понедельник, 5 августа 2013 г.

Энергия из моря

Всем знакомо изобретение французского инженера Жоржа Клода (1870—1960): это он придумал широко применяемые в рекламе светящиеся трубки, наполненные неоном. Но главное дело его жизни окончилось провалом: он пытался получать бесплатную энергию из океана.

Поверхностная вода тропических акваторий нагревается Солнцем до 28 градусов Цельсия и выше, но на глубине нескольких сотен метров температура океанской воды даже в тропиках может составлять всего 5 градусов и меньше. Из этой разницы температур можно извлекать энергию, если в трубчатом теплообменнике, помещённом неглубоко под поверхностью, тёплая вода будет испарять какую-либо летучую жидкость, а затем её пар сконденсируется в другом теплообменнике, находящемся на полкилометра глубже. По пути пар начнёт вращать турбину с электрогенератором, вырабатывая энергию. Сконденсированная жидкость откачивается обратно наверх и снова испаряется. Идея принадлежит не Клоду — первым к ней пришёл его соотечественник, известный физик Арсен Дарсонваль ещё в 1881 году (он выбрал в качестве рабочей жидкости двуокись серы). Но Клод изменил принцип работы. Он предложил, чтобы испарялась и затем конденсировалась сама тёплая морская вода. Если поместить её в камеру с низким давлением, она закипит, даст пар, который поступит в другую камеру, охлаждаемую глубинной водой, и там сконденсируется, а по дороге будет вращать турбину. Таким образом, весь рабочий цикл может проходить не под водой (где на трубках теплообменников быстро нарастут колонии морских водорослей и животных), а на суше, в здании электростанции. Туда только придётся закачивать тёплую морскую воду от берега и холодную — с глубины.


В 1926 году Клод с успехом продемонстрировал модель своей системы на заседании Академии наук, а через два года построил опытную установку в Бельгии — там разница в 20 градусов Цельсия между температурой сточных вод сталелитейного завода и реки Маас, куда эта вода сбрасывалась, вращала маломощный электрогенератор.

Место для постройки морской электростанции изобретатель нашёл на Кубе, на берегу залива Матансас. Для засасывания холодной воды в камеру конденсации надо было проложить с берега до глубины 500 метров стальную трубу диаметром 180 сантиметров и длиной более двух километров. Отрезки трубы общим весом 400 тонн привезли из Франции, чтобы сваривать на месте.

Тут же начались сложности: трубу, сваренную в августе 1929 года на понтонах, разломал осенний шторм, а обломки затонули. Пришлось опять выписывать трубы из Франции. Затем новая труба не раз ломалась морским течением, штормами и даже (как утверждал изобретатель) диверсантами, подосланными каким-то конкурентом.

Наконец в сентябре 1930-го опытная электростанция заработала. И проработала целых 11 дней, давая 22 киловатта. Инвесторы, вложившие в проект два миллиона долларов, были разочарованы скромностью результата, и в дальнейшем Клоду пришлось тратить собственные сбережения.

Вместо береговой Клод попытался построить плавучую установку, купив два крупнотоннажных судна и отогнав их к берегам Бразилии, но, промучившись два года, потеряв в пучине километры труб и 800 тысяч долларов, был вынужден бросить дело.

Состояние техники и инженерной мысли в те годы не позволяло осуществить здравую в основе идею. Успехи в области добычи нефти и газа из океана развили нужную технологию, теперь подводные трубы, как правило, не рвутся и не тонут. Правда, современные проекты всё же предлагают использовать легкокипящую жидкость — жидкий аммиак, как в первых холодильниках. Такую установку мощностью 10 мегаватт планируют построить на юге Китая для энергоснабжения морского курорта.