UNIPRESS/Colorado Russian World
http://www.russiandenver.50megs.com/eneriya.htm

 

ПУТЬ К ИЗОБИЛИЮ ЭНЕРГИИ НАЙДЕН ЧЕРЕЗ МАЙСОЦЕНКО ЦИКЛ
Илья Трейгер


В одном из своих еженедельных обращений к стране Барак Обама назвал продвижение разработки чистых источников энергии ключом к созданию рабочих мест и сильной экономики.

В качестве примера американский президент привел компанию BrightSource, которая планирует построить крупнейшую электростанцию на солнечных батареях в калифорнийской пустыне Мохаве. По его словам, этот проект трудоустроит около тысячи человек и, по завершении, будет производить из солнечной энергии электричество для 140 тысяч домов.

Обама также обвинил республиканцев в обещании отменить все стимулы для развития проектов чистой энергетики, включая действующие. Американский президент заявил, что прекращение этой программы будет означать передачу конкурентоспособности в этой сфере Китаю и другим странам.

***

О чем, собственно, спорят стороны, действительно об источниках "чистой энергии" как отрасли, или же речь идет лишь об одном конкретном проекте, касающимся компании BrightSourc.

В далеком 1892-м году великий Никола Тесла свою лекцию в американском институте инженеров-электриков закончил словами: "Все, окружающее нас, находится в непрерывном движении, и энергия есть повсюду. Должны найтись и прямые способы утилизации этой энергии. И когда электричество будет получаться из окружающей нас среды, и когда таким же образом будут получаться все другие формы энергии из своего неисчерпаемого источника, человечество пойдет вперед гигантскими шагами".

Долгих сто лет понадобилось, чтобы предсказание Теслы сбылось. Долгих сто лет, через водяные мельницы, ветряные пропеллеры и, наконец, солнечные батареи шло человечество к этому рубежу и достигло его. Нет, это не солнечная батарея. Это новый термодинамический цикл, открытый американским ученым советского происхождения доктором технических наук, профессором Валерием Майсоценко и официально зарегистрированный как Maisotsenko-Cycle (M-Cycle).

На сегодняшний день, цикл Майсоценко получил уже все мыслимые и немыслимые премии, а его автор избран членом Президиума Международного общества Н. Теслы. Многократно публиковалась эта информация и на наших страницах. Однако, чтобы точнее соотнести эту тему с упомянутым выступлением американского президента, все же напомним, о чем идет речь, и в чем суть Майсоценко термодинамического цикла, использующего атмосферный воздух в качестве возобновляемого источника энергии. Хорошо известно, что таким источнивом энергии является солнечная энергия и порождаемые ею эффекты.

Трансформация лучистого тепла, энергии ветра и движения воды, а также малых разностей температур между глубинными и поверхностными слоями морей и океанов, - вот основные пути использования возобновляемой солнечной энергии сегодня. Но профессор Майсоценко сумел найти путь использовать еще один вид солнечной энергии, о котором менее известно, однако он может служить эффективным возобновляемым источником энергии.  Это энергия окружающей нас атмосферы, той самой атмосферы, которая является »виновником» всего живого на Земле.

В основном атмосфера состоит из влажного воздуха, который представляет собой смесь сухого воздуха с водяным паром. При испарении воды в воздух затрачивается энергия. Это приводит к понижению температуры воздуха.Таким образом, возникает разность температур воздуха атмосферы и воздуха, контактирующего с испаряющейся водой. Эта разность называется психрометрической разностью  температур. Так как разность любых потенциалов   (в том числе и температур) может служить источником энергии, то и неравновесность  атмосферы, выраженная через психрометрическую разность  температур, может служить энергетическим ресурсом. Однако до реализации

цикла Майсоценко эта психрометрическую разность температур была столь мала, что не представлялось возможным использовать ее в качестве энергетического ресурса. Заслуга доктора Майсоценко в том и состоит, что ему удалось существенно увеличить  психрометрическую разность температур, что дало возможность ему же этот возобновляемый энергетический ресурс использовать

 для различных отраслей промышленности и транспорта, снижая потребление энергии и топлива в разы и при этом повысить не только технико-экономические но и экологические показатели (смотри таблицу).

Майсоценко цикл (М-цикл) можно объяснить более наглядно следующим образом.

Если представить себе знакомую всем нам с детства шкалу обычного барометра-анероида, то на этой шкале мы увидим зону высокого атмосферного давления, ассоциированную с сухим воздухом, и зону низкого атмосферного давления, ассоциированную с влажным воздухом. В силу известных физических законов, воздух из области высокого атмосферного давления перемещается в зону низкого атмосферного давления, создавая тем самым ветер, который будет существовать до тех пор, пока не произойдет полный тепло- массообмен между перемещающимися слоями воздушных масс и атмосферное давление между зонами не сравняется.

