随身带着一个世界-第172章
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但魏民生就不信这个邪，既然重力势能的方式行不通，为什么不可以利用浮力呢？
在这茫茫的大海之中，重力与浮力之间，除了力的方向相反之外，其他的性质几乎是差不多的。
如果能够想出一个办法，把空气搬运到海底并锁定起来，在海水的压力下，大海就是一个天然的压力容器。
用的时候把压缩空气缓慢地释放出来，通过气动机带动发电机，就可以实现稳定的电力输出。
在这个过程中，用压缩机把空气压至数百米的海底，从技术上来说并没有什么障碍。
难的是如何将这些压缩空气锁定在海底，并在保证不发生泄漏的情况下，可控的实现压缩空气的释放。
由于海水对导电金属存在的电化学腐蚀性，一般的金属容器肯定是不行的。
否则的话，投入资金和人力建成的蓄能装置，用不了多长时间就会完全损坏，失去蓄能的作用。
除了金属之外，橡胶或塑料制品也可以做到密封空气的作用。
可这些材料自身的强度和重量，根本担当不起在海底锁住压缩空气的重任，一充气可能就从海底浮起来了。
而且，上百米的海底，乒乓球大小的一个气泡，上升到海面的时候，体积至少会增长十倍以上。
在这样的情况下，这些塑料或橡胶容器肯定会被撑爆。
如果解决不了这个蓄能的问题，图瓦卢特区就只能采用蓄电池加UPS不间断电源这种分布式的蓄能方式，来存储这些不稳定的能源。
可蓄电池的使用寿命和可能对环境造成的污染，显然并不是希望之城理想的选择。
魏民生发布了测量任务，在图瓦卢周围海域探测了一圈，发现周围的大陆架大部分的深度在七、八十米，距离图瓦卢群岛稍远的地方，那些低洼地带的深度有两、三百米。
在海底七、八十米的地方，水压相当于七、八个大气压。
而这样大的压强，只需要稍作处理，就可以直接驱动气动机工作。
这样大的压强，产生的压缩空气压力，比普通的蒸汽透平机的工作压力都要高。
而两、三百米的深度，压强达到了二、三十个大气压，这样的气压，完全可以驱动大型的透平机组。
只要能够解决压缩空气的存储问题，魏民生就可以修建压缩空气蓄能电站，用二十五至五十兆瓦的透平机组，任意组合成更大发电功率的电站。
魏民生翻阅了的资料，终于从桥墩的沉箱施工过程中找到了灵感。
这种用钢筋混凝土结构建成的大型箱体，像一个矩形的柜子倒扣在水里，下面无底，靠箱体之内的空气压力排开下面的水，从而在水面之下获得一个可供人自由工作的空间。
而世界上最大的沉箱，在上世纪七十年代就已经达到了两千吨的重量，顶部面积达到上千平米的规模。
但不管这些沉箱有多大，它们在水下使用的深度最多也没有超过三十五米。
魏民生仔细研究后发现，这并不是沉箱结构无法承受更大的水压，而是因为再深的话，沉箱中工作的人承受不起那么大的气压。
沉箱这种特殊的结构，使得上千吨的混凝土构件都可以浮在水面之上。
让沉箱顺利下沉，还需要一些辅助通道和阀门，用排出沉箱中空气的办法来达到下沉到指定地方的目的。
可魏民生看中的就是沉箱这种可以存储高压气体的能力，反正自己的沉箱是不用人下去工作的，所以，把它们放到更深的地方也不会影响使用。
由于沉箱下底是与海水直接联通的，所以沉箱的内外壁受到的压强是一样的。
在这样的情况下，不会有侧向剪力对沉箱结构造成损坏，唯一能够对沉箱结构造成损坏的，只有对混凝土的直接压力。
可达到C30强度标准的混凝土结构，足以保证沉箱在三百米的深度不会受到损坏，用在两百米左右的海底，根本没有问题。
魏民生定制的沉箱，其储气空间是一个个长宽各五十米，高二十米的矩形。
增加其结构的稳定性，矩形空间中增加了一些横梁。
增加其气密性和防腐性，魏民生要求在沉箱的内外涂了一层防护剂，这样的话，一些细小的缝隙也影响不了沉箱的储气性能。
九个这样的大型沉箱为一组，在专门修建的水下二十米深的平台上，整齐地排列成九宫格形式。
沉箱内空间的顶部略成拱形，拱形结构的最顶端，横向固定了两根直径五十厘米的高压波纹胶管。
