Глава II. ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
§ 1. Электрические станции
Электростанцией называется установка, на которой вырабатывается электрическая энергия. Все основные типы электростанций могут быть объединены в следующие группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветровые. Тепловые электростанции, в свою очередь, подразделяются в зависимости от используемых на них первичных двигателей.
Тепловые электростанции. На них источником энергии является топливо (уголь, газ, торф, горючие сланцы), которое при сгорании преобразует в котле воду в пар. Последний имеет 56 свойство расширяться в объеме, что и используется для выполнения необходимой работы. Делается это так: пар под давлением направляется на лопатки турбинного колеса, укрепленного на валу, а он вместе с колесом приходит во вращательное движение; с валом вращается укрепленный на нем ротор генератора. К станциям такого типа относятся паротурбинные электростанции. На таком же принципе работают и газотурбинные электростанции, у которых топливом служит природный газ.
К тепловым электростанциям относятся также локомобильные и дизельные электростанции.
Гидроэлектростанции (ГЭС) представляют собой плотину и здание. В здании размещаются турбины, генераторы и распределительное устройство. Гидроэлектростанции бывают различных типов. Те, в которых здание гидроэлектростанции совмещено с плотиной, называются приплотинными. Те же, в которых здание находится отдельно от плотины, называются гидроэлектростанциями с подводящим каналом. На гидроэлектростанциях механическая энергия вращающейся турбины приводит во вращение ротор генератора, в результате вырабатывается электрическая энергия.
Ветровые электростанции работают на принципе работы ветряных мельниц. Так как эти электростанции маломощны, к тому же находятся в зависимости от погодных условий, то они не получили широкого распространения. Они могут применяться там, где нет централизованного электроснабжения. При этом их целесообразно использовать на производственных процессах, позволяющих производить (заготавливать) продукцию впрок. Например, в водоснабжении. При благоприятных погодных условиях для работы ветростанции водой можно заполнить емкости и затем, по мере необходимости, расходовать ее.
Атомные электростанции относятся к категории тепловых электростанций. Источником энергии для них служит ядерное топливо — уран, который помещается в специальное бетонное помещение, обычно имеющее вид цилиндрического сосуда. Это помещение называется реактором. При «горении» топлива, т. е. при делении ядер урана происходит выделение большого количества тепловой энергии. Используется она для получения пара, который приводит во вращение паровую турбину, имеющую соединение с генератором.
Пока еще высока себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на атомных электростанциях. Но накопленный опыт работы дает основание полагать, что в ближайшее время они смогут с успехом конкурировать с наиболее экономичными электростанциями других типов.
§ 2. Сельские электростанции
Сельскохозяйственные потребители получают электроэнергию главным образом от крупных государственных электростанций. В то же время в местах, удаленных от государственных энергосистем, колхозы и совхозы имеют в основном свои маломощные электростанции. Они обеспечивают электроэнергией потребителей, как правило, в пределах одного колхоза или совхоза. Более мощные электростанции обеспечивают электроэнергией ряд колхозов, совхозов и других сельских потребителей. Такие электростанции в большинстве являются межколхозными.
Наибольшее распространение на селе получили тепловые электростанции. Одно время широко использовались локомобильные электростанции, работавшие на твердом топливе. Они были маломощными, неэкономичными и не могли обеспечить потребности в электроэнергии.
Значительно большее распространение получили электростанции, работающие на жидком топливе. Они остаются в качестве резервных (аварийных) и при подключении хозяйств к централизованному электроснабжению. Такие электростанции состоят из силовой установки (двигателя), генератора переменного тока, возбудителя к нему, распределительного щита со всей аппаратурой — щитовыми электроприборами, предохранителями, шунтовым реостатом и т. п.
§ 3. Другие источники энергии
Солнечная энергия может являться источником электрической энергии в виде так называемых солнечных батарей, представляющих собой фотоэлектрические устройства. Мощность их невелика при относительно высокой стоимости, поэтому применение их пока ограничено.
Энергия моря. В отдельных местах морского побережья, где происходят приливы и отливы морской воды, можно сооружать гидроэлектростанции, использующие эти движения воды. Такие электростанции называются приливными.
Магнитогидродинамический генератор преобразует тепловую энергию в электрическую, минуя процесс образования пара. Электрическая энергия получается здесь в результате прохождения нагретой до очень высоких температур струи газа между полюсами магнита. Большим преимуществом этого способа получения электроэнергии является то, что при нем коэффициент полезного действия генератора достигает 50—60%.
