第169章 我们的征途是大海

    众大工用毛笔在自己的书册上写着笔记，他们觉得手中的毛笔分外碍眼。等沈方等人走了，他们便会去申领材料，然后连夜赶制铅笔。这样到了明天，他们便会使用由自己亲自制造的铅笔，而不必再研墨、洗笔。
    沈方见张金庆正好站在他前面不远处，便问道，“张大哥，你制造的风车我们都看过了，你是怎么处理海风大小不一的情况？”
    “回禀二公子，”张金庆见沈方专门向他提问，一时有些失神，李老黑掐了他一把，他才回过神来，“二公子讲过钟摆的摆动时间固定，所以就在风车中增加了重力钟摆来调节转速，可以做到机器稳定匀速的旋转。”
    “哦，比我想的更加简单，我原以为你是用擒纵叉和发条进行限速。”
    “开始我也想过用擒纵叉和发条，可是擒纵叉和发条是为了缓慢释放能量，而风车的能量取之不尽，不需要缓慢释放，只需要将转速想办法稳定下来即可。”
    沈方点了点头，“各位大工，刚才我和张大哥所谈的，便是能量的储存与转化问题。事实上，无论用超重的钟摆还是擒纵系统，都没有办法做到能量的储存，只是起到将能量均匀输出的效果。在这里，我要再介绍一个新词语，那就是势能。什么是势能？变形后的发条和弹簧里面储存的便是势能，还有水力车机所使用的河水的流动，河水的流动，通过水力车机，将高处水的势能转化为动能。”
    “正如大家所看到的，无论是风力还是水力，都很难均匀地输出能量而白白的浪费，今后你们还要制造发电机，无论是风力、水力还是蒸汽机发电，发出来的电如果没有办法及时使用，也会白白地浪费掉。比如，绝大多数工厂都休息了，但是风力、水力还在产生能量，这些能量便被白白的浪费，而白天，所有工厂启动时，又需要大量的能量，风力、水力产生的能量不够使用，甚至有些地方，没有建风力、水力车机的地方，他们又将如何使用能量？”
    沈方提的问题，大工们以前隐隐约约也想过，不过在他们看来，能够从大自然借助这么多力量，已经是巨大的进步，哪里还想过去储存能量以备用。
    “如果有办法，可以将多余的能量储存下来，以备需要的时候使用。大家想想有什么办法？”
    “用大量的发条储存起来！”张金庆提出一个其它人也想到的解决办法。
    沈方等了一会儿，见没有人有新的答案，便公布了答案，“如果我们将动能再转化为势能呢？”
    动能再转换为势能！所有的人心中都掠过一丝亮光，大工们好象抓住了什么，但仔细想来，却又无从下手。
    “我们可以建一个水库！”沈方公布了他的答案。
    “水的高低位差中储存着大量的能量，除了建设水库将河流拦截到高位形成强大的势能之外，无论是水力、火力、风力还是人力，多余的能量，都可以转化为将水流源源不断地引到高处的动能。”
    所有的大工脑海中浮想起，他们以前做过无数次的接力式水车，只要水车够多，便可以将处于下游的水，逐级地引到高处。
    沈方要实现的可不是原始的水车，“现在需要大家考虑的是如何制造出一台抽水机，这台抽水机，不但可以将水抽高到水库，还可以用在将水抽到水塔之上，以供单元楼使用自来水；同样可以用于沈家各矿场，许多矿场因为透水可无法开采，甚至损失许多矿工兄弟的性命，如果有抽水机，矿井下面的水便可以源源不断地抽出来；当然也可以用来抽取井水，用来饮用和浇地。总之抽水机比水车使用的场景要多的多。”
    大工们以前都曾经制造过沈方发明的双向推拉式风箱，只要沈方提出抽水机的概念，他们便可以参考双向推拉式风箱制成抽水机，所不同的是风箱抽取的是风，而抽水机抽取的是水。
    “那么水库可以用来做什么？如果是以前，这些水库只会用作调节水流，打开闸门之后，白白地流掉。可是今天，我们已经知道，水库中储存着大量的势能，我们便应该想到，这些势能可以在我们需要的时候转化为动能。”
    许多大工异口同声道，“水力车机。”
    “水力车机当然是一种势能转化为动能的方式，但是毕竟只能在水库下游使用水力车机，如果这时有了发电机，便可以将势能转化为电能。上次给大家演示过，电能可以通过包漆铜线来传输，如果铜线足够长，便可以在很远的地方使用电能，这时通过电动机，便可以使用高效、稳定的能量。”
