Никола Тесла - Статьи

Проект гигантской электрической станции будущего, в основе работы которой лежит использование тепловой энергии Земли. Вода, циркулируя в трубе, доходит до ее дна и поднимается вверх в парообразном состоянии, пар приводит в движение турбину, а затем он опять превращается в жидкость, и этот круговой процесс повторяется всё время. Внутренняя тепловая энергия Земли огромна и практически неисчерпаема в сравнении с вероятными человеческими запросами; масса горячих слоев Земли измеряется секстиллионами тонн

Многие изобретатели мечтают научиться использовать энергию океанской волны, которая составляет немалую величину. Но, несмотря на то, что предлагается бессчетное число проектов и проявляется большая изобретательность в разработке механических способов, до сих пор не получено никакого результата, имеющего практическое значение, а с учетом технических сложностей и изменчивой природы этого источника энергии перспективы ничтожны.

Нам гораздо легче поставить себе на службу силу ветра, ведь она находит практическое применение с незапамятных времен. Она неоценима как движущая сила для судов, а ветряную мельницу следует всерьез считать генератором энергии. Если себестоимость этого продукта массового спроса будет существенно снижена, мы, вероятно, будем лицезреть страны, сплошь покрытые этими освященными веками устройствами.

К сожалению, ценность всех этих источников энергии в очень большой степени снижается по причине периодических и бессистемных колебаний, и мы вынуждены искать источник постоянной и круглосуточно поступающей энергии, сравнимой с энергией водопада. Таким образом, мы склонны рассматривать земную теплоту в качестве возможного источника постоянного энергоснабжения.

В соответствии с грандиозным проектом, представленным на этой иллюстрации, энергия забирается из морских глубин. Теплота поверхностного слоя, вступающего во взаимодействие с другим, холодным, слоем, используется для получения энергии, приводя таким образом в действие крупные электрические станции. В этой чрезвычайно важной статье представлен анализ перспектив практического осуществления замысла, а также теоретические основы функционирования [установки]

Заслуживает внимания тот факт, что еще в 1852 году лорд Кельвин обратил внимание на естественную теплоту как на источник энергии, доступный человечеству. Но вопреки своему правилу обращаться к сути каждого предмета своих исследований он довольствовался всего лишь предположением. Впоследствии, когда сложилось представление о законах термодинамики, стали часто рассматриваться перспективы использования разницы температур в океане, в твердом грунте или атмосфере. Известно, что в тропических морях разница температуры воды на поверхности и на глубине трех метров составляет 50° по Фаренгейту. Температура верхнего слоя подвержена изменениям и достигает в среднем 82° F, в то время как температура глубинных слоев обычно составляет как минимум 32° F или около того, что является результатом постепенного притока очень холодного полярного течения. В земле, твердом теле, это соотношение имеет обратную зависимость: температура повышается примерно на один градус по шкале Фаренгейта через каждые 64 фута углубления в недра земли. Известно об очень больших температурных расхождениях в атмосфере, где она снижается по мере удаления от поверхности земли в соответствии со всем комплексом происходящих в ней процессов.

