КАК ОВЛАДЕТЬ ЧИСТОЙ ЭНЕРГИЕЙ СОЛНЦА?

Стоя под солнечными лучами, мы непосредственно ощущаем, сколько они несут с собой энергии. Но запасать ее так, как это делают растения, мы пока не можем. Однако проектов, изобретений и идей в этой области немало.

Вот, например, полупроводниковые батареи, которые позволяют энергию солнечного излучения преобразовывать непосредственно в электричество. Эти источники питания устанавливают на панелях солнечных батарей космических аппаратов. Правда, использовать их на Земле не позволяет достаточно высокая стоимость, хотя известны и солнечные автомобили, и даже дома, на крышах которых укладывают подобные батареи, обеспечивающие их необходимой энергией.

Дело в том, что, в отличие от зеленого листа, такие устройства не эффективны, когда небо покрыто облаками, то есть не улавливают рассеянное излучение. Существуют, однако, способы переработки зеленой биомассы, естественным образом накопившей энергию Солнца, в химические продукты и топливо, в том числе и в водород, не дающий при сгорании загрязняющих природу отходов.

Не забыты и попытки просто сконцентрировать солнечное излучение. Все-таки на Земле достаточно много территорий, где солнышко светит большую часть года. В таких районах сегодня уже действуют солнечные печи гигантских размеров. Они представляют собой большие цельные или составленные из множества отражающих свет кусочков зеркала. Солнечные лучи, собранные в фокусе такой оптической системы, позволяют получить температуру свыше трех тысяч градусов. Этого достаточно, чтобы плавить металлы или построить солнечную паросиловую станцию для производства электроэнергии.

Есть проекты передачи солнечной энергии с космической орбиты на приемники, расположенные на Земле. Ведь в космосе нет облаков. Однако, как и во многих других случаях, надо тщательно взвесить, не принесет ли подобное устройство вреда, ведь способы транспортировки с помощью электромагнитного излучения еще не достаточно хорошо изучены.

Тем не менее одно то, что люди думают об использовании нетрадиционных источников энергии, вселяет надежду, что мы не окажемся в тисках энергетического голода. Взгляните на диаграмму. На ней можно увидеть, как в ближайшее время человечество собирается распорядиться своими энергетическими возможностями.

Уверенно можно сказать, что маленький сектор, в который входят альтернативные нынешним источники энергии, неминуемо будет расширяться в будущем.

Здесь огромное поле работы, в том числе и вашей. Не откладывайте ее в долгий ящик, а поскорее приступайте к ней, как это сделал недавно школьник из Астрахани. Его работа, посвященная изобретению новых покрытий для поглощения солнечной энергии, позволила ему стать лауреатом Международного соревнования юных интеллектуалов.

Ещё немного об энергии...

• Археологи установили, что самый древний накопитель энергии — маховик — был изготовлен пять с половиной тысяч лет назад. Это был гончарный круг из обожженной глины, довольно долго вращавшийся после раскрутки, постепенно расходуя запасенную энергию.

• Проведенные в Арктике исследования привели недавно к выводу, что белая шерсть северных животных, особенно медведей, обладает свойством улавливать до 95 процентов солнечного тепла. Происходит это благодаря особому устройству шерстинок, что навело на мысль использовать их искусственное подобие для производства солнечных батарей.

• Первым задумался о преобразовании солнечной энергии непосредственно в электрическую гениальный Ломоносов. Об этом свидетельствует фраза из его дневника: "Отведать в фокусе зажигательного стекла или зеркала электрической силы".

• Идею получения электроэнергии за счет разности температур на поверхности и в глубине океана впервые высказал еще Жюль Берн. Именно на нее опирался другой француз — Клод, построивший в 1929 году первую установку, работающую на этом принципе.

• На Всемирной выставке 1878 года в Париже демонстрировались крупные солнечные зеркала-концентраторы. Одно из них собирало лучи на котле, пар из которого приводил в движение типографский станок, печатавший в час по 500 экземпляров газеты под названием "Солнце".

• Величайшее изобретение в области освещения — электрическая лампа накаливания, которую до сих пор не могут вытеснить из обихода иные источники света. В поисках лучшего материала для ее нити Эдисон провел 6000 опытов, но самым подходящим оказался применяемый и сегодня вольфрам, предложенный русским изобретателем А. Н. Лодыгиным.

• Хорошо знакомая всем плоская или цилиндрическая батарейка была изобретена в 1865 году французским химиком Ж. Лекланше. И более чем через сто лет популярность ее не убывала — на каждые 10 миллиардов выпускаемых в мире сухих батарей на долю элементов Лекланше приходилось 9 миллиардов!

