Гелиокомплекс «Солнце» или технологическое чудо света в Паркенте

Около трёх часов дня. После часовой поездки из Ташкента мы въехали на территорию Института материаловедения. Именно здесь, над посёлком Чангихисарак Паркентского района Ташкентской области, находится гелиокомплекс «Солнце» или Большая солнечная печь (БСП).

Строительство гелиокомплекса начали в 1981 году по инициативе академика Садыка Азимова, а закончили в 1987. Изначально с печью работали несколько отделов Физико-технического института (ФТИ). Позже, в 1993 году, на базе этих отделов был создан Институт материаловедения, который вместе с БСП и ФТИ составляет научно-производственное объединение «Физика-солнце». Здесь с помощью солнечной энергии получают, испытывают и совершенствуют новые тугоплавкие материалы, которые применяются в промышленности и науке.

Когда-то здесь испытывали на жаростойкость защитные тепловые щитки космических челноков «Буран». На основе исследований по созданию тугоплавких оксидов созданы различные виды керамики для электроники, химии, машиностроения и т.д. Так как нагрев осуществляется излучением, отсутствуют различные продукты горения, которые могли бы загрязнить полученный материал, в результате получаются очень чистые образцы. 

Также, на основе опыта создания и использования БСП здесь проводятся различные исследования по солнечным технологиям. Созданные на основе этих исследований малые солнечные печи уже используют в Египте и Индии. При комплексе сейчас создан инновационный полигон, на котором исследуют альтернативные источники энергии. Также, здесь находится учебная обсерватория Астрономического института АН РУз.

Из чего состоит и как работает «Солнце»?

Гелиокомплекс состоит из пяти основных подразделений: технологической башни, концентратора, гелиостатного поля, главного корпуса и вспомогательных сооружений. Башня, гелиополе и концентратор составляют Большую солнечную печь. 

Гелиостатное поле – это массив из 62 гелиостатов то есть зеркал, которые поворачиваются вслед за Солнцем таким образом, что отраженные лучи всегда направлены в одну сторону. Каждый из гелиостатов, на самом деле, является не одним большим зеркалом, а матрицей из 195 маленьких зеркал. Размер каждого из маленьких зеркал – 50 см × 50 см, а размер одного гелиостата – 7.5 м × 6.5 м. Отражённые от гелиостатов лучи попадают на концентратор – большое вогнутое параболическое зеркало, состоящее из 10700 малых зеркал. Высота концентратора 47 метров, ширина – 54.

Футуристическая постройка концентратора БСП притягивает взгляд издалека, задолго до въезда. Её видно с серпантина дороги внизу и с соседних вершин. С определённых ракурсов она выглядит как причудливо выгнутая инопланетная башня. По серым панелям обшивки тянутся жёлтые полосы, которые все вместе составляют концентрические жёлтые круги – стилизованное изображение Солнца. Прочность конструкции обеспечивается металлическими фермами, общий вес которых – 200 тысяч тонн. Это вес полутора тысяч синих китов или тридцати тысяч африканских слонов.

Концентратор собирает отражённые гелиостатами лучи на верхушке технологической башни в одно пятно диаметром 45 сантиметров. Настолько точно настроена вся эта огромная махина, что свет с огромной площади собирается в пятно менее полуметра в размере! Внутри башни, где собираются лучи находится жаропрочный тигель (специальная ёмкость для плавки) объёмом 300 литров – именно в нём производится плавка и обжиг различных веществ. Вся поверхность башни охлаждается водой, изнутри и снаружи.

Напротив технологической башни в центре концентратора находится окно пирометрической лаборатории. Отсюда учёные наблюдают за ходом работы печи и контролируют её. Мощность печи регулируется поворотом отдельных гелиостатов и расширением или сужением щели затвора технологической башни. Максимальная мощность БСП – 1 мегаватт – 10 000 стандартных лампочек накаливания. Она может нагреть что угодно до 3500 градусов Цельсия – более половины температуры поверхности Солнца – за пару секунд.

