Использовать разницу температур в море для выработки энергии впервые предложили ровно 100 лет назад, в 1881 году. Это сделал французский физик Жак д'Арсонваль. Но путь от идеи к практическому воплощению был в те времена куда дольше, чем ныне.

Первая экспериментальная станция была создана учеником д'Арсонваля Ж. Клодом лишь полвека спустя, в 1930 году. Станция, построенная в заливе Матанзас на Кубе, имела мощность всего 22 квт и просуществовала всего-навсего полмесяца – за этот срок она была полностью выведена из строя прибоем. За эти две недели, как нетрудно подсчитать, станция Клода могла выработать не более 15 тыс. квт/ч электроэнергии – жители лишь одного современного многоквартирного дома расходуют за месяц примерно столько же.

Начало, что и говорить, скромное. Но уже в эту первую экспериментальную станцию были заложены многие принципы, которые позволяют ныне ученым и инженерам разрабатывать проекты громадных плавучих электростанций мощностью в 100 мгвт и выше.

Пресловутый нефтяной кризис, постоянно угрожающий многим промышленно развитым государствам, заставляет специалистов обращать взгляды к новым, нетрадиционным источникам энергии. На программу ОТЕК (по первым буквам английских слов, означающих «преобразование тепловой энергии океана») США расходуют сейчас в год десятки миллионов долларов. Аналогичные работы ведутся и в других странах, в частности во Франции и Японии.

Каким образом будут станции ОТЕК превращать ласковое тепло океанских вод в послушное человеку электричество? Есть несколько путей. Можно использовать и прямое термоэлектрическое преобразование с помощью затопленных полупроводниковых батарей (совсем как в фантастическом романе Адамова «Тайна двух океанов»).

Расчеты показывают, что такой метод позволяет получить с каждого квадратного километра океана столько же электричества, сколько дают десять мощных современных атомных электростанций. Но более перспективен термомеханический способ преобразования энергии: тепло нагревает и испаряет рабочую жидкость, образовавшийся пар приводит в движение специальные турбогенераторы, а затем охлаждается и снова превращается в жидкость.

Именно так работала и самая первая станция Ж. Клода. Она была основана на простейшем цикле, использующем в качестве рабочей жидкости непосредственно морскую воду. Теплая вода подавалась с поверхности моря в испаритель низкого давления, где превращалась в пар, вращавший турбину. Этот пар охлаждался затем холодной водой с глубины, и отработанная вода сбрасывалась в море. Рабочая жидкость приходит и уходит, поэтому такой цикл называют открытым.

Важным преимуществом открытого цикла является то, что при его использовании, помимо электроэнергии, вырабатывается много пресной воды – вовсе не обязательно выбрасывать ее в море, как это делал Клод, она может найти другое, более полезное применение. На Земле ведь немало мест, где пресная вода – это дефицит, и особенно много их именно в прибрежных районах.

Тем не менее гораздо более эффективным для энергетики является замкнутый цикл. В качестве рабочей жидкости в такой системе применяются аммиак или пропан. Рабочая жидкость циркулирует в замкнутом контуре: нагревается теплой водой в испарителе, вращает турбину, а затем снова сжижается в конденсаторе, охлаждаемая холодной водой, подаваемой насосами с глубины порядка километра.

Первые относительно скромные по размерам экспериментальные станции ОТЕК вступят в строй в самые ближайшие годы. Но, чтобы стать настоящими производителями энергии, таким станциям необходимо основательно «подрасти».

Широко известна, например, станция, предложенная компанией «Локхид». Это настоящий плавучий остров водоизмещением 230 тыс. т. Над водой выступает лишь «верхушка айсберга» – цилиндрическая надстройка диаметром 20 м, а подводная часть (диаметр центрального сердечника 75 м) уходит далеко в глубину. Но еще дальше – на километр вниз – тянется труба (ее диаметр около 30 м) для забора холодной воды.

Пройдет, по-видимому, совсем немного времени, и такие станции станут привычной деталью на фотографиях пейзажей южных морей – наряду с зелеными пальмами и белыми пляжами коралловых островов. Во многих случаях связь между ними будет вполне материальной: подводные кабели свяжут станции с берегом. Но как быть, когда берега далеко? Ведь мало добыть энергию – ее надо как-то использовать...

Станции ОТЕК, расположенные в открытом море, станут, скорее всего, настоящими плавучими фабриками, вырабатывающими аммиак, алюминий и другие продукты, производство которых требует большого количества энергии. Именно эти продукты и будут перевозиться на Большую землю. Другая возможность – это производство водорода, того самого водорода, который, по многим прогнозам, не в таком уж далеком будущем станет работать в двигателях внутреннего сгорания, заменив собою дефицитную нефть. Ведь, если есть электричество и сколько угодно воды – а такая ситуация типична для станций ОТЕК, – водород можно добывать с помощью самого обычного электролиза. И легко представить себе армады рыболовных, грузовых и пассажирских судов с водородными двигателями, заправляющиеся у плавучего острова, в буквальном смысле черпающего энергию из океана. А излишками газа наполняются оболочки громадных воздушных шаров, которые вереницами буксируются на материк дирижаблями...

Технически возможно строить гидротермальные электрические станции и в районах Мирового океана с меньшим перепадом температур, даже в арктических морях. Для этого конструкторы должны лишь создать агрегаты, которые смогут работать при перепаде температур 10 градусов (в южных морях перепад 20 – 25 градусов). Ввиду небольшой разницы температур в глубинном и поверхностном слоях в морях, омывающих берега СССР, создание таких установок рассматривается с использованием солнечной энергии.

Гидротермальные электрические станции будут не только вырабатывать электроэнергию, они смогут также способствовать развитию жизни в океане. Отработанные глубинные воды, попадая обратно, внесут питательные вещества. За счет подобных «удобрений» увеличится количество фито- и зоопланктона – основного корма рыб и многих живых существ, обитающих в царстве Нептуна.

Человек XXI века превратит океан в неиссякаемый источник энергии, не загрязняющий природную среду, то есть наш дом, нашу планету.

• Страницы:
• предыдущая
• 1
• 2
• 3

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.