• Правительство США потратило миллион долларов на разработку плана по взрыву двух атомных бомб в гигантской подземной пустоте в штате Техас. По проекту, который, к счастью, не был осуществлен, взрывы должны были создать напор очень горячего пара, приводившего в действие огромную турбину для производства электроэнергии.

• Первый в мире космический преобразователь солнечной энергии в электрическую был установлен на третьем искусственном спутнике Земли, запущенном в 1958 году в Советском Союзе.

• Патент на оригинальный способ производства дешевой электроэнергии получил один швейцарский гидрогеолог. Он предложил использовать... ледники, собирая по мелким каналам образующуюся летом на их поверхности воду, и направлять ее на турбину.

• Энергию приливов впервые в заметных количествах стали использовать во второй половине XVI века. Когда жители Лондона испытывали острую нехватку воды, ими были построены водяные колеса на реке Темзе. Вращаемые то в одну, то в другую сторону приливами, они заставляли работать насосы, закачивающие воду в трубы, по которым она текла в город.

• Разработан проект заоблачной ветроэлектростанции. Огромный аэростат, соединенный с землей прочнейшими тросами, должен подняться на высоту 8-10 километров, где почти непрерывно возникают струйные течения со скоростью до 360 километров в час. Производимая на нем генератором электроэнергия будет передаваться вниз по кабелю.

• Топливные элементы на основе водорода и кислорода служили в качестве главного источника электроэнергии на космических кораблях "Аполлон", доставлявших на Луну астронавтов. Элемент, обеспечивающий энергией одиннадцать суток полета, весил около 250 килограммов, а заменял обычный электрогенератор массой в несколько тонн.

• Около десяти лет назад мир облетело взбудоражившее всех сообщение о возможности проведения ядерного синтеза не при огромных, в миллионы градусов, температурах, а в... холодной комнате и буквально в стакане. До сих пор, несмотря на тысячи экспериментов, этот эффект не подтвержден, но его поиски, обещающие практически неистощимый источник энергии, не прекращаются.

• Недавно после тщательной проверки Министерство энергетики США дало "добро" на массовый выпуск новых источников света. В колбы, заполненные серой и аргоном, встраивается микроволновый генератор, заставляющий газы светиться под действием высокочастотных импульсов. Яркость новых ламп вчетверо выше, а потребление энергии — на две трети меньше, чем у обычных ламп.

• К началу 90-х годов в США с помощью таких возобновляемых источников, как солнце, ветер и вода, вырабатывалось уже 9 процентов всей потребляемой энергии.

• Огромные турбины геотермальных электростанций приводятся в движение природным паром, подведенным к ним из-под земли по трубам. В Исландии, например, таким образом производится столько энергии, что ее излишки намерены транспортировать по подводному кабелю в Европу.

• Аэрогели — необычные прозрачные материалы, почти весь объем которых приходится на воздушные поры, — предложено использовать в строительстве. Прослойки из них пропускают солнечный свет, нагревающий стены зданий, но препятствуют утечкам тепла, что позволяет поддерживать разность температур в доме и снаружи более 30 градусов без дополнительных источников тепла.

• Самый маленький электрогенератор изготовлен в Китае, в Шанхайском университете. Диаметр его 2 миллиметра, а предназначен он для обеспечения энергией микророботов.

• Высочайшая в мире плотина гидростанции будет возведена в Гималайских горах на территории Непала: ее гребень поднимется на 315 метров! Введение этой ГЭС в строй увеличит выработку электроэнергии в стране сразу в 10 раз.

• Солнечные батареи для обеспечения энергией жилых домов предложено делать в виде черепицы, благодаря чему крыши зданий станут выглядеть эстетичнее. А в Тибетском районе Китая действует уже более 50 тысяч гелиопечей, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров.

• В США организована ферма, на которой выращивают гибридную иву, предназначенную для топок теплоэлектростанций. За год она производит в 5-10 раз больше древесины, чем любой природный лес, а дым от ивовых дров гораздо менее токсичен, чем от угля.

• Несмотря на технологические трудности, американцы приступают к реализации проекта сверхпроводящей линии электропередачи длиной в 1000 километров, рассчитывая полностью исключить в ней потери энергии.

• Из шутливого прогноза: через четверть века будет введена в строй новая электростанция, отличающаяся исключительной экологической чистотой. Ее генератор станет использовать в качестве источника энергии... движение континентальных плит земной коры.

Вернуться в раздел: Энциклопедия Науки и техники

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ НАУЧНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ. ПОЗНАНИЯ ПО ВСЕМ ОБЛАСТЯМ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Ключевые слова этой страницы: научная, энциклопедия, познания, всем, областям, науки, техники.

Скачать zip-архив: Научная Энциклопедия. Познания по всем областям Науки и техники - zip. Скачать mp3: Научная Энциклопедия. Познания по всем областям Науки и техники - mp3.