    “随着水泥的出现，大周许多地方都可以将河流的某一段改成一个水库，通过聚集势能，便可以获得无限的能量，这也是沈家重赏发电机、电动机制作者的原因。”
    “当然，水力发电只是发电的一种，风车也可以发电，甚至人力、牲畜都可以发电，而火力发电更是不限地域和环境的发电方式。火力发电的基础，便是蒸汽机。蒸汽机最基本的功能是可以将燃料转化为动能用来驱动各种机器、甚至远洋轮船。”
    金樾心中一动，他一下子明白沈方所说快速轮船正是由内部装有蒸汽机的轮船。
    “但是，蒸汽机更大的用处，却是把煤炭等燃料的化学能，转换为更清洁、更容易控制的电能。到时候无论是切割钢铁，还是钻枪管，都可以轻易完成。”
    沈方虽然身高六尺，比一般匠人高半头，但他今年也只有十五岁。众大工听沈方将这些匪夷所思的奇思妙想娓娓道来，有一种注视着历史长河的感觉，沈方变声期略有些嘶哑的嗓音并没有让大工们感到有一丝违和感。
    “二公子，这发电机、电动机、蒸汽机你与我等提起多次，某非已有结构图纸？”顾弘章问道，“若是已有图纸，不防让我等模仿制作，不知能省多少时间。”
    “现成的图纸虽没有，但绘制这些机器图纸却也不难。只是这些机器乃是未来昌国之重器，需要各位大工通过钻研吃透原理，并选择合适的工艺，若是按我所绘图纸来制作，表面上看是加快了速度，但实际上可能最后选拔出来的是工艺方面的能工巧匠，而非昌国所急需的具备独立研究发明能力之人。”
    “所以，各位匠头、大工，可以打开思路，多做尝试，争取能做出比我想象中还要合适的机器。发电机、电动机、蒸汽机的原理我前些日子给大家演示过，把原型机造出来并不难，我希望在座诸位能注重以下三项指标，其一，大功率，也可以理解为能量越大越好；其二，小尺寸，在保证大能量的基础之上，尽可能地降低机器的尺寸；其三，高能效比，达到相同的效果，所需要的能量越小越好。”
    “下面我用一个风力发电机来解释这三个指标。”
    沈方在黑板上面画了一个喇叭状竖立的建筑物，然后用曲线收口之后，在平行之外又变成一个小点的喇叭。大喇叭口的下面，沈方画了几个象窗户一样的方框，在下面曲线收口处，沈方又画了三个三瓣转叶。
    “先说大功率，张金庆制作的风车大家都见过，我设计的这个风车只要有微风便可以工作，而张大哥做的风车必须有相大的风才可以，如果硬要用数字来描述，张大哥做的风车需要每秒六尺的风速，而我做的这个只需要一半的风速便可以工作。大家注意到这个喇叭口下面有六个朝各个方面开通的风道，这就意味着，无论是哪个方向的风都会起做用。进门口宽大，而到了转叶之处，由于收口至转叶的大小，风速便会放大许多。这个收口设计会增大转叶做功或发电的能力。”
    “其次是小尺寸。为了捕获更多的风，张大哥所做的风车，转叶极大；而我做的风车，通过风道的设计，已经可以获得可观的转速，同时设置了三层转叶，可以连接发电机，生产更多的电能。这个设计使得转叶不必很大，而整个风车的高度也可以随心控制，按比例缩放即可得到大小不等的能量。”
    “最后是能效比，我设计的这款风力发电机，将达到张大哥那款的两倍到六倍。”
    大工们中间，张金庆对风车研究最深，对沈方的讲解也理解最深。“二公子，这个风力发电机，如果不用来发电，直接用来带动各种机器，似乎也可以工作，而且昌国各岛虽然河流不多，但海风各岛均有，稍作改装，昌国所有岛屿便可以使用我们沈氏的各种机器。”
    “正是如此。”沈方补充道，“风力发电机可以分散使用，直接做功，但是问题又回到多余能量的储存问题。这些转叶的机械能无法储存，而且也无法叠加。但是电能不同，多台风力发电机所创造的电力汇聚在一起，可以形成巨大的电流，从而带动更大型的电动机，将能量通过水库的势能保存下来。而这个水库可以源源不断地生成稳定的电能，提供给所有的工坊。”
    刘四突然想到什么了，兴奋地说道，“二公子，如果发电机、电动机真能研制出来，老四愿意为我昌国建设成百上千的风力发电机，并为各工坊提供源源不断的电能。”
