Гелиокомплекс «Солнце» – зеркальная печь СССР

Глядя на фото уникального сооружения, сложно представить, что это не декорации к фантастическому фильму, а вполне земной объект. Его история началась в 1980-х годах, когда на просторах Страны Советов (в Узбекистане) началось строительство крупнейшей в мире солнечной печи. 

Причем величие и мощь гелиокомплекса «Солнце» состоит не столько в футуристических формах сооружения, сколько в функциональных возможностях, ведь его установка способна поднять температуру в печи до 3500° Цельсия в считанные секунды, используя лишь энергию светила.

https://novate.ru/files/u39778/c4bae8ba5008148e2fb819d67a91ac21.jpg

Гелиокомплекс «Солнце» – величайшее достижение советской науки (пос. Чангихисарак, Узбекистан). | Фото: pinterest.es.

Необычная стройка началась еще в 1981 г. в предгорье Тянь-Шаня на высоте 1100 м. над уровнем моря. Территорию Узбекистана, который тогда входил в состав СССР, выбрали неслучайно, для такого рода комплекса требовались особые условия и здесь они соответствовали основным научным требованиям.

https://novate.ru/files/u39778/397784214.jpg

Гелиокомплекс «Солнце» расположен в предгорье Тянь-Шаня на высоте 1100 м. над уровнем моря (пос. Чангихисарак, Узбекистан). | Фото: pikabu.ru.

Во-первых, весь объект должен быть расположен на целостном скальном массиве, чтобы избежать разрушений во время землетрясений, и при любых толчках земной коры не терялось установленное направление гелиостатов на концентратор.

Во-вторых, на этой территории в течение года более 270 дней качество направленного солнечного света соответствует нужным параметрам.

И самое главное, на такой высоте в атмосфере очень мало пыли, ведь этот комплекс рассчитан на работу со сверхчистыми материалами.

https://novate.ru/files/u39778/113019615_large_solnechnaya_pech_Solar_f.jpg

Одейлийская солнечная печь расположена на склонах Восточных Пиренеев (Франция). | Фото: li-best.ru.

Интересный факт: Прототип такого гелиообъекта существует лишь в Фон-Роме-Одейо, на склонах Восточных Пиренеев, что во Франции. Начиная с 1970 г. на базе комплекса проводит свои исследования научно-исследовательский центр по изучению материалов при сверхвысоких температурах.

https://novate.ru/files/u39778/397787853.jpg

Большая Солнечная печь является сложным оптико-механическим комплексом с автоматическими системами управления (Гелиокомплекс «Солнце», Узбекистан). | Фото: victorborisov.livejournal.com.

Инженерная разработка этого комплекса обошлась казне страны баснословных денег, зато результат превзошел даже самые смелые ожидания. Мало того, что эксплуатация практически бесплатная, так и ученые получили уникальную базу для исследований. Чтобы «Институт Солнца» заработал в полной мере, немало усилий и энтузиазма пришлось приложить и ученым, работавшим под началом академика Азимова С. А., ведь расчет и разработка экспериментальных установок требовала особых знаний.

https://novate.ru/files/u39778/397784603.jpg

62 гелиостата, состоящих из 195 плоских зеркальных элементов расположены на склоне горы (Гелиокомплекс «Солнце», Узбекистан). | Фото: centralasia-adventures.com.

https://novate.ru/files/u39778/397780324.jpg

Каждый гелиостат подключен к автоматической системе, которая контролирует его повороты в зависимости от движения солнца (Гелиокомплекс «Солнце», Узбекистан). | Фото: victorborisov.livejournal.com.

Сложная конструкция солнечной печи требовала точных расчетов, учитывая, что она является сложным оптико-механическим комплексом, оснащенным автоматическими системами управления. Она состоит из 4 структурных подразделения, одно из них является гелиостатным полем расположенным на пологом склоне, на котором в шахматном порядке установлены 62 гелиостата собранных из 195 плоских зеркальных элементов.

https://novate.ru/files/u39778/AgADAgADpaoxG8hu2Etz8o7HRV8OOPVmXw8ABOvf.jpg

Параболический гелиоконцентратор, имеющий площадь 1840 кв.м. состоит из 10,7 тыс. зеркал (Гелиокомплекс «Солнце», Узбекистан). | Фото: realt.onliner.by.

