В Англии также серьезно занялись вопросом использования морских приливов. Уже давно английское правительство проектирует постройку в устье Северна одной из крупнейших на земле силовых станций, с максимальной нагрузкой в 1 млн л. с. Таким образом крупнейшая до сих пор силовая станция на Ниагарском водопаде, мощностью около 400000 л. с., отойдет уже на второе место. Река Северна у своего впадения в Бристольский канал имеет очень длинную бухту, в которой очень сильно действие морских приливов. Если разделить эту бухту дамбой, стоимость которой была бы сравнительно невелика, то можно было бы выстроить здесь одну из крупнейших силовых станций. Крупные промышленные предприятия на берегах этой силовой станции легко бы оправдали стоимость строительства. Стоимость предприятия исчисляется в 30 млн фунтов (английский фунт = 10 р.). Срок постройки предполагается в семь лет. Английское правительство, несмотря на скептическое отношение специалистов к этому плану, снова решило организовать предварительно исследования относительно осуществимости этого проекта.
Уже в течение целого ряда лет инженеры Англии занимаются проектированием мощных энергетических установок, причем энергия может быть получена в северных морских рукавах с помощью ежедневных приливов и отливов. Еще раньше был выдвинут проект, согласно которому путем создания бассейнов в 15 шотландских озерах может быть получен источник электрической энергии мощностью в 183 500 л. с. Но эти проекты не были осуществлены.
Наряду с этими и другими планами использования энергии приливов и отливов в последние годы возникли проекты, имеющие целью использовать для получения энергии тепло морей.
В 1925 г. в этой области выделился проект берлинца д-ра Баймера. Баймер исходил из того положения, что в тропиках море на поверхности обладает температурой в 25°, на глубине же в 3 000-4 000 м температура не достигает даже 10°. Тепло поверхностных слоев воды можно использовать для испарения углекислоты или аммиака, а тем самым и для работы паровой турбины. Холодная вода могла бы быть использована для сгущения отработанного пара. Подобное приспособление позволило бы использовать высокую температуру моря на 3 %. Для этого потребовалось бы построить плавающие по морю силовые станции, которые полученной энергией пользовались бы на месте, хотя бы для производства удобрительных средств и т. п.
С аналогичным проектом выступил в 1926 г. известный пионер в области получения синтетического аммиака, Ж. Клод. Клод изложил свой проект на одном из заседаний французской Академии наук. Вместе с Полем Бушеро, известным конструктором крупных динамотурбин, он разработал способ использования морской теплоты, который он и продемонстрировал на маленькой опытной машине. Изобретатель также исходил из того факта, что в тропических морях поверхностные слои показывают очень высокую температуру, тогда как глубже лежащие слои воды — весьма низкую. Сконструированная изобретателем машина состоит из двухколенного герметически закупоренного сосуда, в котором давление достигает 1/1000 атм.; в трубе, соединяющей эти оба колена, находится паровая турбина. Если в обоих коленах находится вода, то в пространстве, находящемся над водою, господствует давление пара, соответствующее данной температуре воды.
Рис. 17. Клод перед своим аппаратом, с помощью которого он демонстрирует использование морского тепла. Левый сосуд содержит воду при температуре в 28°, правый — лед, служащий конденсирующим средством.
Клод исчисляет мощность своей машины, исходя из предположения, что при достаточном поступлении в нее теплой воды каждый кубический метр воды отдает 5 000 калорий и производит 8 кг пара. Изобретатель полагает, что, пропуская в секунду 1 000 куб. м воды через паровой котел, можно получить 600 000 л. с. По сравнению с этим проектом все попытки использовать морские приливы для получения энергии теряют всякое значение, и даже современные станции, получающие энергию из угля, нефти или водяных турбин, отступают по мнению изобретателя далеко на задний план, если их сопоставить с его машиной, работающей в 20 раз дешевле. Хотя эта идея весьма соблазнительна и осуществление ее можно только приветствовать, однако к оптимизму Клода приходится отнестись очень скептически; ибо путь от лаборатории к широкому техническому применению очень далек и труден, в особенности в том случае, когда приходится иметь дело с силами, которые не поддаются измерению в стенах лаборатории.
Как бы то ни было, из вышеизложенного уясняется, с каким упорством изобретатели и техника трудятся над проблемой покорения чудовищных сил океана и использования их на службе человека.
Солнце как источник энергии
Солнце, щедрый расточитель тепла, света и жизни, сменяющий времена года, наполняющий деревья океанами соков, невидимой рукой черпающий воду из чаши океанов, превращающий ее в тучи, туман и росу, всюду способствующий росту; добрый свет, укрепляющий больные легкие человека, заставляющий нас забывать пасмурные дни, золотящий нам утро после печального вечера, — это солнце дает нам также неизмеримое количество энергии. Древние почитали солнце как божественное существо. У античных народов существовал определенный культ солнца, который доказывает, что уже тогда людям было понятно, что солнце обладает силою, от которой зависит вся наша жизнь. Вся религия древних индусов и египтян проникнута культом солнца. Огромные пирамиды, которые на протяжении 30 км тянутся вдоль Ливийской пустыни, представляют собою не что иное, как проявление культа солнца.
Вода и уголь являются не чем иным, как сгущенной солнечной энергией. Понадобилась колоссальная энергия солнца, чтобы вырастить огромные леса, из которых в течение миллионов лет образовывался уголь. Здесь мы будем говорить о непосредственном использовании техникой энергии, заключающейся в солнечных лучах, в качестве дополнения и замены энергии угля и воды.
Ганс Фишер исчисляет энергию, которую можно было бы получить из солнца, следующим образом: ежегодно на каждый квадратный километр земной поверхности изливаются в форме солнечных лучей 1 400 млн тепловых единиц, т. е. каждые 4 м, получают эквивалент 1 л. с. С поверхности, величиной в 1 кв. км следовательно, теоретически можно получить при 100-процентном полезном действии 187 тыс. клв-годов; при коэффициенте полезного действия лишь в 10 % получается все-таки еще 18,7 тыс. клв-годов. Современная паровая машина требует на 3/4 клв-года 4 т угля. Добытые в 1920 г. 1 300 млн т угля при переводе их целиком в механическую энергию соответствовали бы приблизительно 176 млн клв-годов. В виду того, что 1 км земной поверхности при 10-процентном использовании изливаемой на него солнечной энергии дает 18 700 клв-годов, то для получения 244 млн клв-годов необходимо всего лишь 13 000 кв. км, что соответствует приблизительно 1/3 поверхности Швейцарии. Солнечной энергии, изливаемой на эту небольшую часть поверхности земного шара, теоретически, следовательно, вполне хватило бы для того, чтобы покрыть всю современную потребность земли в энергии. Представьте себе, какие перспективы открылись бы перед человечеством, если бы вдруг удалось найти способ использования энергии солнца, изливающейся на поверхность Сахары!
По другим исчислениям температура солнечной энергии, излучающейся на землю, колеблется приблизительно от 6 000° до 8 000°.
Проблема использования солнечной энергии насчитывает много веков. Уже древние арабы были знакомы с действием солнечных лучей и, в частности, с способом их использования для технических целей. Так, зажигательное стекло было известно уже народам древности. Первое большое зажигательное стекло изготовил в первой трети XVII века астроном Маджини, за которым последовал ряд других.
Не останавливаясь на многочисленных опытах создания солнечных машин, отметим, что все они преследовали цель или путем действия солнечных лучей непосредственно превращать воду в пар или же подвергать ее давлению посредством расширяющегося под влиянием солнечных лучей воздуха.
