Auringon energia on fotonivirtaa ja sillä on suuri merkitys kaikelle planeettamme elämälle. Aurinko varmistaa elämän olemassaolon maapallolla ja vaikuttaa biosfäärin perusprosesseihin. Auringon ansiosta meret, joet, planeetan pinta lämpenee, tuuli puhaltaa ja niin edelleen. Ihminen on jo pitkään alkanut käyttää auringon valoa taloudellisessa toiminnassaan. Mutta vaihtoehtoinen energia muotoutui itsenäiseksi toimialaksi ei niin kauan sitten. Samaan aikaan aurinkoenergialla on yhä tärkeämpi rooli taloudellisessa toiminnassa. Aurinkoa on käytetty lämmönlähteenä pitkään, ja viime aikoina on ilmestynyt suuri määrä laitteita ja järjestelmiä tätä varten. Tänään puhumme siitä, kuinka ihminen käyttää aurinkoenergiaa.
Aurinkoenergian käyttö lisääntyy joka vuosi. Ei niin kauan sitten aurinkoenergialla lämmitettiin vettä kesäsuihkussa maassa. Ja nykyään erilaisia asennuksia käytetään jo yksityistalojen lämmittämiseen jäähdytystorneissa. Aurinkopaneelit tuottavat pienten kylien sähköntuotantoon tarvittavan sähkön.
Tällä hetkellä aurinkoenergian käyttöalueita voidaan nimetä seuraavasti:
- Ilmailu- ja avaruusteollisuus;
- Maatalous. Kasvihuoneiden, hallien ja muiden ulkorakennusten lämmitys- ja sähköhuolto;
- Kotitalouskäyttö (asuinrakennusten lämmitys ja sähköistys);
- Virtalähde lääketieteellisiin ja urheilutiloihin;
- Aurinkoenergian käyttö kaupunkitilojen valaisemiseen;
- Pienten asuinalueiden sähköistys.
Ensimmäisten aurinkomoduulinäytteiden käyttö vahvisti, että aurinkoenergialla on merkittäviä etuja perinteisiin energialähteisiin verrattuna. Aurinkojärjestelmien tärkeimmät edut ovat lähes rajoittamaton tarjonta, ympäristölle haitattomuus ja ilmainen käyttö.
Tätä etujen luetteloa tulisi laajentaa:
- Vakaa virtalähde, koska aurinkoakkujen virralla ei ole jännitepiikkejä;
- Aurinkojärjestelmien autonominen toiminta. Ne eivät vaadi ulkoista infrastruktuuria;
- käyttöikä yli 20 vuotta;
- Aurinkojärjestelmät ovat käytännöllisiä ja helppokäyttöisiä. Pääinvestoinnit tehdään asennuksen aikana.
Haittoja ovat käyttötehon voimakas riippuvuus auringonsäteiden voimakkuudesta ja sähköntuotannon puute yöllä. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tällaiset järjestelmät toimivat yhdessä akkujen kanssa.
Aurinkoenergian käytön ominaisuudet
Auringon säteilystä peräisin oleva valoenergia muunnetaan aurinkokennoiksi. Tämä on kaksikerroksinen rakenne, joka koostuu kahdesta erityyppisestä puolijohteesta. Puolijohde alaosassa on p-tyyppiä ja ylempi? n-tyyppinen Ensimmäisestä puuttuu elektroneja ja toisessa? ylimääräinen.
N-tyypin puolijohteen elektronit absorboivat auringon säteilyä, jolloin siinä olevat elektronit putoavat kiertoradalta. Pulssin voimakkuus riittää muuttumaan p-tyyppiseksi puolijohteeksi. Seurauksena tapahtuu suunnattua elektronien virtausta ja sähköä syntyy. Piitä käytetään aurinkokennojen valmistuksessa.
Nykyään tuotetaan useita erilaisia valokennoja:
- Yksikiteinen. Ne on valmistettu piin yksikiteistä ja niillä on yhtenäinen kiderakenne. Muiden tyyppien joukossa ne erottuvat korkeimmasta tehokkuudestaan (noin 20 prosenttia) ja kohonneista kustannuksistaan;
- Monikiteinen. Rakenne on monikiteinen, vähemmän yhtenäinen. Ne maksavat vähemmän ja niiden tehokkuus on 15-18 prosenttia;
- Ohut filmi. Nämä aurinkokennot valmistetaan sputteroimalla joustavalle amorfiselle piisubstraatille. Tällaiset valokennot ovat halvimpia, mutta niiden tehokkuus jättää paljon toivomisen varaa. Niitä käytetään tuotannossa.
