| |
|
|
|
|
| |
| |
Занимательные факты по электроэнергетике
|
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
Впервые электрическое освещение появилось в Москве в 1881 году - зажглись первые
100 электросветильников, из которых 24 освещали площадь у Храма Христа
Спасителя. В 1883 году электрическими светильниками были впервые иллюминированы
Кремль и колокольни Ивана Великого. На Софийской набережной против Кремля для
этой цели была построена передвижная электростанция, где работали 18 локомобилей
и 40 динамо-машин. Первая стационарная городская электростанция на постоянном
токе в центре Москвы появилась в 1886 году.
В начале ХХ века электростанции использовали в качестве топлива преимущественно
нефть или уголь. В Москву то и другое нужно было привозить издалека, и
электроэнергия была непомерно дорога. Русский инженер Роберт Классон, наполовину
швед, наполовину немец, родившийся в Киеве, решил использовать торф, чтобы
сделать электроэнергию дешевле и доступнее. В 1912 году на подмосковном торфяном
болоте было начато строительство первой в мире электростанции, работающей на
торфе. Станция «Электропередача» (сегодня ГРЭС-3 в Электрогорске) была введена в строй в 1914 году.
В декабре 1920 года VIII Всероссийским съездом Советов был принят план ГОЭЛРО,
согласно которому за 10-15 лет объем мощности московской энергосистемы
намечалось увеличить почти в четыре раза (с 93 до 340 МВт). Всего в Советском
Союзе, согласно плану ГОЭЛРО, было построено тридцать районных электростанций. К
1931 году государственный план электрификации был выполнен. К середине 1930-х
годов установленная мощность станций достигла 820 МВт. В то время по выработке
электроэнергии СССР занимал второе место в Европе и третье в мире.
Первая стационарная московская электростанция постоянного тока была сооружена в
1886 году. Она была построена на углу Большой Дмитровки и Георгиевского переулка
– ныне в этом здании располагается Малый манеж. Вначале электростанция имела
мощность 100 кВт, но уже к 1895 г. мощность увеличилась в 15 раз. В 1897 году
была торжественно открыта Московская городская электростанция № 1 мощностью 3,3
МВт, спроектированная, смонтированная и отлаженная под руководством Роберта
Классона. Она впервые стала вырабатывать переменный трехфазный ток, что
позволило использовать более высокое напряжение и передавать мощности на далекие
расстояния.
Возможно, уже в ближайшем будущем человек сможет «вырабатывать» электроэнергию
прогуливаясь по парку или совершая утреннюю пробежку. Дело в том, что группа
американских исследователей разрабатывает технологию, которая позволит получать
электричество, наступая на специальные пластмассовые вставки в обуви. Работать
каблучный генератор будет просто: когда человек идет или бежит, давление его ног
на вставки заставляет их сжиматься и растягиваться, и вырабатывать небольшое
количество электричества. Простая ходьба даст от одного до трех ватт. Генератор
можно будет соединить с аккумулятором, запасающим энергию. Ее вполне хватит для
того, чтобы послушать радио или СD-плейер.
В 1977-м году в Соединенных Штатах началось преподавание культуры
энергопотребления в школах и колледжах, а с 1980-го соответствующий раздел был
включен в базовый курс экономики для университетов. На уроках юные американцы
узнают о том, сколько теряют и страна, и каждый человек, если свет остается
непогашенным, а кондиционер включенным с излишней мощностью. А из многочисленных
комиксов и рекламных роликов молодежь воспринимает несложную идею: «Выключая
свет, ты сколачиваешь себе капитал». Тут же предлагается размещать сэкономленные
центы и доллары в банке, приплюсовывается процент и выясняется, что через 30 лет
сэкономленной суммы будет достаточно… для покупки автомобиля.
В 1874 году русский инженер Федор Пироцкий предложил использовать в качестве
проводника электрической энергии железнодорожные рельсы. В то время передача
электричества по проводам сопровождалась большими потерями. Уменьшить потери в
линии представлялось возможным при увеличении сечения проводника. Пироцкий
провел опыты передачи энергии по рельсам Сестрорецкой железной дороги. Оба
рельса изолировались от земли, один из них служил прямым проводом, второй –
обратным. Изобретатель попробовал использовать идею для развития городского
транспорта и пустить по рельсам-проводникам небольшой вагончик. Однако это
оказалось небезопасно для пешеходов. Впрочем, позже такая система нашла развитие
в виде современного метро.
