Мюррей Букчин - К освободительным технологиям

В более холодных областях можно представить себе две возможности отопления с помощью солнечной энергии. Отопительная система может быть более комплексной, что позволило бы сократить потребление обычного горючего до уровня, сравнимого с тем, который достигнут в домах Томасона, либо можно использовать системы с обычным горючим для покрытия 10–50 % потребностей в тепле. Как замечает насчет соотношения издержек и пользы Ханс Тирринг, «самым решающим преимуществом солнечной энергии является тот факт, что она не требует никаких иных текущих расходов, кроме затрат на ток для работы вентиляторов, которые весьма скромны. Таким образом, одноразовые инвестиции в установку раз и навсегда покрывают все затраты на отопление дома до самого конца его существования. К тому же, система работает автоматически, не производя шума, копоти и вредных испарений, и избавляет от всех забот, связанных с подогревом, пополнением запасов горючего, чисткой, ремонтом и другими работами. Включение солнечного тепла в энергетическую систему страны поможет увеличить национальное богатство, и если все дома в приспособленной местности оснастить солнечным обогревом, можно сэкономить горючего на много миллионов фунтов в год. Работы Телькеса, Хоттела, Лофа, Блисса и других ученых, которые прокладывают дорогу солнечной энергии, — это настоящая работа первопроходцев, значение которой в полной мере выявиться только в будущем».

Наиболее распространенные области применения аппаратов на солнечной энергии — это приготовление пищи и согревание воды. В развивающихся странах, Японии и США работают многие тысячи солнечных печей. Солнечная печь представляет из себя попросту похожий по форме на зонтик рефлектор с решеткой, на которой можно жарить мясо или при полном солнечном свете вскипятить за 15 минут литр воды. Подобное устройство надежно, компактно и чисто, ему не нужны ни горючее, ни дрова, и оно не издает противного шума. Переносная солнечная духовка дает температуры до 450 градусов; она еще компактнее и легче в использовании, чем солнечная печь. Нагреватели воды на базе солнечной энергии широко используются в частных и многоквартирных домах, прачечных и бассейнах. Только во Флориде имеется около 25 тысяч таких приборов, и они постепенно входят в моду в Калифорнии.

Некоторые из самых впечатляющих достижений в применении солнечной энергии отмечены в индустрии, хотя большая часть их касается побочных областей и в значительной мере носит экспериментальный характер. Наиболее простое — это солнечная плавильная печь. Ее коллектор обычно — это одно большое параболическое зеркало или же чаще установка из многих параболических зеркал, которые встроены и закреплены. Гелиостат, маленькое горизонтально расположенное зеркало, следующее за движением солнца, отражает лучи в коллектор. В настоящий момент работает несколько сотен таких печей. Одна из крупнейших, маунт-луисская печь Феликса Тромбса производит 75 кВт электрической энергии и используется прежде всего для высокотемпературных исследований. Поскольку солнечные лучи не дают никаких примесей, печь плавит 50 кг. Металла без каких-либо загрязнений, возникающих при обычных технологиях плавки. Подобная печь, построенная американским квартирмейстерским корпусом в Натике, штат Масачусетс, дает температуру в 5000 градусов, которой достаточно для плавки стальной балки.

Вероятно, солнечные плавильные печи имеют множество ограничений, но все они не непреодолимы. Эффективность печи могут существенно снизить дымка, туман, облака и атмосферная пыль. То же касается сильного ветра, который может сбить настройку и помешать точной ориентации на солнечные лучи. Предпринимаются попытки решения некоторых из этих проблем с помощью «скользящих» крыш, покрытия зеркал специальным материалом и прочного, защищающего прикрепления. С другой стороны, солнечные плавильные печи чисты, эффективны, когда они находятся в хорошем состоянии, и производят крайне высококачественный металл, какой невозможно получить ни в одной из обычных доменных печей.

Столь же многообещающей областью исследований является преобразование солнечной энергии в электричество. Теоретически площадь в 1 кв.м., расположенная вертикально по отношению к солнечным лучам, принимает энергию в 1 кВт. «Если мы вспомним о том, что в сухих зонах земли для производства энергии в распоряжении имеются многие миллионы квадратных метров пустынь, то обнаружим, что если использовать всего один процент из этой имеющейся земли под солнечные электростанции, то можно будет достичь мощности, которая во много раз превзойдет мощность всех существующих тепловых и гидроэлектростанций мира», — пишет Тирринг[18]. Практической работе в направлении, предложенном Тиррингом, препятствуют предполагаемые расходы, рыночные факторы (в неразвитых жарких странах, где имеются наилучшие условия для реализации проекта, нет такой потребности в электроэнергии) и, в первую очередь, консерватизм соответствующих конструкторов. Исследования сконцентрировались на разработке солнечных батарей, что в значительной мере стало результатом космических исследований.

Солнечные батареи основаны на термоэлектрическом эффекте. К примеру, если соединить полоски из сурьмы и висмута в проволочную петлю и одну часть нагреть, то разница в температурах будет давать электрическую энергию. Исследование в области солнечных батарей за последнее десятилетие привело к созданию приборов с 15 %-ной степенью преобразования энергии, и в не слишком отдаленном будущем вполне возможно достичь уровня в 20–25 %[19]. Расположенные на больших площадях, солнечные батареи используются для снабжения током электромобилей, небольших судов, телефонных линий, радио, проигрывателей, часов, швейных машин и т. д. Ожидается, что стоимость производства солнечных батарей, в конечном счете, удастся снизить настолько, что они смогут давать электричество для частных домиков и небольших промышленных предприятий.

Наконец, солнечную энергию можно использовать и другим способом: аккумулируя тепло в некоем количестве воды. Уже в течение некоторого времени инженеры изучали возможность добывать электричество из разницы температур, до которых солнце нагревает море. Теоретически «солнечный пруд» площадью в 1 кв. км. может отдавать до 30 млн. кВтч в год — достаточно для того, чтобы заменить объем производства солидной электростанции, работающей по 12 часов в день. Как замечает Генри Тэйбор, энергию можно добывать без всяких расходов на горючее, просто «за счет того, что пруд нагревается солнцем»[20]. Тепло можно собирать с дна пруда, пропуская горячую воду над преобразователем тепла и снова возвращая ее в пруд. В жарких широтах 25 тыс. кв. км. использованной таким образом площади произвело бы достаточно для удовлетворения потребностей 400 миллионов человек!