Muut suunnat
Alla on muutamia esimerkkejä siitä, kuinka ihmiset käyttävät aurinkoenergiaa. Kaikki luetellut tuotteet ovat saatavilla aurinkoparistoilla toimivina versioina:
- Lämpömittari;
- Lasten lelut;
- Suihkulähde;
- erilaisten laitteiden lataamiseen;
- Kaikenlaiset lamput;
- Patikointi aurinkopaneelit;
- Radio;
- Moottori;
- On jopa aurinkovoimalla toimiva lentokone.
Aurinkoenergian käytölle on siis mahdollisuuksia, ja teollisuus jatkaa kehittymistä.
Jos pidit artikkelista hyödyllisenä, jaa linkki siihen sosiaalisessa mediassa. Tämä auttaa sivuston kehittämisessä. Äänestä alla olevaa kyselyä ja arvioi materiaali! Jätä korjaukset ja lisäykset kommentteihin.
Nykyajan ihmisen elämä on yksinkertaisesti mahdotonta ajatella ilman energiaa. Sähkökatkos vaikuttaa katastrofilta, eikä ihminen voi enää kuvitella elämää ilman kuljetuksia, ja esimerkiksi ruoanlaitto mieluummin tulen ääressä kuin kätevällä kaasu- tai sähköliesillä on jo harrastus.
Käytämme edelleen fossiilisia polttoaineita (öljy, kaasu, kivihiili) energian tuottamiseen. Mutta niiden varannot planeetallamme ovat rajalliset, eikä se päivä tule tänään tai huomenna, jolloin ne loppuvat. Mitä tehdä? Vastaus on jo olemassa - etsiä muita, ei-perinteisiä, vaihtoehtoisia energialähteitä, joiden tarjonta on yksinkertaisesti ehtymätön.
Tällaisia vaihtoehtoisia energialähteitä ovat aurinko ja tuuli.
Aurinkoenergian käyttö
Aurinko- tehokkain energiantoimittaja. Käytämme jotain fysiologisten ominaisuuksiemme vuoksi. Mutta miljoonia, miljardeja kilowatteja menee hukkaan ja katoaa pimeän tullessa. Joka sekunti Aurinko antaa maapallolle 80 tuhatta miljardia kilowattia. Tämä on useita kertoja enemmän kuin kaikki maailman voimalaitokset tuottavat.
Kuvittele vain, mitä hyötyä aurinkoenergian käytöstä tuo ihmiskunnalle:
. Ajan ääretön. Tiedemiehet ennustavat, että aurinko ei sammu useisiin miljardeihin vuosiin. Ja tämä tarkoittaa, että niitä riittää meidän elämällemme ja kaukaisille jälkeläisillemme.
. Maantiede. Planeetallamme ei ole paikkoja, joissa aurinko ei paista. Jossain on kirkkaampaa, jossain himmeämpää, mutta aurinko on kaikkialla. Tämä tarkoittaa, että maata ei tarvitse verhota loputtomaan johtoverkkoon yrittäen toimittaa sähköä planeetan syrjäisiin kolkoihin.
. Määrä. Aurinkoenergiaa riittää kaikille. Vaikka joku alkaisikin mittaamatta varastoida tällaista energiaa tulevaa käyttöä varten, se ei muuta mitään. Riittää ladata akkuja ja ottaa aurinkoa rannalla.
. Taloudellinen hyöty. Sinun ei enää tarvitse kuluttaa rahaa polttopuiden, hiilen tai bensiinin ostamiseen. Ilmainen auringonvalo vastaa vesihuollon ja auton, ilmastoinnin ja television, jääkaapin ja tietokoneen toiminnasta.
. Ympäristön kannalta hyödyllistä. Metsien täydellisestä hävittämisestä tulee menneisyyttä, ei tarvitse lämmittää uuneja, rakentaa uusia "Tšernobylin" ja "Fukushiman" voimaloita, polttaa polttoöljyä ja öljyä. Miksi ponnistella niin paljon luonnon tuhoamiseen, kun taivaalla on upea ja ehtymätön energialähde - Aurinko.
Onneksi nämä eivät ole unelmia. Tutkijat arvioivat, että vuoteen 2020 mennessä 15 prosenttia Euroopan sähköstä tuotetaan auringonvalolla. Ja tämä on vasta alkua.
Missä aurinkoenergiaa käytetään?
