Никола Тесла - Статьи
Ил. 6. Плавучая термоэлектрическая станция, где конденсатор С подвешен ниже нагревательной камеры В, и конденсат циркулирует вертикально
Другой способ получения энергии благодаря разности температур в океане без применения водяных насосов представлен на иллюстрации 6. Аппарат состоит из тех же основных частей, что были описаны выше, а именно из цилиндрического парового котла В и такой же формы конденсатора С, соединенных посредством турбины D, которая приводит в действие генератор F, высоковакуумный насос E и небольшой возвратно-поступательный глубоководный насос G для подъема конденсата из конденсатора в паровой котел. Последний удерживается в теплом поверхностном слое воды с помощью плавучей конструкции, несущей всё оборудование, в то время как первый из названных насосов подвешен на соответствующей глубине в холодной воде. Эти оба узла снабжены трубами, расположенными вертикально, обеспечивая хорошую циркуляцию тепло- и хладоносителей. Такая компоновка чрезвычайно проста и эффективна, но на подъем конденсата с помощью насоса G требуется значительное количество работы. Я разработал беспроводные энергетические блоки на базе этого проекта, преследуя осуществимые цели, но они, возможно, найдут полезное применение в будущем.
Ил. 7. Общий вид части судна, приводимого в движение энергией, которая генерируется благодаря разнице температур воды. Пояснения к условным обозначениям элементов конструкции приведены в тексте
Иллюстрация 7 представляет изображение части судна с оборудованием для приведения его в движение исключительно тепловой энергией, извлекаемой из воды. Я не располагаю информацией, каким образом намеревался приводить в движение свое судно американский инженер, но представленный здесь проект — мой. Два ротационных насоса М и N нагнетают соответственно теплую и холодную воду в трубы парового котла В и конденсатора С. Этот узел помещается немного ниже поверхности воды для минимизации потерь, связанных с циркуляцией тепло- и хладоносителей. Насосы рассчитаны на работу от привода асинхронного электродвигателя, как представлено на схеме, и соединены со спускными трубами и другими элементами схемы таким образом, чтобы вода не могла поступать в трюм судна. Заборник парового котла находится вблизи поверхности океана, в то время как заборное устройство конденсатора опущено на необходимую глубину, при этом для осуществления этой функции предусмотрен трубопровод О, имеющий открытое входное отверстие и совпадающий по форме с линией обтекания. Хотя температура воды очень быстро снижается по мере удаления на определенное расстояние от поверхности океана, возможно получение достаточного количества энергии из воды при условии использования трубопровода пятидесяти футов длиной, чтобы привести судно в движение с помощью выбросов водяных струй из спускных труб. Не потребуется никакого иного гребного средства и возможно даже осуществлять рулевое управление путем соответствующего регулирования объема выброса в двух потоках за кормой. Турбина D, генератор F, высоковакуумный насос E, глубинный насос G и другие блоки выполняют те же функции, что и раньше. Необходимо предусмотреть некоторый запас энергии для запуска вакуумного насоса, а через его посредство и всего механизма.
