Электричество шаг за шагом

Героновский эолипил долго оставался красивым опытом и при этом не более чем игрушкой — лишь более чем через полторы тысячи лет началась машинная биография огня. В качестве главного работника выбрали пар — даже в кипящем чайнике пар имел заметное давления и, вырываясь из носика, вполне мог бы выполнить небольшую полезную работу. Сначала был сконструирован специальный «большой чайник» — безопасный паровой котёл, затем английский кузнец Томас Ньюкомен с помощниками в 1705 году придумал паровой насос для откачки воды из шахт (Р-84.2), и, наконец, в 1781 году английский изобретатель и исследователь Джеймс Уатт (иногда по-русски его фамилия пишется как Ватт, этим именем названа единица мощности ватт) запатентовал свою «огневую машину». В ней пар высокого давления быстро двигал туда-обратно поршень в цилиндре, а это движение несложный механизм превращал во вращение рабочего колеса (Р-85). Джеймс Уатт изобрёл и самолично построил двигатель, который мог выполнять нужную работу, работал в двигателе горячий водяной пар, энергию на всё это давало тепло.

Изобретатель настойчиво совершенствовал свою машину, и вскоре она стала универсальным паровым двигателем самого широкого применения — от привода токарного станка до паровоза. И естественно, когда понадобился привод для электрогенераторов, то уаттовский поршневой паровой двигатель сразу же и, как казалось, навсегда получил эту должность. Началось с первого реально работающего электрогенератора «Альянс», который в 1857 году был создан для питания мощных ламп на маяках и работал вместе с небольшой паровой машиной мощностью 10 лошадиных сил (7,36 кВт). За несколько лет построили больше сотни таких установок, и вообще электрогенераторы (их мощность достигала сотен киловатт) с поршневым паровым двигателем стали основным поставщиком электроэнергии, лишь изредка уступая приводу, использующему энергию падающей воды.

Но прошло несколько десятилетий, и из многих областей техники уаттовскую паровую машину, это великое творение эпохи, начал уверенно вытеснять другой вид парового двигателя — паровая турбина (от латинского «турбо» — «быстрое вращение, вихрь»). Работу турбины пояснит выключенный из электросети вентилятор, установленный в потоке воздуха, например в открытом окне. Лопасти закреплены на оси с небольшим поворотом, и благодаря этому ударяющий в них ветер создаёт вращательное движение вентилятора. Ту же роль играют сложной формы рабочие лопатки турбины, которые закреплены в её рабочих колёсах и расположены на пути мощной струи пара (Р-86). Сейчас в большинстве случаев мощную турбину и генератор считают единым комплексом, называют одним словом турбогенератор, их вместе рассчитывают при проектировании установки.

Примерно 100 лет назад паровая турбина подтвердила свои достоинства и с тех пор стала главным приводом мощных электрогенераторов на электростанциях. А ещё через несколько десятилетий электростанции стали получать ещё одного могучего помощника — газовые турбины, в которых рабочие колёса с лопатками разных размеров приводил в движение не пар, а газ высокого давления, появлявшийся при сжигании в камере сгорания топлива, например, керосина, угольной пыли или природного газа (Р-86).

ВК-203.Статистики часто публикуют интересные (не всегда, правда, совпадающие) таблицы с данными о развитии электроэнергетики в разных странах и регионах. Из таблиц видно, что Россия немало производит электроэнергии, но пока ещё не очень хорошо её использует. Энергетика, конечно, развивается и растёт, но, как дело дорогое и сложное, развивается не молниеносно. Так, основные цифры, приведённые на итоговой таблице (на чёрной доске), к 2012 году выросли в среднем на 10 %.