. Aurinkopaneelit. Talon katolle asennetut akut eivät enää yllätä ketään. Imeyttämällä auringon energiaa ne muuttavat sen sähköksi. Esimerkiksi Kaliforniassa jokainen uusi kotiprojekti edellyttää aurinkopaneelin käyttöä. Ja Hollannissa Herhugowardin kaupunkia kutsutaan "auringon kaupungiksi", koska kaikki täällä olevat talot on varustettu aurinkopaneeleilla.
. Kuljetus.
Jo nyt autonomisen lennon aikana kaikki avaruusalukset hankkivat itselleen sähköä aurinkoenergiasta.
Aurinkoenergialla toimivat autot. Ensimmäinen tällaisen auton malli esiteltiin vuonna 1955. Ja jo vuonna 2006 ranskalainen Venturi käynnisti "aurinkoautojen" sarjatuotannon. Sen ominaisuudet ovat edelleen vaatimattomat: vain 110 kilometriä autonomista matkaa ja enintään 120 km/h nopeus. Mutta melkein kaikki maailman johtavat autoteollisuuden yritykset kehittävät omia versioitaan ympäristöystävällisistä autoista.
. Aurinkovoimalat.
. Gadgetit. Monille laitteille on jo olemassa latureita, jotka saavat virtaa auringosta.
Aurinkoenergian tyypit (aurinkovoimalat)
Tällä hetkellä on kehitetty useita aurinkovoimaloiden tyyppejä (SPP):
. Torni. Toimintaperiaate on yksinkertainen. Valtava peili (heliostaatti) pyörii auringon jälkeen ja ohjaa auringonsäteet vedellä täytettyyn jäähdytyselementtiin. Sitten kaikki tapahtuu kuin perinteisessä lämpövoimalaitoksessa: vesi kiehuu ja muuttuu höyryksi. Höyry kääntää turbiinin, joka antaa voiman generaattorille. Jälkimmäinen tuottaa sähköä.
. Levyn muotoinen. Toimintaperiaate on samanlainen kuin tornien. Ero on itse suunnittelussa. Ensinnäkin ei käytetä yhtä peiliä, vaan useita pyöreitä, jotka näyttävät valtavilta levyiltä. Peilit on asennettu säteittäisesti vastaanottimen ympärille.
Jokaisessa SES-levyssä voi olla useita samanlaisia moduuleja kerralla.
. Aurinkosähkö(valokuvaparistoilla).
. SES parabolisella sylinterimäisellä keskittimellä. Valtava sylinterin muotoinen peili, jossa paraabelin keskipisteeseen on asennettu putki jäähdytysnesteellä (useimmiten öljyä käytetään). Öljy lämpenee haluttuun lämpötilaan ja siirtää lämpöä veteen.
. Aurinko-tyhjiö. Tontti on peitetty lasikatolla. Sen alla oleva ilma ja maaperä lämpenevät enemmän. Erityinen turbiini ajaa lämmintä ilmaa vastaanottotorniin, jonka lähelle on asennettu sähkögeneraattori. Sähköä syntyy lämpötilaeroista.
Tuulienergian käyttö
Toinen vaihtoehtoinen ja uusiutuva energialähde on tuuli. Mitä voimakkaampi tuuli, sitä enemmän kineettistä energiaa se tuottaa. Ja kineettinen energia voidaan aina muuntaa mekaaniseksi tai sähköiseksi energiaksi.
Tuulen tuottamaa mekaanista energiaa on käytetty pitkään. Esimerkiksi jauhettaessa viljaa (kuuluisat tuulimyllyt) tai pumpattaessa vettä.
Tuulienergiaa käytetään myös:
Tuulivoimaloissa, jotka tuottavat sähköä. Terät lataavat akkua, josta virta syötetään muuntimille. Tässä tasavirta muunnetaan vaihtovirraksi.
Kuljetus. On jo auto, joka toimii tuulivoimalla. Erityinen tuulilaitteisto (leija) mahdollistaa vesialusten liikkumisen.
Tuulienergiatyypit (tuulivoimalat)
. Maadoitus- yleisin tyyppi. Tällaiset tuulipuistot asennetaan kukkuloille tai kukkuloille.
. Offshore. Ne on rakennettu matalaan veteen, huomattavan matkan päässä rannikosta. Sähkö toimitetaan maahan merenalaisia kaapeleita pitkin.
. Rannikko- asennettu jonkin matkan päässä merestä tai valtamerestä. Rannikkotuulipuistot käyttävät tuulien voimaa.
