Wozu dient ein riesiger Solarofen? Großer Solarofen: Energie aus der Sonne

Nein, dies ist keine Alien-Basis oder ein Science-Fiction-Filmset. Dabei handelt es sich um einen großen Solarofen (BSP) mit einer Leistung von 700 Kilowatt in Usbekistan. Weltweit gibt es nur zwei solcher Öfen, der zweite steht in Frankreich. Ich konnte ein so einzigartiges Objekt nicht verpassen und während der Expedition „Pamir – das Dach der Welt“ machten wir in Parkent Halt. Schauen wir uns gemeinsam dieses einzigartige Bauwerk an.

Der Große Solarofen ist ein komplexer optisch-mechanischer Komplex mit automatischen Steuerungssystemen, der aus einem Heliostatfeld und einem Paraboloidkonzentrator besteht und in der Fokuszone des Konzentrators einen stationären Energiefluss hoher Dichte erzeugt. Die Fläche der reflektierenden Fläche des Heliostatenfeldes beträgt 3020 m², die Konzentratorfläche beträgt 1840 m². Die Temperatur im Fokus der Konzentratorstrahlen übersteigt 3000 Grad Celsius. Dies ist der größte Solarofen der Welt.

2. Der Solarkomplex liegt 45 km von Taschkent entfernt, im Bezirk Parkent, in den Ausläufern des Tien Shan auf einer Höhe von 1100 Metern über dem Meeresspiegel. Es wurde zwischen 1981 und 1987 erbaut. Der Standort für den Bau wurde sehr sorgfältig ausgewählt: Erstens liegt der gesamte Komplex auf einem einzigen Felsmassiv, was sehr wichtig ist, weil es liegt in einem seismisch gefährlichen Gebiet, und zweitens beträgt die Zahl der Sonnentage im Jahr hier mindestens 270.

3. Beginnen wir die Inspektion mit einem kleinen Solarofen. Es handelt sich um einen Spiegelparabaloid mit einem Durchmesser von etwa 2 Metern, der die Sonnenstrahlen auf einen Punkt mit einem Durchmesser von 2 Zentimetern bündelt.

4. Die maximale Temperatur, die in diesem Ofen erreicht werden kann, beträgt 2000 Grad Celsius. Ein interessanter visueller Effekt kann beobachtet werden, wenn Objekte näher an der Brennweite platziert werden. Hier ist zum Beispiel ein Bild Netzwind „Und die Person, die neben dem Spiegel steht, wird vergrößert, und alles, was weiter entfernt ist, wird auf den Kopf gestellt.

5. „Auf Wunsch der Partei und auf Wunsch des Volkes wird hier der Sonnenkomplex gebaut“, Mai 1981. Das mutige Projekt „Institute of the Sun“ wurde dank der Bemühungen und der Begeisterung des Akademikers Said Azimovitch Azimov möglich. Ein trigonometrischer Punkt und eine Gedenktafel am höchsten Punkt der Anlage – 1100 Meter über dem Meeresspiegel.

Der wissenschaftliche Solarkomplex umfasst vier Strukturbereiche: das Hauptgebäude, das heliostatische Feld, den Konzentrator und den Technologieturm.

6. Das Heliostatenfeld besteht aus 62 Heliostaten, die in einem Schachbrettmuster (um Verschattung zu reduzieren) auf einem sanften Berghang gegenüber dem Konzentrator platziert sind.

7. Jeder Heliostat mit den Maßen 7,5 x 6,5 Meter besteht aus 195 flachen Spiegelelementen, sogenannten „Facetten“.

8. Die reflektierende Fläche des Heliostatenfeldes beträgt 3022 Quadratmeter.

Aus dem Archiv. Längsschnitt des Konzentrators und des heliostatischen Feldes.

9. Sensoren passen die Position jedes Heliostaten automatisch an die Bewegung der Sonne an. Jeder Heliostaten kann sowohl vertikal als auch horizontal gedreht werden.

10. Die Größe eines separaten Spiegels beträgt 50 x 50 Zentimeter.

11. Die reflektierende Schicht der Facette wird durch Vakuumabscheidung von Aluminium auf der Rückseite gebildet und mit Acrylfarbe geschützt.

12. Auf dem Heliostatenfeld kommen insgesamt 12090 Spiegel zum Einsatz.

13. Die Steuerung der Spiegel erfolgt vollautomatisch und es werden für jeden Tag vorgefertigte Programme verwendet, die den Sonnenstand am Himmel berücksichtigen.

14. Und hier ist das Hauptobjekt – ein parabolischer Solarkonzentrator. Dies ist der weltweit größte Helikonzentrator mit einer Fläche von 1840 Quadratmetern. Um den Maßstab zu erkennen, schauen Sie sich die Personen unten links im Rahmen an.

Aus dem Archiv. Skizze des Konzentrator- und Heliostatenfeldes.

15. Der Konzentrator verwendet 10.700 Spiegel mit einer Gesamtfläche von 1.840 Quadratmetern. Die Spiegel sind in 214 Blöcken mit den Maßen 4,5 x 2,25 Meter und jeweils 50 Spiegeln zusammengefasst.

16. Der Konzentrator ist bewegungslos installiert und in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet.

17. Der von Heliostaten gelenkte Strom der Sonnenenergie wird von der parabolischen Spiegeloberfläche des Konzentrators reflektiert und auf einen Punkt auf einem Technologieturm mit einem Durchmesser von 40 Zentimetern fokussiert.

18. Im Zentrum der parabolischen Oberfläche des Konzentrators, auf der Höhe des 6. Stockwerks, befindet sich ein Pyrometerlabor, von dem aus der Betrieb des Ofens gesteuert wird.

19. Panoramablick auf den Technologieturm und den Konzentrator.

20. Der höchste Punkt des Konzentrators liegt auf 1100 Metern über dem Meeresspiegel, was mit dem Installationspunkt der Gedenktafel an der Spitze des heliostatischen Feldes zusammenfällt. Die Größe des „Spiegels“ des Konzentrators beträgt 47 x 54 Meter. Und jeder einzelne Spiegel misst 45x45 Zentimeter.

21. Das Gewicht der Metallstrukturen des Konzentrators beträgt 200.000 Tonnen. Bis ganz nach oben (12. Etage) gibt es einen Lasten- und Personenaufzug. Und so sieht die Nabe von innen aus.