Напротив автоматически управляемых зеркал гелиостатного поля находится параболоидный (вогнутый) концентратор, созданный из 10700 зеркал распределенных на площади 1840 м². Именно эта конструкция способна формировать в фокальной зоне концентратора стационарный поток энергии высокой плотности, перенаправляемый в центральную башню, в которой и создается температура свыше 3500° Цельсия, являющейся эквивалентом энергии «10 тыс. солнц».

Интересно: Диаметр параболического зеркала в гелиокомплексе «Солнце» составляет 47 м., а в Одейлийской солнечной печи – 54 м.

https://novate.ru/files/u39778/397789806.jpg

В центре параболического концентратора, на уровне 6 этажа, находится пирометрическая лаборатория, которая и управляет всеми процессами во время плавки (Гелиокомплекс «Солнце», Узбекистан). | Фото: victorborisov.livejournal.com.

Естественно, такие сверхвозможности никто не использует ради банальной переплавки металлов, они применяются в научных целях, поскольку испытания техники и материалов, которые задействованы в авиационной и аэрокосмической индустрии, невозможно провести в обычных условиях.

https://novate.ru/files/u39778/397789245.jpg

Поток солнечных лучей отражается от зеркальной поверхности параболического концентратора и фокусируется в круговую мишень диаметром 40 см. (Гелиокомплекс «Солнце», Узбекистан). | Фото: pinterest.es.

Например, для создания обшивки космического корабля или орбитальной станции надо точно знать, как корпус объекта переносит нагревание при постоянном воздействии солнечных лучей и как реагирует на резкое снижение температуры. Всем понятно, что без гелиокомплекса провести подобные исследования не удастся. Хотя такие установки запросто можно использовать в разнообразных целях, скажем для выработки электроэнергии, водородного топлива или создания наноматериалов, а также плавки стали и других высокопрочных материалов.

https://novate.ru/files/u39778/397784074.jpg

Захватывающий вид на технологическую башню и концентратор гелиокомплекса «Солнце» (Узбекистан). | Фото: victorborisov.livejournal.com.

Преимущества солнечной печи:

- благодаря системе зеркал и концентраторов появилась возможность поднятия температуры свыше 3500° буквально в считанные секунды, что позволяет получить на выходе чистые материалы без примесей;

- гелиосистема способна обеспечить мгновенное изменение температуры, что позволяет досконально исследовать влияние термических ударов на материалы;

- экологическая безопасность обеспечивается за счет того, что объект, который проходит исследование, нагревается только излучением. А это значит, что печь не производит никаких загрязняющих элементов.

https://novate.ru/files/u39778/1570718439146057180.jpg

Параболический гелиоконцентратор состоит из 214 блоков, размером 4,5х2,25 метра, по 50 зеркал в каждом. | Фото: pikabu.ru.

Несмотря на то, что Советского Союза уже давно нет, «Институт Солнца» переименовали в Физико-технический институт НПО «Физика-Солнце» АН Узбекистана, и он в том же режиме вдохновленно занимается исследовательской работой, регулярно экспериментируя с солнечными панелями, наноматериалами, оптоэлектроникой и многим другим.

https://novate.ru/files/u39778/397788548.jpg

В последнее время гелиокомплекс «Солнце» стал популярным туристическим объектом (Узбекистан). | Фото: victorborisov.livejournal.com.

По сведениям редакции Novate.Ru, научное заведение занимается и коммерческой деятельностью, ведь современные технологии как никогда нуждаются в особо точной оптоэлектронике, чистых полупроводниках, спецкерамике, сверхточных элементах для создания медицинского оборудования и медтехники и т.п.

В последнее время стал популярным еще и туризм. Туристические фирмы организовывают захватывающие однодневные экскурсии, чтобы все желающие могли собственными глазами увидеть величие «Института Солнца» и его уникальной печи.