. Kelluva. Ensimmäinen kelluva tuuliturbiini asennettiin vuonna 2008 Italian rannikolle. Generaattorit asennetaan erityisille alustoille.
. Voimakkaat tuulipuistot asetetaan korkealle erityisille tyynyille, jotka on valmistettu syttymättömistä materiaaleista ja täytetty heliumilla. Sähkö syötetään maahan köysien kautta.
Näkymät ja kehitys
Vakavimpia pitkän aikavälin suunnitelmia aurinkoenergian käytölle asettaa Kiina, joka vuoteen 2020 mennessä aikoo nousta maailman johtavaksi tällä alalla. ETY-maissa kehitetään konseptia, joka mahdollistaa jopa 20 % sähkön hankinnan vaihtoehtoisista lähteistä. Yhdysvaltain energiaministeriö esittää alhaisemman luvun – jopa 14 % vuoteen 2035 mennessä. SES on myös Venäjällä. Yksi tehokkaimmista on asennettu Kislovodskiin.
Mitä tulee tuulienergian käyttöön, tässä muutamia lukuja. European Wind Energy Association on julkaissut tiedot, jotka osoittavat, että tuulivoimalat toimittavat sähköä moniin maihin ympäri maailmaa. Näin ollen Tanskassa 20 prosenttia kulutetusta sähköstä saadaan tällaisten laitosten kautta, Portugalissa ja Espanjassa - 11%, Irlannissa - 9%, Saksassa - 7%.
Tällä hetkellä tuulipuistoja on asennettu yli 50 maahan ympäri maailmaa, ja niiden kapasiteetti kasvaa vuosi vuodelta.
2 vuotta sitten
Aurinkoakku ei itse asiassa ole tieteellinen käsite. Keskustelussa monet ihmiset kuitenkin käyttävät sitä mieluummin, jottei vaivaudu lausumaan pidempää ja vaikeammin ymmärrettävää termiä, mikä tarkoittaa useita valokennoja, eli yhdistettyjä valosähköisiä muuntimia.
Nämä puolijohdelaitteet muuttavat auringon energian tasavirraksi. Aurinkopaneeleja ei pidä sekoittaa aurinkokeräimiin, joita voidaan käyttää myös sähkön tuottamiseen. Ne eroavat aurinkopaneeleista siinä, että ne lämmittävät kantajamateriaalia. Ja vasta sitten lämpöenergia voidaan kerätä ja käyttää sähkön tuottamiseen.
Aurinkopaneelien toimintaperiaate on, että auringonvalo muuttuu suoraan sähkövirraksi. Tämä tuottaa tasavirtaa. Tuloksena oleva energia voidaan käyttää suoraan erilaisiin tasavirtakuormiin. Mutta voit varastoida energiaa akkuihin käytettäväksi myöhemmin tarpeen tullen.
Akut tarjoavat virtaa myös huippukuormitukseen. Tämä tarkoittaa, että kuormitusvirta saadaan aurinkopaneelin ja akun virtojen summasta. Tarve saada 220V AC on ymmärrettävää, jos tietää, että esimerkiksi kaikki kodinkoneet on kytketty pistorasiaan. Ja tämä on aivan totta. On tarpeen käyttää vain tasavirrasta vaihtovirraksi muuntajia.
Aurinkomuuntimien käyttöalue sähköntuotannossa laajenee jatkuvasti. Varsinkin syrjäisillä alueilla, joilla ei ole keskitettyä virtalähdettä. Niitä käytetään erityisesti pumppausyksiköissä ja maatiloilla sähköaidana. On kaupunkeja ja suuria paikkakuntia, joissa sähkön tuottaminen asuinrakennusten ja toimistojen toimittamiseen, teollisuustuotantoon ja keskitettyihin sähköverkkoihin on yleistynyt.
Aurinkopaneeleja käytetään yhä enemmän varavirtalähteissä. Valokennotyypit, joilla on erilaiset tekniset ominaisuudet, ovat mahdollistaneet niiden sovelluksen löytämisen monenlaisilla ihmisen toiminnan aloilla.
Aurinkoenergiaa on käytetty pitkään ja kaikkialla. Aurinkopaneelien energia saa virtaa esineille, kuten autonomisille solukkotoistimet, liikennemerkit, mainostaulut, katu- ja puutarhavalot jne. Aurinkopaneeleja kutsutaan tulevaisuuden voimalaitoksiksi.