    “四叔，还是你有商业头脑。”沈方赞叹道，“象电厂、自来水厂这些公共设施，本来就应该统一规划、统一生产、统一供应，按使用收费。而不必每家工坊单独造一套，既浪费资源，又浪费人力。不过，到时候，谁来经营，现在还定不下来，你是未来的台湾总督，你可以在台湾做此事，台湾能做到的规模可比昌国大多了。”
    刘四立即明白过来，不再多言，连带着李老黑也暗自高兴，有了风力这种无限的能源，在吕宋他同样可以创造一个工业重镇。
    沈方见所有人都被新式风力发电机所吸引，便赶紧收回来，“各位大工，建造新式风车，王总头派几个施工队便可以轻易完成，但让新式风车进化成为风力发电机，并通过电动机实现随时随地的工作运转，离不开你们的研发。另外便是蒸汽机，大家不要因为了电动机先进就小看蒸汽机，大家想一下，如果蒸汽机放到到顾弘章大哥制作的四轮车上，放到金樾大哥造的海船上，那将会有什么变化？如果在大周至各边关之间铺上铁轨，然后通过蒸汽机推动有钢轮的车辆移动。通过铁路运输，钢轮与铁轨之间的摩擦力很小，一次便可以推动长达数十丈的车厢。大家想一下，到时候，无论是我们把产品运往各地，还是把士兵、给养运往边关，该有多方便。”
    王寿光惊叹道，“只怕一日便可以将上万石运输上百里。”
    “王院长，只要有高能效比、大功率的蒸汽机，一个小时便能行驶至少五十里，一天二十四个小时可以不停行驶，一日一夜上千里不在话下。”
    所有人都被这个速度惊呆了。千里马只是传说，大军行进，日行六十里便可以称为急行军，如果能一日一夜上千里，不管什么地方有了情况，朝廷便可组织人员和物资进行应对，朝廷和地方之间便连接的更加紧密。如果再配上昌国的步枪、火炮，凡是铁路到达的地方，便可以牢牢地把握在自己手里。在座的都是聪明人，他们都清楚地看到昌国与大周之间的差距越来越大，大周空有广阔的土地，上亿人口，但在昌国眼里，却象一帮手持棍棒的孩童，只要他们愿意，便可以轻易动员上万手持步枪的新式军队，大周所有的军队加起来，也不可能敌得过新式军队的三段击。
    “还有一种能源，大家可能都没有发现。”沈方却不管手下的心思，他继续说道，“那便是潮汐能。昌国海域每日有两次潮起潮落，潮起、潮落之间相差6小时12分30秒。大家应该已经知道，潮汐产生的原因是由于月亮对海水的吸引力。潮汐在初一、十五左右最大，其原因是，在每月初一之时，太阳和月亮在地球的同一个方向；每月十五左右，太阳和月亮在地球的不同方向。太阳和月亮都对海水有巨大的引力，所以形成更大的潮汐。”
    “既然潮汐如此规律，如果能沿着海湾，修筑拦水大坝，形成大型水库，涨潮时发电机工作，并抬高水库水位，形成势能；落潮时，发电机一样可以工作，释放势能。”
    “风力尚且有竭，但潮汐不可能绝，此能量如为我所用，则能量足矣。”
    【新型风力发电机说明】
    SheerWind 能源公司推出的 Invelox 风力发电系统，风车式发电的进化版，
    虽然它没有风车那样长长的叶片，但不管是 3.2km/h 的微风，还是 90km/h 的狂风，它都可以拿来发电，而且安装费用还很低，
    相对于传统风车只能收集一个方向的风能，“大喇叭”下方的集风口设计，可以收集来自四面八方的风能，
    而内部的管道则利用了“文丘里效应”，即在流量一定情况下，流速随通流面积的减小而增大，因此尽管只有微风，它也可以大幅提高进入管道内的风速，加快其对内部涡轮机的驱动力，产生更多的电能。
    相比于传统风机，不仅对风能的利用率更高，还可使其效率提高至年均6000小时以上，并且每年发电超过1000万度，其1度电的成本也就相当于2毛钱左右。
    最重要的是，Invelox 风力发电系统最高不超过45米，甚至可以按照需求进行等比例缩小，安装在城市、工厂或者一些贫困地区使用，目前， Invelox 风力发电系统，已在美国、丹麦、荷兰等诸多城市被应用，而我国河北衡水市也早已竣工多时，并且是全球单台装机容量最大的 Invelox 发电设施。喜欢重生大宋征服史请大家收藏：(663d.com)重生大宋征服史六六闪读更新速度最快。到六六闪读（www.663d.com）
    看剑来