за счёт энергии подземного тепла, составила почти 11 тысяч мегаватт, из них в США — 3 тысячи, на Филиппинах — 2 тысячи, в Индонезии — 1,2 тысячи, в Италии — 843, в Исландии — 575, в Сальвадоре — 204, в Кении — 167, в России — 82, в Турции — 82, в Китае — 24, во Франции — 16, в Австрии — 1,4 мегаватта.
Последний в нашем коротком списке источников альтернативной энергии для электростанций — наш природный спутник Луна. Как известно, Луна вращается вокруг Земли и делает полный оборот вокруг нашей планеты примерно за 28 дней. При этом Земля продолжает, как всегда, вращаться вокруг своей оси, и благодаря этому Луна каждые сутки проходит над всей земной поверхностью.
ВК-213. Первая электронная лампа — электровакуумный диод — появилась в начале прошлого века и особой сенсации не вызвала. Она не хуже уже созданных твердотельных диодов пропускала ток только в одну сторону, имела, естественно, нелинейную характеристику и большое сопротивление при отрицательном напряжении на аноде. Прямой ток в диоде (на аноде «плюс») создавали свободные электроны, они появлялись в районе катода, выскакивая из него при сильном нагреве небольшой накальной батареей.
Р-91. СУТКАМИ, НЕДЕЛЯМИ, ГОДАМИ БЕСПЛАТНО РАБОТАЮТ НА НАС ТРИЛЛИОНЫ ТОНН ПАДАЮЩЕЙ ВОДЫ. Слово «бесплатное» в данном случае, конечно, некоторое преувеличение — падающая вниз вода действительно работает бесплатно и нефть или уголь не нужно возить на электростанцию эшелонами. Но строительство гидростанции (ГЭС) плюс оплата грамотной команды и абсолютная защита от маловероятного, но всё же возможного развития событий, стоят недёшево. Достаточно вспомнить недавнюю аварию на Саяно-Шушенской станции или прорыв китайской плотины Баньцяо на реке Жухэ, из-за чего были затоплены огромные территории и погибло 170 тысяч человек. Проектировать такие системы и управлять ими нельзя, как привычной старой керосинкой, сложная техника требует иной организованности, порядка и дисциплины. И иных затрат.
Сегодня в мире более 20 процентов всего электричества вырабатывают ГЭС. Есть страны, например Швеция, Норвегия, Канада, Исландия и другие, где ГЭС вырабатывают в несколько раз большую часть энергии, а в Парагвае она вообще составляет 100 процентов. По принципу действия почти все ГЭС очень похожи. Мощная, чаще всего бетонная плотина перегораживает реку и заметно, часто на 60–70 метров, поднимает уровень воды, которая будет работать в турбинах (на Саяно-Шушенской ГЭС высота плотины 245 метров). Пройдя путь от верхнего бьефа до нижнего и, набрав большую энергию, поток воды вращает гидротурбину и вместе с ней ротор электрогенератора. Он за счёт электромагнитной индукции создаёт напряжение, которое, пройдя мощные трансформаторы, отправляется к потребителю.
Мы привыкли считать Луну сравнительно небольшим небесным телом, она действительно меньше Земли — по диаметру раза в два, по массе примерно в девять раз. Но всё же это два больших космических тела с огромной массой (Земля 600 миллионов триллионов тонн, Луна 70 миллионов триллионов тонн), и они достаточно энергично взаимодействуют своими гравитационными силами. Так, именно за счёт гравитационного притяжения к Земле Луна не уходит со своей орбиты и много лет движется по привычной дорожке вокруг Земли.
Астрономы определили, что Земля наша сформировалась примерно 4,8 миллиарда лет назад, вскоре и Луна появилась на своей орбите. За столь большой отрезок времени (почти 5 миллиардов лет — огромное время!) суммировались какие-то мелкие события и из-за этого происходили заметные изменения скорости вращения Земли и положения лунной орбиты. Но мы не будем сейчас подробно говорить об этом и обратим своё внимание на конечный результат, связанный с получением энергии, которая необходима электростанциям. А результат этот таков: Луна, двигаясь над земной поверхностью (фактически движется, то есть вращается, Земля, а Луна за сутки проходит лишь 3,6 % своей круговой орбиты), гравитационным притяжением старается хоть сколько-нибудь поднять то, что находится под ней. В итоге у берегов океанов и открытых морей заметно поднимается уровень воды, а примерно через 12 часов он становится предельно низким, ниже, чем бывает без влияния Луны. Эти явления уже давно получили наименования приливы и отливы. Важно отметить, что у Луны хватает сил, чтобы поднять воду лишь на 30–40 сантиметров, это показали измерения, сделанные в открытом море. Но благодаря влиянию берегов и прибрежного дна уровень воды при приливе кое-где оказывается выше, чем при отливе на 8, 12 и даже на 18 метров.