Aurinkoenergiateollisuus on vahva kannustin valtion kehitykselle. Amerikkalaiset tutkijat uskovat, että aurinkoenergia voi jopa korvata arabiöljyn. Venäjän osalta aurinkopaneelien kehittämisen ja jakelun näkymät riippuvat suurelta osin valtion virastojen kiinnostuksesta.
Jo muinaisina aikoina ihmiset alkoivat miettiä aurinkoenergian käyttömahdollisuuksia. Legendan mukaan suuri kreikkalainen tiedemies Archimedes poltti hänen kotikaupunkiaan Syrakusan piirittäneen vihollisen laivaston sytytyspeilijärjestelmän avulla. Tiedetään varmasti, että noin 3000 vuotta sitten Turkin sulttaanin palatsi lämmitettiin aurinkoenergialla lämmitetyllä vedellä. Muinaiset Afrikan, Aasian ja Välimeren asukkaat saivat ruokasuolaa haihduttamalla merivettä. Kuitenkin eniten ihmisiä houkuttelivat kokeet peilien ja suurennuslasien kanssa.
Todellinen "aurinkobuumi" alkoi 1700-luvulla, jolloin uskonnollisten taikauskoiden kahleista vapautunut tiede eteni harppauksin.
Ensimmäiset aurinkolämmittimet ilmestyivät Ranskassa. Luonnontieteilijä J. Buffon loi suuren koveran peilin, joka keskitti heijastuneet auringonsäteet yhteen pisteeseen. Tämä peili kykeni sytyttämään kuivan puun nopeasti 68 metrin etäisyydeltä kirkkaana päivänä. Pian tämän jälkeen ruotsalainen tiedemies N. Saussure rakensi ensimmäisen vedenlämmittimen. Se oli vain puinen laatikko, jossa oli lasikansi, mutta yksinkertaiseen laitteeseen kaadettu vesi lämmitettiin auringon vaikutuksesta 88 °C:seen. Vuonna 1774 suuri ranskalainen tiedemies A. Lavoisier käytti ensimmäisen kerran linssejä auringon lämpöenergian keskittämiseen. Pian Englannissa kiillotettiin suuri kaksoiskupera lasi, joka sulatti valuraudan kolmessa sekunnissa ja graniittia minuutissa.
Ensimmäiset aurinkopaneelit, jotka pystyivät muuttamaan aurinkoenergian mekaaniseksi energiaksi, rakennettiin jälleen Ranskassa.
1800-luvun lopulla Pariisin maailmannäyttelyssä keksijä O. Mouchot esitteli insolaattoria - laitetta, joka peilin avulla kohdistai säteet höyrykattilaan. Kattila käytti painokonetta, joka tuotti 500 sanomalehteä tunnissa. Muutamaa vuotta myöhemmin samanlainen laite, jonka kapasiteetti oli 15 hevosvoimaa, rakennettiin Yhdysvalloissa.
Vuosien kuluessa aurinkoenergiaa käyttävät eristimet paranivat, mutta periaate pysyi samana: aurinko - vesi - höyry. Mutta sitten, vuonna 1953, Yhdysvaltain kansallisen ilmailuviraston tutkijat loivat todellisen aurinkoakun - laitteen, joka muuntaa suoraan auringon energian sähköksi.
1800-luvun 70-luvulla löydettiin niin kutsuttu valosähköinen vaikutus - ilmiö, joka liittyy elektronien vapautumiseen kiinteästä tai nesteestä sähkömagneettisen säteilyn vaikutuksesta. Maamme fyysikkojen päällikkö, akateemikko A.F. Ioffe ilmaisi 30-luvulla ajatuksen puolijohdevalokennojen käytöstä aurinkoenergiassa. Totta, tuon ajan materiaalien ennätystehokkuuskerroin (tehokkuus) ei ylittänyt yhtä prosenttia, eli vain sadasosa valoenergiasta muutettiin sähköksi.
Monien vuosien kokeilujen jälkeen oli mahdollista luoda valokennoja, joiden hyötysuhde oli jopa 10-15%. Sitten amerikkalaiset rakensivat moderneja aurinkopaneeleja. Vuonna 1959 ne asennettiin yhdelle ensimmäisistä keinotekoisista maan satelliiteista, ja siitä lähtien kaikki avaruusasemat on varustettu monimetrisillä aurinkopaneeleilla. Aurinkopaneelien alhainen hyötysuhde voitaisiin kompensoida laajalla alueella, esimerkiksi peittämällä koko Saharan autiomaa valokennoilla - ja erittäin tehokas aurinkovoimala olisi valmis. Piipuolijohteet, joihin aurinkokennoja valmistetaan, ovat kuitenkin erittäin kalliita. Ja mitä korkeampi hyötysuhde, sitä kalliimpia materiaalit ovat. Tämän seurauksena aurinkoenergian osuus tämän päivän energia-alalla on pieni. Fossiilisten polttoaineiden rajallisen saatavuuden vuoksi aurinkopaneeleilla tuotetun energian osuus kuitenkin väistämättä kasvaa. Aurinkopaneelien käytön kasvua edesauttaa myös tehokkuuden lisäämiseen ja kustannusten alentamiseen tähtäävä kehitys.
