
Seorang pekerja oven surya mengambil cabang biasa dan meletakkannya di tong besar dengan interior cermin. Serge Chauvin memerlukan beberapa detik untuk menemukan titik fokus, dan tongkat itu langsung menyala. Keajaiban!
Sementara kakek-nenek Prancis terkesiap dan mengerang, pekerja museum pergi ke heliostat yang berdiri bebas dan memindahkannya dengan tepat sehingga sinar yang dipantulkan mengenai salinan cermin parabola yang lebih kecil yang dipasang di sana. Ini adalah eksperimen visual lain yang menunjukkan kemampuan matahari.
- Nyonya dan tuan, sekarang kita akan melebur logamnya!
Serge Chauvin memasang sepotong besi di dudukannya, memindahkan catok untuk mencari titik fokus dan, setelah menemukannya, menjauh dari jarak dekat.
Matahari dengan cepat melakukan tugasnya.
Sepotong besi langsung memanas, mulai berasap dan bahkan percikan api, menyerah pada sinar panas. Hanya dalam waktu 10-15 detik, sebuah lubang sebesar koin 10 euro dibakar di dalamnya.
- Voila! - Serge bersukacita.
Saat kami kembali ke gedung museum, dan turis Prancis duduk di aula bioskop untuk menonton film ilmiah tentang kerja oven surya dan laboratorium, pengurus memberi tahu kami hal-hal menarik.
- Paling sering orang bertanya mengapa semua ini dibutuhkan, - Serge Chauvin mengangkat tangannya. - Dari sudut pandang sains, kemungkinan energi matahari telah dipelajari, diterapkan jika memungkinkan dalam kehidupan sehari-hari. Tetapi ada tugas yang, dalam hal skala dan kompleksitas pelaksanaannya, memerlukan penginstalan seperti ini. Misalnya, bagaimana cara kita mensimulasikan efek matahari pada kulit pesawat ruang angkasa? Atau memanaskan kapsul yang kembali dari orbit ke Bumi?
Dalam wadah tahan api khusus, yang dipasang di titik fokus oven surya, Anda dapat membuat ulang kondisi yang tidak wajar seperti itu, tanpa berlebihan. Misalnya, telah dihitung bahwa elemen kelongsong harus tahan terhadap suhu 2500 derajat Celcius - dan ini dapat diuji secara empiris di sini di Odeillo.
Pengurus membawa kita melalui museum, di mana berbagai pameran dipasang - peserta dalam berbagai eksperimen yang dilakukan di dalam oven. Perhatian kami tertuju pada cakram rem karbon …
- Oh, benda ini dari kemudi mobil Formula 1, - mengangguk Serge. - Pemanasannya dalam beberapa kondisi sebanding dengan apa yang dapat kita reproduksi di laboratorium.
Seperti disebutkan di atas, suhu di titik fokus dapat dikontrol menggunakan heliostat. Bergantung pada percobaan yang dilakukan, itu bervariasi dari 1400 hingga 3500 derajat. Batas bawah diperlukan untuk produksi hidrogen di laboratorium, kisaran 2200 hingga 3000 untuk pengujian berbagai bahan dalam kondisi panas yang ekstrim. Terakhir, di atas 3000 adalah area kerja dengan material nano, keramik, dan pembuatan material baru.
“Oven di Odeillo tidak memenuhi tugas-tugas praktis,” lanjut Serge Chauvin. - Tidak seperti kolega Uzbek kami, kami tidak bergantung pada kegiatan ekonomi kami sendiri dan hanya terlibat dalam sains. Di antara pelanggan kami tidak hanya ilmuwan, tetapi juga berbagai departemen, misalnya pertahanan.
Kita hanya berhenti di sebuah kapsul keramik, yang ternyata adalah lambung kapal drone.
“Departemen Perang membangun oven surya dengan diameter yang lebih kecil untuk kebutuhan praktisnya sendiri di sini, di lembah dekat Odeillo,” kata Serge. - Dapat dilihat dari beberapa ruas jalan pegunungan. Tetapi untuk eksperimen ilmiah, mereka masih berpaling kepada kita.
