فرن شمسي
المحتويات

في البداية، الفرن الشمسي عبارة عن مبنى يستعمل الطاقة الشمسية المركزة لتوليد درجات حرارة عالية، يستعمل غالبا في الصناعة. يتم استخدام عاكسات مكافئة أو أبراج لتركيز الضوء (الإشعاع) على نقطة مركزية. قد تصل حرارة تلك النقطة إلى نحو 3500 سليزيوس (6330 فهرنهايت)، كما يمكن استخدام تلك الحرارة في توليد الكهرباء، صهر الحديد، صناعة الوقود الهيدروجيني أو المواد النانوية. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
علاوةً على ذلك، يوجد أكبر فرن شمسي في أوديلو في البرانيس الشرقية في فرنسا، افتتح عام 1970. يستعمل هذا الفرن مجموعة كبيرة من المرايا لتجميع أشعة الشمس، لتسقط على مرآة منحنية أكبر.
الإستخدامات
كذلك، يجرى الآن العمل على تأكيد فعالية استخدام الأفران الشمسية في الفضاء لتوفير الطاقة لمختلف الأجهزة. كما يمكن استخدام أنظمة تخزين الطاقة الحرارية لإنتاج الطاقة في أثناء الليل.
من جانب آخر، يمكن أن تصل درجة الحرارة على منطقة وعاء الطبخ بعد تركيز الأشعة إلى قرابة 4,000 درجة مئوية (7,230 درجة فهرنهايت)، تبعا لعملية التثبيت، فمثلًا
وفي هذا السياق، قرابة 3500 درجة مئوية (6330 درجة فهرنهايت) لإنتاج المواد النانوية بالطاقة الشمسية والتسامي والتحكم في التبريد، مثل أنابيب الكربون النانوية أو جسيمات الزنك النانوية.
في هذا الإطار، نحو 1000 درجة مئوية (1830 درجة فهرنهايت) لصهر المعادن الفلزية.
وفي السياق ذاته، نحو 1400 درجة مئوية (2550 درجة فهرنهايت) لإنتاج الهيدروجين عن طريق تكسير جزيئات الميثان.
من جهة ثانية، قرابة 2500 درجة مئوية (4530 درجة فهرنهايت) لاختبار المواد المساخدمة في البيئات المتطرفة مثل المفاعلات النووية أو مراكب الفضاء بعد عودتها من الغلاف الجوي.
أجهزة أصغر حجماً
علاوةً على ذلك، اتجه العالم إلى استخدام الأفران الشمسية لسعرها الرخيص ولعدم وجود أثار جانبية ناتجة عن استخدامها فهي تعمل بالطاقة الشمسية في الهواء، كما يمكن استخدامها في بسترة السوائل.
- انظر كذلك
- طاقة شمسية حرارية
- الفرن الشمسي في أوديلو
- الفرن الشمسي في مونت لويس
- المرايا الحارقة
- الغرفة الزجاجية
- البيريليوفوروس
- فرن الحث الكهربي
وعلى صعيد آخر، تعمل الهند في الوقت الحالي على إنشاء عاكس شيفلر ليستعمل في الأفران، هذا العاكس على مساحة 50 متر مربع يستطيع توليد درجة حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية على وجه التقريب ( 1292 فهرنهايت)، وتوفير ما بين 200–300 كيلوجرام تستعمل سنويا لحرق الجثث.
التاريخ
كذلك، إهتم الإتحاد السوفياتي بالأفران الشمسية فبنى فرن شمسي في أوزبكستان.
وفي هذا الصدد، في سنة 1949 استطاع البروفيسور فليكس ترومب بناء أول فرن شمسي حديث في فرنسا. لا يزال هذا الفرن في مكانه في مونت لويس، بالقرب من أوديلو. تم اختيار جبال البرانس كموقع إنشاء لأن معدل الإشعاع الشمسي لها كبير، وسطوع الشمس لأكثر 300 في السنة.
علاوةً على ذلك، المصطلح اليوناني/اللاتيني هيليوكامينوس (heliocaminus) يعنى الفرن الشمسي ويشير إلى غرفة شمسية زجاجية خصصت لتكون درجة الحرارة داخلها أعلى من درجة خارجها.
وفي هذا السياق، خلال الحرب البونيقية الثانية (218-202 قبل الميلاد)، أشيع أن العالم اليوناني أرشميدس استعمل مبدأ عمل هذه الأفران لصد هجوم السفن الرومانية. فقام بإشعال النار في السفن باستخدام مرايا حارقة. تم اختبار هذه التجربة في عام 2005 من قبل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. وأعلن أن النظرية صحيحه فيمكن إشعال النار في بعض الكائنات الثابتة باستخدام الطاقة الشمسية (كإشعال الشعلة الأولمبية باستخدام عاكس مكافئ)، ولكن الأمر يختلف في حالة إشعال سفينة في وقت الحرب.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