Первые попытки создания осветительных приборов предпринимались уже в античности.
Так, древние египтяне и жители средиземноморья использовали для освещения
оливковое масло, заливая его в специальные глиняные сосуды с фитилями из
хлопчатобумажных нитей. А вот жители побережья Каспийского моря в похожие
светильники помещали другой подручный горючий материал – нефть. Первые свечи
были изобретены уже в Средние века и изготовлялись из пчелиного воска и
говяжьего сала. Затем в течение нескольких столетий величайшие умы человечества,
включая Леонардо да Винчи, трудились над изобретением керосиновой лампы. Однако
безопасная конструкция, годная для массового производства, появилась лишь в
середине 19 века. Впрочем, электрическая лампочка пришла ей на смену всего
четверть века спустя.
Подземное тепло планеты Земля – хорошо известный источник энергии. Первая в
России геотермальная теплоэлектростанция была построена еще в 1966 г. А столица
Исландии Рейкьявик сегодня получает тепло исключительно от горячих подземных
источников. Однако потенциальная мощность геотермальной энергетики намного выше.
Оказывается, на глубине 4-6 км под землей залегают раскаленные до 100-200°С
массивы. На нескольких миллионах квадратных километров располагаются подземные
реки и моря с глубиной залегания до 3.5 км и с температурой воды до 200°С.
Пробурив скважину, можно получить фонтан пара и горячей воды и пустить этот дар
природы на обогрев зданий или на турбины электростанций. Такая картина
наблюдается на территории большинства стран мира.
История возникновения и развития российской энергетики тесно связана с именем
Вернера фон Сименса - основателя немецкого концерна Siemens. Вернер фон Сименс в
1852 году предпринял ознакомительную поездку в Россию с целью налаживания
деловых контактов и выяснения перспектив организации в стране
электротехнического дела. Вскоре брат Вернера Карл Фридрих фон Сименс возглавил
российскую дочку компании «Сименс и Гальске». Первыми «электрическими» проектами
братьев Сименсов в Москве стало освещение выставки картин Айвазовского в 1880
году и иллюминация московского Кремля в мае 1883 года.
Картина «Свет электричества», прославляющая ученых и инженеров, преобразивших
современную жизнь, считается одной из самых больших в мире. Она была выполнена в
1930-е годы известным художником-фовистом Раулем Дюфи. В парижский Музей
современного искусства, более известный как Центр Помпиду, она перекочевала в
1964 году. Однако в 2001 году выяснилось, что энергетический шедевр покрыт с
изнанки асбестом, провоцирующим рак и болезни легких. Стоимость работ по
очищению панно, состоящего из 250 деревянных пластин общей площадью 600
квадратных метров, от канцерогенного материала была оценена в миллион долларов.
Немногие специалисты знают сегодня о том, что централизованное теплоснабжение –
благо современных мегаполисов – всего лишь побочный продукт электрификации.
Первые электростанции работали за счет тепловой энергии, получаемой в результате
сгорания топлива – угля, нефти, торфа. Эта энергия нагревала воду, а
образовавшийся пар поступал в турбину и вращал генератор. Отработанный пар
поначалу не имел никакого применения и в буквальном смысле вылетал в трубу. Идея
использовать его для обогрева помещений оказалась до гениальности простой и
способствовала значительной экономии топлива. Тепло отработанного пара нагревало
воду, а та при помощи насосов приводилась в движение по трубам систем
теплофикации. Первую тепловую электростанцию построил в 1882 году в Нью-Йорке
знаменитый американский изобретатель Томас Алва Эдисон. Любопытно, что в
современной энергетике ситуация прямо противоположна изначальной: на станциях,
вырабатывающих тепло, побочным продуктом считается уже электричество.
До 1899 года главным общественным транспортом в Москве была железнодорожная
конка, скорость которой не превышала восьми километров в час. Москвичи шутили:
«Конка, конка, догони цыпленка!» В 1898 году для питания трамвая была построена
подстанция мощностью 320 кВт постоянного тока. Кабельная линия связывала ее с
электростанцией, расположенной на Раушской набережной (МГЭС-1). Открытие
движения трамвая по первой в Москве линии от Бутырской заставы по Нижней и
Верхней Масловке до Петровского парка состоялось 25 марта 1899 года.
