преобразования обычного солнечного света.
Советские ученые и научные коллективы внесли огромный вклад в разработку теории фотоэффекта, в прогресс соответствующей области техники. Их приоритет в сфере конструирования полупроводниковых гетероструктур и фотоэлементов общепризнан. Все «рекорды» принадлежат отечественной науке. Это отрадно. Вместе с тем научные изыскания, в какой бы области они ни проводились, должны по возможности быстрее приносить практическую отдачу. Применительно к гелиоэнергетике приходится констатировать, что здесь допускается неоправданное промедление с внедрением результатов исследований в широкую практику, в первую очередь из-за низких темпов производства солнечных фотоэлектрических модулей. Их попросту пока не хватает. Но и те, что имеются, используются обычно в незначительных экспериментах.
Целесообразность автономных энергоустановок на солнечных батареях не вызывает сомнения. Однако для их широкого использования, скажем, в целях улучшения водоснабжения в засушливых отдаленных районах Средней Азии требуется комплексное решение ряда несложных технических и организационных проблем. Медлить здесь нельзя. Ведь из отдельных модулей маломощных поначалу станций впоследствии сложится и крупномасштабная система солнечной энергетики.
На прочном фундаменте советской научной школы физики полупроводников и полупроводникового материаловедения происходит развитие гелиоэнергетики. Ее большое будущее, на мой взгляд, не вызывает сомнений. Бесспорно, ученым и производственникам предстоит сделать очень многое, решить ряд крупных и частных проблем, прежде чем наземные солнечные электростанции станут реальностью.
Есть все основания полагать: при правильной расстановке сил и четкой организации работ уже к концу нынешнего столетия мы способны положить начало крупномасштабной солнечной энергетике. В следующем веке станции, преобразующие энергию Солнца в электричество, будут в полную силу служить человеку.
Строительство первой в стране солнечной электростанции (СЭС) началось у поселка Ленино на крымском побережье Азовского моря. Ее проект создан специалистами Рижского отделения Всесоюзного института Теплоэлектропроект и тринадцати других проектных, научно-исследовательских и конструкторских организаций. Научное руководство работами осуществляет Энергетический институт имени Г. М. Кржижановского Академии наук СССР.
Мощность отечественного первенца солнечной энергетики — пять тысяч киловатт. Сооружение СЭС-5 поручено коллективу Запорожского строительного управления Днепрострой, который у того же поселка Ленино строит Крымскую атомную электростанцию. Единая промышленно-строительная база позволит снизить стоимость обоих объектов.
СЭС-5 будет представлять собой обширное, диаметром 500 метров поле гелиостатов — зеркальных отражателей солнечных лучей, расположенных в несколько рядов вокруг 89-метровой башни с солнечным котлом-парогенератором наверху. По командам компьютера гелиостаты — а каждый из них устанавливается на отдельном фундаменте и управляется по индивидуальной программе — будут поворачиваться вслед за солнцем таким образом, чтобы отраженные от зеркал лучи постоянно концентрировались на поверхности парогенератора. Нагретая дневным светилом до 250–300 градусов вода образует пар, и он под давлением 40 атмосфер устремляется по трубопроводам в машинный зал к турбогенераторам.
Одновременно часть высокотемпературной пароводяной смеси будет аккумулироваться в двух специальных емкостях. Достаточно большие размеры тепловых аккумуляторов, по 1000 кубометров каждый, обеспечат десятичасовую работу турбогенераторов со средней нагрузкой в 2,5 тысячи киловатт в ночное время и ненастные часы.
Строящаяся СЭС-5 имеет экспериментальный характер. Она позволит на практике проверить теоретические расчеты, отработать методику и принципы возведения подобных станций. Особую сложность представляет сооружение гелиостатов. Надо обеспечить точную направленность зеркал на парогенератор и не менее строгую синхронность поворота их за солнцем по двум осям— вертикальной и горизонтальной.