22. Südseite des Hubs. Zum Schutz vor Sonneneinstrahlung und thermischer Verformung von Metallstrukturen ist der Konzentrator mit speziellen Sonnenschutzmitteln abgedeckt. Im Vordergrund steht ein einfacher experimenteller Solarofen, der aus Stahlblechen zusammengesetzt ist.

23. Pyrometrisches Labor im 6. Stock des Konzentrators. Die Fenster blicken auf den Technologieturm. Von hier aus wird der Betrieb des Ofens gesteuert.

24. Auf der obersten Ebene des Konzentrators befindet sich eine Aussichtsplattform. Unten liegt das Dorf Solntse mit mehrstöckigen Gebäuden für die Mitarbeiter des Instituts.

25. Noch höher liegen rote Zielmarken zur Justierung aller 62 Heliostaten.

26. Von hier aus genießen Sie auch einen Panoramablick auf das Heliostatenfeld.

27. Matrix der Sichtungsmarkierungen.

28. Die Brennweite des Konzentrators beträgt 18 Meter, in dieser Entfernung befindet sich der Technologieturm mit dem Ofen. Bei Nichtgebrauch werden die Ofentüren geschlossen und zwangsweise abgekühlt.

29. Treppen- und Aufzugsblock auf der Südseite des Hubs.

30. Der Vorteil von Solaröfen ist das sofortige Erreichen hoher Temperaturen, wodurch reine Materialien ohne Verunreinigungen (auch aufgrund der Reinheit der Bergluft) gewonnen werden können. Daher zeichnen sich die darin enthaltenen Metalle und Legierungen durch eine äußerst hohe Reinheit und das Fehlen von Verunreinigungen aus. Und ein weiteres wichtiges Argument ist, dass man für Solarenergie nicht bezahlen muss.

Und natürlich können wir den zweiten großen Solarofen der Welt nicht ignorieren.

Großer Solarofen in Font-Romeu-Odeillot (Frankreich)
Das Solarlabor war der weltweit erste Solarofen dieser Größe. Der Bau erfolgte zwischen 1962 und 1968. Der gesamte Komplex wurde 1970 in Betrieb genommen. Der Ofen besteht aus einem Parabolkonzentrator mit Abmessungen von 54 x 48 Metern und 63 Heliostaten. Die Gesamtfläche der reflektierenden Oberfläche des Konzentrators ist nur 10 Quadratmeter kleiner als die des BSP in Parkent, aber aufgrund der Tatsache, dass der gesamte Komplex höher liegt (auf einer Höhe von 1600 Metern über dem Meeresspiegel) und Da hochwertigere Spiegel verwendet werden, ist die maximale Leistung des französischen Solarofens höher und beträgt 1 Megawatt.

Mit BSP kann reines Zirkoniummetall ohne jegliche Verunreinigungen hergestellt werden. Der Schmelzpunkt von Zirkonoxid liegt bei 2700 Grad Celsius! Die Produktivität des Ofens kann in diesem Fall fast 2,5 Tonnen Zirkonium pro Tag betragen.

Stimmen Sie zu, dass Heliokomplexe einander sehr ähnlich sind.

Zusammenfassend

Derzeit beschäftigen sie sich mit wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen in den Bereichen Hochenergiephysik, Halbleiterphysik, Solarenergieumwandlung und Festkörpertheorie.

Einst wurde hier die Haut von Raumfahrzeugen und militärischer Ausrüstung getestet, heute ist auf der Grundlage des Instituts eine Produktionslinie für Keramikprodukte auf Basis von in BSP synthetisierten Materialien entstanden. Dabei handelt es sich insbesondere um Sicherungskästen und hochwertiges Porzellan. Hier wurden auch kleine Solaröfen mit einer Leistung von 1500 Watt entwickelt und hergestellt, die bereits in Ägypten und Indien im Einsatz sind. Das BSP kann auch als astrophysikalisches Instrument zur Untersuchung des Sternenhimmels bei Nacht verwendet werden.

Die einzigartige technische Basis des Physik-Sonne-Komplexes ermöglicht die Durchführung vielseitiger Beobachtungen der Sonne und die Durchführung nicht nur theoretischer, sondern auch experimenteller Forschung.

15. März 2014

Es gibt tatsächlich mehrere ähnliche Strukturen auf der Welt. Beginnen wir mit Solar Furnace in France, also aus Frankreich.

Der Solarofen in Frankreich soll die für verschiedene Prozesse erforderlichen hohen Temperaturen erzeugen und konzentrieren.

Dies geschieht, indem die Sonnenstrahlen eingefangen und ihre Energie an einem Ort konzentriert werden. Die Struktur ist mit gebogenen Spiegeln bedeckt, deren Glanz so groß ist, dass es unmöglich sein kann, sie anzusehen, bis hin zu Schmerzen in den Augen. Dieses Bauwerk wurde 1970 errichtet, wobei die östlichen Pyrenäen als am besten geeigneter Standort ausgewählt wurden. Und bis heute ist der Ofen der größte der Welt.

Foto 2.

Die Spiegelanordnung fungiert als Parabolreflektor und die hohe Temperatur im Fokus selbst kann bis zu 3500 Grad erreichen. Darüber hinaus können Sie die Temperatur regulieren, indem Sie die Winkel der Spiegel verändern.

Solaröfen, die natürliche Ressourcen wie Sonnenlicht nutzen, gelten als unverzichtbare Methode zur Erzielung hoher Temperaturen. Und sie wiederum werden für vielfältige Prozesse eingesetzt. So erfordert die Herstellung von Wasserstoff eine Temperatur von 1400 Grad. Zu den Testmodi für Materialien, die unter Hochtemperaturbedingungen durchgeführt werden, gehört eine Temperatur von 2500 Grad. So werden Raumfahrzeuge und Kernreaktoren getestet.

Foto 3.

Der Solarofen ist also nicht nur ein erstaunliches Gebäude, sondern auch lebenswichtig und effizient, während er als umweltfreundliche und relativ kostengünstige Möglichkeit gilt, hohe Temperaturen zu erreichen.

