Доживем ли мы когда-нибудь до того времени, когда люди научатся непосредственно пользоваться окружающей нас солнечной энергией, чтобы приводить в действие машины, отапливать и освещать наши жилища, обслуживать пути сообщения.
Вопрос о применении световой энергии, несомненно, значительно превосходит по своему значению все остальные задачи о будущих cпocoбax удовлетворения общемировой нужды в энергии. Ведь если человечество существует и будет существовать, оно должно будет, судя по данным современной физики, брать нужную ему энергию от солнца, источника всей жизни.
Уже со времен Гельмгольца, установившего общеизвестный ныне закон сохранения энергии, ученые принялись работать над созданием машин, которые помогли бы с наименьшими затратами овладеть готовыми силами природы. Мы знаем, что при современной тепловой технике уголь сжигают не прямо, а предварительно раскрошив его на мелкие части, чтобы достигнуть таким путем наилучших тепловых результатов; здесь уголь сразу служит своей прямой цели — нагреванию или накаливанию. Излучаемую же солнцем энергию все еще применяют не прямо, а косвенно, и тем самым убыточно, ибо всякое добавочное превращение солнечной энергии в другую, всегда связано неизбежно с лишними потерями. Первые классические опыты прямого использования хотя бы части солнечной энергии ведут свое начало от Архимеда, который с помощью больших зажигательных стекол (линз) поджег в Сиракузской гавани неприятельский флот; тот же опыт повторил в 1747-м году и французский естествоиспытатель Бюффон, когда с помощью пропущенных через линзу солнечных лучей, он вызывал очень высокие температуры; наконец, практически использовала эту же мысль одна английская кампания, установившая близ Каира солнечную силовую станцию мощностью в 100 л. с.
Так и стоим мы до сих пор на этой примитивной ступени развития. Ведь и теперь еще в деле использования солнечной энергии стремятся, главным образом, к тому, чтобы с помощью солнечного тепла вызвать силу пара, а последний механически превратить в ту или иную энергию, напр., в электрическую.
Однако, при некотором размышлении, задача прямого использования солнечной энергии становится теоретически изумительно простой. В 1883 г., недавно умерший Лейденский физик, Г. А. Лоренц, развил свою знаменитую электро-магнитную теорию света. Согласно этой теории электричество, магнетизм, теплота и свет, одинаково являются колебаниями одного и того же гипотетического вещества, которое мы называем мировым эфиром. Не погружаясь в эту сложную теорию, удовольствуемся лишь тем фактом, что эфир все еще привлекается современной наукой для объяснения большинства физических явлений. А потому и думают, что свет и электричество являются только различными видами колебаний одного и того же начального вещества, эфира.
Теперь нам понятно, откуда взялась мысль о том, чтобы излучаемый солнцем в огромном количестве свет превратить сразу в электричество, изменив только длину его волн. И разве обратный процесс превращения электричества в свет не является здесь обыденным явлением? Правда, наша полуваттная электрическая лампочка превращает в свет только 11,2% сообщаемой ей энергии, и, следовательно, она все еще работает с крайней расточительностью; и все же разве нельзя этот свет, который физика называет особой формой энергии эфира, снова превратить в электричество? А если взять сходный пример еще и из тепловой техники, то разве электрическая энергия не превратима в теплоту, а в термо-элементе разве теплота не переходит в электричество?
Положим, все это так, но существует ли убедительное доказательство, что такая же или сходная связь имеется между светом и электричеством? Такое доказательство существует, хотя оно еще незначительно и мало кому известно. Одним из первых, кому удалось световую энергию преобразовать в электричество, был профессор Гейгер из Мичиганского Университета (Америка). Исследуя некоторые кристаллы, он установил, что при различном освещении изменяется не только их проводимость, но кроме того внутри их световая энергия переходит в электродвигательную силу. Правда, в его опытах источник света в 600 свечей, на расстоянии одного метра вызывал напряжение только в 0,013 вольта, но все же им доказана была возможность прямого перехода света в электричество.
Если бы удалось хотя бы только 1 процент посылаемой нам солнцем световой энергии превратить (может быть, с помощью излучения тепла) в электричество, то перед человечеством открылись бы самые величественные перспективы. Ведь по вычислениям английского физика, Дж. Тинделя, излучаемая солнцем в течение одного часа энергия равняется приблизительно той, которую могло бы дать полное сжигание горючего, покрывающего весь солнечный шар слоем толщиной в 3 метра.
Допустим, что нам удалось бы найти природный или искусственный кристал, с помощью которого можно было 1 процент доходящей до нас световой энергии превратить в электрическую силу.
Наш кристал можно было бы заменить и чем-либо похожим на фото-электрические элементы, которые с таким успехом применяются для передачи изображений на расстоянии.
В таком случае, теоретически рассуждая, с помощью одной нормальной свечи можно уже было-бы создать достаточную энергию. А так как среднее дневное освещение многократно превосходило бы этот итог, то каждый дом мог бы, вероятно, обзавестись своей маленькой установкой, чтобы покрывать свою потребнссть в энергии.
Все до сих пор произведенные опыты с пробными фотоэлектричскими приборами приводят к выводу, что кристаллы или аппараты лишь тогда вызывают ток, когда сила света изменяется; а потому и доставляемый солнцем свет должен все время прерываться с примерной скоростью 50 раз в секунду. Необходимая для работы такого «светопрерывателя» незначительная энергия может 6ыть взята из имеющейся в атмосфере силы ветра. А чтобы созданную днем энергию можно было применять и ночью, необходимы значительные ее запасы.
Какие широкие и увлекательные возможности открылись бы перед всем силовым или энергетическим хозяйством, если бы удалось тем или иным путем — возможно и путем фото-химическим — использовать постоянно доставляющуюся нам солнцем световую энергию.
Исчезнут кабеля и провода для токов высокого напряжения; разнообразные способы передвижения с помощью электричества черпали бы всю необходимую им энергию из особых «свето-преобразователей». Какая огромная экономия получилась бы для мирового хозяйства и как перевернулась бы вся наша система работы.
Правда, мы далеко еще не овладели огромной и неисчерпаемой силой света, но первый шаг в этом направлении уже сделан. Несмотря на равнодушное и часто даже пренебрежительное отношение к этой задаче, последняя будет все же решена.
Всякое сомнение здесь неуместно уже потому, что нам удалось превратить в электричество теплоту и магнетизм. Все развитие современного знания убеждает нас в том, что энергия излучения является самой основной, самой мощной и самой многообещающей. Задача использования световой энергии — самая ближайшая задача нашего силовoго хозяйства.
Все помещенные нами иллюстрации и дают наглядное представление о возможности самого разнообразного использования щедрой энергии солнца.
