Она зависит от географического положения и климатических условий. Максимальной величины продолжительность солнечно­го излучения достигает в пустыне (например, в Сахаре 4000 ч в год) или высоко в горах.

Интенсивность и среднегодовая продолжительность солнечно­го излучения определяют количество солнечной энергии для дан­ного географического района (табл. 1—7).

ТАБЛИЦА 1 .* ГОДОВАЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬ НОСТЬ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ, Ч/ГОД Берлин 1705 Милан 1906 Берн 1756 Мюнхен 1730 Бостон 2615 Неаполь 2396 Бриндизи 2591 Нью-Йорк 2677 Ванкувер ‘ 1 1900 Ницца 2775 Вашингтон 1540 Париж 1840 Вена ! 1891 Перпиньян 2560 Гамбург. … 1559 Перт 3000 -Генуя 2288 Рим 2491 Гонолулу 3041 Сахара 4000 Град 1903 Сидней 3000 Женева 1037 Тель-Авив 3500 Зальцбург 1712 Торонто 2045 А Инсбрук 1765 Тунис " • 3200 ‘ Копенгаген 1680 Цюрих т~ 1694 Лондон І 1650 Чикаго ! 2611 Лос-Анджеле» Г 3284 Штуттгарт — —— 1702 Лугано 2100 !• Марсель ; 2654

ТАБЛИЦА -2, СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ДНЕВНОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ. Ч Меся ЦЫ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 . Абердин 2 3 3 5 5 6 5 5 4 3 2 1 1 Берлин 2 3 5 6 8 8 8 7 6 4 2 Бермингем 1 2 3 4 5 6 5 5 4 3 2 1 Бостон 5 6 7 7 8 9 Ю 9 8 6 5 5 Ванкувер 2 3 4 6 8 8 10 8 6 4 2 1 Вашингтон 4 5 6 ■ 7 8 9 10 9 8 7 5 4 Вена • 2 , 3 4 .6 7 .8 8 8 7 5 2 1 Гамбург 2 2 4 6 8 8 7 6 6 3 2 1 Г онолулу 7 6 8 8 9 9 10 10 9 8 7 7 Лондон 2 2 3 5 6 7 6 6 5 3 2 1 Лос-Анджелес і 7 7 9 8 9 10 11 11 10 9 8 7 : Нью-Йорк ■ 5 6 7 8 9 9 10 9 8 7 6 5 . Перт 10 10 8 7 7 6 6 6 9 9 9 10 Сидней 7 7 7 7 7 7 6 6 6 6 6 6 Торонто 3 ■ 4 5 6 7 8 9 8 6 5 2 2 Цюрих 2 • 3 5 6 7 7 7 7 6 3 2 2 і Чикаго ■ ! ‘ .. і ,: 4. 5 ;3 6 7 9 10 11 10 8 7 4 4

ТАБЛИЦА 3. СРЕДНЯЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ДЛЯ САМОГО КОРОТКОГО И САМОГО ДЛИННОГО ДНЯ (ИЗ «СПРАВОЧНИКА МИРА» МЕЙЕРА) Северная широта 22 декабря 22 июня Разница 47° 8 ч 26 мин 15 ч 50 мин 7 ч 24 мин 48° 8 ч 18 мин 15 ч 59 мин 7 ч 41 мин 49° 8 ч 9 мин 16 ч 8 мин 7 ч 59 мин 50° 8 ч 0 мин 16 ч 18 мин 8 ч 18 мин 51° 7 ч 50 мин 16 ч 29 мин 8 ч 39 мин 52° 7 ч 40 мин 16 ч 40 мин 9 ч 0 мин 53° 7 ч 29 мин 16 ч 52, мин 9 ч 23 мин I

ТАБЛИЦА 4. СРЕДНЯЯ ВОЗМОЖНАЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ, Ч Месяцы 47» 48е 49° 50° 51® 52® 53® Январь 276 273 269 265 261 256 251 Февраль 286 284 282 280 273 275 273 Март 367 366 366 366 366 365 365 Апрель 406 407 409 411 412 414- 416 Май 464 468 471 475 479 483 488 Июнь 473 477 482 486 491 497 503 Июль 478 482 486 491 495 500 505 Август 439 441 444 447 449 452 455 Сентябрь 376 377 378 378 379 379 380 Октябрь 337 335 334 333 331 330 328 Ноябрь 281 277 274 271 268 264 260 Декабрь 264 260 257 251 246 241 235

ТАБЛИЦА 5. СРЕДНЕГОДОВАЯ ПОЛНАЯ РАДИАЦИЯ. КВТ — Ч/М* В ГОД Берлин 1000 Г амбург 930 Лугано 1500. Бостон 1274 Г онолулу 1883 Марсель 1860 Ванкувер 1270 Грац 1198 Монтана 1300 Вашингтон 1507 Зальцбург 1086 Нью-Йорк 1270 Вена 1120 Лондон 927 Париж 1500 Восточная 2550 Лос-Анд- 1960 Торонто 1376 Сахара желес Флорида 1800 Вюрцбург 1081 Цюрих 1160 Чикаго 1155

