Солнце как источник энергии
Солнце, щедрый расточитель тепла, света и жизни, сменяющий времена года, наполняющий деревья океанами соков, невидимой рукой черпающий воду из чаши океанов, превращающий ее в тучи, туман и росу, всюду способствующий росту; добрый свет, укрепляющий больные легкие человека, заставляющий нас забывать пасмурные дни, золотящий нам утро после печального вечера, — это солнце дает нам также неизмеримое количество энергии. Древние почитали солнце как божественное существо. У античных народов существовал определенный культ солнца, который доказывает, что уже тогда людям было понятно, что солнце обладает силою, от которой зависит вся наша жизнь. Вся религия древних индусов и египтян проникнута культом солнца. Огромные пирамиды, которые на протяжении 30 км тянутся вдоль Ливийской пустыни, представляют собою не что иное, как проявление культа солнца.
Вода и уголь являются не чем иным, как сгущенной солнечной энергией. Понадобилась колоссальная энергия солнца, чтобы вырастить огромные леса, из которых в течение миллионов лет образовывался уголь. Здесь мы будем говорить о непосредственном использовании техникой энергии, заключающейся в солнечных лучах, в качестве дополнения и замены энергии угля и воды.
Ганс Фишер исчисляет энергию, которую можно было бы получить из солнца, следующим образом: ежегодно на каждый квадратный километр земной поверхности изливаются в форме солнечных лучей 1 400 млн тепловых единиц, т. е. каждые 4 м, получают эквивалент 1 л. с. С поверхности, величиной в 1 кв. км следовательно, теоретически можно получить при 100-процентном полезном действии 187 тыс. клв-годов; при коэффициенте полезного действия лишь в 10 % получается все-таки еще 18,7 тыс. клв-годов. Современная паровая машина требует на 3/ 4 клв-года 4 т угля. Добытые в 1920 г. 1 300 млн т угля при переводе их целиком в механическую энергию соответствовали бы приблизительно 176 млн клв-годов. В виду того, что 1 км земной поверхности при 10-процентном использовании изливаемой на него солнечной энергии дает 18 700 клв-годов, то для получения 244 млн клв-годов необходимо всего лишь 13 000 кв. км, что соответствует приблизительно 1 / 3 поверхности Швейцарии. Солнечной энергии, изливаемой на эту небольшую часть поверхности земного шара, теоретически, следовательно, вполне хватило бы для того, чтобы покрыть всю современную потребность земли в энергии. Представьте себе, какие перспективы открылись бы перед человечеством, если бы вдруг удалось найти способ использования энергии солнца, изливающейся на поверхность Сахары!
По другим исчислениям температура солнечной энергии, излучающейся на землю, колеблется приблизительно от 6 000° до 8 000°.
Проблема использования солнечной энергии насчитывает много веков. Уже древние арабы были знакомы с действием солнечных лучей и, в частности, с способом их использования для технических целей. Так, зажигательное стекло было известно уже народам древности. Первое большое зажигательное стекло изготовил в первой трети XVII века астроном Маджини, за которым последовал ряд других.
Не останавливаясь на многочисленных опытах создания солнечных машин, отметим, что все они преследовали цель или путем действия солнечных лучей непосредственно превращать воду в пар или же подвергать ее давлению посредством расширяющегося под влиянием солнечных лучей воздуха.
Результатом десятилетних исследований в области непосредственного использования солнечной энергии является открытие американца Шумана в Филадельфии. Последний исходил из того взгляда, что солнечная силовая станция, чтобы иметь практическое значение, должна отличаться большим коэффициентом полезного действия, требовать незначительных затрат на свою постройку и поддержание и, наконец, не нуждаться в особо квалифицированном персонале для обслуживания. На нее не должны действовать ни бури ни ветры; ремонт каждой из ее отдельных частей не должен мешать работе всей установки.
Шуман путем опытов установил, что в теоретически совершенно изолированном, освещаемом солнцем резервуаре легко можно достигнуть температуры 540° без специального устройства солнечной машины. В усовершенствованном виде машина Шумана представляла собой дешевый рефлектор, отбрасывавший солнечные лучи в резервуар с водой, откуда шли отдельные паровые трубки, соединявшиеся в главную трубу, диаметром в 30 см, по ней пар переходил в машину низкого давления. Эта машина могла поднимать в течение одной минуты около 115 гл воды на высоту 100 м.
