Техника - молодёжи 1978-09, страница 11

ЗА ЧИСТОТУ НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ

нашей планете, создали наши энергетические кладовые — дрова, уголь, нефть, газ, торф-

Американские специалисты со свойственным им коммерческим подходом подсчитали, что при солнечной погоде в США энергия, па дающая от нашей звезды только на один квадратный километр за день, по цене однн цент за киловатт-час стоит 200 тыс. долларов!

Следовательно, энергия у нас под ногами. Остается нагнуться и поднять ее. И люди пытаются сделать это. Например, на крыше экспериментального дома расстилается черная алюминиевая фольга с тонкими трубочками, по которым проходит вода. Нагреваясь, она переходит в систему труб, спрятанных в стенках. Эти трубы и обогревают комнаты. Солнце светит, к сожалению, не круглые суткн и не каждый день, поэтому необходим накопитель. Им может быть бак с водой или песком. Для практической реализации этого метода необходимы значительные капитальные затраты. Но истощение земных ресурсов ускорит промышленную разработку таких «солнечных» домов, которые и не загрязняют среду, и используют даровую энергию. Опытная эксплуатация показывает, что в летние месяцы в средних широтах отопление и освещение дома можно полностью осуществлять за счет солнечного света, а в другие времена года получить экономию топлива на 50—70%.

А нельзя ли создать солнечный Двигатель? Заставить лучи крутить машины, двигать транспорт? Принципиально можно, но... Все тепловые двигатели — внешнего и внутреннего сгорания — требуют высокого перепада температур. Расширившийся газ должен начинать свой цикл при высокой температуре, а заканчивать при низкой. Чем больше эта разность температур, тем выше коэффициент полезного действия. Трудность создания солнечного двигателя связана с большим рассеянием солнечной энергии. Непосредственно лучи нашего светила не могут нагревать до высокой температуры рабочее тело.

Чтобы создать высокую концентрацию солнечных лучей, необходимы гигантские линзы, следящие за перемещением солнца по небосклону. Для этого нужен свой двигатель и следящая система.

Одна из солнечных печей, построенных в США, улавливает лучи с помощью гелиостата, содержащего 365 зеркал. Вся эта зеркальная витрина поворачивается вслед за Солнцем. Но это еще не все. Для дальнейшей «прессовки» энергии луч гелиостата падает на "концентратор из 130 зеркал, который сводит размер солнечного зайчика до кружка диаметром в 10 см.

Он падает в камеру, где создает температуру в 5000°! Этот зайчик шутя прожигает дырки в толстых железных балках. Его легко можно заставить вращать и двигатель. Однако капитальные затраты на такие установки значительно больше, чем при добыче энергии от угля, нефти, газа... Поэтому необходимо продолжать поиск конструкции более дешевого солнечного двигателя.

Вот одна из интересных находок в этом направлении — двигатель, работающий при перепаде температур всего лишь в 23° С! До сих пор ни одна машина не могла работать при столь незначительном перепаде. В основе работы двигателя лежит новый принцип. Представим себе колесо со спицами, которое при вращении погружается то в теплую, то в холодную воду. «Собака зарыта» в спицах колеса. Они сделаны из нитинола, нового сплава из никеля и титана. Сплав обладает удивительным свойством — памятью. Помнит ту форму, которую ему придали в нагретом состоянии. Когда спица ita нитинола погружается в ванну с холодной водой, она изгибается, но, перейдя в ванну с теплой водой, она снова выпрямляется и толкает колесо. Затем она снова попадает в холодную воду, снова изгибается, а на ее место в теплую ванну приходит новая изогнутая спица и дает новый толчок — импульс... Специалисты считают, что на этом принципе, возможно, будут созданы устройства, более эффективно использующие солнечную энергию.

А_ может быть, наиболее перспективно непосредственное преобразование солнечной энергии в электрическую? Этот путь широко используется иа искусственных спутниках Земли и других космических кораблях. При действии света на полупроводниковый кремниевый элемент благодаря фотоэффекту на нем возникает небольшая разность потенциалов. Многие видели макет или фотографию нашего спутника ♦ Молния», у которого огромные, как у старинной мельницы, крылья. Они и служат для размещения большого числа этих элементов.

Основная беда кремниевых преобразователей — низкий коэффициент полезного действия, равный приблизительно 10%.

Кроме низкого коэффициента полезного действия, солнечные элементы имеют еще один дефект — они не выдерживают высоких температур и поэтому не могут работать в комплексе с концентраторами.

Советские изобретатели создали Оригинальную сотовую конструкцию солнечной батареи, которой не страшны высокие температуры. Это позволяет ее использовать совместно с концентраторами солнеч

ных лучей. В этом случае можно будет получать несколько десятков киловатт электроэнергии с квадратного метра поверхности батареи.

А если оторваться от Земли и вынести солнечные батареи гигантских размеров в космос? Ведь там солнечные лучи почти в два раза богаче энергией (нет поглощения атмосферой), всегда царит день и нет ночи. Но как передать оттуда полученную энергию на Землю, к потребителям? Протянуть электросиловой кабель или линию электро передачи на спутник не удастся. А радиоволны? Пока их профессия — перенос всяческой информации. А могут ли они транспортировать электроэнергию, заменить линии электропередачи?

Оказывается, могут! Это, конечно, потребует сооружения огромных антенн и использования сверхвысоких частот. Так, по сообщениям американской печати, в Лаборатории реактивного движения (США, штат Калифорния) был проведен успеш ный эксперимент по передаче с помощью радиоволн электрической мощности в 30 кВт на расстояние 1,5 км.

Уже есть несколько проектов построения такой солнечной электростанции в космосе. Вот один из них. Электростанция выводится на так называемую стационарную орбиту, когда спутник как бы неподвижно висит над одной н той же точкой поверхности Земли (для этого ои должен двигаться по круговой орбите в экваториальной плоскости Земли с радиусом орбиты 36 000 кы и совершать точно один оборот за сутки). Выйдя на такую орбиту, спутник должен «расправить» свои могучие крылья, напоминающие крылья сверхгигантской бабочки. Судите сами, их размер 10 X Х20 км! Эти крылья покрыты сол нечными батареями, преобразующими свет в постоянный электриче ский ток. Для передачи на Землю он преобразуется в колебания сверхвысокой частоты и по радио каналу отправляется на Землю. Но тут нас ждет еще один сюрприз. Для эффективного выдавливания этой «золотой электрической рыбки» необходима особая сеть приемных антенн диаметром в восемь километров. При этом точность изготовления ее поверхности долж иа быть очень высока, чтобы все посылаемые на Землю лучи и лучики складывались точно в одина ковой фазе и не ослабляли друг друга.

Трудности в создании таких электростанций, безусловно, велики, но успешное освоение космоса не оставляет сомнений в том, что эта задача может быть решена.

Ведь размеры сооружений, которые человек может строить в космосе, практически ничем не огра

8