VI.5. Использование других видов энергии

Для получения электроэнергии используется также энергия при­ливов и отливов, ветра, внутреннего тепла Земли, Солнца п др.

Использование энергии приливов. Для использования энергии морских приливов и отливов создаются приливные электростанции (ПЭС). Для этого создается плотина, которая отделяет залив или мелководную часть моря и образует во время- приливов и отли-

¹ См.: Петр о с пп А. М.'Атомная энергетика. М., 1976, с. 7:1

bob разность уровней моря и отделенной плотной части моря. В пло­тине монтируются турбины и генераторы. Специальные «реверс-иые» турбины вращаются как во время прилива, так и отлива, т. е. в двустороннем направлении.

В 1967 г. в нашей стране вошла в строй опытная Кислогубская приливная электростанция в одном из фиордов Кольского полуост­рова. Ее мощность — 400 кВт.

Ведутся работы также по использованию энергии морских волн.

Использование энергии ветра. Энергия ветра относится к числу постоянно действующих энергетических ресурсов. На 1 км² поверх­ности Земли в среднем прргеодится 33 л. с. энергии ветра, или в 10 раз больше, чем потенциальной энергии текучих вод. Использование энергии ветра затрудняют ее большая рассеянность, непостоянство действия ветра. В силу этого нельзя создать крупные ветроэлектро-станции (ВЭС), наладить их работу ритмично. ВЭС могут обеспечи­вать работу тех производств, где допустим перерыв в технологиче­ском процессе, например полив полей, откачка воды, помол муки, зарядка аккумуляторов и т. п.

В СССР выпускаются ветродвигатели мощностью 1 —100 кВт. Широко применяются ветродвигатели ТВ-5 (2,5 л. с.) и ТВ-6 (6 л. с). Двигатели Д-30 рассчитаны на мощность 100 кВт. Созданы двигатели на 1000 кВт при диаметре колеса 50 м. Имеется проект зарубежной ветроустановки на 20 тыс. кВт с двумя рабочими колеса­ми по 130 м в диаметре.

Использование тепловой энергии Земли. Одним из видов энерге­тических источников является тепловая энергия Земли. Запасы этой энергии особенно велики в СССР на Кавказе, Дальнем Востоке, в За­падной Сибири и других местах.

На Камчатке сооружена Паужетская геотермальная электростан­ция мощностью 5 тыс. кВт. В ближайшее время мощность этой элек­тростанции будет доведена до 10—15 тыс. кВт. Для ее работы ис­пользуется пар, выходящий из скважины глубиной 200—500 м.

Каждая скважина дает возможность получить такое количество пара, которое обеспечит работу турбин мощностью 2 тыс. кВт. Экс­плуатация первой геотермальной электростанции помогает накапли­вать опыт для дальнейшего строительства подобных электростанций в других районах страны.

Пути использования солнечной энергии. Одним из постоянных источников энергии на Земле является лучистая энергия Солнца. Несмотря на огромные запасы этого энергетического источника, практически солнечная энергия только начинает использоваться. Со­зданы первые солнечные кухни мощностью до 1000 Вт, солнечные иа-сосы, построена специальная гелиоустановка в г. Бухаре, спро­ектирована солнечная электростанция (гелиоэлектростанция) мощ­ностью 1200 кВт с годовой производительностью более 2 млн. кВт -ч электроэнергии.

Составная часть электростанции — система вогнутых зеркал-реф­лекторов площадью 20 000 м², автоматически вращающихся вслед за Солнцем. Концентрированная солнечная энергия от зеркал направ-

ляется на котел-парогенератор, где образуется пар до 13 т в час. Дав­ление пара в котле составит 40 атмосфер. Полученный пар будет на­правлен на турбины электростанции.

Однако экономическая эффективность подобной электростанции на сегодняшний день слишком низкая. Недостатком ее является и то, что она сможет работать только в дневное время. Вероятно, в буду­щем подобные электростанции в основном будут удовлетворять по­требности сельского хозяйства и некоторых других производств, не имеющих постоянного технологического цикла.

Лучистая энергия может быть преобразована в электрическую с помощью фотоэлементов, однако себестоимость ее в этом случае очень высокая. На космических кораблях применяются солнечные батареи, работающие по этому принципу.

