Гелиотехника (от гелио... и техника), отрасль техники, изучающая преобразование энергии солнечной радиациив др. виды энергии, удобные для практического использования.
Солнце посылает на Землю неистощимый поток лучистой энергии. Плотность этого потока на границе атмосферы достигает 1,4 квт/м2 (см. Солнечная постоянная), однако значительная часть его поглощается земной атмосферой. На уровне моря плотность прямой солнечной радиации редко превышает 1,0—1,02 квт/м2. В гелиотехнических расчётах принимают среднее значение этой величины, равное 0,815 квт/м2. — Попытки использовать энергию солнечного излучения предпринимались ещё в древности, но серьёзного практического применения они не имели. Лишь в 1770 О. Соссюром (Швейцария) была построена гелиоустановка типа «горячий ящик». Интерес к Г. заметно повысился во 2-й половине 19 в.: появились опытные образцы воздушных и паровых солнечных двигателей А. Мушо (Франция), Дж. Эриксона (Швеция), А. Эниаса (США). В России в 1890 В. К. Цераский провёл серию экспериментов с плавкой различных металлов, помещая их в фокусе параболического зеркала. В 1912 по предложению Ф. Шумана (Германия) и У. Бойса (Великобритания) вблизи Каира (Египет) была сооружена крупная по тому времени солнечная энергетическая установка мощностью около 45 квт. В 30-х гг. 20 в. были разработаны методы инженерного расчёта гелиоустановок, которые всё чаще стали применяться (главным образом в районах с большим числом солнечных дней в году) в качестве источников электроэнергии, для опреснения воды, сушки и т.п. Особенно большое значение приобрели работы по прямому преобразованию лучистой энергии Солнца в электрическую в связи с освоением космического пространства (см. Солнечная батарея).
Солнечная энергия «даровая», однако её использование далеко не всегда экономически целесообразно из-за высоких капиталовложений при сооружении гелиоустановок. Различные исследователи по-разному оценивают перспективы развития Г. Французский физик Ф. Жолио-Кюри считал вероятным широкое использование солнечной энергии уже в ближайшие десятилетия. Интенсивные научно-исследовательские работы в области Г. ведутся во многих странах. Гелиоустановки изготовляют серийно для практического использования в США, Японии, Франции и др. странах. В Советском Союзе значительны работы Энергетического института им. Г. М. Кржижановского в Москве, сотрудники которого разработали многие основные вопросы теории Г. и создали ряд опытных установок, успешно прошедших испытания. Исследования в области Г. ведутся гелиотехническими лабораториями в Узбекистане, Туркмении, Армении.
Широкому практическому использованию солнечной энергии препятствуют её сравнительно малая плотность и непостоянство поступления. Из-за этого приходится применять большие поверхности, улавливающие радиацию Солнца, либо устанавливать гелиоконцентраторы, с помощью которых повышают плотность потока и получают высокую температуру на приёмной поверхности преобразователя. Непостоянство солнечной энергии заставляет прибегать к аккумулированию энергии (тепловыми, электрическими, химическими и др. аккумуляторами) и готовой продукции (например, при опреснении минерализованной воды, при водоподъёме из колодцев и т.п.) или использовать схемы потребления со свободным графиком расхода энергии (например, при ирригации и мелиорации).
Наиболее перспективно применение Г. в сельском хозяйстве для многочисленных малоэнергоёмких и рассредоточенных потребителей, когда сооружение дорогостоящих линий электропередачи экономически нецелесообразно, а топливо приходится подвозить издалека.
Такие условия типичны, например, для ряда южных районов СССР. Особое значение Г. имеет для развития животноводства, в частности в Туркменской ССР, где большие пастбищные массивы используются далеко не полностью только из-за отсутствия пресной воды. В таких районах опреснение минерализованных вод с помощью солнечной энергии пока наиболее экономично.
Современные достижения химии и физики, применение дешёвых материалов с высокими техническими характеристиками (конструкционные пластмассы, прозрачные и алюминированные синтетические плёнки, селективные покрытия приёмных поверхностей и т.д.) способствуют повышению производительности гелиоустановок и снижению их стоимости, что существенно расширяет границы практического использования энергии Солнца.
