Концентрируем солнечную энергию...

[krussh]

Комментарий модератора раздела

Отделено от этой темы: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,83932.0.html

ага....
можно чайник кипятить....

[Грехов Михаил]

ага....
можно чайник кипятить....

Есть покруче вещи:

[cosmonaut]

Есть покруче вещи:

Миш, это случаем не Узбекистан? Уж больно знакомое что-то 

[Грехов Михаил]

Это большая солнечная печь В Узбекистане, в 45 километрах от Ташкента, в Паркентском районе, в предгорьях Тянь-Шаня. Там какая-то гелиостанция  (второе фото).

http://www.wikimapia.org/#lat=41.3146275&lon=69.7406101&z=15&l=1&m=b

Первое - Одейло, Франция.

Паш, можешь тут глянуть, много любопытных фот, по гелиоконцентраторам промышленных масштабов:

http://daypic.ru/science/13111

Кстати... Интересная теоретическая мысля есть.  Скажем при помощи концентраторов мы не можем создать пятно от Солнца меньше, чем 0.5 градусов. Это значит, что если имеем цель -повысить плотность энергии в фокусе, то мы должны прежде всего гнаться за светосилой зеркала, поскольку увеличение размеров по сути дела ничего не даст. Однако на практике почему-то маленькие линзы (диаметром порядка 100мм) могут только выжигать по дереву... а расплавить скажем металл, сжечь его они не в состоянии (ну скажем фольгу, проволочку).  Большие же зеркала и линзы это делают с лёгкостью (см видео ниже). Значит всё-же размер имеет значение. Благодаря чему в фокусе бОльшего зеркала возможно достижение бОльшей температуры?

Melting steel with solar power

Но как то странно. На видео зеркало выглядит круглым плоским. Или же концентратор совсем в другом месте... чёрт его знает. 

[cosmonaut]

Спасибо, посмотрю. 
Видел вроде ее издалека. Что-то смутно припоминается...

[Грехов Михаил]

отредактировал сообщение.

[cosmonaut]

У меня звука нет, не понял что за металл, но если же железо, то просто обалдеть, что за несколько секунд разогнали до температуры свыше 1500 градусов

[Грехов Михаил]

Мне самому не верится. В подвале лежит большущая линза... миллиметров 200 диаметром. Я ей пробовал сфокусировать Солнце на бритвочке. Получил пятно с цветами побежалости (температурой не свыше 400 градусов скорее всего).  В общем не знаю.

[armadillo]

недавно по тв видел как Обама дает задание "разрушителям легенд" проверить Архимеда с его зеркалами.

[Грехов Михаил]

Да, видел я эту серию "разрушителей"... еле с трудом подожгли. Однако сейчас и зеркала посовершеннее (вместо полированной бронзы) и их они смогли поставить лучше... и расстояние порядка 50 метров (что мало). В общем то, как описывается в легенде-скорее всего миф. 

[Mihail Sedyh]

Скажем при помощи концентраторов мы не можем создать пятно от Солнца меньше, чем 0.5 градусов. Это значит, что если имеем цель -повысить плотность энергии в фокусе, то мы должны прежде всего гнаться за светосилой зеркала, поскольку увеличение размеров по сути дела ничего не даст.

Можно прикинуть. Примем Солнце равномерно ярким 30' диском. Размер его изображения в фокусе линзы/зеркала =(Пи/360)*f. Если пренебречь остальным светом в поле зрения, то увеличение плотности солнечной энергии в фокальной плоскости составит примерно =13000/А², где А - относительный фокус.  Т.е. от диаметра действительно вроде не зависит...

Однако на практике почему-то маленькие линзы (диаметром порядка 100мм) могут только выжигать по дереву... а расплавить скажем металл, сжечь его они не в состоянии (ну скажем фольгу, проволочку).  Большие же зеркала и линзы это делают с лёгкостью (см видео ниже). Значит всё-же размер имеет значение. Благодаря чему в фокусе бОльшего зеркала возможно достижение бОльшей температуры?

А важно не только относительное увеличение плотности энергии, но и его абсолютное значение. Расплавить 1 кг свинца на костре можно, а на свечке нет, хотя температура вроде позволяет. Вопрос в том, сколько энергии может рассеять образец в окружающую среду и какая установится равновесная температура.

На видео зеркало выглядит круглым плоским. Или же концентратор совсем в другом месте...

Думаю, именно так. Если "концентратор" имеет фиксированный коэффициент увеличения плотности энергии, то можно попробовать увеличить освещенность его "входного зрачка", т.е. он будет "видеть" не одно Солнце, а столько, сколько есть плоских зеркал (каждое такое зеркало с его точки зрения не должно быть меньше 30'). Вопрос только, как их дальше свести покучнее...  Немного перекликается с этой темой, но там про Луну : https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,84260.0.html .