Очевидно, что если мы искусственно увлажним воздух в одной из точек геопространства, то, тем самым, искусственно создадим зону низкого давления, которая в свою очередь вызовет искусственный ветер за счет перемещения сюда воздушных масс из зоны высокого атмосферного давления. Если при этом мы так же разделим сухой и влажный потоки таким образом, чтобы предотвратить явление массообмена между ними, то такой искусственный ветер будет еще и постоянным, не стихаемым. Получив искусственный постоянный ветер, мы получили рабочее тело, способное выполнять работу.

В этом, собственно, и заключается инженерное решение, получившее название Maisotsenko-Cycle (M-Cycle). Ученый сконструировал тепло- массообменник, в котором присутствуют разделенные потоки воздуха, один из которых искусственно увлажняется. Таким образом, внутри устройства создается искусственный постоянный ветер, совершающий работу.

Это и есть принцип работы термодинамического цикла Майсоценко. Однако принцип принципом, но каковы перспективы его практического применения? Эти  перспективы достаточно иллюстративно можно видеть на следующей таблице:

 

 

А если эту таблицу перевести на бытовой язык, то речь идет о целом ряде вполне практических инженерных решений. Цикл Майсоценко и его области прменения защищены более чем 200 патентами во всем мире.

Впервые технология на основе цикла Майсоценко была доказана и реализована компанией Coolerado Corporation (Денвер, Колорадо США), производящей несколько типов кондиционеров (комменрческие, бытовые, солнечные и гибридные). Как подтверждено Национальной Лабраторией источников возобновляемой энергии США (NREL), кондиционеры, выпускаемые этой компанией, обладают эффективностью более чем на 90% превышающей эффективность традиционных устройств.

Энергия, получаемая из атмосферного воздуха через цикл Майсоценко в 10 раз дешевле, чем энергия, получаемая из традиционных источников. С официальным отчетом Министерства энергетики США по этому поводу можно познакомиться ЗДЕСЬ.

Кондиционеры, выпускаемые Coolerado Corp., вышли сегодня на рынки Японии, Европы, Австралии, Южной Америки, Сингапура, а так же США, от Вашингтона до Флориды.

Следующий пример, это так называемый М-Рекуператор, реализующий М-цикл для любых тепловых машин, в том числе и автомобильных двигателей.

Эффективность М-цикла в данном применении базируется на наиболее совершенной технологии утилизации тепла за счет реализации уникального процесса испарительного охлаждения при испарении воды в воздух. Любой двигатель внутреннего или внешнего сгорания (Дизель, Отто, Брайтон, Стирлинг и т.д.), работающий по М-циклу, не нуждается в дополнительной воде. Он использует оборотную воду, извлеченную из выхлопных газов. Здесь утилизируется не только тепло выхлопных газов, но также тепло, отбираемое у двигателя через охлаждающую рубашку. Таким образом, становится ненужным радиатор автомобиля, отличающийся низким уровнем теплоотдачи и большими габаритами. Кроме того,  минимальная температура для охлаждения в М-цикле – это точка росы окружающего воздуха, которая зависит только от его влагосодержания и всегда ниже не только температуры окружающего воздуха, но и его температуры по мокрому термометру. Поэтому в жаркую погоду или в горах, где воздух разрежен, радиатор не в состоянии сколько-нибудь эффективно отводить тепло и двигатель захлебывается. Двигатель же, работающий по М-циклу, наоборот, чувствует себя тем лучше, чем экстремальней термические условия.

В результате, только благодаря теплоте выхлопных газов, утилизированной через М-цикл, улучшается самый процесс сжигания топлива, ибо влажный воздух, сгорая, отдает в атмосферу в 8-12 раз меньше вредных веществ. Но главное, это вдвое меньший расход топлива, по сравнению с любыми существующими моделями, включая и гибридные автомобили. Что бы вы сказали о 6-цилиндровом автомобиле, проезжающем 70 миль на одном галлоне топлива, практически не отравляющем воздух и стоящем на несколько тысяч дешевле нынешних моделей?

В результате официального тестирования цикла Майсоценко Центром Дэвиса Калифорнийского университета (UC Davis Energy Efficiency Center (EEC), University of California) было установлено, что тепло- массообменник, работающий на основе этого цикла обеспечивает 80% энергосбережение.

 А из этого следует...

