Kõrge temperatuuriga kollektorid
Tööstuslikul tasemel elektri tootmiseks tuntakse kontsentreeritud päikeseenergia (concentrated solar power - CSP) tehnoloogiat, mille peamiseks puuduseks on päikesepaneelide suhteliselt kõrge hind ja hooldusprobleemid. Järgmise tööstuslikul skaala sobiva tehnoloogiana on välja pakutud kõrge temperatuuriga kollektoreid, mille vajalik temperatuur saavutatakse päikeseenergia kontsentreerimisega läätsede või peeglitega (joonis 2). Valgus suunatakse ühte punkti, milles soojendatakse ülekandevedelikku või -ainet, mis paneb tööle seadme, mis omakorda muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks (soojusmasina). Näiteks saab soojusülekande teel tööle panna auru- või gaasiturbiine, kusjuures auruturbiinid on efektiivsed kuni temperatuurini 600°C ning sellest kõrgemal temperatuuril muutuvad efektiivseks gaasiturbiinid.
Päikesekollektoreid on mitmesuguse kujuga: taldriku- või ketta- ja paraboolikujulisi. Viimaste eeliseks on see, et need sobivad päikesevalguse kogumiseks kogu päev jooksul - muutma peab vaid peegli kaldenurka (vastavalt Päikese liikumisele mööda horisonti). Parabooli-kujulistes päikesekollektorites suunatase pealelangev valgus peegli kohal asuvale torule, mis on täidetud (soojus)ülekandevedeliku või mõne muu ainega.
Joonis 2. Parabooli-kujulise kollektori skeem. Autor Andrew Buck (CC-BY-SA-3.0), http://en.wikipedia.org/wiki/File:Parabolic_trough.svg
Arvuta!
Seoses fossiilsete kütuste põletamisega muretsetakse, et põlemisprotsessides kasutatakse ära liiga palju Maa atmosfääri hapnikust. Kas see mure on põhjendatud? Palun arvuta mitu mooli O2 kulub fossiilsete kütuste põletamiseks, kui maailma aastane energiatarbeks lugeda 368 EJ/aastas (1 eksadžaul on 1018 J), millest saadi erinevatest taastuvenergiaallikatest ligikaudu 5,3∙1019 kJ/aastas. Keskmiselt võib arvestada, et kui põletatakse fossiilseid kütuseid, siis reageerimisel ühe mooli O2 -ga saadakse 335 kJ energiat.
Järgmisena palun arvuta, kui suur osa Maa atmosfäärist leiduvast hapnikust (%) kulutatakse mittetaastuvate energiaallikate põletamisel, kui Maa igale ruutsentimeetrile vastab 1000 g atmosfääri, milles on 21% hapnikku. Maa raadius on 6,4∙106 m.