Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

 «Собрать», сконцентрировать солнечную энергию может каждый. В ясный солнечный день линза соберет лучи солнца в яркое пятнышко. Температура там такая, что лучи прожигают бумагу. Концентрацией солнечной радиации, преобразованием ее в другие виды энергии, удобные для практического применения, занимается гелиоэнергетика. От Солнца на Землю идет тепловой поток, энергия которого измеряется астрономической цифрой—1,57* 1018 кВт • ч в год.

Есть несколько направлений преобразования и использования солнечной энергии. Первое: преобразование солнечного излучения в тепловую энергию и использование ее для отопления зданий, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения, сушки различных материалов и сельскохозяйственных продуктов, опреснения морской и минерализованной артезианской воды.

Основа различных установок и систем преобразования солнечной радиации в тепло до температур порядка 70—80° С — плоский солнечный коллектор. Это металлическая рама с трубками (каналами) или плоская коробчатая конструкция, через которую пропускают поток теплоносителя (воду, воздух, специальные жидкости и т.д.). Со всех сторон этот коллектор заключен в теплоизоляционный корпус, кроме стороны, на которую падают солнечные лучи. Здесь один или несколько слоев прозрачной изоляции. Коллектор площадью 1 м2 дает до 80 л теплой (60—80° С) воды в день. Плоские солнечные коллекторы устанавливают, как правило, под углом с наклоном на юг. Ряд установок для горячего водоснабжения, сушки сельскохозяйственных продуктов уже успешно работают в южных районах нашей страны. В 1977 г. в Бухарской области Узбекской ССР вступил в строй специализированный завод по производству различных солнечных установок.

Второе направление использования солнечной  энергии — преобразование  ее  в  электрическую энергию. Если закрыть кристалл кремния тончайшим, прозрачным для света слоем металла, то поток фотонов — частиц света, проходя сквозь слой металла, будет выбивать электроны из кристалла. Электроны начнут концентрироваться в слое металла. Так между кристаллом и слоем металла возникает разность потенциалов. Если тысячи таких кристаллов, покрытых слоем металла,— фотоэлементов соединить последовательно и параллельно (для увеличения напряжения и силы тока), образуется солнечная батарея. Но солнечные батареи пока лишь маломощные источники энергии для питания электронной аппаратуры, работающей    на    спутниках    и    космических кораблях.

В одном из проектов для получения электроэнергии предлагается использовать стеклянные трубы, покрытые изнутри прозрачной полупроводниковой пленкой. Такая труба сквозь стенку пропускает тепловые лучи и 80% их удерживает внутри. Посмотрите на рисунок. Солнечные лучи с помощью цилиндрической линзы А собираются в узкий пучок. Сквозь стеклянную трубу Б они нагревают трубу Г, установленную внутри первой. В пространстве В поддерживается вакуум. Температура   в   трубе   Г   может   превышать   530° С.

Этого вполне достаточно, чтобы расплавить металлический натрий, температура плавления которого 92° С. Раскаленный металлический теплоноситель по трубопроводу подается в подземные резервуары. Там через тепло-обменные аппараты концентрированное солнечное тепло расплавляет соль. В ночные часы нагретая соль обеспечит работу тепловой электростанции. Гелиоэлектрические станции вовсе не обязательно размещать на поверхности Земли. Есть проект космической гелиостанции. Ряд солнечных батарей собирается в «щиты» на околоземной орбите, удаленной от поверхности на 38 000 км. Такая высота выбрана с тем, чтобы щиты не отбрасывали тени на Землю. А как передавать энергию на Землю? Не спускать же из космоса провода? Вместо проводов предполагается воспользоваться радиоволнами, ведь и они могут переносить в пространстве энергию. На земле с помощью принимающих антенн энергию радиоизлучений вновь преобразуют в электрическую.

Солнечную энергию уже сегодня следует рассматривать как дополнение к топливным, гидравлическим и ядерным энергоресурсам.