На практике изобретение такого «вечного двигателя» может произвести настоящую революцию в энергетической отрасли. Однако пока что наработками петербургского изобретателя профессиональное сообщество оценивает с осторожностью. Зато зарубежные коллеги уже пригласили ученого на Международный Энергетический конгресс.
Тема вечного двигателя всегда волновала человечество, но до сих пор возможность изобрести устройство, которое бы воспроизводило энергию без затрат топлива или других энергетических ресурсов, отрицала наука. В частности, первое и второе начала термодинамики отрицают возможности perpetuum mobile первого и второго рода.
В нынешнем году тему «Вечного двигателя» обсудят на 22-м Мировом Энергетическом Конгрессе - 2013, который пройдет в Южной Корее в октябре этого года. Корреспондент SPB.AIF.RU побеседовал с Михаилом Стекольщиковым – петербургским ученым, кандидатом технических наук, который будет выступать на этом конгрессе с докладом.
Энергия воды
SPB.AIF.RU: - Расскажите, в чем суть изобретения?
| Читайте также: | |
|---|---|
 Ученый из Петербурга получит премию президента |
|
.jpg) Петербургские учёные создали самую прочную сталь в мире |
|
.jpg) Номинант на Шнобелевскую премию: «Переключился на научно-техническую юмористику» |
|
М.С.:- В теплоэнергетике, составляющей 80% всей энергетики, возможно присутствие трех разнотипных циклов: изотермический цикл (при постоянной температуре), экзотермический (топливный, «огневой по Карно») цикл и эндотермический (самоохлаждающийся, бестопливный) цикл.
Французский ученый Сади Карно в 1824 году доказал невозможность использования изотермического цикла для получения эксергии (работоспособности). Британский учёный Уильям Томсон (он же, лорд Кельвин) в 1851 году запретил использование эндотермического цикла, якобы из-за гипотетической опасности «исчерпания теплоты моря и суши, и … всего материального мира». С тех пор техника и технологии пошли по использованию в энергетике экзотермических циклов, результатом чего стало повсеместное распространение тепловых электростанций, работающих на углеводородном и атомном топливе. Это привело к экономическому, энергетическому и экологическому кризисам.
Я открыл и изобрел для возможного использования эндотермические бестопливные циклы. Они позволяют использовать солнечную энергию, концентрированную в гидросфере и атмосфере. Суть изобретения - в разработке технологических схем циклов. Доказательством открытия является решение уравнения Гиббса-Гельмгольца для эксергии термомеханических систем. Найденные корни уравнения являются значениями эксергии для искомых циклов.
SPB.AIF.RU: - Каким образом вы планируете получать энергию?
М.С.:- Первое начало термодинамики запрещает производство энергии, а Второе начало запрещает преобразование потенциальной энергии равновесной окружающей среды в кинетическую энергию (эксергию или работоспособность). Людям же всегда требуется эксергия – это та «высококачественная энергия», которая может производить полезную работу. Эксергия проявляется во вращении ротора, движении струи газа или жидкости.
Впечатляющий пример получения эксергии приведён в «Курсе общей физики» Зисмана и Тодеса, опубликованном в 1974 году. «Океанский корабль с двигателем, мощностью 100 тысяч кВт мог бы полностью обеспечить работу своей машины за счет охлаждения морской воды, ... охлаждая 1 м3 воды в течение 6 с, т.е. всего 10 м3 воды в минуту... И, плывя по такому, в буквальном смысле, океану энергии, корабль вынужден сжигать уголь или нефть».
При всех экзотермических циклах теплоэнергетики вода служит посредником между реактором и окружающей средой. При эндотермическом цикле топливо не требуется, и вода служит источником производства эксергии. Расчёты показали, что из оборотной воды тепловой электростанции можно произвести 300% эксергии, производимой ТЭС, без использования топлива. Это относится к любым тепловым электростанциям: в том числе ядерным и термоядерным. При этом не учитывается расход воды, затрачиваемый на добычу и транспортировку топлива
Для примера: на строящейся ЛАЭС-2, предусмотрен ежедневный выброс 200 тысяч тонн воды в атмосферу в виде пара.
SPB.AIF.RU: - То есть, эксергию вы планируете получать из воды?