Pengawas menjelaskan apa keuntungan energi matahari dibandingkan yang lain dalam melakukan tugas ilmiah.
- Pertama, matahari bersinar gratis, - dia menekuk jari-jarinya. - Kedua, udara pegunungan berkontribusi untuk melakukan eksperimen dalam bentuk "murni" - tanpa kotoran. Ketiga, sinar matahari memungkinkan material dipanaskan lebih cepat daripada instalasi lainnya, yang sangat penting untuk beberapa eksperimen.
Sangat mengherankan bahwa oven bisa bekerja hampir sepanjang tahun. Menurut Serge Chauvin, bulan optimal untuk melakukan eksperimen adalah April.
- Tetapi jika perlu, matahari akan melelehkan sepotong logam untuk turis bahkan di bulan Januari, - penjaga tersenyum. - Yang utama adalah langit cerah dan tidak berawan.
Salah satu keuntungan tak terbantahkan dari keberadaan laboratorium unik ini adalah keterbukaannya yang lengkap bagi wisatawan. Hingga 80 ribu orang datang ke sini setiap tahun, dan ini jauh lebih mempopulerkan sains di kalangan orang dewasa dan anak-anak daripada sekolah atau universitas.
Font Romeu Odeillo adalah kota Prancis pastoral yang khas. Perbedaan utamanya dari ribuan lainnya adalah koeksistensi misteri kehidupan sehari-hari dan sains. Dengan latar belakang cermin parabola setinggi 54 meter - sapi perah gunung. Dan matahari yang terus terik.
Sekarang mari beralih ke gedung lain.
Bagian dari foto Viktor Borisov.
Empat puluh lima kilometer dari Tashkent, di distrik Parkent, di kaki perbukitan Tien Shan di ketinggian 1.050 meter di atas permukaan laut, terdapat struktur unik - yang disebut Large Solar Oven (BSP) dengan kapasitas seribu kilowatt. Itu terletak di wilayah Institut Ilmu Material NPO "Fisika-Matahari" dari Akademi Ilmu Pengetahuan Republik Uzbekistan. Hanya ada dua kompor seperti itu di dunia, yang kedua ada di Prancis.
“BSP mulai dioperasikan selama Uni Soviet pada tahun 1987,” kata Mirzasultan Mamatkassymov, sekretaris ilmiah Institut Ilmu Material NPO Physics-Solntse, Ph. D. - Dana yang cukup dialokasikan dari anggaran negara untuk melestarikan objek unik ini. Dua laboratorium institut berlokasi di negara kita, empat di Tashkent, tempat basis ilmiah utama berada, tempat mempelajari sifat kimia dan fisik bahan baru. Kami sedang dalam proses sintesis mereka. Kami bereksperimen dengan bahan-bahan ini, mengamati proses peleburan pada suhu yang berbeda.
BSP adalah kompleks optik-mekanis yang kompleks dengan sistem kontrol otomatis. Kompleks tersebut terdiri dari lapangan heliostat yang terletak di sisi gunung dan mengarahkan sinar matahari ke dalam konsentrator paraboloid, yaitu cermin cekung raksasa. Dalam fokus cermin ini, suhu tertinggi dibuat - 3000 derajat Celcius!
Bidang heliostat terdiri dari enam puluh dua heliostat terhuyung-huyung. Mereka menyediakan permukaan cermin konsentrator dengan fluks cahaya dalam mode pelacakan Matahari terus menerus sepanjang hari. Setiap heliostat, berukuran tujuh setengah kali enam setengah meter, terdiri dari 195 elemen cermin datar yang disebut "faset". Area pantulan bidang heliostat adalah 3.022 meter persegi.
Konsentrator, tempat heliostat mengarahkan sinar matahari, adalah struktur Cyclopean setinggi empat puluh lima meter dan lebar lima puluh empat meter.
Perlu dicatat bahwa keunggulan oven surya, dibandingkan dengan jenis oven lainnya, adalah pencapaian suhu tinggi secara instan, yang memungkinkan untuk memperoleh bahan bersih tanpa kotoran (karena kemurnian udara pegunungan). Mereka digunakan untuk minyak dan gas, tekstil dan sejumlah industri lainnya.
