SLUNCE V PRÁCI
Nakonec uvažme energii mechanickou.
Setkáváme se s ní na každém kroku - v autě, ve strojích apod. Je to všechna
energie pocházející původně ze Slunce. V této kapitole se podíváme, zda je možné
i v tomto případě používat přímo sluneční
energii - jinými slovy, zda můžeme stroje pohánět přímo slunečním zářením
a vyhnout se naftě, benzinu, kerosenu, uhlí -
čili fosilním palivům.
|
 |
|
Schéma oceánského
slunečního motoru. |
1. Sluneční motor je zařízení, které přeměňuje jakýmkoliv
způsobem sluneční záření na mechanickou energii. V užším slova smyslu je to tepelný motor spojený se slunečním
sběračem. Sběrač může být rovinný (např. u slunečních pump), ale i fokusační.
Sběračem v rozsáhlém měřítku je i hladina teplých moří a oceánů (oceánský
sluneční motor). Teplo samovolně přechází
do studené látky. Studená látka, kam teplo teče, je v kondenzoru. Přenos tepla se
děje pracovní látkou v uzavřeném okruhu. Teplem ze sběrače se zahřívá pracovní
látka ve výparníku (čpavek, propan, freon; oxid siřičitý atd.). Zahřátá
pracovní kapalina se vypařuje a mění v horkou páru o vysokém tlaku. Pára
pohání turbínu a koná mechanickou práci.
Rozpínáním se pára v turbíně ochladí a vede se do kondenzátoru. V kondenzátoru se dalším
ochlazením přivede pracovní látka do kapalného stavu a odtud se žene čerpadlem zpět do výparníku.
2. Sluneční čerpadlo
Sluneční energii lze s výhodou použít k
čerpání vody ze studní. Sluneční motor,
který čerpá vodu ze studny, se nazývá sluneční čerpadlo. K ohřevu výparníku se užívá
rovinných sběračů, jako pracovní látka slouží freon nebo propan. Kondenzátor se chladí studenou vodou,
čerpanou ze studny.
Ve světě už pracuje více než sto slunečních pump. Jsou velmi
užitečné zejména v oblastech s velkým slunečním zářením ( Mexico, Ceylon, Sahara
apod). První sluneční pumpa na Sahaře byla ve škole v městečku Chingetti
(Mauretánie). Na střeše školy je 70 m2 slunečních sběračů. Vlastní
motor je uvnitř věže při škole. Voda prochází kondenzátorem a je vedena do dvou
cisteren ve věži (každá 15 m3). Za hodinu načerpá motor ze studny 10 m3
vody. Tato voda zásobuje asi 3 tisíce obyvatel Chingetti uprostřed pouště. Dříve se
musela pro pohon čerpadla přivážet nafta z velké vzdálenosti. Další výhodou je
příjemná teplota ve škole, neboť záření dopadající na budovu se mění v práci
a nezahřívá třídy. V pouštních a polopouštních oblastech jsou sluneční
čerpadla nenahraditelná.
3. Sluneční automobil
Existuje několik způsobů, jak lze získat mechanickou energii ze slunečního
záření. Některé z nich již byly s úspěchem vyzkoušeny k pohonu automobilů.
 |
|
Slunečními články může bát
bez problémů napájena například kalkulačka. |
|
V Brazílii už jezdí statisíce automobilů, které mají vzadu nápis "Movido a
alcohol". Jsou to obyčejná auta, která místo benzinu užívají líh
(etanol, etylalkohol). Etanol Brazilci získávají kvašením z cukrové třtiny, z
kasave nebo ananasů. Dodejme ještě, že benzinový motor lze snadnou úpravou
přeměnit na motor lihový a že se cukrová třtina neustále obnovuje. Důležité je,
že z výfuku auta vychází pouze vodní pára a oxid uhličitý, neboť v alkoholu jsou
pouze atomy uhlíku
a vodíku C2H5OH - jejich
hořením (okysličováním) nemůže nic jiného vzniknout.
Vodíkový pohon
Vodu lze rozkládat pomocí slunečního záření několika způsoby. Získáme tak
vodík a kyslík. Firma Mercedes má prototyp
vodíkového automobilu, ve kterém se místo směsi benzinových par se vzduchem užívá
směs vodíková. Protože čistý vodík je látka vysoce výbušná, užívá se v
autech vodík vázaný na některé prvky, tzv. hydridy.
|
 |
|
Sluneční čerpadlo. Teplo
získané ve slunečních kolektorech 1) zahřívá pracovní látku (freon, propan aj.)
ve výparníku 2). Pára pohání turbínu 3) a chladí se kondenzátorem 4). Turbína
pohání pumpu 5) a studniční voda protéká kondenzátorem 4). |
Elektrický pohon
Vodík a kyslík získaný ze sluneční energie můžeme pomocí palivového článku
měnit přímo v elektrický proud. Elektromotorem
napájeným z článku pak poháníme automobil (solární). Energie přitom prodělává tento
řetěz přeměn: Sluneční záření se při rozkladu vody mění v chemickou energii. Chemická energie vodíku a
kyslíku se mění palivovým článkem
v elektrický proud. Elektrický proud se
elektromotorem převádí na pohybovou energii
automobilu.
Pro zajímavost se zmiňme, že elektrický proud pro pohon automobilu lze získat pomocí
slunečních článků. Panely
článků jsou při tom umístěny na střeše automobilu. Potřebují však velkou
plochu střechy. Získaný proud je slabý a auto jede, jen když svítí slunce. Lépe se
ovšem osvědčilo nabíjet pomocí slunečních článků (rozmístěných na střeše
domu) akumulátory a těmi
pak automobily pohánět. Pomocí vhodných akumulátorů lze najezdit 200 - 300 km při
rychlosti menší než 90 km/h. Potom je potřeba akumulátory vyměnit za nabité. Pro
pojížďky po městě se ukázal tento typ automobilu zcela vyhovující, a co je velmi
důležité, jezdí potichu a neznečišťuje vzduch.
|