Паровые двигатели на солнечной энергии, невероятная особенность викторианской эпохи

Когда большинство из нас думает о солнечной энергии, приходят в голову эти серые кремниевые панели, которые обеспечивают энергией придорожные устройства на пустынных шоссе в Аризоне или Неваде, а не паровые двигатели под председательством Авраама Линкольна. Солнечная энергия — это явление двадцать первого и двадцать первого веков, а не девятнадцатого века. Или это так?

История солнечной энергии на самом деле восходит к двум тысячелетиям. Он достиг пика популярности среди инженеров и изобретателей в период удивительного научного приключения, которое процветало с середины до конца 19 века.

Поезда на паровых двигателях двигались по поднятым железным дорогам в американских городах, и недавно городские улицы были электрически освещены. Именно тогда ученые-мечтатели снова посмотрели на небо в поисках нового источника неиссякаемой энергии. История солнечной энергии в викторианскую эпоху редко рассказывается. Это захватывающая история, и часть ее даже напрямую связана с Авраамом Линкольном.

Инженер и изобретатель шведского происхождения Джон Эрикссон сделал себе имя в Соединенных Штатах, когда производил бронированный броненосец для армии Союза. монитор, Это военный корабль, который победил Конфедерацию CSS Вирджиния (лучше запомнили сегодня имя, данное ему силами Союза — Мерримак). Это был Эрикссон по контракту, заключенному с ним самим президентом Линкольном, который спроектировал и построил мониторон столкнулся Мерримак во время битвы за Хэмптон-роуд в марте 1862 года, принесшей Союзу победу, что, по мнению многих историков, является решающим поворотным моментом в гражданской войне.

Джон Эрикссон использовал свои кораблестроительные и другие инженерные навыки для финансирования проектных работ, которые были для него гораздо важнее, чем корабли, но не приносили ему денег. Эриксон был одержим созданием того, что он назвал «солнечным двигателем», что означало, что паровой двигатель был достаточно мощным, чтобы выполнять полезную работу путем преобразования солнечного света в механическую энергию. Ему удалось создать несколько прототипов.

Солнечные машины Ericsson имели три основные особенности. Во-первых, он сконструировал коническое зеркало, чтобы сфокусировать солнечный свет на центральной оси (вспомните перевернутый зонт с ручкой, направленной прямо на солнце — зеркало находилось в вогнутом углублении зонтика, отражая солнечный свет в направлении стебля). Он построил трубчатый котел в зеркале, прикрепленном к маленькому паровому двигателю.

«Он повернулся к солнцу, — объяснил Эриксон журналисту в 1870 году, — свет фокусируется на металлической трубке так же, как лупа может сфокусировать горячее пятно света на листе бумаги, чтобы осветить его. "

Эриксону удалось создать устройство, которое приводилось в действие паровым двигателем с поршневым двигателем, вырабатывающим несколько лошадиных сил. Хотя это была не игрушка, она была полезна только для небольших машин, таких как токарный станок или промышленный вентилятор. Масштабирование было проблемой, потому что размер зеркала стал громоздким.

Работа Эрикссона никогда не выходила далеко за рамки масштабной модели, но он был источником вдохновения для человека, который был гораздо больше, как говорят некоторые, размера, амбиций. Именно Фрэнк Шуман, родившийся в Бруклине, изобретатель-самоучка, стремился построить паровой двигатель мощностью 1000 лошадиных сил на солнечной энергии размером с городской квартал, который будет качать воду из Нила на спеченные поля из египетского хлопка.

Фрэнк Шуман стал мультимиллионером до 30 лет, решая серьезную и смертельную проблему, которая преследовала железнодорожные станции и другие крупные общественные здания в Америке. Перед дешевым внутренним освещением у всех этих зданий были огромные стеклянные окна в крыше, чтобы осветить их интерьеры, и когда снег или ветер — или камень, брошенный злым подростком — разбили стеклянное окно в крыше, осколки копья упали на таких, как оружие, увечья, а иногда и убивая их. Газеты 1850-х и 1860-х годов полны таких историй.

Решение Шумана? Продукт, который он назвал «безопасное стекло», который он изготовил, сделав бутерброд из двух листов недорогого стекла из панелей Питтсбурга, соединенных прозрачным соединением цементной резины. Защитное стекло не разбилось на миллион осколков, когда оно разбилось. Скорее он свернулся калачиком, как лист бумаги. Защитное стекло используется по сей день в автомобильных окнах и защитных очках. Шуман был щедро вознагражден за это спасительное изобретение, которое позволило ему, как и Эриксону ранее, посвятить все свое время и личное богатство своей одержимости домашними животными: гигантскими паровыми двигателями на солнечной энергии.

Почему сегодня мало кто из нас знает Фрэнка Шумана и Джона Эрикссона? Возможно, это потому, что наука, которую мы помним с 19-го века, известные истории Эдисона и Маркони, Дизеля и Вестингауза, — это наука, которая стала мейнстримом, наука, которая влияет на нашу повседневную жизнь. История солнечной энергии сто лет назад была забыта, возможно, потому, что слишком многие сегодня даже отвергают солнечную энергию как маргинальную технологию, которая не оказывает (или не может) оказывать трансформирующее влияние на нашу жизнь.

К счастью, на рынке и в библиотеках есть несколько хороших нетехнических книг, рассказывающих об этой увлекательной истории солнечной энергии до 1900 года. Тема многих из этих книг заключается в том, что технология солнечного пара, разработанная более ста лет назад, наконец становится господствующей тенденцией. Слишком многие из нас все еще думают, что история солнечной энергии началась в конце Второй мировой войны.

После Первой мировой войны пар, работающий на солнечной энергии, упал в пропасть, но теперь, как и многие калифорнийцы, которые, как и я, прошли через Барстоу, можно воочию убедиться, что солнечный пар переживает период восстановления Солнечные паровые электростанции в Барстоу и многое другое другие в Испании и других солнечных странах могут производить 12 мегаватт электроэнергии, этого достаточно для питания 10 000 домов, и кажется, что пар на солнечной энергии может снова стать проблемой для других видов энергии.

Может быть, когда-нибудь солнечные паровые двигатели будут качать живительную воду на хлопковые поля Египта? История показала нам, что силу технологий и настойчивости никогда нельзя недооценивать.