Инструменты и расчеты

Перспективы развития области применения солнечной энергии связаны с многочисленными исследованиями, проводимыми в различных частях земного шара. Более того, в отдаленных и слаборазвитых районах возможно появление новых видов производства, связанных с использованием солнечной энергии для нагревания и сушки при изготовлении картона, бумаги, кровельных материалов и т. п.
Полученные выше результаты имеют особое значение для преобразования солнечной энергии. Если считать, что температура естественных охладителей в тропических областях не может быть ниже 290 К (17°С), то полученную из уравнения температурную зависимость максимального к. п. д. теплового двигателя для определенного интервала изменения температуры источника можно представить в виде кривых. Сплошная кривая показывает изменение к. п. д. идеального двигателя
Обратимся снова к нашему элементарному циклу. Заметим, что уравнение не должно наводить нас на мысль, что мы имеем дело с идеальной системой для преобразования теплоты в работу. Для подобной теплопередачи необходимо, чтобы температура этого тела была выше температуры газа. Однако затем, когда поршень выдвинулся для понижения температуры газа перед его выпуском мы воспользовались другим телом, которое холоднее газа.
Когда внутренняя энергия газа падает до своего первоначального значения, поршень оказывается в положении, отличном от исходного. И для непрерывного получения работы мы должны каждый раз возвращать систему в исходное положение, а затем повторять описанный процесс, то есть система должна совершать определенный цикл
Машину, предназначенную для получения механической работы, можно схематически представить состоящей из поршня и цилиндра. Вращение воображаемого выходного вала машины совершается здесь через поступательное движение поршня. Такое устройство называется двигателем.
Характеристические кривые простых плоских коллекторов.для нейтрального и селективного поглотителей соответственно (если мощность измеряется в Вт/кв.м, а температура— в градусах Цельсия). Показывая преимущества селективного поглотителя одновременно рассмотрим важнейшую особенность систем получения тепловой энергии на основе плоского коллектора.
Аккумулирование тепла в любой водонагревательной системе позволяет приспособить ее к условиям изменяющегося на протяжении суток спроса на горячую воду. Применение различных средств для накопления энергии при использовании солнечных энергетических установок позволяет также преодолеть и другую трудность, связанную с непостоянством интенсивности солнечной энергии в течение суток.
Использование солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения школ, фабрик, больниц, жилых домов, для бытовых нужд и т. д. является одним из наиболее привлекательных способов ее применения. Системы горячего водоснабжения на основе плоского солнечного коллектора уже сейчас получили широкое распространение в Израиле и Японии, а на юге США и даже в Европе действуют довольно большие экспериментальные установки для отопления домов и нагрева воды в плавательных бассейнах.
По-видимому, самым простым способом непосредственного применения солнечной энергии является приготовление пищи — процесс, который всегда требует больших затрат энергии и человеческих усилий. Такая простая печь быстро нагревается и позволяет приготовить пищу за несколько часов. Затраты энергии на приготовление пищи (около 300 Вт-ч/кг) обычно не превышают количества энергии, идущей на нагревание самой печи.
При использовании солнечных коллекторов энергия накапливается либо в подземных резервуарах с водой, либо в заполненных камнями отсеках. Второй вариант предпочтительнее для воздухонагревательных систем, где воздух нагревается, проходя между камнями.