Гелиокомплекс «Солнце»: гигантская солнечная плавильная печь и величайшее достижение советской науки

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.