שינויים

אפשר להגדיל את כמות [[ההספק האנרגטי]] הנופלת על שטח נתון על ידי שלל אמצעים טכנולוגיים - שימוש בתאורה מלאכותית, הצבת מראות בחלל או על פני כדור הארץ, הקטנת ההחזרה האטמוספרית של הקרינה (לדוגמה בספר "עריצה היא הלבנה" מגדלים חיטה על הירח) או על ידי קירוב של מקום הגידול לשמש (גידול על לוויינים קרובים יותר לשמש). כל הפתרונות האלה הם בגדר פתרונות יקרים המציבים בעיות טכנולוגיות ואקולוגיות משל עצמם. כל הדוגמאות האלה משנות את הגודל של ההספק המקסימלי, אבל לא גורמות לכך שההספק עצמו אינו מהווה מגבלה.   

אפשר להגדיל את כמות [[ההספק האנרגטי]] הנופלת על שטח נתון על ידי שלל אמצעים טכנולוגיים - שימוש בתאורה מלאכותית, הצבת מראות בחלל או על פני כדור הארץ, הקטנת ההחזרה האטמוספרית של הקרינה (לדוגמה בספר "עריצה היא הלבנה" מגדלים חיטה על הירח) או על ידי קירוב של מקום הגידול לשמש (גידול על לוויינים קרובים יותר לשמש). כל הפתרונות האלה הם בגדר פתרונות יקרים המציבים בעיות טכנולוגיות ואקולוגיות משל עצמם. כל הדוגמאות האלה משנות את הגודל של ההספק המקסימלי, אבל לא גורמות לכך שההספק עצמו אינו מהווה מגבלה.   

===מגבלת נצילות אנרגטית===

===מגבלות נצילות אנרגטית===

מגבלת נצילות אנרגטית אומרת שמתוך הספק נתון מקסימלי, ניתן לנצל רק חלק מהאנרגיה לשם ביצוע של עבודה (כמו גידול חיטה). מגבלה זו נובעת מ[[החוק השני של התרמודינמיקה]]. חלק מהאנרגיה שמגיע מאור השמש הנופל על חלקת אדמה חייב להתבזבז בצורת [[חום]]. מנגנון ה[[פוטוסינתזה]] והפיכת הפחמן למולקולות שמתאימות לתזונת אדם חייב להיות בנצילות נמוכה יותר מ-100%. אפשר על ידי [[הנדסה גנטית]] לשפר את כמות ה[[ייצור ראשוני]] מכל יחידת הספק, אבל לא ניתן להגדיל את היעילות האנרגטית ליחידת הספק עוד ועוד ללא גבול. ניצול של 100% מתוך ההספק יגרור הפרת החוק השני של התרמודינמיקה.  

מגבלת נצילות אנרגטית, אומרת שמתוך הספק נתון מקסימלי, ניתן לנצל רק חלק מהאנרגיה לשם ביצוע של עבודה (כמו גידול חיטה או יצירת זרעי חיטה). מגבלה זו נובעת מ[[החוק השני של התרמודינמיקה]] פרושה שחלק מהאנרגיה שגלומה באור השמש שמגיע לחלקת אדמה, חייב להתבזבז בצורת [[חום]]. מנגנון ה[[פוטוסינתזה]] והפיכת הפחמן למולקולות שמתאימות לתזונת אדם חייב להיות בנצילות נמוכה יותר מ-100%. שימוש ב[[הנדסה גנטית]] עשוי לשפר את כמות ה[[ייצור ראשוני]] מכל יחידת הספק, אבל לא ניתן להגדיל את היעילות האנרגטית ליחידת הספק עוד ועוד ללא גבול. ניצול של 100% מתוך ההספק פרושו הפרה של החוק השני של התרמודינמיקה.  

עוד מגבלה תאורטית נוגעת לקצב של תהליכים פיזיקליים. יש קשר בין מידת הנצילות (היעילות האנרגטית) של המערכת (איזה אחוז מתוך האנרגיה הנכנסת מותמרת לאנרגיה כימית) לבין ההספק - (הקצב בו מתבצעת עבודה מועילה). האקולוג [[האווארד ת. אודום]] קישר בין המושגים בדיון סביב [[עקרון ההספק המקסימלי]]. כאשר לא מבוצעת שום עבודה (לדוגמה אור השמש כולו מוחזר לחלל בלי לגדל חיטה) היעילות האנרגטית היא אפס, גם ההספק הוא אפס בגלל שלא מתבצעת כל עבודה מועילה. לפי החוק השני של התרמודינמיקה, כדי להגיע ליעילות מקסימלית יש להניע תהליכים בצורה הניתנת להיפוך בזמן, או בצורה איטית בצורה אינסופית. לכן גם במצב של יעילות אנרגטית מקסימלית (שבו כל אנרגיית השמש מותמרת לאנרגיה כימית), ההספק הוא אפס. לפיכך, הקצב בו מתבצעת עבודה שואף לאפס. בין שתי הנקודות האלה, אי שם באמצע, קיימת נקודת היעילות, שעבורה מתקיים הספק מקסימלי, ובה מתקיים גם בזבוז משמעותי של אקסרגיה - כלומר חלק ממנה הופך לחום.  

עוד מגבלה תאורטית נוגעת לקצב של תהליכים פיזיקליים. יש קשר בין מידת הנצילות של המערכת, איזה אחוז מתוך האנרגיה הנכנסת מותמרת לאנרגיה כימית, לבין ההספק - הקצב בו מתבצעת עבודה מועילה. האקולוג [[האווארד ת. אודום]] קישר בין המושגים בדיון סביב [[עקרון ההספק המקסימלי]]. כאשר לא מבוצעת שום עבודה (אור השמש כולו מוחזר לחלל בלי לגדל חיטה) היעילות האנרגטית היא אפס, גם ההספק הוא אפס בגלל שלא מתבצעת כל עבודה מועילה. לפי החוק השני של התרמודינמיקה, כדי להגיע ליעילות מקסימלית יש להניע תהליכים בצורה הניתנת להיפוך בזמן, או בצורה איטית בצורה אינסופית- הקצב בו מתבצעת עבודה שואף לאפס. לכן גם במצב של יעילות אנרגטית מקסימלית (שבו 100% מאנרגיית השמש מותמרת לאנרגיה כימית), ההספק הוא אפס. בין שתי הנקודות האלה, אי שם באמצע, קיימת נקודת היעילות, שעבורה מתקיים הספק מקסימלי- אבל בנקודה זו חייבת להיות נקודה שבה אין נצילות מקסימלית, ובה מתקיים גם בזבוז משמעותי של אקסרגיה - כלומר חלק ממנה הופך לחום.

===מגבלות אופטימליות התנאים ואיכות השטח החקלאי===

===מגבלות אופטימליות התנאים ואיכות השטח החקלאי===