6. Преобразование солнечной энергии в работу

Когда бы розу превратить в бутон.

Джон Китс (1795-1821)

До сих пор нас интересовало преобразование солнечной энергии в теплоту и связанные с этим ее применения. Если же мы хотим использовать эту энергию для приведения в действие машин, нам необходимо иметь ее в виде работы. К такого рода машинам прежде всего относится электрический генератор; вырабатываемую им электрическую энергию можно передавать на большие расстояния, а также использовать по назначению, преобразуя ее в теплоту или механическую работу. На первый взгляд кажется, что в работу можно преобразовать всю энергию солнечной радиации, исключая лишь неизбежные потери на трение, снижающие эффективность машин. Однако установлено, что если такая машина получает энергию через промежуточную стадию теплопередачи, то величина получаемой работы при непрерывном процессе преобразования энергии принципиально ограниченна. Это происходит, например, в тех случаях, когда энергию получают при поглощении солнечной радиации или при сжигании топлива в двигателях внутреннего сгорания, в таких случаях на вход системы поступает тепловая энергия. Необходимо подчеркнуть, что даже в случае идеальной машины, в которой отсутствуют какие-либо потери, в работу превращается лишь часть энергии, поступившей на ее вход. Подобный факт кажется абсолютно неожиданным, поэтому в первой части настоящей главы мы уделим этому вопросу особое внимание. Однако ставить его под сомнение - так же нелепо, как утверждать, что вы наблюдали омоложение розы.

В настоящей главе мы рассмотрим некоторые конструкции простых систем, состоящих из коллектора солнечной энергии и тепловой машины, и оценим экономическую эффективность таких устройств.