ТАБЛИЦА 6. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЛНОЙ РАДИАЦИИ, КВТ Ч/М2 В ДЕНЬ, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ШИРОТЫ. КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСМИССИИ 0,7. (ПО В. ДИАМАНТУ, «ТЕХНИКА И АРХИТЕКТУРА», СЕНТЯБРЬ/ОКТЯБРЬ 1974.) Месяцы ^ Северная Xх широта 0° 10° 20- 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° Январь 5,8 4,8 3,7 2,5 1,3 0,5 0 _ Февраль 6,1 5,3 4,3 3,2 2 1 0,2 0 — — Март 6,4 6 5,3 4,4 3,4 2,2 1,1 0,3 0 — — Апрель 6,3 6,3 6,1 5,6 4,9 3,9 2,8 1,7 0,6 0,1 Май 5,9 6,3 6,5 6,4 6,1 5,5 4,6 3,6 2,9 2,3 Июнь 5,5 6,2 6,6 6,8 6,7 6,4 5,9 5,2 4,7 4,7 Июль 5,4 6,1 6,6 6,8 6,8 6,3 6 5,3 5 4,9 Август 5,7 6,2 6,3 6,5 6,2 5,7 5 4 3,2 .3 Сентябрь . ‘ 6,1 6,3 6,2 5,8 5,1 4,3 3,2 2,1 1 0,4 Октябрь 6,3 6 5,5 4,7 3,7 2,6 1,5 0,5 0 — Ноябрь 6,1 5,4 4,5 3,5 2,3 1,2 0,4 0 — ‘ — Декабрь 5,8 4,9 3,8 2,6 1,5 0,5 0 — — • — — Среднее значение 5,95 5,8 5,5 4,9 3,9 3,3 2,5 2,3 2,15 2,5 2.5. ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ

<5Г

(О ‘ Ее значение дается в Вт/м2 или в ккал/м2 на единицу време­ни. Во внешних пределах атмосферы интенсивность солнечного излучения равна 1394 Вт/м2 [1200 ккал/(м2-ч)]. Около поверх­ности Земли можно принять среднюю величину 635 Вт/м2. v В очень ясный солнечный день эта величина колеблется от ^ 950 Вт/м2 до 1220 Вт/м2. Среднее значение — примерно 1000 Вт/м2

V

860 ккал/(м2-ч)].

Пример: Интенсивность полного излучения в Цюрихе (47°30′ с. ш., 400 м над уровнем моря) на поверхности, перпендикуляр­ной излучению:

1 мая 12 ч 00 мин 1080 Вт/м2;

21 декабря 12 ч 00 мин 930 Вт/м2.

На рис. 6 и 7 показана интенсивность полного (глобального) излучения для Великобритании (по данным UK. ISES).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Просто цифры мало что значат для неспециалиста. Однако если мы рассмотрим их в денежном выражении, они приобретут вполне реальное значение.

Возьмем город в Великобритании, который имеет определен­ное законодательство, например Лондон. Какую стоимость энер­гии в деньгах посылает солнце на 100 м2 крыши типичного анг­лийского дома? Лондон получает в течение года в среднем

Дірхаш р$їїаї№ШІ, к#І
аувш-гвшнна
И&ЛІОТЕКА УРСР.

ТАБЛИЦА 7. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЛНОЙ Р АДИАЦИИ, ККАЛ/М* В ЧАС, ДЛЯ ОБРАЩЕННОЙ НА ЮГ ПОВЕРХНОСТИ КАК ФУНКЦИЯ ОТ ВРЕМЕНИ ГОДА И ВРЕМЕНИ ДНЯ В КЛОТЕНЕ (ЦЮРИХ) МЕЖДУ 1963 И 1972 ГГ., 50% СЛУЧАЕВ Ш. ВАЛКО «ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ». СИМПОЗИУМ РЮШМИКОН. 1974). В СКОБКАХ ДАНЫ НЕКОТОРЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ЛОНДОНА (ПО ДАННЫМ АНГЛИЙСКОЙ СЕКЦИИ МЕЖДУНАРОДНОГО ОБЩЕСТ ВА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ.) Время Январь Февраль Март Л § О. с <  ■К га ё Июнь Л 4 4 X CJ £ П <: Сентябрь Октябрь Л а, ю к О X Декабрь 04—05 0 0 0(0) 0 15 25(12) 24 и 0(0) 0 0 0(0) 05—06 0 0 11(0,85) 24 35 46 (53) 47 26 14(3,4) 0 0 0(0) 06—07 0 11 30(11) 46 57 67(125) 75 51 38 (22) 18 и 0(0) 07—08 9 29 81 (46) 95 86 94(210) 121 100 97 (72) ‘ 65 22 5(0) 08—09 51 113 162(107) 174 171 158 (295) 202 197 190(145) 135 41 32(8,5) 09—10 120 201 267(173) 242 260 251(365) 307 292 294 (220) 193 74 104 (25) 10—11 189 256 350 (227) 315 330 344(412) 393 374 416(281) 257 119 160(53) 11—12 214 266 393(258) 365 339 381(440) 433 425 502 (319) 369 147 201 (76) 12—13 248 313 419 (266) 351 369 404 (444) 442 437 532(326) 445 167 202 (80) 13—14 214 333 380 (251) 327 362 343 (424) 408 395 490(310) 434 151 186 (59) 14—15 148 255 301 (214) 262 294 373 (391) 338 338 392(273) 337 128 123 (55) 15—16 64 135 194(162) 187 191 180 (339) 232 234 273(214) 196 64 53 (21) 16—17 10 31 96(100) 112 120 112 (269) 132 138 142(147) 65 21 5(1) 17—18 0 10 31(41) 50 65 73(196) 87 62 43 (72) 18 0 0(0) 18—19 0 0 П(7) 25 37 53(124) 57 28 13(17) 0 0 0(0) 19—20 0 0 . 0(0) 0 17 27(0) • 22 13 0(0) 0 0 0(0)

