Техника - молодёжи 1988-11, страница 14
до высоких температур. Постепенно уже немало гелиостанций, на которых ток вырабатывается генераторами, вращаемыми паровой турбиной (как видите, без электроэнергии все-таки не обошлось). Солнце, кроме того, плавит металлы, в гелио-печах получают особо чистые химические вещества. Впрочем, гелио-технологии — это тема отдельной статьи. Мы же остановимся на бытовом использовании солнечной тепловой энергии. Одна из последних разработок (автора этой статьи и уже упоминавшегося Э. Тверьяновича.—Р е д.) — трубчатый коллектор с концентратором типа призмакон (рис. 5). Он состоит из стеклянных цилиндрг. ческих трубок, в которые на половину радиуса был залит расплавленный оптически прозрачный кремний — органический каучук. Когда он затвердел, получился встроенный в трубку призматический концентратор. Кстати, сама трубка — это тоже концентратор (цилиндрический). Предположим, она пуста (призматический концентратор мысленно убираем). Фокальная плоскость оставшегося цилиндрического концентратора — есть поперечное сечение трубки. Если пустить вдоль этой плоскости теплоноситель, получим ЗАДУМАНА СТЭС 5555 обращенных к Солнцу зеркал, каждое размером 10X10 м, повинуясь электронным наводчикам будут весь день начиная с восьми утра смотреть в жаркий лик светила. Столько же солнечных «зайчиков», а точнее снопов света сечением в 100 кв. м, будет сбегаться вместе в теп-лоприемнике на башне высотой 300 м, похожей на устремленную ввысь ракету. Его поверхность в густой сети теп-лообменных труб с циркулирующей по ним водой... Местом строящейся станции избрана граница между пустыней Каракумы и оазисом в Хазараспском районе Хорезмской области, возле города Дружба строителей Туямуюнского гидроузла на Амударье. Здесь, по многолетним данным Гидрометцентра, в году 3016 ч активного солнечного сияния, на утренние туманы выпадает 14 дней, пыльные бури — 6, грозы — 4, на снежные метели — 3 дня. Будущая станция, на языке энергетиков, одноконтурная «водо-пар». В хмурую погоду до положенных 550' С пар будут догревать газом, а в ненастье или ночью — греть только в обычных топках. Поэтому называется станция солнечно-топливная — СТЭС. Ее проектная мощность — 300 МВт. На дорогах страны уже появляются первые солнечные автомобили Солнечный микроскоп XVIII в (внизу). уплотнение энергии, равное, как нетрудно понять из рисунка 6, отношению диаметра цилиндрического коллектора к высоте теплообмен-ных трубок. В частности, для коллектора фирмы «Филипс», изображенного на рисунке 6, коэффициент концентрации тепловой энергии равен 2. Высота трубок в нем равна радиусу цилиндрического коллектора. Теперь нетрудно посчитать, что коэффициент концентрации у коллектора с призмаконом в два раза больше, чем у коллектора фирмы «Филипс», ибо все попавшие в призмакон лучи уже не могут его покинуть из за полного внутреннего отражения (поверхность (3) для них непрозрачна) и устремляются к собирающей поверхности (4), высота которой — всего половина радиуса цилиндрического коллектора. Вода, циркулирующая в таком коллекторе, может закипеть. Опыты это подтверждают... ПРОМЫШЛЕННЫЙ ФОТОСИНТЕЗ По масштабам использования солнечной энергии нам еще далеко до растений. Ежегодно в деревьях, кустарниках, траве, водорослях накапливается ЗХ 10 21 Дж законсервированной с помощью фотосинтеза энергии. Это в 10 раз больше того, что тратится за тот же срок человечеством. Заманчиво, конечно, использовать живой фотохимический потенциал. Однако не губить же зеленые богат ства планеты? Нужно создавать энергетические плантации. В буду щем, видимо, после решения продовольственной проблемы быстрорастущие виды растений станут высаживать специально «на откорм» микроорганизмам и в результате их жизнедеятельности получат ценное топливо — метан (подробнее см. «ТМ» № 7 за 1982 г.). ' Впрочем, КПД фотосинтеза растений очень мал — в среднем 0,1 %. Есть другие перспективные направления биогелиоэнергетики. Например, несколько лет назад открыто явление биофотолиза — разложение воды на водород и кислород под действием солнечного света при активном посредничестве выделенных из растений фотосинтезирующих веществ. Другой необходимый компонент — фермент гидрогенеза, имеющий сродство к атомам водорода Именно он «убеждает» фотосин-тезирующие вещества приступить к гидролизу. Задача исследователей — научиться создавать условия, при которых этот процесс идет стабильно. Ведь изъятые из клетки хлоропласта быстро разрушаются на свету. Довольно хорошо отработаны микробиологические способы разложения воды. Открыты и уже используются микроорганизмы, результат жизнедеятельности которых — водород. В специальных емкостях для них размножают корм — микроскопические водоросли определенных видов. Водоросли поглощают солнечный свет, осуществляют фотосинтез, а микроорганизмы, поедающие их, разлагают воду, выделяют водород. Водород — это экологически чистое химическое топливо. При его сгорании получается исходный продукт — вода. Энергетический круговорот воды может продолжаться до тех пор, пока светит Солнце. 12 |