Die Spiegelanordnung fungiert als Parabolreflektor. Das Licht wird auf ein Zentrum fokussiert. Und die Temperaturen dort können Temperaturen erreichen, bei denen Stahl geschmolzen werden kann.

Die Temperatur kann jedoch durch die Installation von Spiegeln in verschiedenen Winkeln angepasst werden.

Zur Herstellung von Wasserstoff werden beispielsweise Temperaturen um 1400 Grad verwendet. Temperatur 2500 Grad – zum Testen von Materialien unter extremen Bedingungen. So werden beispielsweise Kernreaktoren und Raumfahrzeuge überprüft. Doch bei der Herstellung von Nanomaterialien werden Temperaturen bis zu 3500 Grad verwendet.

Solaröfen sind eine kostengünstige, effiziente und umweltfreundliche Möglichkeit, hohe Temperaturen zu erreichen.

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Im Südwesten Frankreichs gedeihen Weintrauben und allerlei Früchte reifen – es ist heiß! Unter anderem scheint hier fast 300 Tage im Jahr die Sonne, und in Bezug auf die Anzahl der klaren Tage liegen diese Orte vielleicht hinter der Côte d'Azur an zweiter Stelle. Wenn wir das Tal in der Nähe von Odeyo aus physikalischer Sicht charakterisieren, beträgt die Lichtstrahlungsleistung hier 800 Watt pro 1 Quadratmeter. Acht leistungsstarke Glühbirnen. Ein wenig? Es reicht aus, wenn sich ein Stück Basalt in einer Pfütze ausbreitet!

Foto 6.

- Der Solarofen in Odeyo hat eine Leistung von 1 Megawatt und benötigt dafür fast 3.000 Meter Spiegelfläche,- sagt Serge Chauvin, Kurator des örtlichen Solarenergiemuseums. - Darüber hinaus muss das Licht einer so großen Oberfläche in einem Brennpunkt mit dem Durchmesser eines Esstellers gesammelt werden.

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Gegenüber dem Parabolspiegel sind Heliostaten installiert – spezielle Spiegelplatten. Es gibt 63 davon mit 180 Abschnitten. Jeder Heliostat hat seinen eigenen „Verantwortungspunkt“ – einen Sektor der Parabel, auf den das gesammelte Licht reflektiert wird. Bereits auf dem Hohlspiegel sammeln sich die Sonnenstrahlen im Brennpunkt – demselben Ofen. Abhängig von der Intensität der Strahlung (sprich: Klarheit des Himmels, Tages- und Jahreszeit) können sehr unterschiedliche Temperaturen erreicht werden. Theoretisch - bis zu 3800 Grad Celsius, in Wirklichkeit waren es bis zu 3600.

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- Zusammen mit der Bewegung der Sonne bewegen sich Heliostaten auch über den Himmel,- Serge Chauvin beginnt seine Tour. - Jeder hat einen Motor im Heck und zusammen werden sie zentral gesteuert. Es ist nicht erforderlich, sie in einer idealen Position zu installieren – je nach Aufgabenstellung des Labors kann der Grad am Brennpunkt variiert werden.

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Der Bau des Solarofens in Odeyo begann Anfang der 60er Jahre und wurde bereits in den 70er Jahren in Betrieb genommen. Lange Zeit blieb es das einzige seiner Art auf dem Planeten, doch 1987 wurde in der Nähe von Taschkent eine Kopie errichtet. Serge Chauvin lächelt: „Ja, ja, genau eine Kopie.“

Der sowjetische Ofen bleibt übrigens auch weiterhin betriebsbereit. Allerdings werden daran nicht nur Experimente durchgeführt, sondern auch einige praktische Aufgaben erledigt. Zwar erlaubt der Standort des Ofens nicht das Erreichen der gleichen hohen Temperaturen wie in Frankreich – am Brennpunkt schaffen es usbekische Wissenschaftler, weniger als 3000 Grad zu erreichen.

Der Parabolspiegel besteht aus 9000 Platten – Facetten. Jedes ist poliert, aluminiumbeschichtet und zur besseren Fokussierung leicht konkav. Nach dem Bau des Ofengebäudes wurden alle Fasen von Hand montiert und kalibriert – das dauerte drei Jahre!

Serge Chauvin führt uns zu einem Standort unweit des Hochofengebäudes. Gemeinsam mit uns – einer Gruppe von Touristen, die mit dem Bus in Odeyo angekommen sind – versiegt der Strom der Liebhaber wissenschaftlicher Exotik nicht. Ein Museumskurator machte sich daran, das verborgene Potenzial der Solarenergie zu demonstrieren.

- Madame und Monsieur, Ihre Aufmerksamkeit!- Obwohl Serge eher wie ein Wissenschaftler aussieht, sieht er eher wie ein Schauspieler aus. - Das von unserem Stern ausgestrahlte Licht ermöglicht es, Materialien sofort zu erhitzen, zu entzünden und zu schmelzen.

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Ein Mitarbeiter eines Solarofens hebt einen gewöhnlichen Ast hoch und legt ihn in einen großen Bottich mit spiegelähnlicher Innenseite. Serge Chauvin braucht ein paar Sekunden, um den Fokuspunkt zu finden, und der Stock geht sofort in Flammen auf. Wunder!

Während die französischen Großeltern ooh und ahh, geht der Museumsmitarbeiter zu einem freistehenden Heliostaten und bewegt ihn gerade so weit, dass die reflektierten Strahlen auf eine kleinere Kopie eines genau dort installierten Parabolspiegels treffen. Dies ist ein weiteres visuelles Experiment, das die Fähigkeiten der Sonne zeigt.

- Madame und Monsieur, jetzt schmelzen wir das Metall!

Serge Chauvin legt ein Stück Eisen in die Halterung, bewegt den Schraubstock auf der Suche nach dem Brennpunkt und bewegt sich, nachdem er ihn gefunden hat, ein kurzes Stück weg.

Die Sonne erledigt schnell ihren Job.

Ein Stück Eisen erhitzt sich sofort, beginnt zu rauchen und sogar Funken zu erzeugen und unterliegt den heißen Strahlen. In nur 10-15 Sekunden wird ein Loch in der Größe einer 10-Cent-Münze hineingebrannt.

- Voila!- Serge freut sich.

