משתמש:ספר כחול/תנור סולארי אודייו

תנור השמש אודייו (Odellio Solar Furnace) הוא מתקן ניסויי הממוקם באודייו (Odeillo) שבדרום צרפת, בקומונת פונט-רומאו-אודייו-ויאווייה (Font-Romeu-Odeillo-Via), באזור הפירנאים המזרחיים. המתקן, שנבנה בשנות ה-60 של המאה ה-20, הוא אחד מתנורי השמש הגדולים בעולם.

המתקן מנצל את קרינת השמש באמצעות מערך של מראות קעורות מרכזיות (הליוסטטים), הממוקמות כך שהן מרכזות את קרני השמש לנקודה אחת, ויוצרות טמפרטורות גבוהות ביותר, המגיעות לכ-3,500 מעלות צלזיוס. תנור זה משמש למחקרים מדעיים העוסקים בחומרים עמידים לטמפרטורות גבוהות, חקר אנרגיית שמש וטכנולוגיות בתחום האנרגיה המתחדשת.

היסטוריה

מבט מזרחה ממרכז הפרבולות.

בשנת 1946 הכימאי הצרפתי פליקס טרומבה וצוותו ביצעו ניסוי במאודון, פרבר של פריז, שבו השתמשו במראת DCA (מראה שהייתה מיועדת במקור להגנה נגד מטוסים (בצרפתית: Défense Contre Avions = נגד מטוסים)). בניסוי, הם הוכיחו שניתן להגיע לטמפרטורות גבוהות מאוד תוך זמן קצר, בסביבה טהורה, באמצעות ריכוז קרני השמש. מטרת הניסוי הייתה להמיס עפרות ולהפיק חומרים טהורים במיוחד, לשם ייצור חומרים עמידים בחום (חומרים עקשנים) חדשים ומשופרים.

כדי לבחון את הרעיון הזה, בשנת 1949 נבנה במון-לואי תנור סולארי ראשון. מספר שנים לאחר מכן, בעזרת הניסיון שהצטבר בתנור במון-לואי, הוחל בבניית תנור סולארי גדול יותר, בגודל כמעט תעשייתי, בעיירה אודייו. בניית התנור באודייו התבצעה בין השנים 1962 ל-1968, והוא החל לפעול בשנת 1969^[1]^[2].

לאחר משבר הנפט הראשון בשנת 1973, התמקדו חוקרים בתנור הסולארי של אודייו בהתקדמות בשימוש באנרגיה סולארית להפקת חשמל, מתוך מטרה לקדם את יישומה של אנרגיה מתחדשת.

גאוגרפיה

התנור ממוקם באודייו (Odeillo) שבדרום צרפת, בקומונת פונט-רומאו-אודייו-ויאווייה (Font-Romeu-Odeillo-Via), באזור הפירנאים המזרחיים שבמחוז אוקסיטניה. הבחירה באתר הגאוגרפי באודייו נבעה ממספר גורמים טבעיים, הכוללים גובה רב (כ-1,500 מטרים מעל פני הים), אקלים יבש ושמיים בהירים במשך רוב ימות השנה, המאפשרים ניצול מקסימלי של קרינת השמש (יותר מ-2,500 שעות שמש בשנה^[3]).

גובהו 48 מטר, רוחבו 54 מטר, והוא כולל 63 הליוסטטים. הוא ייצר הספק חשמלי בסך מגה וואט.

תחנת הכוח הסולארית של תמיס, ותנור השמש מונט-לואי ממוקמות בקרבת מקום.

עקרון הפעולה

עקרון הפעולה.

עקרון השימוש בו מתבסס על ריכוז קרני השמש ליצירת חום גבוה במיוחד, תוך שימוש במערכת מתקדמת של מראות מחזירות. המערכת כוללת 9,600 מראות שטוחות הנקראות הליוסטטים, הממוקמות על מדרון, ועוקבות אחר תנועת השמש במהלך היום. מראות אלו ניתנות לכוונון,והן משקפות את קרני השמש לעבר סדרת מראות נוספות (הנקראות "רכזים"), אשר ממוקמות בצורה קעורה.

המראה הפרבולית (הקעורה) מרכזת את קרני השמש לנקודה אחת, הממוקמת בראש המגדל המרכזי של התנור. בנקודת המוקד, שהינה מטרה עגולה בקוטר של 40 סנטימטרים, הקרניים המרוכזות מייצרות טמפרטורות גבוהות מאוד, שיכולות להגיע עד לכ-3,500 מעלות צלזיוס.