高压波纹胶管把九个沉箱的储气空间连在一起，以获得更大的储气能力。
每组开始和结束的那两个沉箱各剩下了一根胶管，作为压缩空气的排气管，压缩空气将通过这两根管道，推动海面上的透平机用于发电。
在排气管道没有关闭，储气空间内空气可以自由流动的情况下，沉箱内的空气完全被海水排空，上千吨的沉箱稳稳地搁放在平台上，为下一步的工作做好准备。
在保证九个沉箱稳定的情况下，用钢筋混凝土结构现浇的方式，把九个沉箱连成一个整体。
同时，在其边缘浇筑了一道五米高的钢筋混凝土围墙，使沉箱的顶部形成一个可以堆放沙石的空间。
现浇结构的保养期到了后，关闭排气管道，然后用压缩空气排出沉箱内的海水。
在浮力的作用下，可以很方便地将这个大型沉箱结构，用牵引船拉到指定的地方。
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第411章 能量环 一（）
由于沉箱的强度以及安全承受的压力，可以把它安放在三百米深度以下，较为平坦的地方。
而这样的沉箱结构，同样的储气空间，放得越深，压强越大，其储气量也就越大。
在两百多米的水下，二十多个大气压的压强，足以将沉箱的储气能力提高二十多倍。
而接近恒温层的深度，水温基本上在十摄氏度左右，比表层水温低接近二十度。
这样的温差给压缩空气蓄能发电带来了性能，较低的温度可以让空气更加容易压缩，从而能源。
沉箱安放到位后，在联接好管道准备储气之前，魏民生又通过共享空间弄来的土石，填充在沉箱上面的围栏中。
这些土石的存在，足以保证沉箱储满气之后不会上浮和晃动。
四组沉箱一共了八根高压排气管，最多可以同时驱动八个透平发电机组，使蓄能电站的最大发电扩展能力达到了二百四十兆瓦，足以满足今后图瓦卢特区的用电需求。
减少发电设备噪音对城市居民的影响，魏民生把蓄能电站的修建地址，设在那道了很多水轮的防护堤上。
两百米的距离，完全可以把发电站的噪音，控制在海浪的声音强度以下居住在希望之城的居民们不受影响。
在压缩空气蓄能电站修好以后，那些潮汐能、风能、太阳能、波能等不稳定的能源，全部可以通过四根高压管道，把电能转化为压缩空气存储起来，然后按照特区城市的用电需求进行发电。
蓄能电站不是一天两天就能够修建完成的，四组沉箱也不是那么容易装好的。
但是，这种组合式的发电设备，完全可以完成一组就投入一组的运转。
按照特区现有的规模和建设进度，一台三十兆瓦的发电机组，足以满足现在的用电需求。
不至于在用电低谷时出现电力的浪费，魏民生又给蓄能电站增加了两台十兆瓦的发电机组。
有了这两台机组，蓄能电站就可以根据不同时间段的用电情况，灵活的选择十兆瓦、二十兆瓦和三十兆瓦以上，一个间隔为十兆瓦的发电量，达到尽量减少电力浪费的目的。
最先输入压缩空气的设备，就是那堤坝上的那些木质水轮。
虽然每个水轮的功率不大，而且受到涵洞中水流大小变化频繁的影响。
但魏民生在水轮的动力输出端加装了重力缓冲蓄能器之后，可以实现五千瓦稳定、持续的电力输出。
这样的结构，使得十个水轮每天就可以达到一千二百度电的发电能力。
而第二种能源是波能，防波堤的边上，密密麻麻地修建了无数个混凝土固定桩。
每个固定桩上，用木栓固定了一根直径二十厘米、长五米的圆木，圆木可以以木栓为支点进行上下晃动。
在圆木的另一端，固定了一个浮筒。
在浮筒的作用下，把海浪的动能转化为圆木上下摆动的机械力。
然后利用杠杆的原理，驱动活塞式压缩机工作，产生的压缩空气通过统一的管道进行传输。
这些圆木除了能够产生压缩空气外，还可以有效的降低海浪对堤坝的冲刷力。
防波堤上圆木的数量虽多，收集的能量也不少。
但是，受活塞式压缩机的性能限制，无法产生较高的压力，不能直接把这些压缩空气压入两百多米的海底蓄能场。
所以，魏民生又在六、七十米深的海床上，增加了一个小型的沉箱，用于低压气体向高压气体的过渡。
那些七、八个大气压的压缩空气，可以很轻松地压入这个小型沉箱的储气室中。
而充气口的单向阀，可以保证在检修设备时，沉箱中的空气不会沿着充气管道泄漏。