VI. 6. Передача электроэнергии. Энергосистемы

Широкое применение электроэнергии возможно лишь при усло­вии ее передачи потребителю на определенное расстояние. Разреше­ние этой проблемы было нелегким и длительным. В 1880 г. русский инженер Д. А. Лачинов впервые указал на целесообразность переда­чи электроэнергии током высокого напряжения, но малой силы.

Передача электрического тока производится следующим образом. Переменный электрический ток напряжением в несколько сот или тысяч вольт, вырабатываемый в генераторах на электростанции, направляется в трансформатор, где он преобразуется в ток напряже­нием в 200—300 тыс. вольт и более. Затем он поступает на высоко­вольтную линию передачи. На месте потребления электроток прохо­дит через понижающий трансформатор и получает требуемое напря­жение.

Энергосистемы — это группа электростанций, связанных электрическими сетями между собой и с потребителями электроэнер­гии. В состав сетей входят, таким образом, электростанции,нодстан-ции, распределительные пункты и электросети разных напря­жений.

Уже при выполнении плана ГОЭЛРО развитие энергетики шло по линии создания энергосистем. В настоящее время в СССР насчи­тывается 94 районные энергосистемы и И объединенных энергоси­стем. Ими производится более 90% всей энергии.

В структуре установленных мощностей Единой энергосистемы страны (на 1975 г.) 82,6% приходилось на долю ТЭС, 14,3% — ГЭС.

Единая энергосистема обеспечивает надежность и экономичность энергоснабжения. Наличие в энергосистемах ГЭС позволяет «сни­мать» пиковые нагрузки, так как ГЭС «набирают» мощность за не­сколько минут, а ТЭС для этого требуется 7—8 часов. Поясная раз­ность во времени между различными районами СССР позволяет маневрировать энергетическими мощностями, передавая часть элект­роэнергии из одного района в другой. При наличии энергосистемы требуются меньшие резервные мощности электростанций.

Электроэнергетика занимает важное место в едином хозяйствен­ном комплексе страны. Она обеспечивает все отрасли народного хо­зяйства и быт электроэнергией. Она потребляет значительную часть добываемого топлива. Для обеспечения развития отрасли и электри­фикации народного хозяйства получили значительное развитие энер­гетическое машиностроение и электротехническая промышленность.

ГЛАВА VII. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ VII. 1. Состав отрасли, свойства черных металлов

Металлургия как отрасль промышленности включает производст­во металлов из руд и других материалов. Она делится на черную и цветную металлургию. Железо и его сплавы с углеродом и другими элементами образуют группу черных металлов.

Черная металлургия имеет широкие связи с различными отрасля­ми промышленности. Металл — «тело» машин, каркас зданий и соору­жений. С металлургией связана (комбинируется) коксохимическая промышленность, производство строительных материалов (из шла­ков). Металлургическая промышленность потребляет много электро­энергии, угля, природного газа, известняка, огнеупоров, цветных ме­таллов (для получения ферросплавов и улучшения качества стали), транспортных средств, воды. Связи этой отрасли, как видно, доволь­но обширны.

В зависимости от количества содержащегося в железе углерода черные металлы подразделяют на чугун и сталь. Если содержание углерода в сплаве менее 2%, то сплав называют сталью; при содер­жании углерода от 2 и более процентов сплав называется чугуном.

Кроме углерода, в стали содержатся другие примеси, которые при­дают ей определенные качества. К числу этих примесей относятся марганец (0,1 — 1%), кремний (до 0,4%), сера (до 0,08%), фосфор (до 0,09%)- Важнейшей особенностью стали является ее ковкость и способность менять механические свойства в результате быстрого охлаждения. На этом свойстве основала широко применяемая закал­ка.стали. При закалке сталь становится твердой и хрупкой'.

Предприятия черной металлургии могут быть нескольких типов: комбинаты и. заводы полного цикла, где производятся чугун, сталь, прокат, заводы неполного цикла (сталь, прокат), доменные, трубные заводы, ферросплавные заводы. Обычно комбинаты занимаются и добычей железной руды.