М.С.:- Совершенно верно. Энтальпия (внутренняя энергия) холодной воды, позволяет сопоставить её с напором воды на гидростанциях. Для этого разделим энтальпию воды (360000 Дж/кг) на ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с2) получая эффективный тепловой напор воды: Н* =360000/9,8 = 36,7 км. Таким образом, эффективный тепловой напор воды, примерно в 100 раз превышает гравитационный напор плотинных ГЭС. Это означает, что для получения сопоставимой мощности в эндотермической ГЭС достаточно использовать 1% стока реки.
SPB.AIF.RU: - Противоречит ли это законам физики? Как объяснить это противоречие?
М.С.:- Предлагаемый цикл разработан в соответствии с законами физики и принципами Карно (1824), Стирлинга (1816) и полностью построен на трудах академика СССР Льва Ландау.
Известно, что существует противоречие между термодинамикой и физикой. Термодинамика считает, что все реальные процессы не обратимы, а физика, что все процессы обратимы. Отказ от разрешения этого противоречия привел к огромным последствиям – энергетика пошла по неправильному пути. По большому счету, исправить это можно было еще 50 лет назад после публикации первых томов «Курса теоретической физики» Льва Ландау.
Ландау отрицал принцип абсолютной необратимости, запрещающий эндотермический цикл. «...механика сама по себе полностью симметрична по отношению к обоим направлениям времени… такая симметрия должна сохраниться и в основанной на классической механике статистике. Поэтому, если возможен... процесс, сопровождающийся возрастанием энтропии замкнутой макроскопической системы, то должен быть возможен и обратный процесс, при котором энтропия системы убывает».
Ландау отрицает принцип единственности значения максимальной работы введённой Клаузиусом. По Ландау, окружающая «среда, тоже участвующая в процессе, делает результат неоднозначным, и возникает вопрос о том, какова максимальная работа, которую может произвести тело при данном изменении его состояния». А эксергию системы он определяет уравнением Гиббса-Гельмгольца.
Возможность использования эндотермического цикла отрицается Кельвином (1851) и Оствальдом (1893). По их мнению, вечный двигатель 2-го рода, т.е. работающий за счёт охлаждения равновесной окружающей среды, невозможен.
Ландау возвращается к формулировке Карно: «Двигатель, работающий только за счёт энергии находящихся в тепловом равновесии тел, был бы для практики своего рода «вечным двигателем. Второй закон термодинамики исключает возможность построения такого... вечного двигателя 2-го рода». То есть Ландау запрещает изотермический цикл для получения эксергии и снимает запрет с эндотермического цикла.
«Нефтебароны» перестроятся, а «нефтебараны» разорятся
SPB.AIF.RU: - Где можно применять изобретение?
М.С.:- Везде, где есть теплый воздух и вода. Все зависит от необходимой мощности. В воде есть скрытое тепло фазового перехода вода-лёд, которое возможно использовать для получения эксергии. Совместная генерация эксергии и холода можно производить за счёт Гидросферы или любых тепловыделяющих объектов и сооружений: универсамов, концертно-спортивных комплексов, жилых домов, молочных ферм, холодильных комплексов, химических заводов, градирен хранилищ РАО и ОЯТ и т.д.
SPB.AIF.RU: - Машину можно на таком двигателе использовать?
М.С.: - Нужен большой приток энергии, он существует только для воды. Обогревать дома возможно и электричество получать из воздуха можно. Водный транспорт весь может ходить на таком двигателе. Автомобили будут переоборудованы в электромобили. Электромобили будут заряжаться дешёвой электроэнергией полученной из воды.
SPB.AIF.RU: - Не боитесь угрозы газовых и нефтяных монополистов?
М.С.: -Не боюсь, мне уже поздно бояться. Ведь, «что написано пером, не вырубишь топором...». Роспатент публикует заявки и патенты без спроса, по своим правилам, а Интернет разносит их по всему свету. Разработка нового оборудования не требуется, достаточно модернизировать существующее. Технологически развитые страны обладают возможностями для развития новой технологии. Так что, пусть боятся они, умные «нефтебароны» перестроятся, а «нефтебараны» разорятся, как это и бывало неоднократно.