Als wir zum Museumsgebäude zurückkehren und französische Touristen im Kinosaal sitzen, um einen wissenschaftlichen Film über die Arbeit des Solarofens und des Labors anzusehen, erzählt uns der Hausmeister interessante Dinge.

- Am häufigsten fragen die Leute, warum das alles nötig ist,- Serge Chauvin wirft die Hände hoch. - Aus wissenschaftlicher Sicht wurden die Möglichkeiten der Solarenergie untersucht und nach Möglichkeit im Alltag angewendet. Es gibt jedoch Aufgaben, die aufgrund ihres Umfangs und ihrer Komplexität in der Ausführung ähnliche Installationen erfordern. Wie modellieren wir beispielsweise die Wirkung der Sonne auf die Haut eines Raumfahrzeugs? Oder die Erwärmung der Abstiegskapsel, die aus der Umlaufbahn zur Erde zurückkehrt?

In einem speziellen feuerfesten Behälter, der im Brennpunkt des Solarofens installiert ist, ist es ohne Übertreibung möglich, solche überirdischen Zustände nachzubilden. So wurde beispielsweise berechnet, dass ein Verkleidungselement Temperaturen von 2500 Grad Celsius standhalten muss – und das lässt sich hier bei Odeio experimentell verifizieren.

Der Hausmeister führt uns durch das Museum, wo verschiedene Exponate aufgestellt sind – Teilnehmer zahlreicher Experimente im Ofen. Die Carbon-Bremsscheibe erregt unsere Aufmerksamkeit...

- Oh, das Ding ist vom Rad eines Formel-1-Autos,- Serge nickt. - Seine Erwärmung ist unter bestimmten Bedingungen mit dem vergleichbar, was wir im Labor reproduzieren können.

Wie oben erwähnt, kann die Temperatur im Brennpunkt mithilfe von Heliostaten gesteuert werden. Abhängig von den durchgeführten Experimenten variiert sie zwischen 1400 und 3500 Grad. Der untere Grenzwert ist für die Herstellung von Wasserstoff im Labor notwendig, der Bereich von 2200 bis 3000 dient der Prüfung verschiedener Materialien unter extremen Hitzebedingungen. Über 3000 liegt schließlich der Bereich der Arbeit mit Nanomaterialien, Keramik und der Schaffung neuer Materialien.

- Der Ofen in Odeyo erfüllt keine praktischen Aufgaben,- fährt Serge Chauvin fort. - Im Gegensatz zu unseren usbekischen Kollegen sind wir nicht auf eigene wirtschaftliche Aktivitäten angewiesen und engagieren uns ausschließlich in der Wissenschaft. Zu unseren Kunden zählen nicht nur Wissenschaftler, sondern auch verschiedenste Abteilungen, beispielsweise die Verteidigung.

Wir halten einfach an einer Keramikkapsel an, die sich als Rumpf eines Drohnenschiffs entpuppt.

- Das Kriegsministerium baute hier im Tal bei Odeyo einen Solarofen mit kleinerem Durchmesser für den eigenen praktischen Bedarf.- sagt Serge. - Es ist von einigen Abschnitten der Bergstraße aus zu sehen. Aber sie wenden sich immer noch an uns, wenn es um wissenschaftliche Experimente geht.

Der Hausmeister erläutert die Vorteile der Solarenergie gegenüber jeder anderen Energie bei der Erledigung wissenschaftlicher Aufgaben.

- Zunächst einmal scheint die Sonne umsonst,- Er beugt seine Finger. - Zweitens ermöglicht Bergluft Experimente in „reiner“ Form – ohne Verunreinigungen. Drittens ermöglicht Sonnenlicht eine viel schnellere Erwärmung von Materialien als jede andere Installation – für manche Experimente ist dies äußerst wichtig.

Interessanterweise kann der Ofen fast das ganze Jahr über betrieben werden. Der optimale Monat für die Durchführung von Experimenten ist laut Serge Chauvin der April.

- Aber wenn es sein muss, schmilzt die Sonne auch im Januar ein Stück Metall für Touristen,- Der Hausmeister lächelt. - Hauptsache, der Himmel ist klar und wolkenlos.

Einer der unbestreitbaren Vorteile der Existenz dieses einzigartigen Labors ist seine völlige Offenheit für Touristen. Jedes Jahr kommen bis zu 80.000 Menschen hierher, und dies trägt viel mehr zur Popularisierung der Wissenschaft bei Erwachsenen und Kindern bei als eine Schule oder Universität.

Font-Romeu-Odeillot ist eine typisch ländliche französische Stadt. Sein Hauptunterschied zu Tausenden derselben ist die Koexistenz des Mysteriums des Alltagslebens und der Wissenschaft. Vor dem Hintergrund einer 54 Meter hohen Spiegelparabel stehen Bergmilchkühe. Und die ständig heiße Sonne.

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Kommen wir nun zu einem anderen Gebäude.

Fünfundvierzig Kilometer von Taschkent entfernt, im Bezirk Parkent, in den Ausläufern des Tien Shan auf einer Höhe von 1050 Metern über dem Meeresspiegel, befindet sich ein einzigartiges Bauwerk – der sogenannte Big Solar Furnace (BSP) mit einer Kapazität von einem Tausend Kilowatt. Es befindet sich auf dem Territorium des Instituts für Materialwissenschaften NPO „Physics-Sun“ der Akademie der Wissenschaften der Republik Usbekistan. Weltweit gibt es nur zwei solcher Öfen, der zweite steht in Frankreich.

„Das BSP wurde 1987 unter der Sowjetunion in Betrieb genommen“, sagt Mirzasultan Mamatkasymov, wissenschaftlicher Sekretär des Instituts für Materialwissenschaften NPO Physics-Sun, Kandidat der technischen Wissenschaften. — Aus dem Staatshaushalt werden ausreichend Mittel bereitgestellt, um dieses einzigartige Objekt zu erhalten. Zwei Labore des Instituts befinden sich hier, vier in Taschkent, wo sich die wichtigste wissenschaftliche Basis befindet, in der die chemischen und physikalischen Eigenschaften neuer Materialien untersucht werden. Wir führen den Prozess ihrer Synthese durch. Wir experimentieren mit diesen Materialien, indem wir den Schmelzprozess bei verschiedenen Temperaturen beobachten.

