Водопроводная энергия

Я недавно переехал в новую квартиру. В аренду включена горячая вода, но мне придется платить за электричество. А поскольку мой бюджет ограничен… как мне лучше всего использовать бесплатную воду в кране для производства электроэнергии?

— Дэвид Аксель Курц

Можно построить крошечную гидроэлектростанцию в ванне.

Она будет вырабатывать энергию, но не много. Формула мощности — давление, умноженное на скорость потока^[1].↲Или же скорость потока на плотность на высоту.↳ Поскольку ванны отнюдь не глубокие, давление на дне не слишком высоко, так что выходит около двух ватт мощности — что-то вроде 25 центов за месяц.

Бóльшую мощность можно получить, увеличив давление проходящей через генератор воды. Для этого можно сделать наш «водоем» глубже. Если вы живете на втором этаже, можете соорудить трубопровод на первый этаж — это как минимум даст десятикратное давление и в десять раз увеличит мощность^[2].↲По схожему принципу устроен сбор дождевой воды, который мы обсудили в «Что если?» № 23 «Секция коротких ответов 2».↳ В результате местные власти будут оплачивать закачку воды в вашу квартиру, а вы будете забирать часть этой энергии себе, позволяя воде литься вниз.

Получится ли с помощью крана закачать воду на произвольную высоту, чтобы производить еще и еще больше энергии при ее падении обратно?

Нет. Во-первых, нельзя закачивать воду бесконечно высоко. Давление в домашних кранах составляет примерно 4 атмосферы^[3].↲60 фунтов на квадратный дюйм. Или около 4000 миллибар, если измерять давление внутри трубопровода старым барометром.↳ Воду можно поднимать примерно на 10 метров за одну атмосферу давления, так что ваш водопровод сможет закачивать воду примерно на 40 метров, не выше.

Во-вторых: как, вероятно, можно угадать по картинке выше, подкачка воды на высоту 40 метров давлением смесителя и её спуск не справляются с задачей. Можно просто подключить кран к устройству и позволить давлению воды управлять генератором напрямую. В любом случае, для крана в ванной это выдаст почти 200 ватт, или 25 долларов, в месяц.

Придётся ещё убедиться, что водопровод выдерживает напор. Если в трубах возникнет засор, предотвращающий отток воды, она выльется через кран и наполнит дом в течение нескольких дней. И в любом случае, в конце концов объявится кто-нибудь из муниципалитета и спросит, почему каждый день вы используете по 40 тонн воды.

И, в самом-то деле, в то время, пока Калифорния переживает самую страшную засуху в истории, эта схема вряд ли вызовет одобрение окружающих. Конечно, если вы живёте далеко от Калифорнии, то ваша вода навряд ли поможет облегчить засуху, но напрасная трата гигантского количества воды (и вложение кучи денег) ради экономии нескольких долларов в счёте за электричество может быть воспринята в штыки.

Расход воды в ванне на пять или шесть порядков меньше, чем в реке, — но это всё ещё большая масса воды. Можно найти ей менее эгоистичное применение?

Распространённый совет — пить 8 стаканов воды в день. Никто не знает, откуда он пришёл. Люди говорят, что надо пить от 2 до 12 стаканов воды ежедневно^[4],↲По какой-то причине вечно советуют чётное число. Поиск выдаёт кучу советов про шесть или восемь стаканов в день, и почти никто не советует семь.↳ но никто не может предоставить реальных доказательств. Единственный действительно убедительный совет, который я слышал: если мучает жажда, надо попить.

Если придерживаться стандарта «8 стаканов в день», то питьевой воды из-под крана в ванной хватит, чтобы бесконечно долго поддерживать около 10 000 человек. Другими словами, Манхэттен смог бы выжить благодаря воде, протекающей всего лишь через 150 ванн.

Но если ваша цель — сэкономить на электричестве, есть гораздо более прибыльный вариант.

Одна полулитровая бутылка воды стоит доллар или два. Вода для бутилирования то и дело берется из муниципальных источников — словом, она водопроводная. Вода в этом продукте не всегда главное. Люди часто платят за удобство или же из-за проблем с водоснабжением. Как бы там ни было, совершенно незачем отдавать всю прибыль Кока-Коле.

Если вы начнете разливать воду из-под крана в собственной ванной по бутылкам и умудритесь продавать каждую за $1,50, станете зарабатывать 72 доллара в минуту — 38 миллионов долларов в год.

И тогда вам не придется переживать из-за платы за электричество.