Yksi aurinkoenergian tärkeimmistä eduista on sen ympäristöystävällisyys. Totta, piiyhdisteet voivat aiheuttaa vähän haittaa ympäristölle, mutta verrattuna luonnonpolttoaineiden polttamisen seurauksiin, tällainen vahinko on pisara ämpäriin.
Puolijohteisilla aurinkokennoilla on erittäin tärkeä etu - kestävyys. Huolimatta siitä, että heidän hoitaminen ei vaadi henkilökunnalta erityisen suurta osaamista. Tämän seurauksena aurinkopaneelit ovat yhä suositumpia teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässä.
Muutamalla neliömetrillä aurinkopaneeleja voi helposti ratkaista kaikki pienen kylän energiaongelmat. Maissa, joissa on paljon aurinkoisia päiviä - USA:n eteläosassa, Espanjassa, Intiassa, Saudi-Arabiassa ja muissa - aurinkovoimalat ovat olleet toiminnassa jo pitkään. Jotkut heistä saavuttavat melko vaikuttavan tehon.
Nykyään kehitetään jo hankkeita aurinkovoimaloiden rakentamiseksi ilmakehän ulkopuolelle - missä auringonsäteet eivät menetä energiaansa. Maan kiertoradalla siepattu säteily ehdotetaan muunnettavaksi toisen tyyppiseksi energiaksi - mikroaaltoiksi - ja sitten lähetettäväksi Maahan. Kaikki tämä on mahtavaa oppia, mutta nykyaikainen tekniikka mahdollistaa tällaisen projektin toteuttamisen lähitulevaisuudessa.
Useimmat aurinkolämpöjärjestelmät ovat erikokoisia aurinkokeräimiä, joissa nesteitä - vettä tai öljyä - käytetään lämmön vastaanottamiseen ja siirtämiseen. Tyypillisesti nämä järjestelmät koostuvat putkimaisesta jäähdyttimestä, joka on täytetty nesteellä. Patteri on valmistettu tummista materiaaleista tai sijaitsee tumman levyn alla. Koko järjestelmä on peitetty ylhäältä lasilla. Auringon säteily, joka tunkeutuu lasin läpi, lämmittää nesteen, joka sitten virtaa erityiseen lämpöä eristävään säiliöön. Toisaalta kylmää vettä pumpataan patteriin niin, että lämmitettynä se toistaa samaa polkua. Sellainen järjestelmä ei tietenkään tuota korkeita lämpötiloja, mutta edes murto-osan talteenotto vapaasta energiasta on myös jonkinlaista säästöä.
Tyhjiöjakotukki on paljon tehokkaampi - se voi lämmittää nesteen jopa 300 °C:seen. Tämä lämpötila saavutetaan, koska koko järjestelmä toimii tyhjiössä, eli ilmattomassa tilassa. Ilman puuttuminen tarkoittaa, että kukaan ei varasta lämpöä lämmittimestä.
On olemassa monenlaisia lämmittimiä, jotka toimivat periaatteella keskittää auringonsäteet pieneen tilaan. Ne saavuttavat korkeimmat lämpötilat. Peili- tai suurennuslasijärjestelmät keskittävät auringonsäteilyn jo tutulle nesteellä täytetylle putkimaiselle jäähdyttimelle. Jälkimmäinen lämpenee erittäin nopeasti ja menee rakennuksen yleiseen lämmitysjärjestelmään. Aurinkoenergialla toimivissa keskusvoimaloissa on yleensä useita tuhansia heijastavia peilejä aurinkoenergian vangitsemiseksi suurelta alueelta. Kaikki heijastimet ohjaavat auringonsäteet keskustornin huipulle, jossa kylmää vettä virtaa jatkuvasti putkiston läpi. Säteilyn vaikutuksesta vesi kiehuu hyvin nopeasti muuttuen höyryksi, joka pyörittää turbiinin siipiä paineen alaisena. Tämän tyyppiset voimalaitokset toimivat menestyksekkäästi Yhdysvalloissa, Japanissa ja joissakin Euroopan maissa.
