Две разновидности электричестваСуществует две разновидности электричества — хорошее и плохое. Разница, я думаю, в том, что одно из них можно получать в течение длительного времени, но с большими затратами, другое дешевле, но его мало. Несомненно, электроэнергия является наиболее удобной для использования формой энергии. Основная доля электричества вырабатывается на земном шаре с помощью электромагнитных генераторов, приводимых в действие тепловыми машинами того или иного вида. В предыдущей главе мы видели, что солнечные системы, в состав которых входят тепловые машины, обычно малоэффективны. (Исключение составляют системы с использованием концентраторов.) Как уже говорилось, возможности этих систем ограничиваются наибольшей и наименьшей температурами цикла машины. Применение концентраторов позволяет увеличить получаемую механическую мощность до 100 Вт на 1 кв.м площади коллектора. Однако ввиду своей сложности системы с концентраторами применяются лишь для привода маломощных электрических генераторов в десятки—сотни ватт. Рассмотрим и другие способы преобразования солнечной энергии в электрическую, а также возможности повышения их эффективности. Для этого необходимо как-то обойти ограничения второго начала термодинамики, и это не просто вопрос замены механической машины другим устройством, а ручного инструмента, широкий ассортимент которого представлен на сайте http://ooo-pic.ru/torgovye_marki, на инструмент электрический.Взаимный переход электрической и механической форм энергии в принципе может протекать без потерь, например, в идеальном соленоиде, двигателе. Электрические машины, преобразующие одну форму энергии в другую, обычно весьма эффективны: их к. п. д. иногда достигает 90% (для больших машин, где потери обратно пропорциональны размерам машин). Поэтому пределом совершенства не без оснований считают машину с к. п. д. 100%, допускающую обратимое преобразование. Но такая машина в принципе не отличается от идеальной обратимой механической машины, поэтому здесь также вступает в силу второе начало термодинамики. Как известно, некоторые термодинамические ограничения проявляются при непрерывном процессе преобразования тепловой энергии в механическую. При использовании солнечной энергии подобных ограничений удалось бы избежать в том случае, если бы отпала необходимость в промежуточной стадии превращения радиации в теплоту. Подобную возможность мы также исследуем, но сначала остановимся на обычных системах, которые могли бы работать ближе к пределам термодинамических ограничений, чем механические системы, или допускали бы более простую и экономичную реализацию. В этой главе мы рассмотрим сначала некоторые принципы и устройства для получения энергии, в которых исходной является тепловая стадия. Преимущества и недостатки теоретически более перспективных устройств, работающих без тепловой стадии, обсуждаются в следующей главе. |
||
