align="justify"> У всіх приведених прикладах сонячна енергія використовується побічно, через багато проміжних перетворень. Заманливо було б виключити ці перетворення і знайти спосіб безпосередньо перетворювати теплове і світлове випромінювання Сонця, падаюче на Землю, в механічну або електричну енергію. Всього за три дні Сонце посилає на Землю стільки енергії, скільки її міститься у всіх розвіданих запасах викопних палив, а за 1 с - 170 млрд. Дж. Велику частину цієї енергії розсіює або поглинає атмосфера, особливо хмари, і лише третина її досягає земній поверхні. Вся енергія, що випускається Сонцем, більше тієї її частини, яку отримує Земля, в 5000000000 разів. Але навіть така" нікчемна" величина в 1600 разів більше енергії, яку дає решта всіх джерел, разом узяті. Сонячна енергія, падаюча на поверхню одного озера, еквівалентна потужності крупної електростанції.
Згідно з легендою Архімед, перебуваючи на березі, знищив ворожий римський флот під Сиракузамі. Як? За допомогою запальних дзеркал. Відомо, що подібні дзеркала робилися також в VI столітті. А в середині XVIII сторіччя французький натураліст Ж. Бюффон провадив досліди з великим увігнутим дзеркалом, що складається з безлічі маленьких плоских. Вони були рухливими і фокусували в одну точку відображені сонячні промені. Цей апарат був здатний в ясний літній день з відстані 68 м досить швидко запалити просочене смолою дерево. Пізніше у Франції було виготовлено увігнуте дзеркало діаметром 1,3 м, у фокусі якого можна було за 16 секунд розплавити чавунний стрижень. В Англії ж відшліфували велике двоопукле скло, з його допомогою вдавалося розплавляти чавун за три секунди і граніт - за хвилину.
В кінці XIX століття на Всесвітній виставці в Парижі винахідник О. Мушо демонстрував інсолятор - по суті перший пристрій, перетворювати сонячну енергію на механічну. Але принцип був тим же: велике увігнуте дзеркало фокусувало сонячні промені на паровому котлі, який приводив у рух друкарську машину, що робила по 500 відбитків газети на годину. Через кілька років в Каліфорнії побудували діючий за таким же принципом конічний рефлектор в парі з паровою машиною потужністю 15 л. с.
І хоча з тієї пори то в одній, то в іншій країні з'являються експериментальні рефлектори-нагрівачі, а в публікованих статтях все голосніше нагадують про невичерпність нашого світила, рентабельніше вони від цього не стають і широкого розповсюдження поки не отримують: занадто дороге задоволення це дармовий сонячне випромінювання.
Сьогодні для перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію ми розташовуємо двома можливостями: використовувати сонячну енергію як джерело тепла для вироблення електроенергії традиційними способами (наприклад, за допомогою турбогенераторів) або ж безпосередньо перетворювати сонячну енергію в електричний струм в сонячних елементах. Реалізація обох можливостей поки знаходиться в зародковій стадії. У значно ширших масштабах сонячну енергію використовують також після її концентрації за допомогою дзеркал - для плавлення речовин, дистиляції води, нагріву, опалювання і т.д.
Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена за великою площею (іншими словами, має низьку щільність), будь установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати збираючий пристрій (колектор) з достатньою поверхнею.
Простий пристрій такого роду-плоский колектор; в принципі це чорна плита, добре ізольована знизу. Вона прикрита склом або пластмасою, яка пропускає світло, але не пропускає інфрачервоне теплове випромінювання. У просторі між плитою і склом найчастіше розміщують чорні трубки, через які течуть вода, масло, ртуть, повітря, сірчистий ангідрид і т.п. Сонячне випромінювання, проникаючи через скло або пластмасу в колектор, поглинається чорними трубками і плитою і нагріває робочу речовину в трубках. Теплове випромінювання не може вийти з колектора, тому температура в нім значно вища (па 200-500 ° С), ніж температура навколишнього повітря. У цьому виявляється так званий парниковий ефект. Звичайні садоші парники, по суті справи, є простими колекторами сонячного випромінювання. Але чим далі від тропіків, тим менш ефективний горизонтальний колектор, а повертати його услід за Сонцем дуже важко і дорого. Тому такі колектори, як правило, встановлюють під певним оптимальним кутом на південь.
Більш складним і дорожчим колектором є увігнуте дзеркало, яке зосереджує падаюче випромінювання в малому об'ємі біля певної геометричної крапки - фокусу. Відбивна поверхня дзеркала виконана з металізованої пластмаси або складена з багатьох малих плоских дзеркал, прикріплених до великої параболічної підстави. Завдяки спеціальним механізмам колектори такого типу постійно повернені до Сонця, це дозволяє збирати можливо більшу кількість сонячного випромінювання. Температура в робочому просторі ...
