Фрэнк Шуман ( / ˈ ʃ uː m ə n / ; 23 января 1862 - 28 апреля 1918) был американским изобретателем, инженером и пионером солнечной энергетики , известным своими работами над солнечными двигателями, особенно теми, которые использовали солнечную энергию для нагрева воды, которая будет производить пар.
Шуман родился в 1862 году в Бруклине , Нью-Йорк . В 18 лет он бросил колледж и устроился на работу химиком в компанию по производству анилиновых красителей в Западной Вирджинии . В 1891 году он переехал в Филадельфию, чтобы работать со своим дядей Франком Шуманом, который сохранил оригинальное немецкое написание фамилии. [1] Шуман был президентом Tacony Iron & Metal Works, компания заключила контракт на отливку статуи Уильяма Пенна для мэрии Филадельфии , а Шуману было поручено разработать метод гальванического покрытия статуи слоями защитного алюминия . [2]
В 1891 году [3] Франк Шуман изобрел армированное безопасное стекло , на которое он получил патент в 1892 году. [4] Были выданы дополнительные патенты, касающиеся процесса изготовления проволочного стекла и машин для изготовления проволочного стекла. В 1914 году Шуман изобрел процесс изготовления многослойного безопасного стекла, названного безопасным стеклом, [5] и производил его компанией Safety Glass Company. В 1916 году он запатентовал «Сигнал опасности» для железнодорожных переездов [6] , а также использование жидкого кислорода или жидкого воздуха для приведения в движение подводной лодки. [7]
20 августа 1897 года Шуман изобрел солнечный двигатель, который работал за счет отражения солнечной энергии на квадратные коробки размером в один фут, наполненные эфиром, температура кипения которого ниже, чем у воды, и содержащие черные трубы внутри, которые, в свою очередь, приводили в действие игрушку. паровой двигатель. Крошечная паровая машина непрерывно работала более двух лет в солнечные дни рядом с прудом у дома Шумана.
В 1908 году Шуман основал компанию Sun Shine Power Company с намерением построить более крупные электростанции. Он вместе со своим техническим советником АСЕ Акерманном и британским физиком сэром Чарльзом Верноном Бойсом разработал улучшенную систему , использующую зеркала для отражения солнечной энергии на коллекторные коробки, увеличивая теплопроизводительность настолько , что теперь вместо эфира можно было использовать воду . Он также разработал паровую турбину низкого давления, поскольку большинство старинных паровых двигателей 1910 года были построены для пара, а не для нагрева воды, нагретой солнцем. Турбина Шумана перерабатывала энергию в четыре раза быстрее, чем любой двигатель того времени. Затем Шуман сконструировал полномасштабную паровую машину, работающую на паре низкого давления, что позволило ему запатентовать всю систему солнечного двигателя к 1912 году. Scientific American снова представил Шумана в своих выпусках от 4 февраля 1911 года и 30 сентября 1911 года.
Шуман построил первую в мире солнечную тепловую электростанцию в Маади , Египет (1912-1913). На заводе Шумана использовались желоба полукруглой формы для привода двигателя мощностью 60–70 лошадиных сил, который перекачивал 6000 галлонов воды в минуту из реки Нил на соседние хлопковые поля. Его система включала ряд технологических усовершенствований, в том числе поглощающие пластины с двойными стеклами, разделенными воздушным пространством в один дюйм. Хотя начало Первой мировой войны и открытие дешевой нефти в 1930-х годах препятствовало развитию солнечной энергии, концепция Шумана и базовый проект были возрождены в 1970-х годах с новой волной интереса к солнечной тепловой энергии. [8]
Мы доказали коммерческую выгоду от солнечной энергии в тропиках и, в частности, доказали, что после того, как наши запасы нефти и угля будут исчерпаны, человечество сможет получать неограниченную энергию от солнечных лучей.
- Фрэнк Шуман, New York Times , 2 июля 1916 г. [9]
Шуман умер в своем доме на Дисстон-стрит в Такони в 1918 году. [10] Его большой дом и лаборатории до сих пор стоят в районе Такони в Филадельфии в виде жилого дома и гаражей. Они были внесены в исторический реестр в октябре 2019 года, а это означает, что их нельзя снести или существенно изменить без разрешения Исторической комиссии. [11]
Источник: [12]
На 11-й Международной Каирской биеннале современного искусства в 2008–2009 годах пара швейцарских художников Кристина Хемауэр и Роман Келлер обратили внимание на проект Шумана «Солнце». Их вклад под названием «Солнечный двигатель №1» состоял из двух частей: помимо реконструкции двух сегментов солнечных двигателей, они построили стенд, предоставляющий информацию о проекте Шумана и о солнечной энергетике в целом. На стене за информационным стендом висела цитата (на английском и арабском языках) Шумана: «В одном я уверен: человечество должно, наконец, использовать энергию прямого солнца или вернуться к варварству». Фрэнк Шуман, 1914 год.