Mirror memiliki masa pakai tertentu dan cepat atau lambat akan gagal. Di bengkel kami, kami memproduksi spion baru yang menggantikan spion lama. Ada 10.700 di antaranya hanya di konsentrator, dan 12090 di heliostat. Proses pembuatan cermin berlangsung di instalasi vakum, dimana aluminium disemprotkan ke permukaan cermin bekas.
Ferghana. Ru: - Bagaimana Anda memecahkan masalah menemukan spesialis, setelah semua, setelah runtuhnya Uni, mereka keluar negeri?
Mirzasultan Mamatkassymov: - Pada saat pemasangan pada tahun 1987, spesialis dari Rusia dan Ukraina bekerja di sini, yang melatih tenaga kami. Berkat pengalaman kami, sekarang kami memiliki kesempatan untuk melatih spesialis di bidang ini sendiri. Orang-orang muda datang kepada kami dari departemen fisika Universitas Nasional Uzbekistan. Setelah lulus kuliah, saya sendiri sudah bekerja di sini sejak tahun 1991.
Ferghana. Ru: - Ketika Anda melihat pada struktur megah ini, pada struktur logam yang halus, seolah-olah mengambang di udara dan pada saat yang sama mendukung "pelindung" konsentrator, bingkai film fiksi ilmiah muncul di benak …
Mirzasultan Mamatkassymov: - Dalam hidup saya, tidak ada yang mencoba membuat film fiksi ilmiah menggunakan "pemandangan" yang unik ini. Benar, bintang pop Uzbek datang untuk merekam klip mereka.
Mirzasultan Mamatkassymov:- Hari ini kita akan mencairkan briket yang dipres dari bubuk aluminium oksida, yang titik lelehnya adalah 2500 derajat Celcius. Selama proses peleburan, material mengalir ke bawah bidang miring dan menetes ke baki khusus, tempat butiran terbentuk. Mereka dikirim ke bengkel keramik yang terletak di dekat BSP, di mana mereka digiling dan digunakan untuk pembuatan berbagai produk keramik, mulai dari pengumpan benang kecil untuk industri tekstil hingga bola keramik berlubang menyerupai ruang biliar. Bola digunakan dalam industri minyak dan gas sebagai pelampung. Pada saat yang sama, penguapan dari permukaan produk minyak bumi yang disimpan dalam wadah besar di depot minyak berkurang 15-20 persen. Dalam beberapa tahun terakhir, kami telah memproduksi sekitar enam ratus ribu pelampung ini.
Kami memproduksi isolator dan produk lainnya untuk industri kelistrikan. Mereka dicirikan oleh peningkatan ketahanan dan kekuatan aus. Selain aluminium oksida, kami juga menggunakan bahan yang lebih tahan api - oksida zirkonium dengan titik leleh 2700 derajat Celcius.
Pengendalian proses peleburan dilakukan dengan apa yang disebut "sistem penglihatan", yang dilengkapi dengan dua kamera televisi khusus. Salah satunya langsung mentransfer gambar ke monitor terpisah, yang lainnya ke komputer. Sistem ini memungkinkan Anda untuk memantau proses peleburan dan melakukan berbagai pengukuran.
Perlu ditambahkan bahwa BLB juga digunakan sebagai instrumen astrofisika universal yang membuka kemungkinan melakukan studi langit berbintang pada malam hari.
Selain pekerjaan di atas, pihaknya juga memberikan perhatian yang besar pada pembuatan peralatan medis berdasarkan keramik fungsional (sterilisasi), instrumen abrasif, pengering, dan banyak lagi. Peralatan semacam itu telah berhasil diterapkan di institusi medis republik kami, serta di institusi serupa di Malaysia, Jerman, Georgia, dan Rusia.
Secara paralel, institut tersebut mengembangkan instalasi tenaga surya berdaya rendah. Misalnya, para ilmuwan dari institut tersebut menciptakan tungku surya dengan kapasitas satu setengah kilowatt, yang dipasang di wilayah Institut Metalurgi Tabbin (Mesir) dan di Pusat Metalurgi Internasional di Hyderabad (India).