Das BSP ist ein komplexer optisch-mechanischer Komplex mit automatischen Steuerungssystemen. Der Komplex besteht aus einem Heliostatenfeld am Berghang, das die Sonnenstrahlen in einen Paraboloidkonzentrator lenkt, einen riesigen Hohlspiegel. Im Brennpunkt dieses Spiegels entsteht die höchste Temperatur – 3000 Grad Celsius!

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Das Heliostatenfeld besteht aus zweiundsechzig Heliostaten, die schachbrettartig angeordnet sind. Sie versorgen die Spiegeloberfläche des Konzentrators mit Lichtstrom im Modus der kontinuierlichen Nachführung der Sonne den ganzen Tag über. Jeder siebeneinhalb mal sechseinhalb Meter große Heliostat besteht aus 195 flachen Spiegelelementen, sogenannten „Facetten“. Die reflektierende Fläche des Heliostatenfeldes beträgt 3022 Quadratmeter.

Der Konzentrator, auf den die Heliostaten die Sonnenstrahlen richten, ist eine zyklopische Struktur mit einer Höhe von 45 Metern und einer Breite von 54 Metern.

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Es ist zu beachten, dass der Vorteil von Solaröfen im Vergleich zu anderen Ofentypen in der sofortigen Erreichung hoher Temperaturen liegt, was die Gewinnung reiner Materialien ohne Verunreinigungen ermöglicht (auch dank der Reinheit der Bergluft). Sie werden in der Öl- und Gas-, Textil- und vielen anderen Industrien eingesetzt.

Spiegel haben eine gewisse Lebensdauer und fallen früher oder später aus. In unseren Werkstätten stellen wir neue Spiegel her, die wir als Ersatz für die alten einbauen. Allein im Konzentrator sind es 10.700, in den Heliostaten 12.090. Der Herstellungsprozess von Spiegeln erfolgt in Vakuumanlagen, bei denen Aluminium auf die Oberfläche gebrauchter Spiegel gesprüht wird.

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Fergana.Ru:- Wie lösen Sie das Problem, Fachkräfte zu finden, da es nach dem Zusammenbruch der Union zu einer Abwanderung dieser Fachkräfte ins Ausland kam?

Mirzasultan Mamatkasymov:- Als die Anlage 1987 in Betrieb genommen wurde, arbeiteten hier Spezialisten aus Russland und der Ukraine und schulten unsere Mitarbeiter. Dank unserer Erfahrung haben wir nun die Möglichkeit, selbst Fachkräfte auf diesem Gebiet auszubilden. Zu uns kommen junge Leute von der Fakultät für Physik der Nationalen Universität Usbekistan. Nach meinem Hochschulabschluss arbeite ich selbst seit 1991 hier.

Fergana.Ru:- Wenn man sich dieses grandiose Bauwerk ansieht, die durchbrochenen Metallstrukturen, die in der Luft schweben und gleichzeitig die „Panzerung“ des Konzentrators tragen, kommen einem Bilder aus Science-Fiction-Filmen in den Sinn...

Mirzasultan Mamatkasymov:- Nun, in meinem Leben hat hier noch niemand versucht, Science-Fiction unter Verwendung dieser einzigartigen „Landschaften“ zu verfilmen. Zwar kamen usbekische Popstars, um ihre Videos zu drehen.

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Mirzasultan Mamatkasymov:- Heute werden wir aus pulverisiertem Aluminiumoxid gepresste Briketts schmelzen, deren Schmelzpunkt bei 2500 Grad Celsius liegt. Während des Schmelzvorgangs fließt das Material eine schiefe Ebene hinunter und tropft in eine spezielle Schale, wo sich Granulat bildet. Sie werden zu einer Keramikwerkstatt in der Nähe des BSP geschickt, wo sie zerkleinert und zur Herstellung verschiedener Keramikprodukte verwendet werden, von kleinen Fadenzuführungen für die Textilindustrie bis hin zu hohlen Keramikkugeln, die wie Billardkugeln aussehen. Kugeln werden in der Öl- und Gasindustrie als Schwimmkörper eingesetzt. Gleichzeitig wird die Verdunstung von Erdölprodukten, die in großen Behältern in Öldepots gelagert werden, von der Oberfläche um 15 bis 20 Prozent reduziert. In den letzten Jahren haben wir etwa sechshunderttausend dieser Schwimmkörper hergestellt.

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Wir produzieren Isolatoren und andere Produkte für die Elektroindustrie. Sie zeichnen sich durch erhöhte Verschleißfestigkeit und Festigkeit aus. Neben Aluminiumoxid verwenden wir auch ein feuerfesteres Material – Zirkonoxid mit einem Schmelzpunkt von 2700 Grad Celsius.

Der Schmelzprozess wird durch ein sogenanntes „technisches Sichtsystem“ überwacht, das mit zwei speziellen Fernsehkameras ausgestattet ist. Einer von ihnen überträgt das Bild direkt auf einen separaten Monitor, der andere auf einen Computer. Das System ermöglicht Ihnen sowohl die Beobachtung des Schmelzvorgangs als auch die Durchführung verschiedener Messungen.

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Es sollte hinzugefügt werden, dass das BSP auch als universelles astrophysikalisches Instrument eingesetzt wird und die Möglichkeit eröffnet, den Sternenhimmel bei Nacht zu untersuchen.

Zusätzlich zu den oben genannten Arbeiten legt das Institut großen Wert auf die Herstellung medizinischer Geräte auf Basis von Funktionskeramik (Sterilisatoren), Schleifinstrumenten, Trocknern und vielem mehr. Solche Geräte wurden erfolgreich in medizinischen Einrichtungen unserer Republik sowie in ähnlichen Einrichtungen in Malaysia, Deutschland, Georgien und Russland eingeführt.

Parallel dazu entwickelte das Institut Solaranlagen mit geringem Stromverbrauch. Beispielsweise schufen die Wissenschaftler des Instituts Solaröfen mit einer Leistung von eineinhalb Kilowatt, die auf dem Territorium des Tabbin Institute of Metallurgy (Ägypten) und im International Metallurgical Center in Hyderabad (Indien) installiert wurden.