Архитектура и интерьеры «Солнца»

Брутальные постройки главного корпуса гелиокомплекса, в которых сейчас располагается Институт материаловедения, создают резкий контраст с футуристической архитектурой концентратора. Массивные здания из бетона выглядят монументально и тревожно, внутренний дворик института навевает ассоциации с антиутопическими произведениями, что подкрепляется советскими грузовиками и стоящей посреди двора старой цистерной, а ощущение тревожности дополнительно усиливается звуком капающей с крыши воды. 

Сегодня некоторые помещения на этажах полностью забиты, есть заколоченные двери. Создаётся впечатление заброшенности и ненужности. И действительно, комплекс сейчас работает не так, как раньше. Возможно, причина этого в сокращении финансирования после развала Советского Союза. Гелиокомплекс был спроектирован по заказу Физико-технического института академии наук Узбекской ССР. Авторы: Виктор Захаров (был главным архитектором Минатома СССР) и О. Таушканов. 

Место для комплекса было выбрано с учётом трёх факторов:
количество солнечных дней здесь от 250 до 270 в году;
на высоте 1050 м над уровнем моря воздух более разреженный, это увеличивает эффективность печи; комплекс построен на едином скальном массиве, это служит защитой от частых здесь землетрясений.

Архитекторы писали, что при проектировании комплекса стремились через внешний вид и архитектурные формы передать и назначение зданий, показать синтез утилитарного и эстетического. Конечно в футуристичной постройке отразились амбиции и пафос советской риторики тех лет.  Авторы отмечали, что применяли здесь направление «хай-тек» (как они его понимали) «с его сложной «машинной» архитектурой и суперграфикой, с использованием новейших строительных и высококачественных отделочных материалов, контрастирующих между собой» (из журнала «Советская архитектура», 1988). 

В главном корпусе находится музей института, конференц-залы, рабочие помещения. В отделке интерьеров использовали гипсовые подвесные потолки, мрамор и травертин местных месторождений. Интерьеры также украшены эффектными композициями из цветного стекла и металла, которые создала латвийская художница Ирена Липене.

В холле музея нас встретила работа «Парад планет» – это нечто вроде столба, покрытого стеклянными формами нежно-розового цвета, которые с одной стороны символизируют планеты, но с другой стилизованы под цветы. Вокруг этого цветочно-планетного столба высотой почти четыре этажа закручена винтовая лестница.  Вторая работа художницы – это «полыхающее» Солнце под потолком музея. Эта работа называется «Гимн Солнцу» и выполнена в огненных желто-красных цветах. Еще две работы «Луна» и «Млечный путь» находятся в помещениях, которые были закрыты во время нашей поездки. 

Кроме композиций в институте материаловедения Ирена Липене в 60-80-е годы работала над декоративным оформлением с помощью витражей, стекла и флорентийской мозаики административных зданий и станций метрополитена Ташкента. Она – автор дизайна люстр на станции «Мустакиллик» (1977), светильников-канделябров на станции «Пушкин» и колонн-светильников на станции «Хамид Олимжан» (1980). Другие ее работы: композиции из витражей «Цветы и листья» в Правительственной резиденции Узбекистана на ул. Германа Лопатина (1975), декоративное оформление в телебашне (1985), витраж «День и ночь» в гостинице «Узбекистан». 

В этом комплексе советские архитекторы хотели создать современную архитектуру, учитывая национальные традиции. Правда внешне национальные мотивы себя никак не проявили, а скорее они лежат в основе колорита и стремлении спроектировать органичную конструкцию, которая бы вписывалась в пейзаж местности.  

Гелиокомплекс «Солнце» – одна из двух больших солнечных печей в мире. Второй такой комплекс – Одейлийская солнечная печь находится во Франции. Больше таких построено не было. Объекты обходятся дорого, требуют особых климатических условий, тонкой настройки и постоянного обслуживания, а большого коммерческого выхлопа не имеют.