До середины 14 века единственным источником механической энергии на Руси была
мускульная сила людей и животных. Единственным источником тепла кроме Солнца
были дрова из леса, обильно произраставшего за московским частоколом –
предшественником кремлевских стен. К 1389 году относится первое упоминание об
использовании гидроэнергии в Москве: в завещании Великого князя Дмитрия Донского
говорится о работе водяных мельниц на реках Яузе и Ходынке. В 1516 году на Руси
появилась первая каменная плотина. Она была сооружена на речке Неглинной.
Знаменитый русский электротехник Павел Николаевич Яблочков изобрел не только
электрическую лампочку, но и ее непосредственную предшественницу – электрическую
свечу. Именно с помощью свечей Яблочкова осуществлялось первоначально уличное
освещение. Каждая свеча стоила 20 копеек и горела 1,5 часа. Затем ее необходимо
было заменить на новую. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической
заменой свечей. Свеча Яблочкова, конечно, имела значительные неудобства по
сравнению с электрической лампой: она была недолговечна и обладала переменным
световым потоком. Но все же она стала первым изобретением, позволившим широко
применить электрическое освещение на улицах и площадях крупных городов, в
театрах и магазинах.
Центральное отопление – изобретение сравнительно недавнее. Еще в 10-х годах ХХ
века большинство домов в российских столицах отапливалось с помощью дровяных
печей. Лишь некоторые предприятия и крупные дома пользовались услугами
котельных. Так, в центре Москвы располагалось 1760 котельных, отапливающих 1170
зданий. Теплофикация Санкт-Петербурга началась 25 ноября 1924 года, когда
впервые в шестиэтажный дом на Фонтанке было подано тепло по впервые проложенному
теплопроводу. В Москве курс был первоначально взят на централизованное
теплоснабжение промышленных предприятий. Идея создания централизованной системы
теплоснабжения определила уникальность столичной энергосистемы: для московских
электростанций главным продуктом является тепло, а электричество – продукт
побочный, хоть и не менее важный.
Обычно имя Томаса Эдисона (1847-1931) связывают с электрической лампочкой.
Однако на счету известного американского изобретателя всего более 1000 патентов.
Первым его изобретением был телеграфный аппарат, а через несколько лет Эдисон
изобрел многоканальный телеграф. Затем ученый сделал аппарат для записи звука
человеческой речи - фонограф. Один из своих первых фонографов Томас Эдисон
послал Л. Н. Толстому. Благодаря этому для потомков сохранился голос писателя.
Чудо-изобретателю также принадлежит идея в качестве первого слова при разговоре
по телефону говорить «алло» (вместо «Эй, кто там?»). Именно Эдисон изобрел
прибор для измерения количества использованной электроэнергии – электрический
счетчик. И… электрический стул.
Любителям сказочного творчества Александра Сергеевича Пушкина будет интересно
узнать, что на юго-восточном побережье Австралии запущена первая в мире
электросиловая установка, использующая в качестве топлива… ореховую скорлупу.
Пока скорлупки действительно «золотые», ведь строительство «зеленого» генератора
обошлось австралийцам в три миллиона местных долларов. Однако высокая
производительность электростанции, которая будет перерабатывать до 1680
килограммов ненужной ореховой скорлупы в час, производя при этом 1,5 мегаватта
электричества, позволяет надеяться на ее быструю окупаемость. Мало того,
министерство энергетики Австралии планирует удвоить производительность
предприятия в течение ближайших двух лет.
Впервые в истории часы перевели жители Великобритании в 1908 г. Сегодня
переводят стрелки граждане 110 стран. В нашей стране первый раз это произошло в
1917 г. Затем в 1930 страна перешла на так называемое «декретное» время и
круглогодично жила на час «впереди планеты всей». В 1981 г. «летнее время» вновь
начинает действовать на территории СССР. Следовательно, летом часы советских
граждан отрываются от реальности уже на два часа. Лишь в марте 1991 г. декретное
время было отменено, поясное «зимнее» время восстановлено в своих правах, а
летом часы стали переводиться на час вперед как во всех сопредельных
государствах. «Летнее» время позволяет эффективнее использовать энергоресурсы. В
России таким образом экономится 2 - 2,5 млрд кВт•ч в год. При этом снижается
нагрузка на энергооборудование и улучшается экологическая обстановка.
