Несмотря на то что поступающая на Землю солнечная энергия колоссальна, используется она далеко недостаточно. По подсчетам Б. П. Вайнберга, разработавшего методы расчета солнечных установок, технически применимая солнечная энергия в СССР может составить несколько миллиардов киловатт (табл. 6).
Чтобы получить представление о цифрах, приведенных во второй графе таблицы 6 достаточно сказать, что 1 млрд. квт равен мощности 2000 Днепрогэсов. Среднеазиатские республики могут пользоваться энергией Солнца в течение всего года. В аналогичных условиях находятся и республики Закавказья.
Промышленное использование солнечной энергии в широких масштабах связано с большими трудностями. Основная трудность заключается в том, что для использования большого количества лучистой энергии необходимы весьма громоздкие установки. При этом следует еще учесть, что солнечная энергия поступает только в течение дня и зависит от облачности, которая если не полностью прекращает работу гелиоустановок, то во всяком случае значительно уменьшает поступление солнечных лучей. Однако уже в настоящее время существуют гелиоустановки малых размеров, которые используются преимущественно в бытовых целях.
Современные гелиоустановки работают по принципу парникового эффекта. Застекленный ящик, сделанный из теплоизолирующего материала, служит приемником энергии Солнца. Через приемную стеклянную поверхность солнечные лучи проникают в ящик и нагревают его дно и стенки, которые начинают излучать длинноволновые тепловые лучи. Так как стекло имеет свойство не пропускать длинноволновую радиацию, то в ящике тепло постепенно накапливается.
Если приемную поверхность ящика закрыть не одним, а несколькими стеклами с воздушными прослойками между ними, то прогревание будет происходить более интенсивно. На этом принципе построены нагреватели, повышающие температуру до сотен градусов. Такие установки могут быть использованы для работы бань, прачечных, сушилок табака, хлопка, фруктов, для теплиц и т. д.
Над проблемой использования в бытовых и промышленных целях солнечной энергии работают ученые многих стран мира.
В Индии уже созданы солнечные плиты, в Италии — солнечные насосы. Работы ведутся в Англии, Японии, США и других странах.
По-видимому, наиболее перспективным на современном этапе развития науки и техники является способ непосредственного превращения солнечной энергии в электрическую, минуя паровые котлы и генераторы.
С помощью полупроводниковых преобразователей уже можно создать энергетику малых форм. Трансформация солнечной энергии в электрическую будет производиться двумя путями: термоэлектрическим и фотоэлектрическим.
Термоэлектрическим способом солнечная энергия непосредственно преобразуется в электрическую энергию с помощью полупроводниковых термоэлементов.
Фотоэлектрическим методом солнечная энергия преобразуется в электроэнергию с помощью полупроводниковых фотоэлементов (солнечных батарей). Поток света, направленный на поверхность фотоэлементов, позволит получить электрический ток. Полупроводниковые солнечные батареи для питания научной аппаратуры и радиопередатчиков уже используются на искусственных спутниках Земли.
Первые опыты по применению полупроводников являются обнадеживающими. По-видимому, недалеко то время, когда солнечные батареи найдут широкое применение не только в быту человека, но и в промышленности.
Одной из актуальных проблем современного естествознания является проблема фотосинтеза. Известно, что растения, поглощая
солнечную энергию, усваивают углекислый газ и создают органическое вещество, выделяя при этом кислород. Растения — источник жизни на Земле. По приблизительным подсчетам растения ежегодно поглощают 150 млрд. т углерода, связывают его с 25 млрд. т водорода и выделяют 400 млрд. т кислорода. Зеленый лист обладает способностью превращать солнечную энергию в химическую. Иначе говоря, растительный мир Земли путем поглощения лучистой энергии Солнца создает огромное количество органического вещества. В то время растения осваивают лишь небольшую долю (около 1%) поглощенной радиации Солнца. Если бы удалось постичь тайны фотосинтеза зеленого листа и увеличить освоение поглощенной радиации до нескольких процентов, то значительно возросла бы урожайность сельскохозяйственных культур.
Многие ученые считают, что двадцать первый век станет веком использования солнечной энергии в больших масштабах. В частности, выдающийся французский физик Фредерик Жолио-Кюри, выступая в Академии наук СССР, говорил: «Хотя я верю в будущее атомной энергии и убежден в важности этого изобретения, однако я считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества. Для того чтобы достигнуть этой цели, прежде всего необходимо подробно изучить этот тип молекул и действие фотосинтеза».
Над этой проблемой работают ученые Советского Союза и других стран.
—Источник—
Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
