светопоглощающих труб) до високої температури і служить для опалення приміщень. Колектор розташовується на даху будівлі так, щоб його освітленість протягом дня була найбільшою. Система відображають жалюзі, керована комп'ютером, забезпечує потрібну освітленість колектора для заданого інтервалу температур в приміщеннях. Частина теплової енергії акумулюється: короткостроково (кілька днів) - за допомогою теплових або механічних акумуляторів, довгостроково (на зимовий період) - хімічних. За день 1 м2 сонячного колектора простий конструкції може дати 50-70 л гарячої води (80-90 В° С). Типові геліоустановки давно використовуються в південних районах для постачання гарячою водою опалювальних та інших господарських систем.
У В«сонячному будинкуВ», що забезпечує себе не тільки теплом, але і електроенергією, використовується інший тип геліоустановки. У цьому випадку кращим робочим тілом є рідини типу фреону з малою теплотою випаровування, але через небезпечного забруднення у разі витоку (вплив на озоновий шар атмосфери) їх промислове виробництво зараз заборонено. Вони працюють при температурі близько 100 В° С, що не вимагає спеціальних концентраторів сонячного потоку. Якщо теплоносій - вода, температура нагріву повинна бути 200-500 В° С при обов'язковому використанні концентраторів - дзеркал, що відбивають світло з великої площі на колектор. p> Все частіше застосовуються в сонячних установках фотоелектричні перетворювачі на основі кристалів кремнію і арсеніду галію. Останні володіють кращою теплової стійкістю і більш високим ККД (Реально до 20%). Застосування гетероструктурних напівпровідників, за відкриття та впровадження яких академік Ж.І.Алферов отримав нещодавно Нобелівську премію, збільшує ефективність перетворювачів вдвічі. Панелі сонячних перетворювачів, розташовуваних, як правило, у верхній частині будівлі, замінюють теплової колектор, і виробляють струм, що йде на освітлення, обігрів та механічні роботи. p> В«Сонячний дімВ» - це сучасний рівень культури житла. Його ефективність і поширення в значній мірі залежать від такої простої істини, як ощадливе ставлення до одержуваної енергії. Він повинен мати надійну теплоізоляцію, сучасну вентиляційну техніку, кондиціонери, тобто не повинен викидати тепло В«на вітерВ». Як показує досвід, тільки за рахунок економії тепла витрати електроенергії скорочуються в кілька разів.
Межі малої сонячної енергетики постійно розширюються, і тепер вона здатна забезпечувати енергією не тільки окремі будинки, а й цілі заводи. Як приклад можна назвати металургійний завод під Ташкентом, експериментальні СЕС-5 у Криму та В«Solar-1В» в Каліфорнії. Це геліостанціі баштового типу з котлом, піднятим високо над землею, і великим числом параболічних або плоских дзеркал (геліостатів), розташованих у підніжжя. Дзеркала повинні бути рухливими, відстежувати денний переміщення Сонця за допомогою механічної системи, керованої комп'ютером, що ускладнює установку і дуже позначається на вартості виробленої енергії. Що виробляється котлом пар приводить в дію електрогенератор, як на теплових станціях. p> Такі сонячні електростанції потужністю 0,1-10 МВт були побудовані в багатьох країнах з В«хорошимВ» сонцем (США, Франція, Італія, Японія) і зараз успішно працюють. З'явилися проекти більш потужних СЕС (до 100 МВт). Головна перешкода їх широкому поширенню - висока собівартість електроенергії, в 6-8 разів вище, ніж на ТЕС. Хоча є тенденція до зниження (За рахунок більш простих геліостатів, більш ефективних напівпровідників, легенів стрічкових панелей), поки наземні СЕС не можуть економічно конкурувати з ТЕС. Інша справа - міркування екологічного порядку. Молоді сонячні станції набагато В«чистішеВ» теплових і свою нішу в енергетиці вони, безсумнівно, знайдуть. Прогрес науки і поліпшення міжнародного клімату, коли СЕС, розташована в пустельній місцевості, буде забезпечувати енергією відразу кілька країн, сприятимуть їх впровадженню. І все ж наземні СЕС навряд чи здатні повністю вирішити проблему В«великої енергетикиВ» для сучасної індустрії, як це роблять в даний час великі ТЕС і АЕС потужністю близько 10 ГВт. Настільки потужні СЕС були б надзвичайно громіздкі, для їх побудови потрібно відчужувати величезні території в пустельних місцях і передавати електроенергію на великі відстані. При цьому пропадає екологічна В«чистотаВ» і не усувається теплової нагрів Землі (що вважалося спочатку головними достоїнствами сонячної енергетики). Щоб призначене було повністю виконано, треба виносити СЕС в космічний простір.
Глава 3. Космічні сонячні станції
Ідею сонячної космічної електростанції (СКЕС) запропонував американець П.Е.Глезер в 1968 р. Вона включала три необхідних елементи, які не змінилися за минулі 30 років: розміщення на штучному супутнику сонячних батарей, що перетворюють радіацію в електричний струм; вибір екваторіальній геостаціонарній орбіти, що забезпечує протягом усього року постійну освіт...