Useat tieteelliset kokeet ja kehittyneet tekniikat vaativat joskus valtavien lämpötilojen luomista. Ihanteellinen vaihtoehto on aurinkoenergia, joka voi luoda jättilämpötiloja pienelle alueelle. Tunnetuin "aurinkouuni" toimii ranskalaisessa Odilon kaupungissa. Sen liikkuvat peilit keskittävät auringon energian suurelta alueelta alle neliömetrin alueelle. Tämä taso sijaitsee pienessä tornissa peilijärjestelmän edessä. Selkeinä päivinä lämpötilat peilien polttopisteessä voivat nousta 3300 asteeseen. Sen avulla Odilo luo materiaaleja, joilla on erikoisominaisuudet, joita ei voida saada perinteisessä metallurgiassa.
mielenkiintoisia historian faktoja.» 2011-09-19 » Aurinkoenergia ja Archimedesin peilit
Archimedes
Käyttöidea aurinkoenergia aseena se tuli ensimmäisen kerran ihmisen mieleen, luultavasti jo kivikaudella, mutta sen ilmeni ensin kuuluisa Arkhimedes. Tästä Syrakusan asukkaat olivat hänelle paljon kiitollisempia kuin syrjäytyneen nesteen tilavuuden ja pi:n arvon laskemisesta yhdessä. Näin se oli…
Syrakusan kuningas Hieron II kuoli vuonna 215 eKr. 90-vuotiaana ja siirsi vallan pojanpojalleen Hieronymukselle. Palatsin juonittelujen aikana uusi kuningas asetti suunnan erolle Roomasta ja teki sopimuksen Karthagon kanssa. Tämän politiikan looginen tulos oli toinen puunilaissota roomalaisten ja kartagolaisten välillä.
Marcus Claudius Marcellus, roomalainen kenraali, piiritti muutamaa vuotta myöhemmin (vuonna 212 eKr.) Syracuse maalta ja mereltä. 60 raskasta alusta (quinqueremes) lähestyi kaupungin muureja nuolien kantaman sisällä, slingers (heittäjät) ja jousimiehet alkoivat suihkuttaa puolustajia tappavilla ammuksilla. Mutta kaupunkia auttoi puolustamaan Archimedes, joka käytti
Saatoin ajatella vain jättiläisiä rautatassuja, jotka takertuivat laivoihin ja niiden katapultteja, jotka heittivät valtavia lohkareita, mutta epätavallisinta oli, että tiedemies sytytti valtavalla peilillä tuleen 45 metriä pitkiä roomalaisia quinqueremejä!
Olen menettänyt osan laivoista niin epätavallisella tavalla. Kenraali Marcellus vei laivaston pois, mutta tämä ei auttanut, koska 75-vuotias Archimedes rakensi toisen peilin ja jatkoi ideaansa tappavilla auringonsäteillä. Totta, se ei helpottanut kaupunkilaisten asioita: tiedemies esti hyökkäyksen, mutta ei päässyt eroon piirityksestä. Lopulta kaupunki kaatui. Hän itse
Legioonalainen tappoi Archimedesin katutaistelun kaaoksessa.
Legenda aiheesta Archimedesin peilit Vuosisatojen kuluessa siitä tuli vähitellen legenda. Mutta kuka asui 6. vuosisadalla jKr. e. Matemaatikko, arkkitehti ja kuvanveistäjä Anthymius (joka rakensi kuuluisan Sofian temppelin Konstantinopoliin) loi 24 peilin järjestelmän. Tiedemies käytti tuntemattomia lähteitä, jotka saattoivat sisältää kuvauksia Arkhimedesin peilistä. Tällaisen peilin taisteluominaisuuksien vahvistus tapahtui välittömästi: Anthymius poltti sen avulla naapurin talon, joka oli pitkään vaivannut häntä.
Keskiajalla peilin käyttöä taistelussa vastusti ranskalainen filosofi ja matemaatikko Rene Descartes, joka väitti "Dioptrioissaan", että laivaa ei voi sytyttää tuleen auringonsäteiden avulla: "Koska aurinko ei ole piste, mutta kiekko, jonka näkyvä kulmahalkaisija on 32, niin mikä tahansa peilipiste heijastaa säteiden kartiota tämän kiekon eri kohdista, jonka kärkikulma on 32°. Peili, jonka halkaisija on alle sadasosa etäisyydestä sytytettävään paikkaan, ei voi lämmittää sitä paikkaa enemmän kuin aurinko itse."
