Солнечная энергетика в XIX веке. Часть III. Хронология изобретений и открытий.

В этой части исторического очерка о развитии солнечной энергетики мы дадим хронологию главных исторических свершений на пути к современным гелиотермическим и фотоэлектрическим системам.

Один из методов превращения энергии солнца в электрическую использует изобретение шотландца Роберта Стирлинга (Robert Stirling), известное еще с 1816-го года. Этот тип двигателя (двигатель Стирлинга) оставался практически забытым до второй половины XX столетия.

в 1839 году Александр Эдмон Беккерель (Alexander Edmond Becquerel) обнаружил фотоэлектрический эффект, экспериментруя с твёрдым электродом в растворе электролита. Созданная им химическая батарея, под воздействием солнца вырабатывала электричество. Первая солнечная батарея имела КПД всего 1%. То есть только один процент солнечного света был преобразован в электричество.

Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника.

В 1873 году Уиллоуби Смит (Willoughby Smith) обнаружил фотопроводимость селена. Это открытие в конечном счёте привело к изобретению фотоэлементов. Смит описал влияние света на селен во время прохождения электрического тока в статье, опубликованной в журнале Nature в феврале 1873 г.

В 1876 году профессор королевского колледжа в Англии Уильям Гриллс Адамс (William Grylls Adams) и его студент Ричард Эванс Дей (Richard Evans Day) открыли фотогальванический эффект на границе двух твердых тел. В 1877 году Адамс и Дэй отметили, что селен под воздействием света производит электрический ток. Эффективность системы в их опытах составляла 1—2%.

Чарльз Фриттс (Charles Fritts) в 1883 году использовал покрытый золотом селен для производства первого солнечного элемента, который также имел эффективность 1%. Тем не менее, Фриттс считал свои солнечные элементы революционными. Он рассматривал возможность использования бесплатной солнечной энергии как средство диверсификации поставок энергии, предсказывая, что производимые солнечные батареи вскоре заменят существующие электростанции.

Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш. А. Тельером. Он имел площадь 20 м² и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке.

В 1885 г. была предложена схема солнечной установки с плоским коллектором для подачи воды, причем коллектор был смонтирован на крыше пристройки к дому.

В 1895 г. профессор Витольд Карлович Цераский в Москве осуществил процесс плавления металлов в фокусе вогнутого зеркала. На основе этих опытов Цераский впервые установил нижний предел температуры Солнца в 3500°С.

Английский изобретатель А. Г. Инеас построил в штате Аризона (США) большие солнечные концентраторы для производства водяного пара давлением 10 бар, использовавшегося для перекачки воды с расходом до 320 м³/ч. Концентратор параболической формы имел диаметр 10,2 м в верхней части и 4,5 м внизу, 1788 зеркал направляли лучи на котёл, расположенный в фокусе концентратора.

В это же самое время бурного интереса Европы и Америки к использованию солнечной энергии, практически в каждом китайском доме находился «солнечный кипятильник». С его помощью можно было в считанные минуты нагреть чай. Полусфера была выполнена из бетона и выложена небольшими зеркалами. Попадая на нее, солнечные лучи нагревали чайник с водой. Этот способ нагрева воды в индокитае помнят и по сей день.