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Quellen

http://englishrussia.com/2012/01/25/the-solar-furnace-of-uzbekistan/3/

http://www.epochtimes.ru/content/view/77005/69/

http://victorprofessor.livejournal.com/profile

http://loveopium.ru/rekordy-i-rejtingi/solnechnaya-pech.html

http://tech.onliner.by/2012/07/09/reportage

http://www.fergananews.com/article.php?id=4570

Und hier gibt es mehr zu diesem Thema . Erinnern wir uns natürlich auch allgemein an . Oh ja, aber du weißt schon Der Originalartikel ist auf der Website InfoGlaz.rf Link zum Artikel, aus dem diese Kopie erstellt wurde -

Es gibt tatsächlich mehrere ähnliche Strukturen auf der Welt. Beginnen wir mit Solar Furnace in France, also aus Frankreich.

Der Solarofen in Frankreich soll die für verschiedene Prozesse erforderlichen hohen Temperaturen erzeugen und konzentrieren.

Die Spiegelanordnung fungiert als Parabolreflektor. Das Licht wird auf ein Zentrum fokussiert. Und die Temperaturen dort können Temperaturen erreichen, bei denen Stahl geschmolzen werden kann.

Die Temperatur kann jedoch durch die Installation von Spiegeln in verschiedenen Winkeln angepasst werden.

Solaröfen sind eine kostengünstige, effiziente und umweltfreundliche Möglichkeit, hohe Temperaturen zu erreichen.

— Der Solarofen in Odeyo hat eine Leistung von 1 Megawatt und benötigt dafür fast 3.000 Meter Spiegelfläche,- sagt Serge Chauvin, Kurator des örtlichen Solarenergiemuseums. — Darüber hinaus muss das Licht einer so großen Oberfläche in einem Brennpunkt mit dem Durchmesser eines Esstellers gesammelt werden.

Gegenüber dem Parabolspiegel sind Heliostaten installiert – spezielle Spiegelplatten. Es gibt 63 davon mit 180 Abschnitten. Jeder Heliostat hat seinen eigenen „Verantwortungspunkt“ – einen Sektor der Parabel, auf den das gesammelte Licht reflektiert wird. Bereits auf dem Hohlspiegel werden die Sonnenstrahlen im Brennpunkt – demselben Ofen – gebündelt. Abhängig von der Intensität der Strahlung (sprich: Klarheit des Himmels, Tages- und Jahreszeit) können sehr unterschiedliche Temperaturen erreicht werden. Theoretisch - bis zu 3800 Grad Celsius, in Wirklichkeit waren es bis zu 3600.

— Zusammen mit der Bewegung der Sonne bewegen sich Heliostaten auch über den Himmel,- Serge Chauvin beginnt seine Tour. — Jeder hat einen Motor im Heck und zusammen werden sie zentral gesteuert. Es ist nicht erforderlich, sie in einer idealen Position zu installieren – je nach Aufgabenstellung des Labors kann der Grad am Brennpunkt variiert werden.

- Madame und Monsieur, Ihre Aufmerksamkeit!— Obwohl Serge eher wie ein Wissenschaftler aussieht, sieht er eher wie ein Schauspieler aus. — Das von unserem Stern ausgestrahlte Licht ermöglicht es, Materialien sofort zu erhitzen, zu entzünden und zu schmelzen.

- Madame und Monsieur, jetzt schmelzen wir das Metall!

Serge Chauvin legt ein Stück Eisen in die Halterung, bewegt den Schraubstock auf der Suche nach dem Brennpunkt und bewegt sich, nachdem er ihn gefunden hat, ein kurzes Stück weg.

Die Sonne erledigt schnell ihren Job.

- Voila!- Serge freut sich.

— Am häufigsten fragen die Leute, warum das alles nötig ist,- Serge Chauvin wirft die Hände hoch. — Aus wissenschaftlicher Sicht wurden die Möglichkeiten der Solarenergie untersucht und nach Möglichkeit im Alltag angewendet. Es gibt jedoch Aufgaben, die aufgrund ihres Umfangs und ihrer Komplexität in der Ausführung ähnliche Installationen erfordern. Wie modellieren wir beispielsweise die Wirkung der Sonne auf die Haut eines Raumfahrzeugs? Oder die Erwärmung der Abstiegskapsel, die aus der Umlaufbahn zur Erde zurückkehrt?

Der Hausmeister führt uns durch das Museum, wo verschiedene Exponate aufgestellt sind – Teilnehmer zahlreicher Experimente im Ofen. Die Carbon-Bremsscheibe erregt unsere Aufmerksamkeit...

- Oh, das Ding ist vom Rad eines Formel-1-Autos,- Serge nickt. — Seine Erwärmung ist unter bestimmten Bedingungen mit dem vergleichbar, was wir im Labor reproduzieren können.

— Der Ofen in Odeyo erfüllt keine praktischen Aufgaben,- fährt Serge Chauvin fort. — Im Gegensatz zu unseren usbekischen Kollegen sind wir nicht auf eigene wirtschaftliche Aktivitäten angewiesen und engagieren uns ausschließlich in der Wissenschaft. Zu unseren Kunden zählen nicht nur Wissenschaftler, sondern auch verschiedenste Abteilungen, beispielsweise die Verteidigung.

Wir halten einfach an einer Keramikkapsel an, die sich als Rumpf eines Drohnenschiffs entpuppt.

— Das Kriegsministerium baute hier im Tal in der Nähe von Odeyo einen Solarofen mit kleinerem Durchmesser für den eigenen praktischen Bedarf.- sagt Serge. — Es ist von einigen Abschnitten der Bergstraße aus zu sehen. Aber sie wenden sich immer noch an uns, wenn es um wissenschaftliche Experimente geht.

Der Hausmeister erläutert die Vorteile der Solarenergie gegenüber jeder anderen Energie bei der Erledigung wissenschaftlicher Aufgaben.

- Zunächst einmal scheint die Sonne umsonst,- Er beugt seine Finger. — Zweitens ermöglicht Bergluft Experimente in „reiner“ Form – ohne Verunreinigungen. Drittens ermöglicht Sonnenlicht eine viel schnellere Erwärmung von Materialien als jede andere Installation – für manche Experimente ist dies äußerst wichtig.

Interessanterweise kann der Ofen fast das ganze Jahr über betrieben werden. Der optimale Monat für die Durchführung von Experimenten ist laut Serge Chauvin der April.