Но несмотря на то, что это было общеизвестно в течение по крайней мере 75 лет, а использование теплоты Земли для получения энергии было предметом глубоких исследований, никакой решительной попытки ее использования не было предпринято до тех пор, пока некий американский инженер, имя которого я не в состоянии выяснить, не предложил заставить двигатель работать на паре, генерируемом в глубоком вакууме из теплого поверхностного слоя воды и конденсируемого холодной водой из глубин. Такой проект, в полном объеме и тщательно разработанный, подкрепленный чертежами и расчетами, он представил на рассмотрение видным капиталистам и бизнесменам Нью-Йорка около 50 лет тому назад. Он не только предполагал производство и распределение энергии для всеобщего потребления, но даже планировал приводить в движение суда с помощью энергии, получаемой таким способом, где в качестве рабочей жидкости предпочтительнее применять эфир. По причине его смерти или по другим причинам проект не был доведен до практического осуществления. Об этом я узнал намного позже, когда заинтересовал своим проектом переменного тока Альфреда С. Брауна, известного технического специалиста, приглашенного для оценки достоинств моих изобретений, и К.-Ф. Пека, знаменитого юриста, который создал компанию для их промышленного внедрения. Эти люди были одними из первых, к которым инженер обратился [в свое время] с предложением и которые сочли его проект целесообразным в принципе, но трубопроводы, насосы, двигатели, паровые котлы и конденсаторы требовали слишком больших затрат, и, кроме того, практически полезное размещение энергетической установки оказалось трудным вопросом, оставшимся без определенного ответа. Мое открытие вращающегося магнитного поля привело к изменению ситуации и отношения к ней с их стороны. Они полагали: если с помощью моей установки можно будет осуществлять рентабельную передачу энергии в отдаленные места, а стоимость океанской станции будет в значительной мере снижена, этот неисчерпаемый источник энергии можно успешно использовать. У г-на Пека были влиятельные знакомства, среди его клиентов был Джон С. Мур, основатель банкирского дома, носящего его имя. За исключением недавно умершего Дж. П. Моргана, который превосходил всех на Уолл-стрит и возвышался над другими людьми, подобно Самсону над филистимлянами, Мур был, вероятно, чрезвычайно сильной личностью. Мне дали понять, что если я смогу разработать проект, который удовлетворит г-на Брауна и других инженеров, то весь необходимый для этого широкомасштабного предприятия капитал будет безотлагательно предоставлен. Моим компаньонам не было нужды уговаривать меня взяться за решение этой задачи, так как идея с самого начала выглядела многообещающей, несмотря на то, что в этом не было ничего фундаментально нового.

Важнейшие условия, необходимые для работы паровой или другой термодинамической машины, были выполнимы, значительная разница температур имелась в наличии в любое время. Не было нужды в предъявлении доказательств того, что теплота будет непрерывно поступать с более высокого уровня на находящийся ниже и преобразовываться в механическую работу. Не требовалось также доказательств того, что вода поверхностного слоя, температура которого значительно ниже ее обычной точки кипения, равной 212° F, может с легкостью превращаться в пар под воздействием вакуума, вызывающего закипание при любой температуре, какой бы низкой она ни была. Общеизвестно, что вследствие того же фактора на высокогорье невозможно сварить бобы и яйца вкрутую. По той же причине выходят из строя турбины на паровых энергетических установках, в которых полностью отключаются котлы, когда слегка теплая вода в системе соединительных труб закипает под воздействием неосторожно примененного вакуума. Такое поведение воды, или вообще всякого рода жидкости, было прекрасно проиллюстрировано в широко известном устройстве, названном криофор, состоящем из двух сообщающихся сосудов, из которых откачан воздух и частично заполненных жидкостью, она выпаривается в одном сосуде и конденсируется в другом. Это изобретение принадлежит В.-Г. Вулластону, крупному английскому ученому и исследователю, впервые освоившему промышленное производство платины и имевшему в среде некоторых ученых репутацию открывателя (еще до Фарадея) вращения электромагнитного поля. В первом приборе, представленном в начале девятнадцатого века, один из сосудов был заполнен льдом, чтобы замораживать воду в другом. Согласно взглядам того времени бытовало мнение, что холод льда переносился на воду, поэтому прибору было дано греческое название, означающее «носитель холода». Но теперь мы знаем, что процесс протекает в противоположном направлении: охлаждение осуществляется путем переноса теплоты при парообразовании от теплого сосуда к холодному. Вы, естественно, придете к заключению, что процесс прекратится, как только замерзнет вода на поверхности, но, как ни странно, сам лед продолжает производить пар , и это именно то, отчего вся вода кристаллизуется. Можете представить, каким загадочным казался этот феномен более века тому назад!