Альтернативные источники энергии

// // Научно-популярные материалы //

Вряд ли, строя первое водяное колесо, человек догадывался о том, что со временем именно вода подарит ему еще один вид энергии - паровую, а в след за этим начнет вырабатывать и электричество. Не догадывался он, конечно, и о том, что один вид энергии можно преобразовывать в другие.

Но именно таким оказался принцип действия паровых машин, появившихся, как мы помним, в конце 18 века: тепло, образуемое в результате сгорания природного топлива - дров или угля, - нагревает воду, а энергия пара приводит в движение паровую машину, которая, в свою очередь, вращает колесо паромобиля, гребной винт корабля или вал станка.

Пришло время - и человек установил себе на службу новые виды энергии, главной из которых стала электрическая. Первая осветительная электрическая станция была установлена на пароходе в 1880 году. В следующем году в Американском штате Висконсин была построена первая станция освещения города. Электрогенераторы приводились в действие паровыми машинами. Но совсем уже скоро поняли, что электричество можно вырабатывать с помощью самой древней силы, освоенной человечеством, - энергии движущейся воды.

Если прежде она вращала водяные колеса, теперь стала крутить водяные турбины, в свою очередь, приводящие в движение генераторы. Однако колеса вращались неспешно, а турбины крутятся с бешеной скоростью. Чтобы обеспечить такую скорость, на реках возводят специальные сооружения – высокие плотины, обрушивающие на лопатки турбин мощный напор падающей воды. Но подавляющая часть современных гидроэлектростанций требует значительных затрат на строительные работы. Правда, можно использовать для этого и природные «гидротехнические сооружения» - водопады. Одну из первых таких гидроэнергетических установок в конце 19 века соорудили на Ниагарском водопаде.

Как бы то ни было, на примере гидроэлектростанций хорошо видно, как новым видам выработки электроэнергии помогают старые – прежний испытанный водяной поток. Точно так же обстоит дело и на самых современных из всех существующих – атомных электростанциях. Кстати говоря, самая первая появилась в России в 1954 году в городе Обнинске. Хотя мощность этой станции была незначительной – всего 5 тысяч кВт, - она доказала практическую возможность выработки электроэнергии за счет атомной энергии. Тот, кто не знаком с принципом действия атомных электростанций может удивиться, но электроэнергия вырабатывается на ней с помощью пара. Ядерная энергия преобразуется в тепловую – попросту говоря, нагревает котел с водой, а пар под напором подается на лопатки турбины, связанной с генератором.

Продолжаются эксперименты и с другими источниками энергии. Один из них – солнце, лучи которого тоже можно превратить в электричество. Проводятся опытные работы с принципиально новым типом электростанции, на которых энергию вырабатывают магнитогидродинамические установки, или, как их сокращенно называют, МГД – генераторы.

Принцип их действия в нескольких словах выглядит так. В недрах МГД – генератора создается низкотемпературная плазма (температура ее достигает 2500 градусов). В этой плазме атомы газа освобождаются от части своих электронов. Эти электроны, двигаясь с плазмой внутри гигантского электромагнита, и рождают электрический ток в соответствии с законом магнитной индукции.
Конструкция МГД – генератора достаточно сложна, в ней используются, например, сверхпроводящие магнитные системы. Но к достоинствам этого типа генератора относят и экономический расход топлива, и, как следствие, высокий коэффициент полезного действия. К тому же – что особенно важно сейчас – электростанция, прямо преобразующая тепловую энергию в электрическую, оптимальна с точки зрения охраны окружающей среды. Но пока в конструкции МГД – генератора еще немало нерешенных вопросов.

Придет время, возможно, человечество найдет и новые источники энергии, о которых мы пока и не подозреваем. Но наверняка по-прежнему, как и века, назад, будет работать и ветер, приводящий в движение ветрогенераторы, и другой «вечный» энергетический источник – вода.

Источник: Вифтест