在沉箱的储气室顶部，固定了一台高压压缩机，通过再次做功，把七、八个大气压的压缩空气，再次加压到二十多个大气压，通过高压气管送入高压蓄能场。
保证压缩机的安全，压缩机下面设置了多个水位检测开关。
只要有一个开关动作，岸上就会立即自动切断压缩机的电源。
而便于检修，沉箱的底部留了一个缺口，方便维修人员的进出，或者作为压缩机的更换通道。
那些圆木当然是来自于异界，并且利用那里的人力和设备，加工成统一的尺寸。
虽然圆木的强度比不上钢材，在受到海上风暴的袭击时更容易损坏。
但它不会受到海水的浸蚀，而且，它的损坏可以保护与它相连设备的安全，相当于一个保险丝的作用。
再说了，这些损坏不严重的圆木可以使用铆隼结构进行修复，一点都不会影响到使用。
那些损坏严重的和维修过程中产生的边角余料，在气化炉的作用下，还可以用作集中式厨房或者燃气发电机的燃料。
每一根圆木产生的压缩空气并不多，但它们的数量却足以弥补这样的不足。
而且，几乎不会停止的海浪，给予了无穷无尽的绿色能量，这是其它能源所不具备的。
从天空看下去，防波堤内外的海浪完全是两个世界，汹涌澎湃的海浪，在接触到防波堤上那些像纤毛一样的圆木能量收集器后，变得不再狂暴。
甚至在推进到防波堤时，拍打堤岸的力量连大的浪花都翻不起几朵。
防波堤内相对平静的潮汐水库魏民生想到了太阳能的利用。
把太阳能直接转化成电能的太阳能发电系统，整体成本太高，而且发电效率并不高。
所以，魏民生还是用海上平台那样的高效的聚光集热方式，把太阳能转化为高温油液。
但这些高温油液的利用方式却有所不同。
那压缩空气在减压过程中会吸收的热能，让压缩空气发挥出更大的效率，传统的方式是用压缩空气加燃气的方式来驱动气轮透平机。
由于一些能量来自于环境中的热能，所以用压缩空气存储的能量，往往可以发挥出百分之百以上的能效。
这并没有违背能量守恒，而是在减压过程中那些从环境中吸收的能量也参与了能量输出，只不过大家没有意识到而已。
第412章 能量环 二（）
既然压缩空气在减压时要吸收热量，而其发挥效能的高低与热量吸收的多少有关。
所以，魏民生专门设计了一个金属减压仓，在减压仓中了与空调类么的盘管，然后让那些用太阳能加热的高温油液通过盘管进行循环。
这样一来，高压气体在通过减压仓减压过程中，可以直接吸收盘管中的热量。
体积迅速扩大的气流，获得了更大的推力，推动透平发电机组运转，产生出可控、稳定的电力输出。
在有了稳定电力供应的情况下，城市单元中临时使用的汽、柴油发电机组全部被替换了下来，转移到新建城市单元中不方便连接电网的地方使用。
但在一些地方已经拥有了稳定电源的情况下，这些发电机组的使用频率实际上已经有了大幅度减少。
希望之城全面通电之后，相关的市政设施也在逐步进行完善。
减少分布式化粪池中产生的甲烷气体无节制地向大气中释放，给城市下水道等设施造成可能引起沼气爆炸的安全隐患，希望之城采用了集中处理厨厕废物的方式。
厨厕废物使用了单独设置，直径达到六十厘米的封闭式管道，通过分布在最底层的两根污水排放管道，把这些厨厕废水、废物直接排放到城市单元之外。
剩余的污水管道空间用于城市单元中雨水的排放，从物理上实现了雨污分流。
在城市单元与主防波堤的内部，修建了一道与修建潮汐发电站那道大堤差不多的堤坝。
从设计平面图来看，那道堤坝位于八城环形防波堤的内侧，像是给城市单元增加的半圈围堰。
围堰到城市单元基础的距离只有五十多米，把海水隔离出了一道宽五十米、长一千八百米的弧形水域。
弧形水域中的海水被抽空，并用土石堤坝隔离成九个独立的水池。
每个水池的水域面积在一万平方米左右，蓄水深度为二十米，存储总容量达到一百八十万方。
靠近防波堤的一个水池，其中一部分被修建成大型的沼气发电站，用于集中处理城市单元中排放出来的厨厕废水、废物。
经过沼气发生池初级处理过的废水，通过特殊设计的倾斜管道，依次顺序其它几个沉淀水池。
沼气发电站旁边的堤坝附近，由于防波堤�
