Сегодня ученые все больше занимаются изучением солнечной энергии, рассматривая ее как альтернативу классическим типам топлива, запасы которых неизбежно заканчиваются. Значительный акцент направлен на практическое применение подобного типа энергии для обеспечения зданий теплом и горячей водой.
Имеющиеся в качестве эксперимента действующие установки солнечного теплоснабжения, установленные в районах с благоприятными климатическими условиями, ярко демонстрируют свое экономическое преимущество за счет значительной экономии топлива, даже с учетом значительных начальных вложений.
Доказано, что рост выработки энергии по отношению к имеющемуся уровню с использованием дополнительных ее источников сегодня не будет причиной глобальных перемен в климате, однако спустя определенное время это может спровоцировать вредные необратимые изменения в природном равновесии.
Возможности использования грунта в качестве аккумулятора солнечной энергииВ. Роуз – американский ученый-физик, утверждает, что подобные изменения могут случиться очень скоро. В доказательство своих предположений он предлагает обозначить размер силы излучения солнца, которое имеет наша планета, таким обозначением как «солнечная единица». Подсчеты показали, что увеличение на 1/10 долю «солнечной единицы» способствует повышению среднего температурного показателя атмосферы на 10 градусов, что может спровоцировать всеобщую мировую катастрофу: наводнения, следствием которых станет таяние ледников, образование пустынь на месте черноземных почв и многие другие стихийные бедствия. Максимально возможным В. Роуз допускает рост солнечной энергии планеты на 1/100 долю «солнечной единицы», в результате чего произойдет потепление климата всего на одно деление по Цельсию. Однако рубеж в 1/1000 долю уже был преодолен в Америке в 70-е гг. XX века. Получатся, что при имеющейся скорости научно-технического развития мировая энергосистема может выйти за максимально возможный предел уже в ближайший десяток лет. Все это означает, что на сегодняшнем уровне существования земной цивилизации применение солнечной энергии оказывается неминуемым процессом.
Но и солнечная энергия имеет свои слабые стороны. Главными из которых считаются невысокая насыщенность, прямая подчиненность погодным условиям, времени суток и времени года. Плюс ко всему полученная солнечная энергия нуждается в преобразовании ее в необходимую форму, которая больше всего будет удобна для дальнейшего применения. А значит, возникает главная проблема, связанная с накоплением солнечной энергии. Использование различного рода приспособлений для накопления энергии с помощью солнечных энергетических сооружений дает возможность справляться и с такой сложностью, как переменчивая интенсивность солнечной энергии на протяжении суток. Имеющиеся сегодня искусственные батареи энергии нуждаются в колоссальных финансовых вложениях, очень дорогостоящие в использовании, а также требуют наличия огромной территории.
Самыми подходящими районами для получения и передачи большого объема солнечной энергии на значительные расстояния являются те, которые расположены рядом с большой водой – морем, с мягкими климатическими условиями. Однако в нашей стране в большинстве областей более распространен климат присущий материкам с повышенной облачностью и скачками температур, который не очень способствует получению солнечной энергии. Однако здесь в качестве мощнейшей аккумуляторной системы выступает грунт, отлично подходящий для покрытия человеческих нужд в электроэнергетике.
Как показывают проведенные исследования, можно верить в положительные тенденции по данной проблематике. Практически только в сентябре температура воздуха и почвы глубиной в 160 см. примерно одинаковые. Уже с ноября они отличаются примерно на 6 градусов, а в декабре на 2 и более градуса. Наибольшая разница в температурных показателях воздуха и грунта глубиной до 320 сантиметров проявляется в январе. Негативным фактором здесь является то, что грунт имеет температуру не больше плюс одного градуса, а этого слишком мало чтобы обогреть жилые дома. Однако подобная разница в температурных режимах будет очень полезна при последующих исследованиях.
Летом, когда везде существует высокий температурный режим, тем более, если рассматривать мегаполисы, то разность температур воздуха и почвы составляет в июле 2 градуса, а значит, это можно отлично применять для образования необходимых условий. Таким образом, производя теплообмен между земной поверхностью и грунтовой массой на установленной глубине искусственным способом можно добиться процесса обогрева последней, увеличивая действенность применения ее в качестве источника тепла в период зимних и осенних месяцев.