А Крым, пожалуй, наиболее подходящий полигон для экспериментов по интенсивному использованию солнечной энергии. Здесь свыше двух тысяч часов солнечного сияния в году, южная широта обеспечивает высокое положение солнца, а следовательно, и высокую радиацию. Тут очень прозрачная атмосфера, не бывает, как в Средней Азии, песчано-пыльных бурь. Занимая довольно обширную площадь, СЭС тем не менее ничем не помешает существующим в этом районе отраслям народного хозяйства: под станцию отведены пустынные солончаковые земли. Солнечная энергия не дает никаких отходов, ничем не загрязняет атмосферу, не ведет к перегреву окружающей среды, негативно влияющему на экологическое равновесие нашей планеты. Специалисты считают, что уже к концу нынешнего столетия гелиоэнергетика может заметно пополнить энергетический потенциал страны.
Былое нельзя воротить: тугие паруса средневековых каравелл сменятся серебристыми крыльями и стальными «этажерками» многомачтовых судов. Ступим на борт одного из них, спроектированного молодым московским инженером Юрием Макаровым. Издали этот корабль скорее похож на стаю огромных птиц, присевших отдохнуть на короткие мачты. Только на концах их крыльев — поплавки, на задних кромках — закрылки.
Но все-таки плавает или летает это чудовище? И плавает и летает!
Три крыла стоят вертикально, три других — стелются над самой водой. Дует ветер — совсем несильный — 8—10 метров в секунду. А судно мчится со скоростью 120 километров в час! Да и чему удивляться: рекорд скорости для буера-парусника, бегущего по льду, достиг 264 километров в час. На трассе он несся во много раз быстрее ветра.
Но что произойдет, если зефир вдруг сменится на борей? Ничего особенного. Повернется установленный на носу вымпел — датчик направления ветра. Сигнал с него поступит Р бортовую вычислительную машину, она просчитает новую ветровую ситуацию и отклонит на нужный угол рули хвостового оперения.
Крылатое судно может и «приподниматься на цыпочки» — отрываться от воды и лететь над ней. Для этого вертикальные плоскости опускаются, а горизонтальные, наоборот, поднимаются до тех пор, пока, если смотреть спереди, не превратятся в приземистую букву V. И подъемная сила на скорости 300 километров в час поднимет корабль над волнами. Ему будет не страшен самый сильный ветер, в каком бы направлении тот ни дул. Аэродинамика крыльев такова, что даже встречный ветер не тормозит, а разгоняет судно.
Беспочвенная фантазия? Нет. Мы привыкли отождествлять парусники с водой. А на самом деле парусу ближе другая стихия — воздушная. Именно она гонит его из тихой гавани. Просто плавать с помощью парусов давно привычно, а летать — неожиданно.
Между тем последнюю разработку Ю. Макарова можно образно назвать «парусный планер». Образно потому, что у планера никакого паруса нет — его роль выполняет почти вертикально поставленное крыло.
Как сейчас взлетают планеры? Чаще всего — на буксире за самолетом. А если без его помощи? Представьте себе: спортсмен стоит на роликовых коньках. В руках — легкий аппарат с крылом в виде буквы V. Одна плоскость крыла наклонена к земле и колесиком на конце опирается на взлетную полосу. Другая плоскость стоит почти вертикально и служит парусом для разгона. Как только скорость примерно на четверть превысит взлетную, пилот ставит крылья в нормальное полетное положение. На таком планере можно подняться на высоту 20–25 метров. И пролететь до четверти километра.
Парусники, казалось, навсегда ушедшие в прошлое, снова манят к себе корабелов. Почему? Традиционное топливо становится все дороже и дефицитнее и, сгоревшее, оно отнюдь не безвредно для биосферы. А в Мировом океане есть обширные зоны сильных, дующих в постоянном направлении ветров. В прошлые века здесь пролегали маршруты, по которым парусники ходили с точностью курьерских поездов: день в день, час в час.
Конечно, «ветряные» корабли завтрашнего дня совсем непохожи на своих предков. Они будут