Какой процент оборота нефти на территории США сжигается автотранспортом? – 65%, эта цифра известна. Какой процент этих нефтепродуктов можно сэкономить, применяя в автомобилях упомянутый ранее Рекуператор Майсоценко? Теперь мы и эту цифру знаем, 80%. А это означает, что 52% нефтепродуктов, сжигаемых в автомобильных двигателях, экономится за счет применения М-рекуператора, т.е. есть реальная возможность сэкономить половину всей, сжигаемой на территории США, нефти. Но цифра 52% интересна не только этим. Вернее, не 52, а 51%. Это ведь не просто цифра, а доля импортной нефти в общем количестве нефти в американском обороте. Вот, оно, где настоящее чудо – тепло- массообменник Майсоценко, установленный на автомобильный двигатель позволяет США полностью отказаться от импорта нефти из стран Ближнего Востока и Южной Америки! За несколько месяцев страна приобретает полную энергетическую независимость от иностранных поставщиков энергоносителей.

Другой пример – это так называемый солнечный кондиционер, который представляет из себя компактный аппарат с  вентилятором, работающим от маленькой солнечной батареи и дующий в тепло- массообменник Майсоценко. А на выходе получается мощный поток холодного воздуха.

А еще, это невообразимо дешевые опреснители воды с малым потреблением энергии, способные производить пресную воду не только из соленой или загрязненной воды, но и экстрагировать пресную воду непосредственно из атмосферного воздуха. То есть, такое устройство способно производить пресную воду даже в пустыне Сахара.

Гибридные кондиционеры – обычные компрессионные кондиционеры, снабженные теплообменником Майсоценко, в результате чего, энергопотребление этих компрессионных кондиционеров снижается на... 80%.

Устройство для охлаждения обычных солнечных батарей уже используют в солнечных кондиционерах компанией Coolerado из Денвера, в результате чего, эффективность солнечных батарей возрастает с обычных 12-15% до 32%.

Так же, использование М-цикла  в комбинации с солнечной радиацией и энергией ветра дает целый ряд новых возможностей для внедрения. Так, например, солнечный кондиционер, Coolerado Cooler R600, способен охлаждать поверхность площадью 225 кв. метров при потреблении всего 700 Вт электроэнергии. Это означает, что устройство способно работать на трех солнечных батареях мощностью каждой всего в 200 Вт. Для сравнения, традиционный компрессионный кондиционер потребует для такого же эффекта 20-40 солнечных батарей.

Охлаждающие башни (градирни) – устройства  на основе М-цикла существенно снижают температуру охлаждения воды в градирне, и при этом эффективно осуществляется утилизация теплоты, которая в традиционных  градирнях бесполезно выбрасывается в атмосферу .

Надо отметить, что все перечисленные инженерные решения – это не некие теоретические планы на будущее. Некоторые устройства на основе М-цикла уже находятся в рынке. Почти все эти практические приложения уже производятся компанией Coolerado, Inc. на коммерческой основе. Правда, все это касается рынка главным образом не американского, а иностранного. Здесь и Европа, и Азия, и Африка, и Австралия, практически весь мир, даже Россия... И нельзя сказать, что на территории США совсем нет интереса к циклу Майсоценко. Интерес есть, но он главным образом носит характер больше научный, нежели коммерческий. И особенно удручает тот факт, что именно в США фактически замалчивается то, что является вершиной практического применения цикла Майсоценко – это непосредственное производство энергии из атмосферного воздуха.

Эффект этот, собственно, и был обнаружен в уже упомянутом солнечном кондиционере. Дело в том, что небольшой вентилятор, работающий от компактной солнечной батареи и дующий в тепло-массообменник Майсоценко, не просто создает на выходе поток холодного воздуха, но этот поток на выходе оказывается мощнее, нежели поток от вентилятора на входе. По всем правилам, в этом случае мы имеем право рассматривать аппарат в качестве вечного двигателя, а его создателя обвинить или в мошенничестве, или в технической безграмотности. Имеем право, если... не станем вникать в то, что на самом деле происходит внутри тепло-массообменника. Однако аппарат упорно работает, поэтому вникнуть в эти процессы пришлось...