Такой интересный вопрос возник. Берем зеркало(скажем 250/1250) и направляем на .... Луну (для безопасности ). Получаем в фокальной плоскости ее изображение диаметром 11мм.
Вопрос: если в фокальной плоскости поставить коллективную линзу а за ней "обратную" окулярную камеру (с уменьшением), то можно ли без потерь энергии получить изображение Луны диаметром меньше 11мм? И какое предельное эквивалентное относительное отверстие при этом достижимо (качество изображения волнует только в смысле рассеяния энергии)?
 

[Грехов Михаил]

А важно не только относительное увеличение плотности энергии, но и его абсолютное значение. Расплавить 1 кг свинца на костре можно, а на свечке нет, хотя температура вроде позволяет. Вопрос в том, сколько энергии может рассеять образец в окружающую среду и какая установится равновесная температура.

Ну я и привёл примеры вроде тонкой проволочки. Хотя тонкая проволочка воспримет малую долю энергии. и если считать, что подвести энергии ндо прямопропорционально кол-ву вещества (кубу размеров) а излучается прямопропорционально поверхности (квадрату) то для более крупных тел объём возрастает более быстрыми темпами чем поверхность. Наверное более крупные тела нагреть большим зеркалом проще до более выской температуры.

Вопрос: если в фокальной плоскости поставить коллективную линзу а за ней "обратную" окулярную камеру (с уменьшением), то можно ли без потерь энергии получить изображение Луны диаметром меньше 11мм? И какое предельное эквивалентное относительное отверстие при этом достижимо (качество изображения волнует только в смысле рассеяния энергии)?

Модно быть может что-то типа такого замутить. может получится?

[GSergey]

не забываем про T⁴

[Грехов Михаил]

Т в 4-й это теплопередача методом излучения. Для не шибко нагретых тел теплопередача конвекцией преобладает над теплопередачей излучением. Как раз таки с 700-800 градусов излучение и попрёт. Тогда потребуются много доп. мощности для ещё большего прогрева.

[Дмитрий Фролов]

Дома есть пара луп около 150 мм f/1, в секунду поджигает любые горючие материалы, дерево, даже белую бумагу.
На ютубе много видео на эту тему, например как сделать обогреватель воды для дачи на солнечной энергии На больших апертурах удобны линзы френеля из пластика, но вот где их взять...

[GSergey]

Помню в детстве плавил цинк и алюминиевую фольгу линзой ~150мм.

[Дмитрий Фролов]

Немного ошибся. Лупа вот такая: http://www.aomz.azov.ru/lupy.htm#lup_don
Полностью металл и стекло. С ручкой в виде рака. По дереву отлично выжигает
Сделана кстати интересно, двояковыпуклая, причём сторона, обращённая к предмету с очень малой кривизной, как я понимаю именно такая линза обладает минимальной сферической аберрацией (где-то картинку видел - сферическая для одиночной линзы). Из-за такой кривизны отлично видно кольца ньютона, если к плоскому стеклу её приложить.

[Грехов Михаил]

причём сторона, обращённая к предмету с очень малой кривизной, как я понимаю именно такая линза обладает минимальной сферической аберрацией

Нет. Минимальная сферичка будет у слегка вогнутой задней поверхности линзы. И вообще асферической.

[Mihail Sedyh]

Ну я и привёл примеры вроде тонкой проволочки.

Ну надо хотя бы выжечь в дереве маленькую лунку, туда положить кусочек проволоки и там попытаться его расплавить. Все это чтобы теплорассеивание снизить.

Модно быть может что-то типа такого замутить. может получится?

В смысле труба Кеплера как афокальная насадка? Я правильно рисунок понял? Если да, то не покатит...

Нет. Минимальная сферичка будет у слегка вогнутой задней поверхности линзы.

Если склероз мне не изменяет, то минимальная сферичка для объекта в бесконечности будет у двояковыпуклой линзы с отношением радиусов кривизны первой и второй поверхности 1:6.

И вообще асферической.

Если поверхность - парабола, то сферичка=0.

[AstrOleh]

Недавно смотрел передачу по ТВ. Там на полном серьёзе показывали эксперимент и обсуждали запуск в космос вот такого зеркального аппарата, размерами с футбольное поле, для изменения курса опасного астероида. Не услышал размеры астероида, но было сказано, что если за год до выхода астероида на опасное расстояние, запустить эту систему, то она реально может изменить курс астероида.