Учебные материалы
  • Регистрация

Преобразование солнечной энергии в механическую

Преобразование солнечной энергии в механическую Традиционные типы солнечных установок не подразумевают непосредственного получения механической работы. Тем не менее, существуют установки, предполагающие преобразование солнечного тепла в механическую работу, непосредственно заложенное в их конструкцию.

Солнечный парус. Как и всякая материальная среда, поток солнечных фотонов оказывает на тела давление. Световое давление обусловлено тем, что у фотонов света имеется импульс p=hl. При столкновении фотона с поверхностью тела этот импульс передается атомам или молекулам вещества. Давление света на идеально отражающую (зеркальную) поверхность вдвое превышает давление света на полностью поглощающую свет поверхность (абсолютно черное тело).

В дальних космических путешествиях могут найти применение солнечные паруса - пленки большой площади, испытывающие механическое давление потока фотонов света (эффект П.Н.Лебедева, 1899). Полное отражение солнечного излучения, удваивающего давление, позволяет использовать его как для управления космическими кораблями, так и для приведения их в движение. Давление света само по себе мало (10-5 Н/м2), но при площади паруса в 1 км2 (а просторы космоса бескрайни) солнечное давление уже способно придать космическому кораблю весом в 1 тонну довольно значительное ускорение – в 1 см/с (если пренебречь силой притяжения корабля к солнцу). А роль паруса будет играть экран из частиц, удерживаемых магнитным полем и связанных с космическим кораблем. Рассчитано, что полет до Марса под солнечным парусом продлится 105 суток. Очевидно, что использование солнечного паруса ограничивается возможностью действия его только в направлении от Солнца, а также требуемой его ничтожной массой.


Фотонный ракетный двигатель. Фотоны света используются как рабочее тело, а источником энергии служит какой-либо из видов энергии вещества (химическая, ядерная, аннигиляционная).

Фотонный двигатель состоит из источника энергии, источника фотонов (эти элементы могут быть совмещены), отражателя, фокусирующего фотоны, и холодильника.

Трудность такого преобразования энергии заключается в обеспечении максимального КПД превращения первичной энергии в энергию фотонов, создании эффективного отражателя фотонов и охлаждение его.

Фотонные двигатели требуют огромное количество энергии для создания тяги. Поэтому в качестве источника энергии могут служить только ядерные установки, а в перспективе - установки, в которых будет происходить процесс аннигиляции.

Магнитный парус. Полеты в космическом пространстве представляют собой движение в электромагнитных и электростатических полях различных систем. Эту энергию также можно использовать для приведения корабля в движение, если сообщить ему заряд (например, посредством ускорителей заряженных частиц). Тогда, изменяя величину заряда и направление движения, можно, используя энергию этих полей, ускорять или замедлять движение космического корабля. Эта идея еще далека от реализации.

Источник: yznaika.com

Вам также могут быть интересны следующие материалы:

Нравится

Комментарии:

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить