23 Июль 2019



Новости Центральной Азии

Большая солнечная печь – место для уникальных экспериментов и промышленного производства

02.09.2006 16:03 msk, Павел Кравец

Наука Узбекистан

Концентратор солнечных лучей. Фото ИА Фергана.Ру
Концентратор солнечных лучей. Фото ИА Фергана.Ру
В сорока пяти километрах от Ташкента, в Паркентском районе, в предгорьях Тянь-Шаня на высоте 1050 метров над уровнем моря находится уникальное сооружение - так называемая Большая Солнечная Печь (БСП) мощностью в тысячу киловатт. Она расположена на территории Института материаловедения НПО "Физика-Солнце" Академии наук Республики Узбекистан. Таких печей в мире всего две, вторая находится во Франции.

- БСП была запущена в эксплуатацию еще при Союзе в 1987 году, - рассказывает ученый секретарь Института материаловедения НПО "Физика-Солнце" кандидат технических наук Мирзасултан Маматкасымов. - Для сохранения этого уникального объекта из госбюджета выделяются достаточные средства. Две лаборатории института расположены у нас, четыре - в Ташкенте, где находится основная научная база, на которой осуществляется изучение химических и физических свойств новых материалов. У нас же производится процесс их синтеза. Мы экспериментируем с этими материалами, наблюдая за процессом плавки при различных температурах.

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 ИА Фергана.Ру
Фото ИА Фергана.Ру
Гелиостатное поле состоит из шестидесяти двух гелиостатов, расположенных в шахматном порядке. Они обеспечивают зеркальную поверхность концентратора световым потоком в режиме непрерывного слежения за Солнцем в течение всего дня. Каждый гелиостат размером семь с половиной на шесть с половиной метров состоит из 195 плоских зеркальных элементов, называемых "фацетами". Отражающая площадь гелиостатного поля равна 3022 квадратных метров.

Концентратор, на который гелиостаты направляют солнечные лучи, представляет собой циклопическое сооружение высотой сорок пять метров и шириной пятьдесят четыре метра.

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.

Гелиостатное поле. Фото ИА Фергана.Ру
Гелиостатное поле. Фото ИА Фергана.Ру
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.

Фергана.Ру: - Когда взираешь на это грандиозное сооружение, на ажурные металлические конструкции, как бы парящие в воздухе и при этом поддерживающие "броню" концентратора, в памяти всплывают кадры научно-фантастических фильмов...

Мирзасултан Маматкасымов: - Ну, на моем веку снимать научную фантастику, используя эти уникальные "декорации", здесь пока никто не пытался. Правда, приезжали звезды узбекской эстрады, чтобы снимать свои клипы.

* * *

Фото ИА Фергана.Ру
Фото ИА Фергана.Ру
Мой собеседник предложил подняться на лифте на шестой этаж здания концентратора в пиротехнический зал, где расположена аппаратура слежения за процессом, происходящим в печи. Вся система компьютеризирована. Зал находится в центре параболического зеркала прямо напротив шестого этажа технологической башни, где сконцентрированные лучи образуют световое пятно высокой температуры.

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 ИА Фергана.Ру
Фото ИА Фергана.Ру
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.

Контроль за процессом плавки осуществляется так называемой "системой технического зрения", которая оснащена двумя специальными телекамерами. Одна из них непосредственно передает изображение на отдельный монитор, другая - на компьютер. Система позволяет как наблюдать за процессом плавки, так и проводить различные измерения.

* * *

Посетив пиротехнический зал, мы проследовали на самую высокую отметку - двенадцатый этаж, где расположена смотровая площадка. С нее открылся обзор, захватывающий дух. С высоты птичьего полета как на ладони виден поселок Солнце, расположенный у подножия горы. В советское время здесь были построены многоэтажные дома для сотрудников института, рядом - гостиница для иностранных гостей и студентов, приезжающих сюда на обучение и практику из многих стран СНГ.

Фото ИА Фергана.Ру
Фото ИА Фергана.Ру
Пока мы общались с Мирзасултаном Маматкасымовым, в институте готовились к встрече группы бельгийских физиков, которая должна была приехать, чтобы воочию увидеть процесс плавки.

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).