- Aber wenn es sein muss, schmilzt die Sonne auch im Januar ein Stück Metall für Touristen,- Der Hausmeister lächelt. — Hauptsache, der Himmel ist klar und wolkenlos.

Kommen wir nun zu einem anderen Gebäude.

Der Konzentrator, auf den die Heliostaten die Sonnenstrahlen richten, ist eine zyklopische Struktur mit einer Höhe von 45 Metern und einer Breite von 54 Metern.

Fergana.Ru:- Wie lösen Sie das Problem, Fachkräfte zu finden, da es nach dem Zusammenbruch der Union zu einer Abwanderung dieser Fachkräfte ins Ausland kam?

Es sollte hinzugefügt werden, dass das BSP auch als universelles astrophysikalisches Instrument eingesetzt wird und die Möglichkeit eröffnet, den Sternenhimmel bei Nacht zu untersuchen.

Solarflugzeug und allgemein Solarenergie. Oh ja, aber du weißt schon

Als wir in Usbekistan ankamen, beschlossen wir als Erstes, uns eines der Weltwunder anzuschauen – den Sonnenkomplex. Dieses verrückte Ingenieursprojekt befindet sich in der Region Parkent, in den Ausläufern des Tien Shan, etwa 45 km von Taschkent entfernt auf einer Höhe von 1050 Metern.

Der Bau des Solntse-Komplexes begann bereits 1981. Derzeit gibt es weltweit nur zwei derart komplexe technische Anlagen: in Frankreich und hier in der ehemaligen UdSSR. Die technische Entwicklung einer solchen Struktur kostet absolut wahnsinniges Geld und war nur unter der Sowjetunion möglich, aber ihr Betrieb ist praktisch kostenlos. Mithilfe von Solarenergie kann der Ofen den ganzen Tag über kontrollierte Temperaturen von bis zu 3000 Grad Celsius erzeugen.

Der 54 mal 54 Meter große Hauptparabolspiegel erzeugt einen fokussierten Strahl mit einem Durchmesser von 1,2 Metern. In der Mitte, hinter der Spiegelplatte, befindet sich ein Raum des Forschungszentrums, von dem aus der Prozess der Metallverhüttung überwacht wird.

Die Gesamtzahl der Spiegelelemente am Konzentrator beträgt 10.700 Stück.

Die Lichtstrahlen werden von 62 Heliostaten, die schachbrettartig an einem sanften Hang angeordnet sind, zum Konzentrator geleitet. Die Größe jedes Heliostaten beträgt 7,5 mal 6,5 Meter.

Heliostaten arbeiten im Automatikmodus, das heißt, sie verteilen der Sonne folgend die Sonnenströme auf den Hauptkonzentrator, sodass im Ofen die erforderliche Temperatur entsteht: von 800 bis 3000 Grad.

Im Technologieturm gegenüber dem Konzentrator befindet sich der Ofen selbst sowie ein spezieller Vorhangschlitzverschluss, der es ermöglicht, einen Strahl mit der gewünschten Form zu erhalten und die Dauer des Temperatureffekts zu steuern.

Zunächst einmal wird ein solcher Solarofen natürlich nicht zum einfachen Schmelzen von Metallen benötigt, obwohl er eine solche Funktion auch erfüllen kann. Die Hauptaufgabe des Komplexes ist die wissenschaftliche Forschung.
Nehmen wir an, wir müssen herausfinden, wie sich die Haut eines Raumfahrzeugs unter starkem Sonneneinfluss und einer Erwärmung des Körpers auf 2000 Grad innerhalb von zwei Sekunden verhält. Ohne einen solchen Komplex wird die Durchführung solcher Studien nicht einfach sein.

Die Zahl der Sonnentage in diesem Gebiet beträgt etwa 270.

Auch die dünne Bergluft trägt zur Reinheit der Experimente bei.

Ohne unseren Freund wäre dieses Foto nicht möglich gewesen. anton_ermachkov :)

Und um diese kosmische Schönheit herum liegen Dörfer.

Hier werden Weintrauben angebaut.

Bei der Ausreise aus Usbekistan wurden diese Fotos trotz aller behördlichen Genehmigungen und Schreiben sowie der Tatsache, dass diese Schießerei stattfand, auf Wunsch des usbekischen KGB vom Flash-Laufwerk gelöscht. Ihrer Meinung nach gilt dieses Objekt als geheim. Zum Vergleich: Ein ähnlicher Komplex in Frankreich wird jährlich von 80.000 Touristen aus aller Welt besucht.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

Usbekistan, Parkent

Vor etwa anderthalb Monaten habe ich in einem lokalen Forum ein Fahrradunternehmen gefunden, mit dem ich jetzt außerhalb der Stadt fahre. Ich lebe jetzt seit 20 Jahren in Usbekistan, aber alles ist zu Hause und höchstens um die Ecke, und es stellt sich heraus, dass die meisten Touristen, die hierher kommen, über interessante Orte Bescheid wissen)))

Ich korrigiere die Situation :-) Ich beginne mit einer Geschichte über eine Radtour, oder besser gesagt über einen Ausflug zum Big Solar Oven (im Folgenden BSP genannt), auch bekannt als Solar Complex „Sun“.

Das Gebäude ist beeindruckend, ich würde sogar sagen: grandios! Sowohl die Größe als auch das Design sind beeindruckend!

Um das Lesen zu erleichtern, teile ich die Geschichte in zwei Teile: Im ersten Teil geht es um das BSP selbst, im zweiten geht es darum, wie wir dorthin gefahren sind. Also, Teil eins:

Großer Solarofen

Der Big Solar Furnace befindet sich in der Region Parkent, am Fuße des Tien Shan. Anfang der 70er Jahre machte Sadyk Azimov (sowjetischer Physiker, Akademiker der Akademie der Wissenschaften der Usbekischen SSR; in Taschkent gibt es eine nach ihm benannte Straße) den Vorschlag, einen großen Solarofen mit einer thermischen Leistung von 1 Megawatt zu bauen . Es wurde in nur 6 Jahren (1981-87) gebaut.

Solarstation, Konzentrator „von hinten“. Marslandschaft...

Fotos können durch Anklicken vergrößert werden.

