Ласковое, тёплое солнышко одинаково щедро дарит свои лучи деревьям и птицам, почве и людям. На нашей планете Солнце – это основной источник тепла для всего живого.
Его энергия помогает растениям добывать себе питательные вещества из почвы, обеспечивая питанием огромное множество живых существ, от простейших микроорганизмов до млекопитающих и человека. Задумываемся ли мы о том, что такое солнечное тепло, откуда оно берётся, а главное, как эффективно использовать этот величайший дар для блага людей?
Что такое солнечное тепло?
С глубокой древности люди прекрасно понимали роль Солнца в своей жизни. Практически у всех народов оно выступало в качестве главного или одного из главных божеств, дарящего жизнь и свет всему живому. Сегодня человечество намного лучше представляет, откуда берётся солнечное тепло.
С точки зрения науки наше Солнце – это жёлтая звезда, которая является светилом для всей нашей планетной системы. Свою энергию оно черпает в ядре – центральной части огромного раскалённого шара, где протекают невообразимые по мощи реакции термоядерного синтеза при температуре, измеряемой миллионами градусов. Радиус ядра составляет не больше четвёртой части общего радиуса Солнца, но именно в ядре вырабатывается лучистая энергия, малой доли которой оказывается достаточно, чтобы поддерживать жизнь на нашей планете.
Выделенная энергия поступает в наружные слои Солнца через конвективную зону и достигает фотосферы – излучающей поверхности звезды. Температура фотосферы приближается к 6 тысячам градусов, именно она преобразует и испускает в пространство лучистую энергию, которую получает наша планета. Фактически мы живём за счёт постепенного, медленного пережигания звёздной плазмы, из которой состоит Солнце.
Энергия Солнца
До поверхности планеты Земля доходит очень малая часть излучаемой Солнцем энергии, но по сравнению с тем количеством, которое вырабатывают наши электростанции, это огромный энергетический океан. Чистая энергия бесконечным потоком льётся на Землю, причём для нас она является практически неиссякаемой, ибо три-четыре миллиарда лет, которые ещё будет существовать наша жёлтая звезда, по сравнению с длительностью жизни человека – это практически вечность.
Сегодня основная задача человечества – научиться использовать солнечное тепло напрямую для обогрева наших жилищ, производственных цехов и сельскохозяйственных предприятий, а также научиться трансформировать его в электроэнергию с минимальными потерями и минимальной себестоимостью.
По сравнению с солнечным теплом все прочие используемые сегодня источники энергии кажутся орудиями дикаря из каменного века. Мы сжигаем в чадных топках нефть, газ и уголь, вырубаем леса и пилим их на дрова. Это позволяет нам получать необходимую энергию, но одновременно губит мир, который нас окружает, загрязняя воздух, воду и землю.
Если бы мы научились использовать чистое солнечное тепло, это позволило бы сохранить для будущих поколений природные богатства окружающего мира. Сегодня уже существуют технологии, которые позволяют использовать энергию Солнца, не загрязняя при этом среду, в которой мы живём.
Использование солнечного тепла
На текущий момент основной способ отопления наших домов – это сжигание различных, преимущественно ископаемых видов топлива: угля и природного газа. Мы бесконтрольно расходуем эти ценнейшие и невосполнимые ресурсы вместо того, чтобы сосредоточить все силы на сборе и преобразовании солнечного тепла.
Энергию Солнца можно напрямую использовать для нагрева воды, поступающей в дом. Для этого сегодня разработаны так называемые солнечные коллекторы – системы трубок, по которым протекает вода, нагреваясь непосредственно от солнечных лучей.
Коллекторы устанавливают в хорошо освещённом месте, например, на крыше дома. Даже зимой излучаемого Солнцем тепла хватает, чтобы нагреть воду в трубах коллектора, защищённых от мороза двойным стеклом. Летом же при помощи коллектора можно довести воду почти до температуры кипения, обеспечив себе бесплатное ГВС для бытовых нужд.
Следующим шагом в использовании солнечного тепла, возможно, станут солнечные накопители на базе коллекторов. Идея предельно проста: рядом с домом оборудуются два термоизолированных резервуара большого объёма. В один из них закачивается холодная вода или другой жидкий теплоноситель.
Летом жидкость пропускается через солнечный коллектор, нагревается и в горячем состоянии перекачивается во второй резервуар. С наступлением холодов нагретый за лето теплоноситель подаётся в трубы отопления дома, а после остывания сливается в «холодный» резервуар. На следующий год цикл повторяется.
