太陽炉

太陽炉は、通常は産業用に、太陽の集光エネルギーを利用して高温を生成する構造物です。放物面鏡またはヘリオスタットは、光(日射)を焦点に集中させます。焦点の温度は 3,500 °C (6,330 °F) に達することもあり、この熱を利用して発電、鋼鉄の溶解、水素燃料やナノ材料の製造を行うことができます。

最大の太陽炉はフランスのピレネー＝オリアンタル地方のオデイヨにあり、1970年に開設されました。この太陽炉は、平面鏡の配列を使用して太陽光を集め、それをより大きな曲面鏡に反射させます。

歴史

古代ギリシャ語/ラテン語のヘリオカミナスは文字通り「太陽炉」を意味し、意図的に外気温よりも高温になるように設計されたガラスで囲まれたサンルームを指します。 ^[1]

シラクサ包囲戦（紀元前213-212年）の伝説的な記録には、攻撃してくる船に火をつけるために使われたとされる磨かれた真鍮の鏡または燃えるガラスであるアルキメデスの熱線について語られているが、現代の歴史家はその信憑性を疑っている。

最初の近代的な太陽炉は、1949年にフランスでフェリックス・トロンブ教授によって建設されたと考えられています。この装置、モンルイ太陽炉は現在もモンルイに設置されています。ピレネー山脈が建設地に選ばれたのは、この地域では年間300日も晴天が続くためです。^[2]

オデイロ太陽炉は、より大型で強力な太陽炉です。1962 年から 1968 年にかけて建設され、1969 年に稼働を開始しました。達成可能な温度は 3500 °C で、現在最も強力な太陽炉です。

ウズベキスタンの太陽炉はウズベキスタンに建設され、1981年にソ連の「太陽」複合研究施設の一部として開設され、世界最大の集光装置となっている。^[3]

光線は調理鍋ほどの大きさの領域に集中し、導入されているプロセスに応じて 4,000 °C (7,230 °F) に達することがあります。例:

次世代のソーラータワー用の熱風を生成する金属製レシーバーの場合、約1,000℃（1,830°F）で、テミス工場でペガスプロジェクトでテストされる予定である^[4]
約1,400℃（2,550℉）でメタン分子を分解して水素を生成する^[5]
原子炉や宇宙船の大気圏再突入などの極限環境下での材料試験のため、最高2,500℃（4,530℉）まで
3,500℃（6,330℉）までの太陽光誘起昇華と制御された冷却により、カーボンナノチューブ^[6]や亜鉛ナノ粒子^[7]などのナノ材料を生産する。

宇宙で太陽炉を利用して製造用のエネルギーを供給できるのではないかと示唆されている。

晴天への依存は地球上の再生可能エネルギー源としては制限要因となるが、この期間および夜間にエネルギーを生産するための熱エネルギー貯蔵システムと結び付けられる可能性がある。

太陽炉の原理は、安価なソーラークッカーやソーラーバーベキュー、太陽熱による水の低温殺菌に使用されています。^[8]^[9]インドでは、太陽熱火葬場での使用を目的としたシェフラー反射鏡のプロトタイプが建設中です。この50 m ^{2 の}反射鏡は、700 °C（1,292 °F）の温度を生成し、火葬1回あたり200～300 kgの薪を節約します。^[10]

^ 「MEEF Roman Architectural Glossary」。2017年6月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年12月5日閲覧。
^ Odeillo Solar Furnace 公式ウェブサイト、2007 年 7 月 12 日閲覧
^ ウズベキスタンのソ連の太陽炉に関するロシアの英語記事
^ 「PEGASEプロジェクトのホームページ」。2017年12月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年1月24日閲覧。
^ SOLHYCARB、EU 資金提供プロジェクト、ETHZ 公式ページ 2009-03-13 にWayback Machineでアーカイブ
^ Flamant G.、ルクセンブルク D.、Robert JF、Laplaze D.、50 kW 太陽反応炉におけるフラーレン合成の最適化、(2004) Solar Energy、77 (1)、73-80 ページ。
^ T. Ait Ahcene、C. Monty、J. Kouam、A. Thorel、G. Petot-Ervas、A. Djemel、「太陽光物理蒸着法 (SPVD) による純粋および Bi ドープ ZnO ナノパウダーの調製とナノ構造研究」、Journal of the European Ceramic Society、第 27 巻、第 12 号、2007 年、3413-342 ページ
^ 「ソーラークッカーの作り方、使い方、楽しみ方」(PDF)。Solar Cookers International。2004 年。
^ ソーラーバーベキューの米国特許は1992年に付与されました。Wayback Machineに2017年12月1日にアーカイブされました。
^ 「太陽光火葬場の開発」（PDF） . Solare Brüecke . 2008年5月20日閲覧。