Чем настойчивей исследователи ищут альтернативу традиционным видам топлива, тем чаще они задумываются о возможностях, которые таит в себе солнечная энергия. Сотрудники Национальной лаборатории Сандия возле города Альбукерки в штате Нью-Мексико давно занимаются экспериментами в этой области.
Когда речь заходит о солнечной энергии, люди обычно представляют себе солнечные батареи для нагревания воды или маломощные фотоэлементы для домашнего пользования. В Сандии работа идет над широкомасштабными проектами, цель которых – найти замену крупным заводам, работающим на угле и природном газе.
Одна из перспективных технологических новинок – параболический коллектор, фокусирующий солнечные лучи для повышения температуры газа. Примечательно, что простой двигатель, работающий на этом принципе, был разработан шотландским изобретателем Робертом Стирлингом почти 200 лет назад.
Параболический коллектор – результат сотрудничества сотрудников Национальной лаборатории с компанией Stirling Energy Systems. Ее президент и генеральный директор Брюс Осборн рассказывает:
«Газ при нагревании расширяется и давит на поршень, приводящий в движение коленчатый вал, присоединенный к генератору. При охлаждении газ сжимается. Двигатель Стирлинга – чрезвычайно простая, красивая и эффективная система преобразования тепла в энергию».
В новой конструкции нагрев обеспечивается зеркалами, фокусирующими солнечную энергию. Управление системой зеркал происходит с помощью компьютеров, следящих за перемещением солнца в течение дня. Осборн надеется, что его технология позволит сократить использование угля, на котором сегодня в США вырабатывается половина всего электропитания.
«Но я полагаю, что если мы – в Америке и во всем мире - начнем наращивать использование солнечной энергии, постепенно она приобретет решающее значение», - говорит Осборн. Его фирме сегодня принадлежат две электростанции на Юго-Западе страны, и он усматривает большие перспективы: «Мы готовим два проекта общей мощностью 4 миллиарда киловатт-часов. Благодаря им удастся избежать выброса в атмосферу более 4 миллионов тонн парниковых газов»
Другая перспективная солярная технология – параболический желоб. В этом случае искривленное зеркало концентрирует солнечную энергию в трубе, нагревая помещенную туда нефть. Руководитель проекта Тим Мосс рассказывает: «Нефть нагревается приблизительно до 400 градусов. Образующийся пар приводит в движение турбины, производящие электроэнергию»
Исследователи обнаружили, что фокусировка зеркал способствует повышению теплоемкости трубы и тем самым позволяет повысить эффективность системы. В результате аппаратура, работающая на солнечной энергии, сможет выдержать конкуренцию с традиционной. Правда, параболический желоб обладает меньшим кпд по сравнению с двигателем Стирлинга. Однако Тим Мосс считает, что желоб обладает важным преимуществом:
«Поскольку мы применяем нефть, которая представляет собой жидкость, мы можем сохранять тепло ночью, то есть генерировать электроэнергию не только в течение светового дня».
В наши дни альтернативные технологии используются пока лишь в нескольких точках земного шара. Однако сотрудники Национальной лабораторий Сандия уверены, что при условии усовершенствования технологии солнечной энергии принадлежит будущее.