SPB.AIF.RU: - Вы уже представляли эту идею где-либо? Обсуждали? Какова реакция научного сообщества?
М.С.: - Регулярно в течение пяти лет представлял проект на конкурсы: Конкурс русских инноваций, «Белая Книга» – трижды; Конкурс СТАРТ Фонда Бортника – 2011г. и 2012г.; конкурс НИР и ОКР СПБ – 2012 г; конкурс МО РФ – 2012 г.
Регулярно участвовал в выставках «Российский промышленник» в 2009 – 2011 г.г. Ежегодно участвовал в различных российских научно-технических конференциях 2009 -2012 г.г.
Ни в одном конкурсе не прошёл отборочного тура. Наверное, потому, что формально инновация не соответствует существующим законам термодинамики. А принципы Ландау многие не понимают. При личном обсуждении со специалистами, ни разу не был опровергнут, так как опирался на факты, а не на гипотезы. Оценка всегда положительная. При посылке доклада на 22-й Всемирный Энергетический Конгресс (2013) сразу прошёл квалификационный отбор.
Российские разработки утекают за рубеж
SPB.AIF.RU: - А как реагируют чиновники?
М.С.: - Начиная с 2008 года я регулярно писал письма Председателю правительства РФ или Президенту РФ, или обоим одновременно. Конструктивных ответов не получал.
Следует признать, что среди VIP-экспертов РФ не нашлось способных разобраться в моей работе. Были у меня попытки привлечь внимание и политических партий. Но и обращения в петербургские отделения «Единой России» (2008) и «Яблока» (2012) не привели к ответной реакции.
SPB.AIF.RU: - Власть любит говорить про поддержку инноваций и инноваторов. Как вы оцениваете эту поддержку на личном опыте?
М.С.: - Президент Владимир Путин в феврале этого года сказал: «Нам нужны, безусловно, проекты, сопоставимые с теми, которые уже были в нашей истории. Это и завоевание космоса, и освоение атомной энергии. Проекты, которые в свое время дали импульс практически всем научным дисциплинам и технологиям». Сказано хорошо. Но технологии внедрения инноваций, существовавшие в СССР, потеряны, а новые не работают.
В отрасли инноваций преобладают экономисты и финансисты. Обучали их по заморским лекалам и шаблонам. Они не видят, не отличают «жемчужин» в потоке псевдоинноваций. Их уровень, это «натаскивание» студентов. Боязнь ошибиться заставляет ориентироваться на известные решения, что само по себе ошибка. Инновации, существующие на рынке, устарели для повторного проталкивания.
Для выхода на мировые рынки, необходимы «прорывные, закрывающие» технологии, своим появлением изменяющие рынок. Остальным делать нечего, их просто не примут. Противоречие заключается в том, что изобретение делает человек, а реализовывать его должна организация, обладающая соответствующей базой. Этот переход в России не организован, поэтому обычно российские разработки реализуются за рубежом.
Хочется напомнить о российских изобретателях, им труднее с каждым годом, но в отличие от научных сотрудников, в их защиту никто не выступает. А ведь уровень технической инновации определяется наличием патента.
SPB.AIF.RU: - Есть ли уже у вас предложения по внедрению изобретения?
М.С.: - Пока нет, в данный момент я пытаюсь рассказать о своем изобретении.
SPB.AIF.RU: - Если в России не получится, отдадите изобретение за рубеж?
М.С.: - Суть изобретения опубликована Роспатентом в Интернете, оно уже известно за рубежом. Мое участие поможет выиграть пару лет и соответственно снизить затраты. У меня остались только права на интеллектуальную собственность. Но воспрепятствовать развитию Проекта за рубежом теперь невозможно.
SPB.AIF.RU: - Вас пригласили на 22-й Мировой Энергетический Конгресс в Южную Корею, готовитесь к участию?
М.С.: - Да, был квалификационный отбор, я посылал свою работу на конкурс докладчиков и получил приглашение. Но есть одна загвоздка – участие не бесплатное. Так что сейчас всеми силами ищу спонсорскую поддержку. Также я заявляю о готовности вести публичную дискуссию с представителями ортодоксальной науки.
Россия на пороге технологической революции?