Геліоенергетика

В останні десятиліття XX століття людство зіткнулося з дуже серйозними проблемами, кожна з яких придбала для нас воістину доленосне значення. Звернемо увагу на шляхи вирішення глобальної енергетичної проблеми, або, як кажуть зараз, глобальної енергетичної кризи.

За оцінками фахівців, людство в даний час виробляє 10 трильйонів (1013) ват енергії різного виду. А до середини XXI століття кількість виробленої енергії може зрости на цілий порядок, тобто досягти 100 трильйонів (1011) ват, що складе вже 1/1000 частина від падаючої на Землю сонячної енергії.

У XXI столітті очікується поява перших термоядерних електростанцій. Працювати вони будуть на важкому ізотопі водню – дейтерії. Для реактора термоядерної електростанції в добу потрібно всього лише 34 г дейтерію (суща дрібниця!), А його запаси в океанах прямо-таки невичерпні.

Одним з найбільш перспективних напрямків енергетики майбутнього поряд з термоядерними електростанціями слід вважати розвиток космічної геліоенергетики, тобто створення сонячних космічних електростанцій. Адже енергія нашого денного світила практично невичерпна і екологічно чиста.

Давайте визначимо повне випромінювання Сонця. Для цього енергію, що падає протягом однієї секунди на один квадратний сантиметр, тобто 1/60 частина сонячної постійної, помножимо на число квадратних сантиметрів на поверхні сфери з радіусом, рівним середньому радіусу земної орбіти – 149 600 000 км, або 1,496 · 1013 см .

Виходячи зі співвідношення: 1 ват еквівалентний 0,239 калорії тепла, отримаємо: 3,9 · одна тисяча двадцять шість ват. Така потужність повного випромінювання Сонця.

З цього колосального потоку сонячної енергії Земля перехоплює менше однієї двохмільярдний частки (1/2 200 000 000 частина). Але навіть з того, що потрапляє на нашу планету, добра третина променевої енергії Сонця відбивається назад в міжпланетний простір. В кінцевому рахунку наша Земля, і в тому числі ми, її мешканці, задовольняємося лише 1/3 500 000 000 тієї енергії, яка випромінюється денним світилом. У чисельному вираженні це становить 110 мільйонів мільярдів ват (1,1 · 1011Вт). І все ж це в 10 тис. Разів більше, ніж в даний час проводиться різного виду енергії земною цивілізацією. Як бачимо, наше Сонце, подібно іншим зіркам, є вельми енергомарнотратні світилом.

Першим звернув увагу на безповоротну втрату для людства майже всієї променевої енергії Сонця основоположник теоретичної космонавтики К. Е. Ціолковський. І він став шукати способи оволодіння цією воістину незліченною енергією. Вчений будував плани виведення в космос за допомогою ним же винайдених ракет на рідкому паливі спеціальних пристроїв для утилізації (використання) сонячної енергії.

Збір променевої енергії Сонця в відкритому космосі має важливі переваги. Це, перш за все, високий рівень потоку сонячної радіації – на одиницю площі в космосі надходить в середньому раз в десять більше сонячної енергії, ніж на таку ж площу земної поверхні.

Наступний важливий момент в роботі космічної геліостанції – безперервність процесу виробництва енергії. Космічна геліоустановка може “перехоплювати” сонячні промені практично безперервно.

Але щоб скористатися всіма перевагами космічної геліоенергетики, людству необхідно вирішити дуже складні завдання. Головна з них – виведення в космос складових частин сонячної електростанції, складання їх у орбіті і надалі обслуговування цієї електростанції кваліфікованими фахівцями. При потужності геліоустановки 1 млн кіловат космічна електростанція буде являти собою досить грандіозна споруда масою 10-20 тис. Т, а площа сонячного колектора, заснованого на фотоелектричні способі перетворення променевої енергії Сонця, повинна досягати 10 км2!

Треба думати, що в другій половині XXI століття індустріалізація навколоземного космічного простору (включаючи Місяць) стане одним з основних напрямків практичної діяльності землян. І в разі успішного вирішення цього завдання людство отримає новий екологічно чисте джерело енергії. Це буде промениста енергія Сонця, перетворена в електричний струм. Академік С. П. Корольов (1907-1966), з ім’ям якого пов’язаний початок космічної ери, так охарактеризував науково-технічний прогрес людства: “Те, що вчора було лише мрією, сьогодні стає реальним завданням, а завтра – звершенням”.

Посилання на основну публікацію