Если бы поток на выходе создавался исключительно потоком на входе, вот тогда это был бы вечный двигатель. Но поток на входе вовсе не создает поток на выходе. Поток на входе лишь запускает тепломассообменный процесс, который экстрагирует из воздуха дополнительную порцию потенциальной энергии самого воздуха, переводя ее в кинетическую, что и рождает новый более мощный, чем на входе поток. То есть, имеет место процесс генерации энергии за счет экстракции внутренней энергии атмосферного воздуха. Когда этот эффект был обнаружен, а его физическая природа понята, естественно, появилась и концепция энергетической (эксергетической) башни Майсоценко (Maisotsenko Exergy Tower, MET). И вот, что эта башня из себя представляет:

На рисунке мы видим два концентрических цилиндра, образующих два воздушных канала. Внешний цилиндр – это, собственно, корпус башни. А внутренний цилиндр является тонкостенным, изготовленным из материала с внутренней поверхностью, непроницаемой для влаги, и наружной поверхностью, смачиваемой водой. Таким образом, в центральном воздушном канале воздух остается сухим, а в канале, концентрически расположенном вокруг центрального, воздух влажный. Влажность, возникающая во втором канале, и запускает тот самый процесс, о котором мы подробно писали ранее. Здесь, в башне Майсоценко,  в центральном канале воздушный поток движется сверху вниз, как в энергетической башне Заславского (Израиль) , а во втором канале снизу вверх, как в солнечных башнях, успешно реализуемых сегодня. Эффетивность такой башни Майсоценко намного (в разы) превосходит все подобные технические решения. И работает эта башенка круглосуточно   весь год в течении всего времени и без остановки.

Согласно предварительным расчетам, такая башня, устроенная в каминной трубе стандартного двух-трех уровневого индивидуального жилого дома, способна генерировать, как минимум, 10 КВт/час электроэнергии, работая 24 часа в сутки. И что интересно, так это то, что при наличии этого источника энергии дому требуется этой энергии еще меньше, особенно летом. Дело в том, что данное устройство кроме генерирования энергии, имеет еще и побочные продукты – это производство холода и производство воды. То есть, в летнее время такой дом не нуждается более в энергетических затратах на кондиционирование воздуха. И, кроме этого, если для смачивания влажного канала использовать канализационную воду, то продукция очищенной воды составит до  2 тысяч литров в день, то есть, хватит не только для нужд одной семьи, но многих домов. А, учитывая, что энергетическая производительность башни среди прочего является функцией высоты этой башни, легко себе представить, какое количество энергии мы получаем от тепло- массообменника Майсоценко, помещенного в обычную заводскую трубу высотой 50 или 100 метров.

И это, если речь идет о башне Майсоценко в "чистом виде", т.е. как это описано. Но ведь в нашем практическом материальном мире ничто не способно существовать в "чистом виде". Энергетическая башня ведь предназначена для работы на нашей планете, где и солнышко светит, и ветерок дует. Если дует, то грех не оборудовать сооружение флюгером-воздухозаборником или, проще говоря, обычным аэродромным ветровым мешком. Таким образом, к уж имеющемуся энергетическому потенциалу прибавляется дополнительная энергия, которую обычно принято утилизировать ветрогенераторами. Но ведь и от солнышка тоже не спрячешься. Хотим мы того или нет, но через внешнюю обшивку башни воздух в концентрическом канале получает дополнительный нагрев от солнечной радиации, и, следовательно, дополнительную потерю в весе. Это создает дополнительную движующуюся силу для потока воздуха, и, следовательно, увеличивает производство электрической энергии. Таким образом, даже без нашего желания эта установка, наряду с психрометрической энергией воздуха, автоматически утилизирует солнечную энергию так же, как это происходит в солнечных башнях. Только за счет этих двух дополнительных факторов эффективность установки способна увеличиваться в разы и обеспечивать не только один отдельно взятый частный дом, но и целые жилые районы. Но кроме  психрометрической и солнечной энергии присутствуют такие явления, как гравитация и прочие факторы, традиционно используемые в известных источниках возобновляемой энергии. Так во сколько еще раз увеличивается эффективность башни Майценко? А этого мы сегодня точно сказать не можем, поскольку и перечисленные известные факторы работают в данном случае не в чистом виде, а, будучи пропущены через новый термодинамический цикл...

Приведенный нами рисунок, изображающий описываемую конструкцию, является всего лишь принципиальной схемой устройства, но не инженерным чертежом. На самом же деле никакого внутреннего цилиндра нет, а есть большая поверхность  влажной гофрированной бумаги с капиллярными свойствами и копеечной стоимости. Впрочем, это тоже несколько утрировано. Конечно же, бумага эта не целлюлозная, а синтетическая. И гофры чем-то  напоминают пчелиные соты. И смачивается эта бумага тоже хитроумным способом. Однако при всем этом бумага остается бумагой, и стоимость ее остается  незначительной. И процесс гофрирования,  т. е. сминания этой бумаги тоже давно уже автоматизирован той же компанией Coolerado, Inc., и тоже обходится в копейки. Теоретически существенных затрат требует лишь строительство самой башни. Однако строительство даже самой дорогой заводской трубы стоит на порядки дешевле строительства любой электростанции известного типа.