900 кВт-ч/м2, и при КПД коллектора, равном 45%, 100 м2 крыши обеспечат 40 500 кВт-ч в год. При стоимости электроэнергии 2 пенни за кВт-ч это составит 805 фунтов, т. е. сэкономит мисте­ру X. 67 фунтов в месяц. Жаль, что мы еще не можем собирать эти «деньги».

Что может означать солнце для такой страны, как Велико­британия? Потребление энергии в Великобритании возросло до

Рис. 7. Месячное значение полной радиации для марта, июня, сентября и де* кабря (с разрешения И К — ISES) ■■

10,2GJXl09 в 1976 г., но это соответствует солнечной энергии, падающей только на 1,25% территории Великобритании. ’

Из приведенных цифр можно заключить, что поток энергии Солнца на Землю имеет исключительно важное значение. По­мимо энергии, излучение Солнца обладает многими важными качествами, которые уже известны, но некоторые из них еще не исследованы. Какое наиболее важное естественное действие Солнца на Землю? Трудно выбрать самое главное, так как мож­но сказать, что все исходит от Солнца, например, наш относи­тельно теплый климат в сравнении с холодом космоса, ветер, движение миллиардов тонн воды в виде дождя, фотосинтез де­ревьев, океанские течения и многое другое.

Какую техническую пользу можно извлечь из солнечной энер­гии? Возможности различны для теплого и холодного климата. Для территорий, расположенных до 40° с. ш., доступно большое и довольно регулярное количество тепла. В этих районах исполь­зование солнечной энергии уже широко распространено. В Япо­нии, например, работает несколько миллионов отопительных си­стем, нагреваемых солнцем. В Австралии, США (Флорида), Из­раиле широко используются различные солнечные установки. Было доказано, что и в северных широтах, между 45° и 55° с. ш., такие установки возможны и экономически выгодны. В Валла — сей, около Ливерпуля (53° с. ш.), школа обогревается солнечной энергией с 1960 г. (см. 9.2). Во Франции дома, обогреваемые солнцем, существуют уже много лет, например один из них в Шо — венси-ле-Шато, расположенном около 49° с. ш. (см. 9.3). В Швей­царии такие дома можно встретить в Гренхене, Клотене, Берне и других местах.

В Цюрихе зарегистрировано в год в среднем 1693 ч солнечно­го света. Это обеспечивает ежегодно энергию в 1160 кВт-ч со средней мощностью 655 Вт для каждого квадратного метра го­ризонтальной поверхности.

Возможности использования солнечной энергии очень различ­ны. В жарких странах, где обычно много солнца, но мало воды, построены опреснительные установки, действующие на солнеч: ной энергии (например, в Бари, в Южной Италии).

В районах пустыни на солнечной энергии работают водяные насосы (Чингетти, Мавритания). Для научных целей на солнеч­ной энергии построены печи, температура в которых достигает 4000°С (Одейло, Южная Франция).

Электрическая энергия также может вырабатываться солн­цем, но из-за высокой стоимости производства это пока неэконо­мично. Существует уже много видов приспособлений (котлы, ра­дио, телефоны, часы), которые приводятся в действие солнечной энергией.

В Центральной Европе около 50% всей энергии используется для отопления помещений и горячего водоснабжения. Если хотя бы частично удовлетворять эти потребности за счет солнечной

Рис. 8. Вогнутое зеркало Архимеда

энергии, можно за год сэкономить несколько миллионов тонн нефти. (

Мы сознаем все недостатки солнечной энергии: нерегуляр­ность поступления, огромное рассеивание, что делает необходи­мым сравнительно большую поглощающую поверхность и, нако­нец, трудности, связанные с проблемой аккумулирования. Однако список преимуществ также велик: использование солнечной энер­гии це приводит к загрязнению окружающей среды; солнечные коллекторы могут быть построены всюду без всяких распредели­тельных систем; энергия эта доступна практически везде.

Важность этих преимуществ уже общеизвестна. Во всем мире ученые, политики и бизнесмены пытаются воспользоваться огром­ными возможностями, которые им предоставляет Солнце.