Глава девятнадцатаяКВАНТОВЫЕ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

19.1. Человечество осознает необходимость рачительно использовать энергоресурсы

Почти половина человечества использует дрова для обогрева и приготовления пищи до настоящего времени. С точки зрения экологии использование дров наносит окружающей среде значительный ущерб. Выгодно, что дрова являются возобновляемым источником тепловой энергии. Хотя для выращивания дров необходимо длительное время, но их количество такое, что процесс роста всегда превышал процесс их сжигания. Сейчас, к сожалению, процесс уничтожения лесов идет намного быстрее, чем их рост.
Несколько позже человек научился использовать в качестве энергетического источника течение воды в реках. Это тоже оказался возобновляемый мощный источник энергии.
Однако развитие гидравлических установок привело человечество к созданию гигантских плотин с мощными турбинами и электрогенераторами. Накопление воды в больших объемах стало влиять на окружающую среду и создает постоянную опасность для населения, живущего ниже плотины по течению реки. Вместе с этим эффективность работы гидравлических электростанций не очень высокая. К тому же они строятся на большом удалении от тех районов, где потребляется электрическая энергия, что требует строительства линий электропередач. Линии ведут к потерям электрической энергии в большом количестве.
Несмотря на это, человечество стало понимать, что вода самой природой наделена мощной, возобновляемой энергией, получение которой новыми способами не влияет на окружающую среду. Запасы воды на Земле довольно значительны и постоянно пополняются, в том числе и из космоса.
Некоторые ученые считают, что жизнь на Земле зародилась также в воде при ее вращении. В тридцатые годы многие ученые проводили изучение зарождения жизни при вращении воды и были поражены тем, что вращающаяся вода выделяла огромное количество энергии. Объяснить эти процессы выделения энергии в то время не смогли. Постепенно о них забыли с появлением атомной бомбы, атомных подводных лодок и атомных электростанций. Но вода использовалась в атомных реакторах, а лодки плавали в воде, и ее продолжали изучать. Чем больше ее изучали, тем больше выявляли загадочных явлений, происходивших в воде или связанных с водой. Нам будут интересны результаты исследований поведения воды при тепловых процессах. Так как по нашей программе на первом этапе необходимо было создать такой источник тепловой энергии, который выделял бы ее больше, чем потреблял электрической энергии. Шел 1987 год. Работы по программе нового энергообеспечения только начинались. Появилась идея использовать вихревые процессы. Но не было теоретических обоснований. К тому же использование вихревых трубок Ранке - Хильше при работе на чистой воде не давало нужного эффекта. Лишь в конце 1987 года у нас были созданы первые установки, которые показали удовлетворительные результаты и имели коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую не ниже, чем у электрического тэна (0,95-0,98). Учитывая, что после прохождения воды через теплогенератор у нее еще оставалась энергия движения, появилась первая надежда на переход рубежа эффективности в 100%. Что и подтвердилось в 1988 году [161].
В США мистером Григсом параллельно создается гидросонная помпа [130], которая в 1994 г. показывает эффективность преобразования электрической энергии в тепловую, достигающую 117%. Если же учитывать все теплопотери, то ее "КПД" достигает 168%. Какие-либо химические, ядерные или фазовые преобразования в воде при этих испытаниях не зафиксированы. Все участвовавшие в испытаниях признают, что это какая-то загадка для человечества [130]. Но оказалось, что никакой загадки нет. В установке Григса вращается с большой скоростью диск с отверстиями, через который проходит поток воды. В соответствии с теорией движения любое приводимое во вращение тело выделяет энергию. Что и происходит в этой установке. Энергия вращения диска и внутренняя энергия воды, высвобождаемая при вращении и кавитации, суммируются. Это наблюдателю не видно, ибо приборы показывают только результатирующую тепловую энергию. Надо отметить, что гидросонная помпа и теплогенератор "ЮСМАР" показали не самый лучший результат (168%; 215%). Теория движения показывает, что в таких установках коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую мог бы достигать 300%. Но если использовать специальные жидкости, то можно, разогнав установку, выключить электродвигатель, и она будет выделять тепловую энергию уже без потребления электрической. Таким образом, наши расчеты могут показать эффективность, близкую к бесконечности. Или, как говорят некоторые, можно получать даровую энергию. Остановимся на описании конструкции такой квантовой теплоэлектростанции, которая в качестве топлива использует воду и энергию вращения.
Быстрое развитие новой техники и технологий позволяет использовать выгоды, которые дают двойные технологии в области энергетики. Появляются теплоэлектростанции, работающие сразу на двух видах топлива, например мазуте и природном газе. Съем вырабатываемого тепла и электрической энергии происходит одновременно в нескольких блоках, что существенно повышает КПД таких станций и снижает общий расход топлива.
Создаются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые вырабатывают не только электроэнергию, но и горячую воду для теплоснабжения городов.
Появились принципиальные возможности утилизации тепла двигателя внутреннего сгорания. В Германии идет серийное производство дизельных теплоэлектростанций, в которых КПД повышается за счет тепла, вырабатываемого двигателем и электрогенератором [259]. В таких станциях производится до 35% электрической энергии плюс 55% тепловой энергии. Съем тепла происходит от нагретых выхлопных газов, от нагретого масла, от охлаждающей жидкости и от всех нагретых металлических Деталей и поверхностей. Конструкция дизельной теплоэлектростанции потребовала большого количества дорогостоящих теплообменников, а также размещения двигателя и электрогенератора в специальном изолированном контейнере. Только в этом случае удалось повысить общий КПД дизельной теплоэлектростанции до 90%. Естественно, что до потребителей доходит несколько меньше энергии из-за ее потерь при транспортировке. Потребители получают примерно 87% энергии от таких теплоэлектростанций.
Если сравнить дизельную электростанцию нового типа с традиционной теплоэлектростанцией, то у нее эффективность будет выше на 8-12%. По мнению изготовителей дизельных теплоэлектростанций, каждые 10% повышения их эффективности дает до 30% экономии топлива [259]. Естественно, что такая экономия сжигаемого топлива положительно влияет на уменьшение количества вредных выхлопных газов, а следовательно, улучшает экологическую обстановку в районе, где работают теплоэлектростанции нового типа.
Стали более совершенными и более эффективными парогазовые турбины. Их коэффициент полезного действия поднялся до 58% за счет многократного съема тепла [260]. Все эти достижения в области энергетики требуют огромных затрат и дорогостоящих материалов. Можно сказать, что классические методы повышения КПД уже не дают его резкого прироста. Очевидно, мы подошли к пределу возможности тепловых машин по КПД, которое не может быть более 100%.
В то же время новые нетрадиционные способы производства тепловой и электрической энергии еще не вышли на энергетический рынок в массовом масштабе. Но они уже заявили о себе как высокоэффективные, где эффективность может быть значительно выше 100%.
С появлением высокоэффективного вихревого теплогенератора "ЮСМАР" процесс получения с его помощью электрической энергии существенно упрощается.