Впрочем, рассуждения о затратах на возведение энергетической башни Майсоценко  являются чисто теоретическими, поскольку если такие башни и придется строить, то в далеком будущем, а то и вообще никогда. Уж, во всяком случае, сегодня этот вопрос вообще не стоит. Дело в том, что любое предприятие имеет заводскую трубу, а любое здание, особенно многоэтажное, имеет вентиляционные каналы. Тепло- массообменник Майсоценко, размещенный в таких трубах и каналах, превращает последние в энергетические башни, не только не нарушая главные функции этих труб или каналов, но, напротив, улучшая их эффективность. До тех пор, пока все уже имеющиеся заводские трубы и вентиляционные каналы не будут оснащены такими тепло- массообменниками, вопрос о строительстве новых возникнуть не может. А в будущем..., в будущем предприятия ведь тоже в любом случае будут строиться с заводскими трубами, а здания с вентиляционным каналами, так что и в будущем специально тратить деньги на башни, скорее всего, не придется.

***

Как нетрудно видеть, предсказание великого Теслы сбылось, но сбылось лишь в той его части, где великий гений говорил о том, что найдутся способы утилизации окружающей нас повсюду энергии. Однако это предсказание не сбылось в той его части, где ученый говорит о том, что когда это случиться, человечество пойдет вперед гигантскими шагами. Не пошло человечество пока гигантскими шагами от того, что научилось утилизировать энергию окружающей среды. Почему?

Обратимся снова к биографии самого Теслы. Речь идет о знаменитом проекте Теслы 1903-го года, когда было закончено строительство башни на острове Лонг-Айленд на северной окраине Нью-Йорка. С помощью расположенного на башне и возле неё оборудования Тесла собирался воздействовать на ионосферу Земли и качать с небес океан ДАРМОВОЙ электроэнергии. Однако это, естественно, было совершенно неприемлемо для магнатов уже налаженного энергетического бизнеса... В итоге ДЖ. П. Морган-старший уже в том же году прекратил финансирование этого проекта, и часть электрооборудования Теслы была за долги демонтирована. А сами научные достижения гения Теслы начали старательно умаляться, осмеиваться и просто ЗАМАЛЧИВАТЬСЯ остепенённой научной бездарью и  продажными писаками...

Нечто подобное, по-видимому, происходит и сейчас. Нет, практические применения цикла Майсоценко не осмеиваются и не замалчиваются. Многие возможные практические приложения термодинамического цикла Майсоценко, как и сам цикл интенсивно обсуждаются и изучаются по всему миру, и не только в США. Но интерес этот не выходит за рамки интереса чисто научного. Так например, в Канаде (University of Ontario Institute of Technology) исследуют энергетическую способность атмосферного воздуха при использовании М-цикла. В Англи (University of Nottingham) проводится математическое моделирование М-цикла при его реализации в различных  областях науки и техники. Японские исследователи (Tokyo University of Agriculture) изучают возможность применения М-цикла совместно с солнечной радиацией.

То, что реально вышло на мировой рынок, главным образом, представляет интерес за пределами США. И это положение вещей вряд ли носит случайный характер.

Да, это выгодно, если автомобиль начинает потреблять вдвое меньше бензина, чем до сих пор. Но выгодно кому? – Потребителю. Но выгодно ли это компаниям, производящим автомобильный бензин? – Очевидно, что нет, поскольку снижение потребления снижает объем продаж.

Конечно же, это выгодно иметь собственную электростанцию в каждом доме и пользоваться электроэнергией, ни цента не платя за нее. Но и это выгодно только потребителю. Производителям же и поставщикам электроэнергии это не просто не выгодно, но смерти подобно, поскольку в них вообще отпадает всякая необходимость. В этом, как представляется, и заключена суть спора президента Обамы с республиканцам. Обама, конечно же, говорит не о конкретной отдельно взятой солнечной электростанции, а действительно об источниках возобновляемой энергии как об отрасли. И американские консерваторы тоже имеют в виду не конкретную солнечную "батарейку", а именно источники возобновляемой энергии в принципе, поскольку традиционно защищают интересы американских энергетических корпораций. Проще говоря, история повторяется. Вопрос только, в какой форме она повторится на этот раз для США, в форме трагедии или в форме фарса. История Теслы произошла более ста лет назад. Мир тогда был другим, он не был глобализован. Сегодня же, то, что не возьмет Америка, то возьмут другие страны, собственно, уже берут и вполне практически. Так что фарсом этот случай повторения истории может быть лишь с точки зрения внешнего наблюдателя. Саму же Америку это вполне может отбросить назад...

Copyright©2011 UNIPRESS