Проект океанской силовой установки представляется весьма привлекательным, если принять во внимание тот факт, что получаемая энергия пропорциональна количеству нагнетаемой воды и поэтому практически неограниченна. Но следует помнить, что об истинных достоинствах этого проекта можно судить лишь по результатам. Мы располагаем еще более значительными и гораздо более доступными ресурсами, которые не используются по причине их нерентабельности. При глубоком изучении вопроса вскрываются многие удручающие обстоятельства. Глубоководные моря имеют, как правило, низкую температуру, но в любое время может образоваться теплое течение и сделать электростанцию бесполезной. Результаты наблюдений говорят о том, что на одной и той же глубине разница температур может достигать 35° F или даже больше. Подобно тому, как конвекционные токи возникают в атмосфере, они могут генерироваться и в океане, и это всегда представляет настоящую угрозу предприятию такого рода. Из этого также следует, что фактически доступная разница температур всегда будет существенно меньше, чем она могла бы быть, расчитанная на основании измерения глубины эхолотом. Подъем более плотной воды из нижних слоев в находящиеся выше определенного уровня менее плотные слои предполагает выполнение работы, которую должен совершать насос, но это не дает потерь, так как, соответственно, увеличивается объем воды, выбрасываемой из верхней части глубоководного трубопровода. Это правило не срабатывает с водой, находящейся выше упомянутого уровня, и в результате большая часть воды втекает в заборное отверстие трубопровода сверху, то есть в направлении идущего вниз конвекционного потока. Вследствие этого теплая вода поступает сверху в заборное отверстие и тем самым уменьшает разницу температур. Нельзя не придавать значения и другому любопытному обстоятельству. Море густо заселено живыми организмами (микроорганизмами), которые претерпевают изменения, вызываемые возрастом. По мере их старения естественный жизненный процесс вырабатывает всё более и более твердое вещество, они становятся тяжелее и постепенно погружаются всё глубже, пока жизнь в конце концов не прекращается на огромной глубине. Если бы эту плавучую массу можно было удалять, как воду, с помощью насоса, работающего в постоянном режиме, она доставляла бы нам сравнительно мало хлопот. Но поскольку откачивается вода, концентрация этого вещества постоянно возрастает и может стать такой большой, что создаст серьезные помехи в работе энергетической установки. Причинами ухудшения эксплуатационных качеств, если не приостановки работы, могут быть также коррозия и отложения в трубах, расшатанные соединительные муфты и другие поломки, и поэтому я считаю, что реальным способом перемещения холодной воды является туннель.
Я внимательно и всесторонне изучил этот способ получения энергии и разработал механизм снижения всех потерь до уровня, который я мог бы определить как не поддающийся уменьшению минимум, и все же я нахожу коэффициент полезного действия слишком небольшим, чтобы иметь возможность успешно конкурировать с современными способами.
Использование разницы температур в твердом теле Земли сулит значительные преимущества. В этом случае отпала бы необходимость отправляться в тропики, где энергия так мало значит. Безусловно, чем холоднее климат, тем лучше. В центре густонаселенного района можно пробурить шахту, и это даст огромную экономию в затратах на распределение [энергии]. Шахта будет, конечно, дорогостоящей, но оборудование будет дешевым, простым и эффективным. Иллюстрация 7 представляет его основные компоненты, включающие паровой котел B, находящийся на большой глубине, конденсатор С, охлаждаемый рекой или другой доступной водой и размещаемый на поверхности, турбину D, соединенную с генератором F, и высоковакуумный насос E с приводом от электродвигателя. Пар, или газообразное состояние воды, генерируемой в котле, подается на турбину и конденсатор посредством основного изолированного трубопровода, тогда как второй, меньший, трубопровод, тоже с теплоизоляцией, служит для подачи конденсата в котел под действием силы тяжести. Чтобы сделать доступными неограниченные запасы энергии повсюду в мире, единственно, что необходимо, — найти какой-либо экономичный и быстрый способ проходки шахтных стволов.
Будем ли мы рассчитывать на энергию, извлекаемую из земной теплоты, покажет будущее. Если мы истощим наши нынешние природные ресурсы, не найдя новых, то, возможно, встанет вопрос о применении этого способа. Нет сомнений, что наши запасы угля и нефти будут в конечном счете полностью использованы, а гидроресурсов для получения энергии недостаточно, чтобы удовлетворить наши потребности. Идея получения движущей энергии из атомов или в результате модификации элементов является антинаучной и иллюзорной, и этот приговор не может считаться слишком категоричным даже в том случае, когда энергия, как говорят в последнее время, будет якобы высвобождаться при температурах, достигающих 40 000 000 градусов С. Принципиальная ошибка во всех этих проектах состоит в том, что на расщепление уйдет больше энергии, чем можно будет вернуть, даже при идеально протекающем процессе.
