Solugn - Solar furnace
En solugn är en struktur som använder koncentrerad solenergi för att producera höga temperaturer, vanligtvis för industrin. Paraboliska speglar eller heliostater koncentrerar ljus ( Insolation ) till en fokuspunkt . Temperaturen vid brännpunkten kan nå 3500 ° C (6,330 ° F), och denna värme kan användas för att generera el , smälta stål , göra vätgas eller nanomaterial .
Den största solugnen är vid Odeillo i Pyrénées-Orientales i Frankrike , öppnad 1970. Den använder en rad plana speglar för att samla solljus och reflektera den på en större böjd spegel.
Historia
Den gamla grekiska / latin term HelioCaminus betyder bokstavligen "solar ugn" och hänvisar till en glas -enclosed solrummet avsikt utformad för att bli varmare än den omgivande temperaturen.
Under det andra puniska kriget (218–202 f.Kr.) sägs den grekiske forskaren Archimedes ha avvisat de angripande romerska fartygen genom att elda upp dem med ett " brinnande glas " som kan ha varit en rad speglar. Ett experiment för att testa denna teori utfördes av en grupp vid Massachusetts Institute of Technology 2005. Den drog slutsatsen att även om teorin var sund för stationära föremål, skulle speglarna sannolikt inte ha kunnat koncentrera tillräckligt med solenergi för att sätta ett fartyg i brand under stridsförhållanden.
Den första moderna solugnen tros ha byggts i Frankrike 1949 av professor Félix Trombe. Enheten, Mont-Louis Solar Furnace, finns fortfarande kvar på Mont-Louis. Pyrenéerna valdes som plats eftersom området upplever klar himmel upp till 300 dagar om året.
Den Odeillo Solar Furnace är en större och mer kraftfull sol ugn. Det byggdes mellan 1962 och 1968 och började fungera 1969. Det är för närvarande det mest kraftfulla, baserat på en uppnåelig temperatur på 3500 ° C.
Uzbekistans solugn byggdes i Uzbekistan och öppnades 1981 som en del av Sovjetunionens "Sun" Complex Research Facility.
Användningsområden
Strålarna fokuseras på ett område med storleken på en kastrull och kan nå 4000 ° C (7 230 ° F), beroende på den installerade processen, till exempel:
- cirka 1 000 ° C (1 830 ° F) för metallmottagare som producerar varmluft för nästa generations soltorn, eftersom det kommer att testas vid Themis -anläggningen med Pegase -projektet
- cirka 1400 ° C (2550 ° F) för att producera väte genom att spricka metanmolekyler
- upp till 2500 ° C (4,530 ° F) för att testa material för extrem miljö som kärnreaktorer eller rymdfordon atmosfärisk återinträde
- upp till 3500 ° C (6,330 ° F) för att producera nanomaterial genom solinducerad sublimering och kontrollerad kylning, till exempel kolnanorör eller zinknanopartiklar
Det har föreslagits att solugnar skulle kunna användas i rymden för att tillhandahålla energi för tillverkningsändamål.
Deras beroende av soligt väder är en begränsande faktor som källa till förnybar energi på jorden men kan knytas till lagringssystem för termisk energi för energiproduktion genom dessa perioder och in på natten.
Apparater i mindre skala
Solugnsprincipen används för att göra billiga solkokare och soldrivna grillar och för pastörisering av solvatten . En prototyp Scheffler -reflektor byggs i Indien för användning i ett solkrematorium . Denna 50 m 2 reflektor genererar temperaturer på 700 ° C (1.292 ° F) och förskjuter 200–300 kg ved som används per kremering.