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.

Pohon z biomasy

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.