Рассмотрение научных основ получения солнечной энергииЧтобы перекрыть пустыни земного шара сетью простейших коллекторов соответствующих размеров, потребуется столько металла, сколько не смогут дать все известные ныне месторождения земного шара. Поэтому правильнее поступают те, кто преследует более скромные цели. Районы, богатые солнечной энергией, включают в себя не только пустыни. Ведь на площадях, ограниченных сороковыми параллелями, проживает около 80% населения земного шара, и годовое количество солнечного излучения здесь составляет по крайней мере 1500 кВт-ч/кв.м. Количество солнечной энергии, которое можно получить в этих районах, полезно сравнивать не с годовой производительностью современной электростанции, а с работой, совершаемой парой волов, интересно также сопоставить годовую стоимость получения солнечной энергии и затрат на 25 000 кг фуража, необходимого для питания этих волов.Главная цель статьи состоит в рассмотрении научных основ получения солнечной энергии для удовлетворения потребностей людей. Но прежде всего мы позволим себе отступление, в котором рассмотрим ряд фундаментальных научных положений и понятий. Сладкое и горькое, теплое и холодное, цвет и т. п. — понятия условные; реально существуют только атомы и пустота. В этой книге мы часто будем обращаться к определенным терминам и понятиям, поэтому нам очень важно знать их значение. Такие термины, как энергия, тепло, температура и работа, вошли в нашу повседневную практику. Однако с научной точки зрения их значения строго ограничены. Пользуясь этими понятиями в быту, мы даже не подозреваем, насколько иногда бывает трудно вследствие их взаимосвязи дать им четкие определения. Вот почему весьма полезно исследовать происхождение данных терминов. Энергия в различных видах используется нами каждодневно, даже таль ручная (неприхотливая в установке и передвигающаяся на балке с помощью каретки) требует использования достаточно большого количества энергии. Перечисленные выше понятия относятся к разделу физики, называемому термодинамикой. Наша книга не является ни учебником по этой дисциплине, пи даже введением в нее, поэтому мы не будем рассматривать подряд все основные термины, используемые в термодинамике, а ограничимся лишь теми из них, которые понадобятся нам для дальнейшего изложения. Конечно, это явится некоторым отступлением от основной темы нашей книги, но мы постараемся сделать его как можно более кратким. В дальнейшем все вновь вводимые термины и понятия мы будем пояснять по мере их возникновения на страницах. Если мы хотим рассмотреть различные способы применения человеком солнечной энергии, нам придется пересечь традиционные границы, разделяющие научные дисциплины, коснуться таких, по-видимому, малоизвестных широкому читателю дисциплин, как квантовая механика и радиационная химия. Подобный путь не нов для инженера, который при своих изысканиях всегда игнорирует эти границы, ему часто приходится вникать в такие области знаний, которые выходят за рамки его непосредственной специальности. И здесь ему помогают так называемые фундаментальные научные принципы и положения, то есть общая схема представлений, являющаяся основополагающей для науки. В нашей книге мы обсудим ее лишь в той мере, в какой это необходимо. Кое-что нам придется принять на веру, но это не должно противоречить исходным научным принципам. |
||