Neljäkymmentä vuotta myöhemmin tilanteen kuitenkin korjasi saksalainen matemaatikko Athanasius Kircher, joka vuonna 1674 kuvasi kirjassaan "Valon ja varjon suuri taide" kokeita auringonsäteiden heijastamiseksi viidellä peilillä. Hänen mukaansa hän sai merkittävää, vaikkakin riittämätöntä lämmitystä "jänis"-alueella tuhopolttoa varten.
Ranskalainen keksijä ja luonnontieteilijä Georges Louis Buffon palautti lopulta Archimedesin maineen taistelun "laser"-operaattorina. Vuonna 1747 hän rakensi järjestelmän, joka koostui 128 tasopeilistä. Georges ei vain sytyttänyt tervattua lautaa tällä tavalla viidenkymmenen metrin etäisyydeltä, vaan kykeni myös sulattamaan hopeaa ja lyijyä.
Ioannis Sakas, kreikkalainen koneinsinööri, värväsi 70 avustajaa marraskuussa 1973. Hän asetti ne lahden rantaan peilien kanssa 91 x 50 senttimetriä. Insinöörin käskystä avustajat nostivat peilit ja kohdistavat auringonsäteet veneeseen hartsilla. Lopulta, kun auringonsäteet lähentyivät jossain vaiheessa, vene alkoi savuta ja syttyi muutaman minuutin kuluttua liekkeihin!
Massachusetts Institute of Technologyn professorit ja opiskelijat suorittivat samanlaisen kokeen 30. syyskuuta 2005. Asiat eivät menneet niin sujuvasti. Opiskelijat eivät pystyneet osoittamaan 129 neliöpeiliä yhdessä pisteessä. Sitten taivas pilveni, ja kokeilua jouduttiin lykkäämään.
Toinen yritys onnistui – professorit pärjäsivät ilman kiusaavia opiskelijoita. Peilin avulla, joka antoi kohteen ristinmuotoisen "pupun" muodossa, kaikki 129 aiemmin kankaalla päällystettyä peiliä suunnattiin vuorotellen yhteen paikkaan roomalaisen laivan malliin ( yksi peili häiritsi toisen kohdistamista). Keskittyessään tutkijat ottivat kannet pois. Kului muutama minuutti, ja punatammimalli alkoi savuta, ja sitten liekki syttyi tarkennuspisteessä. Koko asiaa ihaillun ja tulen sammutuksen jälkeen havaittiin, että heidän valtava aurinko "jänisensä" oli palanut 2,54 senttimetriä paksun laudan läpi.
Osoittautuu, että Archimedes saattoi itse asiassa käyttää peilijärjestelmää sytyttääkseen roomalaiset laivat.
Nykyään samanlaista kreikkalaista keksintöä käytetään rauhanomaisiin tarkoituksiin - matkailijoiden, sotilaiden ja urheilijoiden hätäpelastussarjoihin sisältyy signaalipeili (heliografi). havaitaan useiden kilometrien korkeudessa lentävästä lentokoneesta, ja joissain tapauksissa näkyy jopa neljänkymmenen kilometrin päässä! Tällaisella signaalipeilillä signaaleja voidaan lähettää yöllä täysikuun aikana ja jopa sumuisessa sumussa.
Tätä aurinkoenergiaa käytetään myös mm aurinkovoimalat kun peilijärjestelmä heijastaa valoa vesisäiliöön. Vesi kiehuu ja paineenalainen höyry siirtää energiaa turbiineille. 
Mutta Auringon valtava energia ei anna sotilaallista rauhaa. Laskelmat osoittavat, että lämpötila valovirran fokuskohdassa voi nousta yli tuhat astetta! Ei ole vaikea kuvitella, mitä yksi tällainen Maan kiertoradalle sijoitettu peili saa aikaan. Auringon säteet eivät sulata vain bunkkerin tai panssaripanssarin seinää, vaan jopa mannertenvälisten ohjussiilojen kannet. Ryhmä tällaisia peilejä voi helposti polttaa koko kaupungin.
Sellaiset aseet eivät tietenkään ole ehdottomia: sumu tai paksu savu heikentää niiden vaikutusta, eivätkä voittajat tarvitse paistettua ja kuumuudesta poltettua maata. Tällaisilla hankkeilla voi kuitenkin olla todellinen tulevaisuus jättiläislämmittiminä tai valonheittiminä.
