Никола Тесла - Статьи
Рассмотрим, для примера, одну из крупнейших отраслей промышленности — угольную. Из этого ценного минерала мы прежде всего извлекаем скрытую в нем солнечную энергию, необходимую для удовлетворения потребностей в промышленности и коммерции. Согласно статистическим данным, добыча угля в Соединённых Штатах за прошедший год составила 480 000 000 тонн. При условии применения совершенных машин этого топлива было бы достаточно для стабильной выработки энергии в 500 000 000 лошадиных сил в течение года, но расточительство столь безответственно велико, что мы в среднем получаем не более 5 процентов от его энергетической ценности. Огромные потери происходят в процессе добычи, при погрузке, транспортировке, складировании и использовании угля, которые можно было бы весьма значительно уменьшить, если применить универсальный электрический способ для всех этих операций. Рыночную ценность годового продукта можно было бы без труда удвоить и добавить колоссальную сумму к доходам страны. Более того, уголь худшего качества, миллиарды тонн которого выбрасываются, можно было бы использовать с выгодой.
Подобное происходит в газовой и нефтяной отраслях, ежегодные убытки здесь достигают сотен миллионов долларов. В ближайшем будущем потери такого рода будут считаться преступлением, а владельцев такого имущества будут принуждать к внедрению новых методов. Вот здесь-то и открывается бескрайнее поле для широкого применения электричества в самых разных отраслях промышленности, которые обязательно претерпят коренные преобразования, благодаря его интенсивному внедрению.
В качестве еще одного примера я могу упомянуть производство чугуна и стали, которое осуществляется в США в поистине колоссальных масштабах. В течение прошлого года, несмотря на неблагоприятную деловую конъюнктуру, было произведено 31 000 000 тонн стали. Подробное описание перспектив усовершенствования процесса производства как такового уведет нас слишком далеко, и я лишь кратко обозначу, как, по всей вероятности, можно усовершенствовать процесс использования отходящих газов коксовых и доменных печей, чтобы генерировать электричество для промышленных нужд.
Поскольку на производство каждой тонны чугуна используется одна тонна кокса, его годовой расход может составить 31 000 000 тонн. Выход газа в процессе горения в доменных печах составляет 7 000 000 кубических футов в минуту с тепловым эквивалентом 110 британских тепловых единиц на кубический фут. От общего количества газа 4 000 000 кубических футов возможно использовать без дополнительных затрат для получения энергии. Если бы вся тепловая энергия этого года могла быть трансформирована в механическое усилие, ее мощность составила бы 10 389 000 лошадиных сил. Такого результата добиться невозможно, но абсолютно реально получить 2 500 000 лошадиных сил электрической энергии на выходах динамо-машин.
При производстве кокса выделяется приблизительно 9 400 кубических футов газа на тонну угля. Этот газ является превосходным средством для получения энергии, так как его тепловой эквивалент составляет в среднем 600 британских тепловых единиц, но в двигателях его в настоящее время используют очень мало, большей частью по причине высокой стоимости и других несовершенств. Тонна кокса требует около 1,32 тонны американского угля, следовательно, суммарное годовое потребление угля на вышеупомянутых основных условиях составляет почти 41 000 000 тонн, что дает 733 000 кубических фута газа в минуту. Допустим, что выход излишка, или обильного газа, достигнет 333 000 кубических футов, тогда оставшиеся 400 000 кубических футов можно использовать в газовых двигателях. Теоретически этого теплосодержания могло бы хватить для выработки 5 660 000 лошадиных сил, из которых 1 500 000 лошадиных сил можно было бы получить в виде электрической энергии.
Я уделил много внимания этой промышленной проблеме и считаю, что применение новейших, эффективных, чрезвычайно дешевых и простых термодинамических преобразователей позволит вырабатывать в электрических генераторах не менее 4 000 000 лошадиных сил путем утилизации тепловой энергии этих газов, которые, если не полностью идут в отходы, используются лишь частично и неэффективно.
Планомерное совершенствование и доводка смогут гарантировать гораздо лучшие результаты и получение годового дохода 50 000 000 или более долларов. Электрическую энергию можно рентабельно использовать для связывания атмосферного азота и производства удобрений, потребность в которых чрезвычайно велика и производство которых в нашей стране ограничено по причине высокой стоимости энергии. Я с уверенностью в успехе рассчитываю на практическое осуществление этого проекта в ближайшем будущем и надеюсь на исключительно быстрое внедрение электричества в этой области.
