16.01.2007

Альтернативный вид энергии - атмосферное давление

Во время прогноза погоды на экране появляется карта, исчерченная линиями изобар и огромными буквами "Н" и "В", означающими зоны низкого и высокого давления. Районы эти занимают большие пространства, но они могут служить отличным источником энергии.

Технологию под названием "Атмосферные холодные мегаватты" развивает молодая американская компания Cold Energy, созданная в 2004 году.

Основана эта система на изобретении ныне покойного инженера Энтони Мамо (Anthony C. Mamo), одного из основателей Cold Energy. Компания пишет, что у Энтони не было никаких предшественников, вернее — никаких известных патентному ведомству работ, предлагавших нечто подобное.

Авторы проекта обратили внимание на то, что огромные зоны повышенного и пониженного давления "исторически" тяготеют к определённым географическим точкам. Во всяком случае, если рассматривать их расположение в течение года.

То есть, как есть в данной местности роза ветров, так существует и типичное распределение атмосферного давления, сохраняющееся достаточно долго. И вот какая мысль пришла к Мамо: если соединить такие соседние районы открытым с двух концов трубопроводом, длиной, скажем, километров в 300, то в нём установится постоянный поток воздуха. Далее нужно лишь поставить в трубе ветряную турбину и снимать "сливки".

Технология ACM способна производить электричество в таком же масштабе, что и угольные электростанции или гидроэлектростанции с нулевым экологическим воздействием, полагают американские новаторы. Но насколько система может быть эффективной?

Инженеры компании изучали, к примеру, воздушные течения в районе Тусона (Аризона) и убедились, что разница в атмосферном давлении между двумя точками, разделёнными 168 километрами, никогда не падала ниже 0,03 атмосферы, а обычно была выше. А этой ничтожной разницы, как говорит глава компании Джон Крокер (John R. Crocker), достаточно для создания в трубе (диаметром примерно 2,5 метра) потока воздуха со скоростью в 3 с лишним раза выше звуковой (с учётом переменных сечений в нужных местах трубы, предусмотренных конструкцией).

Расход воздуха через трубу на разницу давлений у её концов влиять никак не будет — труба соединяет между собой многие сотни кубических километров атмосферы.

А для того, чтобы нивелировать капризы погоды и всё время работать на наибольшей разнице в атмосферном давлении, типичная электростанция нового типа должна представлять собой сеть из двух-трёх или даже четырёх таких труб, длиной по 150-300 километров, соединённых узлами и переключаемыми заслонками для выбора точки забора и выпуска воздуха. Мощность такой станции составляла бы порядка гигаватта.

О примерной стоимости энергии следует добавить, что авторы системы оценивают стоимость сооружения такой системы как равную стоимости угольной электростанции той же мощности. Но при этом ACM не требует никакого топлива (и всех расходов с ним связанных – добыча, транспортировка, хранение). Иные же эксплутационные расходы также должны быть минимальными, поскольку система сравнительно проста в устройстве и единственные подвижные детали тут — роторы ветровых турбин.

Разница в высотах над уровнем моря в точках забора и выпуска воздуха могла бы способствовать повышению производительности комплекса, но он может работать и на равнинной местности. Главное, это верно выбрать точки, между которыми следует прокладывать трубу (трубы). Для чего требуются обширные статистические данные по атмосферному давлению в разных районах.

Cold Energy получила от американских метеорологов такие данные по США за последние 30 лет и намерена в ближайшее время выбрать наиболее удачное место для возведения первого прототипа электростанции ACM.

Ещё понадобятся системы, предотвращающие обледенение труб изнутри (исключительно за счёт энергии того же скоростного потока), системы, контролирующие влажность поступающего воздуха, защитные сетки на входе и выходе и прочее.

Можно, конечно, указать на различные проблемы, связанные с созданием такой станции. Например: на турбины, рассчитанные на около— и сверхзвуковые потоки воздуха, на необходимость подбора материалов для снижения уровня шума вблизи трубы (если только её не закапывать), на реальное сопротивление внутри системы, которое будет "бороться" с потоком воздуха, и даже на административные проблемы с размещением станции на территории нескольких округов.

Технология ACM сходна с ветровыми станциями, но использует искусственный ветер, пусть даже создаваемый всё тем же источником энергии, приводящим в движение атмосферу — солнечными лучами, нагревающими поверхность планеты. Оценки затрат на строительство, эффективности работы и мощности единичной установки, выполненные авторами этого проекта, может оказаться слишком оптимистическими.

Но если даже финальная стоимость киловатт-часа будет втрое выше заявленной, ACM всё равно окажется одним из самых конкурентоспособных источников энергии, да ещё и совершенно чистым.

Источники:

1. MEMBRANA