תנור השמש באודייו מסוגל לרכז אנרגיה השווה ל"10,000 שמשות," עם הספק שיא של 1,000 קילוואט. החום הרב שנוצר בנקודת המוקד מאפשר לבצע ניסויים בטמפרטורות קיצוניות, ומשמש למחקרים מדעיים בתחום חקר החומרים והאנרגיה, וכן לפיתוח טכנולוגיות בתחום האנרגיה המתחדשת.

יתרונות

באמצעות התנור ניתן להשיג טמפרטורות מעל 2,500 מעלות צלזיוס תוך מספר שניות.
האנרגיה היא "חופשית", ואינה מזהמת.
התנור מספק שינויי טמפרטורה מהירים ובכך מאפשר ללמוד את ההשפעה של זעזועים תרמיים.
אין אלמנטים מזהמים (גז בעירה, זיהום, פסולת וכו'), שכן רק האובייקט הנבדק מחומם רק על ידי קרינת השמש.

אחד מ-63 ההליוסטטים.

שימושים

תחומי המחקר מתרחבים גם לתעשיות התעופה והחלל. שם נערכים ניסויים בתנאים של טוהר כימי גבוה. חטיבת החומרים בטמפרטורות גבוהות עושה שימוש בכבשן לצורך הערכת עמידותם של חומרים במהלך כניסתם מחדש לאטמוספירה של ראשי קרב מתפצלים (MIRV), בנוסף, החטיבה חוקרת תכונות חומרים אחרים תחת השפעת קרינת חום באנרגיה גבוהה, הנוצרת לעיתים קרובות על ידי מכשירים גרעיניים^[4].

ניסויים אלו חיוניים לפיתוח חומרים חדשים שיכולים לעמוד בתנאים קיצוניים, כמו גם להבטיח את בטיחותם ועמידותם של מערכות הנשק והחלל במהלך משימות מאתגרות.

מרכז המידע לציבור

משנת 1990 פעל באתר מרכז מידע שהיה פתוח לקהל עד 2017, והוא היה בלתי תלוי במעבדת CNRS. המרכז, שנקרא "Héliodyssée", עוצב עבור צעירים ומבוגרים ואיפשר להם ללמוד על אנרגיה סולארית ונגזרותיה, כולל צורות אחרות של אנרגיה מתחדשת ושימושיה בבית, כמו גם על עבודתם של חוקרים מ-CNRS בתחומים כגון אנרגיה, סביבה, חומרים לחלל וחומרים של העתיד.

בעקבות שינוי בהנהלה, האתר נסגר למבקרים, אך המתקנים החיצוניים נותרו נגישים לקהל.

ביבליוגרפיה

(בצרפתית) G. Olalde et JL Peube, « Étude expérimentale d'un récepteur solaire en nid d'abeilles pour le chauffage solaire des gaz à haute température », Revue de Physique Appliquée, no 17, 1982, p. 563-568
(בצרפתית) ברנרד ספינר, « La construction d'un pôle de recherche et d'expérimentation solaire », La revue pour l'histoire du CNRS, no 5, 2001
Base Mérimée : PA66000023 , Ministère français de la Culture. (בצרפתית)

הערות שוליים

^ משרד הפנים של ארצות הברית - שירות ניהול מינרלים, "אנרגיה חלופית II.C" . כרך א' הצהרת השפעה על הסביבה: מכירת OCS מס' 73 ., 1983. . אוחזר 2020-01-11 ., עמ' II-66
^ ז'ופר, אנדרה; בוסקט, ז'אן לואי, יובל לתנור השמש הגדול של אודייו בפירנאים-מזרחיים (בצרפתית) ., ‏(2019-07-10) אוחזר 2020-01-11 .
^ Actualitix, Nombre d'heures d'ensoleillement par département - Carte et classement, Actualitix : Blog de cartes, tourisme & voyages, ‏2015-06-29 (ב־)
^ {{{מחבר}}}, אנרגיה סולארית באנרגיה גבוהה.

[1] משרד הפנים של ארצות הברית - שירות ניהול מינרלים, "אנרגיה חלופית II.C" . כרך א' הצהרת השפעה על הסביבה: מכירת OCS מס' 73 ., 1983. . אוחזר 2020-01-11 ., עמ' II-66

[2] ז'ופר, אנדרה; בוסקט, ז'אן לואי, יובל לתנור השמש הגדול של אודייו בפירנאים-מזרחיים (בצרפתית) ., ‏(2019-07-10) אוחזר 2020-01-11 .

[3] Actualitix, Nombre d'heures d'ensoleillement par département - Carte et classement, Actualitix : Blog de cartes, tourisme & voyages, ‏2015-06-29 (ב־)

[4] {{{מחבר}}}, אנרגיה סולארית באנרגיה גבוהה.

[1]

[2]

[3]

[4]