Как известно, государственный выставочный зал «Малый манеж» находится в здании
первой московской электростанции «Георгиевская». Это далеко не единственный
пример вторжения искусства в пространство социально-экономической жизни
современного города. Уже существуют музеи-фабрики, музеи-вокзалы,
музеи-электростанции, а в настоящее время строится даже музей-пляж. Самый
известный музей, разместивший свою экспозицию в здании бывшей электростанции –
лондонский Новый Музей современного искусства Тейт Модерн. Менее известный, но
не менее стильный и оригинальный музей античного искусства Электростанция
Монтемартини находится в Риме. Античные статуи особенно радуют глаз посетителя в
инженерном интерьере машинного зала.
Прообразом современного трансформатора, позволяющего передавать электроэнергию
высокого напряжения на большие расстояния, была индукционная катушка – первый
электроприбор, использовавший явление электромагнитной индукции. В середине 19
века во время Крымской войны российский академик Б. С. Якоби применил это
изобретение отнюдь не в мирных целях: ему удалось оградить Кронштадт подводными
минами, чьи пороховые заряды воспламенялись с помощью индукционных катушек. Один
из кораблей непобедимой англо-французской эскадры подорвался на электрической
мине, и остальные в полной растерянности покинули Финский залив. Так неизвестные
противнику русские электрические «катюши» заставили отступить великолепный
европейский флот.
Недостатка в грандиозных энергетических проектах не было никогда. В начале
прошлого века известностью пользовалась идея «приручения» энергии Гибралтарского
пролива. Через него из Атлантики в Средиземное море каждую секунду перетекает
десятки тысяч кубометров воды. Авторы проекта предлагали искусственно понизить
уровень Средиземного моря на 200 метров и, установив в проливе несколько
электростанций, получать энергию огромной по тем временам мощности – 120 ГВт.
Для этого надо было лишь перегородить Гибралтар плотиной.
Возможно, электричество существовало уже в Древнем Египте, Месопотамии и Южной
Америке. Ученые считают, что работы внутри египетских и южноамериканских
пирамид, а также росписи стен цветными красками могли осуществляться при
электрическом освещении помещений с помощью небольших переносных светильников.
Действительно, на внутренней поверхности пирамид не обнаружено следов копоти,
что исключает использование факелов. Зато источники искусственного света
упоминаются в древних текстах. Более того, на сохранившихся рисунках у древних
рудокопов во лбу сияет подобие фонаря, а на стенах храмов в Египте обнаружены
изображения жреца, держащего в руках огромную лампу. Конечно, древние рисунки
часто носят символический характер, однако совершенно достоверно известно, что
для защиты от ударов молний египтяне использовали вколоченные в землю
металлические мечи.
Индийские ученые придумали еще один альтернативный источник питания. Они решили
использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой
техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых
корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и
меди. От четырех таких батареек можно запустить стенные часы, пользоваться
электронной игрой или карманным калькулятором. Новинка рассчитана, прежде всего,
на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные
ингредиенты для подзарядки необычных батареек.
Солнечную электростанцию стоимостью в миллиард австралийских долларов планирует
построить электроэнергетическая компания Enviromission. Согласно проекту,
электростанция станет самым высоким сооружением в мире - башня высотой в 1 000 м
(примерно в два раза выше знаменитой телебашни в Торонто) и с основанием
размером с футбольное поле будет построена в малонаселенном районе Буронга штата
Новый Южный Уэльс. Амбициозные планы австралийцев - часть всемирной кампании за
расширение использования возобновляемых источников энергии. Ожидается, что
электричества, вырабатываемого башней, хватит для снабжения 200 000 домов, а ее
эксплуатация позволит предотвратить выброс 900 000 т парниковых газов в год.
Первую в мире парогазовую турбину построил русский моряк, а точнее -
инженер-механик Российского военного флота Павел Дмитриевич Кузьминский.
Интересы изобретателя Кузьминского простирались от вопросов механики корабля до
теплотехники и воздухоплавания. Так, Кузьминский был одним из инициаторов
создания воздухоплавательного отдела Русского технического общества. Парогазовую
турбину, или, как она тогда называлась, газопарород, капитан Кузьминский
построил и испытал в 1892 году. А год спустя он предложил военному министерству
проект дирижабля с турбинным двигателем собственной конструкции. Известно, что
Кузьминский готовил парогазовую турбину к показу на Всемирной выставке в Париже
1900 года, до которой не дожил нескольких месяцев.
|
|
| |
Еще статьи на эту тему:
|
|
|
|
