Сто семьдесят триллионов киловатт! Конечно, не может быть и речи, чтобы всю энергию превращать в электричество, лишая Землю тепла и света. Можно подбирать только излишки, безрассудные растраты нерасчетливой природы, — например, ту энергию, которую Солнце теряет в жарких пустынях, накаляя голый песок.
В полдень на юге на квадратный километр поступает около миллиона киловатт — это мощность крупной гидростанции. Правда, есть еще вечерние и утренние часы, когда Солнце светит скупо. Есть облачные дни и есть темные ночи. Нужно также учесть неизбежные потери в машинах, так сказать, «утечку и усушку» лучей. Пожалуй, собрать больше ста тысяч киловатт с квадратного километра трудно.
Не чересчур щедро, но и не так мало.
Бесплодные и бесполезные пустыни имеются и о наших городах. Это крыши домов — обыкновенные железные кровли. Ведь на них ничего не растет. И летом они только накаляются зря, создавая лишнюю духоту... Подсчитано, что на крыши домов Москвы падает достаточно лучей, чтобы обеспечить бытовые нужды столицы — электрические лампы, утюги, кухни, телевизоры, холодильники. Кое-что останется на трамвай и троллейбус. Заводам, конечно, не хватит.
Итак, каждый песчаный бархан в пустыне — это будущая турбина. Небольшая пустыня способна удвоить производство электроэнергии в Советском Союзе. А большая пустыня Каракум может выдать нам раз в двадцать больше энергии, чем мы получаем сейчас. Я уже не говорю о всех прочих пустынях — о гибельных песках Кызылкум, о просторах китайского Синьцзяна, об африканской Сахаре, индо-пакистанской пустыне Тар, о монгольской Гоби, джанджаристанской Дхат и многих других.
Энергия есть. Вопрос в том, как поймать лучи и как превратить их в электричество.
Почти два века размышляли ученые над этой проблемой и наметили четыре направления.
Путь первый — «горячий ящик» — стеклянная ловушка. Дело в том, что обыкновенное оконное стекло прозрачно не для всех лучей. Видимый свет оно пропускает беспрепятственно, невидимые инфракрасные лучи задерживает. Среди солнечных лучей значительная часть — видимые. Проникая сквозь стекло, они нагревают дно ящика. Нагретое дно излучает невидимый инфракрасный свет, который уже сквозь стекло выйти не может.
«Горячий ящик» находит применение для подогрева воды, в солнечных банях например. Для высоких температур он не годится, ибо разогретое стекло само начинает излучать. Ловушка превращается в сито, лучи ускользают.
Путь второй — зажигательное стекло. Линзами или зеркалами мы собираем свет с большой площади и направляем его в одно место, где плавится металл, кипит вода для опреснителя или для парового котла.
Здесь тепла больше, температура выше. Зато система эта громоздка. Много тяжелых зеркал, и все их надо поворачивать вслед за Солнцем, например возить на поезде по круговым рельсам, как на Армянской солнечной электростанции. А помимо того, зеркала ловят только прямой свет, идущий от Солнца. Рассеянный свет неба они не собирают и в пасмурный день работать совсем, не могут.
Третий путь — подражание растениям. Улавливая солнечный свет, растения создают различные вещества, которые можно сжечь и использовать захваченную энергию. Путь многообещающий, но сложный и с неизбежными потерями. При поглощении лучей — потери, во время преобразования — потери, при сжигании материала — потери, в паровом двигателе — потери.
И наконец четвертый путь — непосредственное превращение энергии света в электрическую. Для этого нужны вещества, в которых под влиянием света и тепла начиналось бы движение электронов. Такие вещества есть — они называются полупроводниками. К их числу принадлежат селен, германий, а также кремний, один из самых распространенных на Земле элементов.
Окись кремния — кварц — входит почти во все горные породы. Песок в основном состоит из кварца.
Итак, вся задача в том, чтобы взять песок в пустыне, освободить его от кислорода, уложить на солнце кристаллы кремния и собирать возникающий ток. На этот путь и встали строители солнечной электростанции Дхат, куда с такими приключениями добирался Сергей Новиков.
Два цвета господствовали на станции: желтый и синий — цвет песка и цвет неба. Южные краски были ярки и откровенны, как на детском рисунке: небо густо-синее, песок яично-желтый. Северянину Сергею они казались крикливыми и аляповатыми.
Но желтого цвета с каждым днем становилось все меньше. Его вытесняла стеклянная голубизна солнцеуловителей. Квадратные ячеистые щиты с полупроводниками укладывались рядами. Длинные параллельные полосы их взбирались на холмы, уходили за горизонта Между полос, осторожно неся спесивые головы, шествовали верблюды с двуколками — они везли очередной щит.
Обычно на электростанциях порядок такой: сначала годы труда, потом уже продукция.
Мощность нарастает рывками: три-четыре года — ничего, а там сразу — сто тысяч киловатт, через месяц — еще сто тысяч, и еще, и еще. На солнечной станции дело шло иначе. Сегодня вы привозили стандартный щит, укладывали на песок, к вечеру включали в сеть, а утром всходило солнце — и сто ватт поступали в провода. Уложен щит — зажглись сотни две лампочек, десять щитов — освещена деревня, покрыт щитами гектар— включается цех, еще гектар — начинает работать насос, и мутная вода бежит по канавкам; нежная зелень вторгается в желтое и синее.
Укладывать щиты было нетрудно — четыре человека за день включали четыре щита. Сколько прибывало щитов, столько и вступало в строй. Темп строительства диктовал завод-поставщик. А заводу для плавки песка и изготовления кристаллов требовался ток. Ток для получения тока.