Техника - молодёжи 1985-12, страница 9

ЛАУРЕАТЫ ПРЕМИИ ЛЕ

задач. Повысить плотность потока солнечной радиации невозможно. Поэтому главные проблемы, возникающие при создании установок любого назначения, связаны с повышением эффективности сбора и преобразования излучения в требуемый вид энергии — тепло, электричество, механическое движение.

Развитие гелиоэнергетики, имеются в виду все исследования и практические разработки, ведется в двух направлениях. Первое — создание солнечных установок ограниченной мощности для снабжения мелких автономных потребителей. Таких систем уже построено немало. Они опресняют воду, поднимают ее, обеспечивают комфорт в жилищах, зажигают маяки.

Второе направление призвано обеспечить использование солнечной энергии в больших масштабах. Это создание солнечных электрических станций и централизованное обеспечение энергией солнца. Такие примеры тоже есть. Так, в нынешнем году сдается в эксплуатацию первая в стране Крымская СЭС мощностью 5 тыс. кВт. Успешно реализуется проект экспериментального научно-производственного металлургического гелиокомп-лекса, который начнет выпускать сверхчистые огнеупорные материалы. Гелиокомплекс «Солнце» (см. 1-ю стр. обложки журнала) в недалеком будущем войдет в эксплуатацию недалеко от Ташкента в предгорьях Тянь-Шаня.

Короче говоря, некоторый практический опыт накоплен. И теперь

1ИНСКОГО КОМСОМОЛА

ученым предстоит усовершенствовать, сделать более эффективными физические процессы и механизмы, на которых базируются методы преобразования солнечной радиации. Главные надежды специалисты связывают с фотоэлектрическим преобразованием энергии. На таком принципе, например, работают солнечные батареи, питающие все космические аппараты. Этот метод основан на фотоэффекте, который был открыт еще в прошлом веке. Сущность его заключается в том, что электроны, содержащиеся в материале катода, под действием поглощаемых квантов света меняют свое энергетическое состояние.

Большие перспективы, по мнению специалистов, у фотопреобразователей на основе гетероструктур, созданных недавно в Физико-техни-ческом институте имени А. Ф. Иоффе Академии наук СССР. На их базе здесь разработали автономные модули солнечных электростанций, КПД которых, как доказали ленинградские ученые, в принципе можно довести до 45%.

В исследованиях физтеха активное участие принимали молодые ученые X. Арипов, Ю. Задиранов, О. Сулима, Т. Табаров, С. Трошков, О. Федорова. Все они за работу «Создание и исследование высокоэффективных полупроводниковых гетеропреобразователей концентрированного излучения и автономных модулей солнечных электростанций» удостоены премии Ленинского комсомола за 1984 год. О них наш рассказ.

Наш журнал неоднократно писал о развитии гелиоэнергетики (последний раз подборка статей на эту тему опубликована в №. 10 за 1985 год). Поиск наиболее эффективных способов использования энергии солнечного излучения ученые ведут различными путями. Одни ратуют за создание установок для производства тепловой энергии. Другие видят перспективу в получении с помощью солнечного излучения универсального электричества. И те и другие провели многочисленные исследования, построили тысячи экспериментальных гелиосистем. Но тем не менее вклад солнечной энергетики в общий баланс остается ничтожно малым не только по сравнению с такими традиционными источниками, как нефть, газ, уголь, но и с тем, что в принципе может дать небесное светило. В чем здесь причина?

Во-первых, использование солнечной энергии сопряжено с рядом принципиальных трудностей, вытекающих из самой природы излучения. Оно весьма рассеянно и имеет низкую плотность у земной поверхности — в среднем 0,25 кВт/м² и лишь в наиболее благоприятных районах — около 1 кВт/м².

Во-вторых, сама гелиотехника еще недостаточно эффективна. До сих пор не создано совершенных отражающих и поглощающих поверхностей, систем ориентировки на источник радиации, аккумуляторов и т. п.

В сущности, все разработки в области применения гелиоэнергетики направлены на решение этих

установка, созданная по их же собственному проекту. И только тучи начинают разреживаться, физики спешат на воздух.

Начинается каждодневный эксперимент. Дрогнувшие стрелки приборов обнадеживающе показывают: ток есть. Однажды академик Ж- И. Алферов, руководящий исследованиями, решил подключить к гелиоустановке свою электробритву. Она заработала. Другой раз подключили маленький транзистор. Исправно заработал и он, «выдав» ученым веселую песенку, соответствовавшую общему настроению удачи.

...а весной линяют разные звери, не линяет только солнечный зайчик.

«Таинство» перевоплощения проходило буднично и просто. LUa-

АатономнШй модуль солнечной электростанции с четырьмя зеркалами-концентраторами и четырьмя последовательно соединенными гетерофотозлементами.

Схема автономного модуля солнечной электростанции на основе гетеропреобра-зователя. Цифрами обозначены: 1 — гете-ролреобразователь, 2 — система охлаждения, 3 — зеркала — концентраторы солнечного излучения.