Солнечный двигатель для механической энергии

Для механизации и автоматизации повышающей жизненный уровень людей требуется определенное количество энергии. Источником энергии для механизации являются прежде всего фоссильные (ископаемые) виды топлива или электроэнергия.  Их запасы ограничены, и, что особенно важно,  отходы загрязняют воздух. Поэтому ученые стремятся создать эффективный солнечный двигатель для механической энергии.
Прямым путем это преобразование осуществить сложно и существуют способы:

•  Излучение нашей звезды преобразовывается в тепло и затем с помощью тепловой машины можно получать механическую энергию.
•  Получить из  излучения солнечное электричество, а далее использовать электрический двигатель.

Солнечный двигатель — оборудование, преобразующее солнечные лучи в  механическую энергию.

Работа тепловой машины

По сути дела,  тепловой двигатель, соединен с  коллектором или происходит так называемая солнечная генерация. В качестве  коллектора может служить как плоский или концентрирующий коллектор, так поверхность океана в тропиках.

При этом часть тепла можно превратить в механическую энергию (работу).

Рабочая жидкость при помощи тепла Солнца нагревается в испарителе солнечного двигателя. Нагревание испарителя обеспечивает  коллектор.  Холодная жидкость находится в конденсаторе. Конденсатор охлаждается холодной водой. Чем больше разница между температурами испарителя и конденсатора, тем большее количество тепла мы способны преобразовать в работу.
Насос представляет собой солнечный двигатель, с помощью которого вода выкачивается из колодца. Эта вода одновременно охлаждает конденсатор. В разных странах работает уже много насосов по этому принципу.  Они выгодны прежде всего в областях с большим количеством светлых дней; в пустынях и полупустынях солнечные двигатели незаменимы.

Солнечный двигатель действует следующим образом: тепло из коллектора нагревает в испарителе рабочее вещество (аммиак, пропан, двуокись серы и пр.). Нагретая жидкость испаряется и превращается в горячий пар высокого давления. Пар приводит в движение турбину и производит механическую работу. В процессе расширения в турбине пар охлаждается и поступает в конденсатор. В результате дальнейшего охлаждения в конденсаторе пар превращается в жидкость, которая подается насосом обратно в испаритель.

Из солнечного излучения электричество

Самый простой способ солнечного двигателя это получить электричество, а далее использовать электрический двигатель. Здесь принцип работы достаточно понятен.

Использование разности температур океанов

Естественным коллектором  лучей являются воды океанов в тропических областях. Они поглощают  лучи, нагреваются и, следовательно, содержат огромное количество тепла. Температура воды на поверхности достигает 28 °С. И наоборот, на глубине около 400 м температура воды всего лишь 5 °С.

Разницу в температурах на поверхности и в глубине океана  используют для приведения в движение моторов.

Теплая вода на поверхности нагревает испаритель, в то время как холодная вода из глубин океана охлаждает конденсатор. Эта идея, высказанная в 1881 г. французским ученым Ж. Д’Арсонвалем, была впервые реализована в 1929 г. на Кубе. В 1956 г. французские специалисты построили в Абиджане (Берег Слоновой Кости) электростанцию, в работе которой был использован солнечный океанский двигатель. Его мощность составляла 3,5 МВт.  Видоизмененной формой использования солнечного океанского двигателя является система ОТЕС по преобразованию термальной энергии океана, разрабатываемая американскими специалистами. В основе этих исследований также лежит идея Д’Арсенваля.