После сказанного, думается, уже ясно, что нужно делать. Во-первых, нужно найти на берегу место с хорошим соотношением уровней воды прилив-отлив. Затем необходимо отгородить это место плотиной и во время прилива легко пропускать через неё воду в водохранилище. Когда прилив закончится, нужно выпускать воду из водохранилища в море, но выпускать её через гидротурбины, которые введут в действие электрогенераторы. В итоге мы получим уже знакомую нам гидроэлектростанцию, которую так и называют — приливная ГЭС. Кто-то раскопал, что первая приливная ГЭС мощностью 635 киловатт была построена еще в 1913 году в Великобритании, недалеко от Ливерпуля. Но первой всё же считают крупную станцию «Ля Ране» мощностью 240 мегаватт (240 тысяч киловатт), построенную французами в 1968 году. Через два года дала ток вторая в мире, на этот раз русская приливная станция мощностью 1,7 мегаватта, построенная дешёвым наплавным методом в заливе Кислая губа в Баренцевом море. Станция наверняка заработала бы лет на пять раньше, если бы вдохновителю и организатору всего этого дела Льву Борисовичу Бернштейну не пришлось преодолеть столько бессмысленных противодействий бюрократов и скептиков. Сейчас в мире уже довольно много приливных станций, в том числе и широко известных, таких, скажем, как канадская «Аннаполис» мощностью 20 мегаватт и южнокорейская «Шива Лейк» мощностью 254 мегаватта. Есть и готовые проекты, в том числе российские, для будущих станций на 8000 и на 87 ООО мегаватт в северных морях. Специалисты по защите природы подсчитали, что в морях и океанах нашего мира есть возможность построить приливные электростанции, суммарная мощность которых в 5000 раз превысит все мировые потребности в электричестве. Может быть, в этих расчётах и есть какие-то ошибки, но, думается, не в 5000 раз.
ВК-214.Настоящую революцию в радиоэлектронике совершила трёхэлектродная лампа — вакуумный триод. Появилась она в 1907 году, когда инженер Ли де Форест на пути электронов в диоде поставил сетку и стал подавать на неё слабые сигналы. При изменении напряжения на сетке она помогала или препятствовала движению электронов к аноду — управляла анодным током. Сигнал на сетке, управляя анодным током, создавал в анодной цепи свою мощную копию — триод усиливал слабые сигналы.
Р-92. ТРИ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТУПАЮТ С ТРЁХ ОБМОТОК, СОЕДИНЁННЫХ ВНУТРИ ОДНОГО МОЩНОГО ГЕНЕРАТОРА. В основном тексте книги рассказано о том, почему в мощных генераторах обмотки, в которых наводится э.д.с., расположены в статоре, а в роторе вращается электромагнит, который и наводит э.д.с. в этих обмотках. Кроме того, нужно отметить, что уже давно в основном используют так называемые трёхфазные системы переменного тока. Поэтому в современных генераторах, особенно в мощных, в статоре равномерно по кругу расположены три отдельные обмотки, с которых можно получить три отдельных независимых напряжения (1) и вывести их из генератора шестью проводами. Однако эти обмотки соединяют внутри генератора и так, что наведённые напряжения можно вывести с помощью четырёх или трёх проводов. В первом случае соединение обмоток называется «звезда» (2, 4), во втором случае — «треугольник» (3, 5). Каждая из этих систем имеет свои особенности, существенные, в частности, для получателя электроэнергии (Р-93).
Настал момент выполнить обещание, данное читателю в самом начале, — ещё несколько слов про солнечный свет. Большая часть энергии, которую сегодня использует человек, подарена нам Солнцем.
Уголь, нефть, бензин, газ — это выращенные когда-то Солнцем растения, которые миллиарды лет консервировались в подземных кладовых. Вода морей и океанов благодаря Солнцу испаряется, сбирается в тучи, а затем дождями падает вниз и создаёт реки, которые вращают турбины наших гидроэлектростанций. Специальные живые клетки практически всех растений имеют свои собственные молекулярные солнечные «электростанции», которые в сложном химическом процессе по имени фотосинтез добывают и преобразуют энергию из мельчайших её солнечных порций. За счёт этих преобразований в итоге растёт и развивается всё живое на Земле. Обо всех этих изумительных творениях природы полезно вспоминать, когда пытаешься широко использовать её находки или планируешь расширить её арсенал работы с энергией.
Т-177. Электростанция в чемодане и даже в кармане. Бывают ситуации, когда нельзя или невыгодно получать энергию от мощной межрайонной станции, например, в очень удалённом от неё небольшом таёжном посёлке или на дальней зимовке метеорологов. Кроме того, очень часто нужно иметь свой собственный, автономный электрогенератор, как, например, для питания бортовой сети самолёта или в качестве резерва на станции неотложной медицинской помощи. На этот случай существуют электрогенераторы небольшой и очень небольшой мощности со своим запасом топлива.
В последние годы широко применяются небольшие передвижные электростанции, обычно мощностью от 0,5 до 10 кВт, с приводом от бензинового двигателя. Их автоматика поддерживает параметры переменного тока (220 В, 50 Гц или 110 В, 60 Гц) настолько хорошо, что к станции спокойно подключают не только холодильник или осветительные приборы, но также телевизор, видеомагнитофон и компьютер.
Электрогенератор малой мощности, кстати, есть в каждом автомобиле, через ременную передачу его приводит в движение сам автомобильный двигатель, затрачивая на это пару процентов своей бензиновой мощности. Генератор необходим для подзарядки стартового аккумулятора, и кроме того он участвует в питании всей автомобильной электросети — от освещения до зажигания. Аккумулятор, разумеется, нужно заряжать постоянным током, и ещё недавно в автомобиле работал генератор постоянного тока с коллектором, угольными щётками, вибрационными регуляторами напряжения — оно