Konzentrator, Prozessturm und Kühlsystem:

Der Konzentrator (ein großer Hohlspiegel) besteht aus 10.700 Spiegeln und hat eine Größe von 54 x 47 m. Der höchste Punkt des Konzentrators liegt auf 1.100 m über dem Meeresspiegel. Das Gewicht der Metallkonstruktion beträgt 200.000 Tonnen. Die Höhe des Gebäudes beträgt ca. 20 Normgeschosse!

BSP erzeugt eine Temperatur von bis zu 3.500 °C und ist dazu bestimmt, feuerfeste Metalle und hitzebeständige Materialien in völlig reiner Form zu erhalten (auch wenn sie nicht in reiner Form sind, verbrennen alle überschüssigen Materialien): Sie schmelzen alle Arten von Keramik , Aluminiumdioxid (ein superfeuerfestes Keramikmaterial). Dort wurden Hitzeschutzfliesen für Buran hergestellt. Mit dem Solarofen können Sie auch Wasserstoff synthetisieren und Sonnenenergie in Elektrizität, Infrarot- und Laserstrahlung umwandeln.

Es gibt zwei ähnliche Strukturen auf der Welt: Wir haben eines in Usbekistan,
der zweite ist in Frankreich, Odeilo:

Solarofen, Frankreich, Odeillo

Die Exkursion begann mit dem traditionellen Demonstrationstrick, bei dem ein Tannenzapfen angezündet wurde. Der Kegel wird durch einen Hohlspiegel in Brand gesetzt, wobei ein Sonnenstrahl im Strahl reflektiert wird!

Der Spiegel brennt!

Also, wie funktioniert das Ganze?:

Gegenüber dieser Spiegelparabel befindet sich ein Heliostatenfeld – ein System freistehender Heliostaten. Jeder Heliostat (quadratische Spiegelinstallation) dreht sich automatisch hinter der Sonne (genau wie das Turkmenbashi-Denkmal :-D)

Heliostatisches Feld:

Wenn kein Schmelzbedarf besteht, werden die Spiegel (Anmerkung) in verschiedene Richtungen gedreht, damit sie das System nicht umsonst verbrennen.

Heliostaten:

Jeder gesteuerte Spiegel hat eine Größe von 7,5 x 6,5 m und besteht aus 195 kleinen Spiegeln mit einer Größe von 50 x 50 cm. Insgesamt gibt es im Komplex 62 solcher Spiegel – Heliostaten. Dadurch sammeln 12.090 Spiegel die Sonnenstrahlen, die bei der Reflexion in einem einzigen Strahl in den konkaven Verbundspiegel des Konzentrators strömen.
Ein fokussierter, konzentrierter Sonnenstrahl wird zum Empfangsturm (Ofen) gesendet, und dort ist derselbe Ofen die letzte Station für Sonnenhasen)))

Hub und Technologieturm im Einsatz:

Ofentor:

Die Tore sind in der Regel geschlossen. Sie werden nur geöffnet, wenn etwas geschmolzen werden muss. Vergrößern Sie das Foto und sehen Sie, wie die speziellen feuerfesten Schutzplatten geschmolzen sind! Und das alles ist die Sonne, dieselbe Sonne, die jeden Tag auf unseren Kopf scheint!

Ofentür öffnen:

Auf dem Foto unten ist der Ofen selbst der Ort, an den der Lichtstrahl gerichtet wird, der in einem Brennpunkt mit einem Durchmesser von nur 45 cm gesammelt wird! Sie haben es geschafft, so viele Spiegel und so sperrige Geräte so aufzustellen, dass das gesamte reflektierte Licht in einem so schmalen Strahl, auf einen Punkt von 45 cm, gesammelt wird!!!

Ofen, im Technologieturm:

Tiegel - 300 Liter! Schade, dass es auf dem Foto nicht zu sehen ist, ich konnte es auch nicht live sehen ...
Es ist sehr interessant, woraus er besteht? Wenn darin Materialien mit einem Schmelzpunkt von 2000-3000 °C geschmolzen werden, sollte der Tiegel theoretisch mindestens 4000 °C aushalten ...

Die Arbeitsfläche des Technologieturms (einschließlich des Ofentors) wird durch zirkulierendes Wasser innen und außen ständig gekühlt.

Kühlsystem:

Der Schmelzprozess wird von einem Bediener des Pyrometrielabors kontrolliert und kontrolliert.

Pyrometrisches Labor. Der Betreiber ist in Alarmbereitschaft!

Das bekommen Sie mit Hilfe des Ofens:

Proben von Rohstoffen, resultierenden Legierungen und Fertigprodukten aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid:

Es rollt einfach von der Zunge – Was für ein Blödsinn?.. Haben sie deshalb so eine Bandura gebaut?!.. o_O Nur ein Scherz, natürlich, es ist wahrscheinlich sehr wichtiger und notwendiger Blödsinn!)))

Das Projekt des Forschungs- und Produktionsmetallurgischen Solarkomplexes „Sun“ erhielt beim II. All-Union-Wettbewerb für das beste Projekt des Jahres die höchste Bewertung der Jury und wurde mit einer Goldmedaille ausgezeichnet. Auf der III. Weltbiennale „Interarch-85“ in Sofia wurde das Projekt Preisträger und erhielt eine Medaille und ein ICA-Diplom!

Heutzutage wird der Solarkomplex „Sonne“ zur vielseitigen Beobachtung der Sonne genutzt. Die praktische Anwendung des Komplexes zielt neben direkt wissenschaftsbezogenen Arbeiten nun auf die Gewinnung spezieller Legierungen feuerfester Metalle ab, die in Kombination mit Porzellan die Herstellung metallkeramischer Produkte ermöglichen, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden Wirtschaft. Dabei handelt es sich um nahezu verschleißfreie Rohre, Bauteile und Verbindungen aller Art, Kugeln zur Abdeckung der Öloberfläche und zur Reduzierung der Verdunstung.

P.S.

Die Nutzung von Sonnenenergie im Alltag, in der Natur kann man einen Wasserkocher kochen, Suppe kochen :)))

Allerdings könnten wir diesen Sommer einen Wasserkocher ohne Spiegel kochen, einfach in der Sonne stehen lassen
und das ist alles :-D

Die Amerikaner brennen!
Option zur Nutzung von Solarenergie zu Hause)))

Heliokomplex auf der Karte.