Получение гидроэлектрической энергииЭнергия воды открывает огромные возможности для применения электричества, особенно в области электрохимии. Использование водопадов в качестве источников электроэнергии является наиболее экономичным способом из тех, которые позволяют черпать энергию Солнца. Это объясняется тем, что и вода, и электричество несжимаемы. Общий коэффициент полезного действия гидроэлектрического процесса может доходить до 85 процентов. Первоначальные затраты в большинстве случаев огромны, но расходы на содержание и техническое обслуживание невелики, а предполагаемая выгода идеальна. Моя установка переменного тока продолжает стабильно работать, и к настоящему времени она выработала около 7 000 000 лошадиных сил. Как это обычно происходит, мы получаем не более шести сотых одной лошадиной силы на тонну угля в год. Отсюда следует, что эта гидроэнергия эквивалентна той, которую можно получить от годового потребления 120 000 000 тонн угля, что составляет 25 процентов от общей добычи в Соединённых Штатах. Эта оценка занижена, и, принимая во внимание колоссальные потери угля, вероятно, ближе к истине будет допустить 50 процентов.
Мы получим более точное представление о потрясающем значении энергии для нашего экономического развития, если вспомним, что, в отличие от топлива, которое требует громадных затрат человеческой энергии и не возобновляется, она легко восполняется, не расходуя сырья, и соответствует механической работе 150 000 000 человек, что в полтора раза превышает всё население нашей страны. Эти цифры производят сильное впечатление; как бы то ни было, мы только начали использовать этот неисчерпаемый ресурс, доступный всему сообществу.
В настоящее время есть два основных лимитирующих момента: один состоит в осуществлении доступа к источнику энергии, второй — в передаче энергии на расстояние. В теории энергия падающей воды огромна. Если предположить, что в среднем дождевые облака находятся на высоте 15 000 футов, а годовое количество осадков составляет 33 дюйма, то суточная энергия, приходящаяся на одну квадратную милю, превысит 4 000 лошадиных сил, а для всей территории Штатов она составит более 12 000 000 000 лошадиных сил. В действительности же большая часть потенциальной энергии уходит на трение о воздух. Это, хотя и вызывает разочарование у экономистов, является благоприятным обстоятельством, ибо, не будь трения, капли падали бы на землю со скоростью 800 футов в секунду, а этого хватило бы, чтобы вызвать появление волдырей на теле человека, в то же время град был бы определенно смертельным. Большая часть воды, доступная для получения энергии, падает с высоты около 2 000 футов, что дает более полутора миллиардов лошадиных сил, но мы умеем использовать падение воды лишь с высоты, допустим, 100 футов, а это означает, если бы вся энергия падающей воды в нашей стране при существующих условиях использовалась в качестве источника электроэнергии, было бы получено лишь 80 000 000 лошадиных сил.
Следующее замечательное достижение — управление атмосферными осадками с помощью электричестваА ведь недалеко то время, когда мы будем полностью регулировать выпадение атмосферных осадков, и это даст возможность извлекать неограниченное количество воды из океанов, получать любое желаемое количество энергии и совершенно преобразить земной шар, применяя ирригацию и используя методы интенсивного земледелия. Едва ли возможно представить себе нечто более значительное, что может быть достигнуто человечеством посредством электричества.
Существующие в настоящее время ограничения в передаче энергии на расстояние будут преодолены двумя способами: путем применения подземных, энергетически изолированных проводников и путем внедрения беспроводной технологии. Первый проект я предлагал несколько лет тому назад. В основу был положен принцип передачи водорода по полому проводнику при очень низкой температуре окружающего вещества и обеспечения, таким образом, идеальной изоляции, косвенно используя электрическую энергию. Таким образом, энергия, полученная от водопада, может передаваться на расстояния в сотни миль при максимальной экономичности и небольших затратах. Это новшество, несомненно, в значительной степени расширит область применения электричества. Что касается беспроводного способа, могу сказать, что теперь мы имеем средство экономичной передачи энергии в любом желаемом количестве и на расстояния, ограниченные лишь размерами планеты. В связи с утверждениями некоторых введенных в заблуждение экспертов, что в беспроводной установке, которую я создал, энергия передатчика рассеивается по всем направлениям, я хотел бы с особой категоричностью заявить, что ничего подобного не происходит. Энергия идет только туда, где она требуется, и никуда больше.
