Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

Солнцу и ветру навстречу...

Однажды мне довелось побывать на одном предприятии. Это был новый завод, оборудованный по последнему слову техники. Чтобы попасть в цех, нужно было пройти несколько фильтров-тамбуров, сменить одежду,

В установке, в горячей трубке-реакторе, где температура выше тысячи градусов, под точными дозами ионных лучей смешиваются пары бесцветных жидкостей. Идет реакция. В результате на стенках реактора вырастают тонкие игольчатые кристаллы чистого кремния.

Сто лет назад этот способ промышленного получения высокочистого кремния был предложен замечательным русским химиком Николаем Николаевичем Бекетовым. Но не имелось возможностей осуществить технологическую цепь. Да и сверхчистый кремний не был так остро необходим, как сегодня.

Полученные в реакторе бесцветные иголочки собирают, долго моют в кислоте, измельчают, снова и снова переплавляют, добиваясь неправдоподобной чистоты, и, наконец, превращают в монокристаллы - важнейший полупроводниковый материал. Из него собирают "солнечные крылья" батарей автоматических межпланетных и орбитальных станций. В кристаллах сверхчистого кремния, поглотивших квант света, освобождаются электроны. И если соединить освещенную сторону батареи с неосвещенной внешней цепью, то по ней потечет электрический ток.

Кремниевые преобразователи солнечной энергии могут питать электричеством не только сложное хозяйство космических летательных аппаратов. Они могут работать на Земле. И снова - экономика: сегодня стоимость одного киловатта установленной мощности, то есть величина всех капитальных вложений, равна: для тепловых электростанций - 200 рублей, для гидростанций- 350. А вот киловатт установленной мощности при использовании полупроводниковых преобразователей все еще стоит около 10 тысяч рублей, а то и поболее.

Но уж очень это дело заманчиво! Полная мощность излучения нашего дневного светила равна примерно 4*1026 ватт. Конечно, Земле достается из этого обилия пустяк - всего 1,78*1012 ватт. Но в течение года это дает примерно 1,56*1018 кВт*ч. Не так-то уж и мало... Конечно, часть еще поглощается и отражается атмосферой. Но и тогда общая мощность изливающегося на поверхность Земли солнечного излучения равна величине, близкой к 1014 кВт. Если бы человечеству удалось освоить хотя бы тысячную долю этой энергии, проблему, над которой мучительно бьемся последние годы, можно было бы считать решенной.

Кое-где на земле, пока в рекламных целях, построены автомобили и даже самолеты, работающие на солнечных батареях. Работает солнечный свет и в качестве бакенщиков, зажигая с наступлением темноты огни маяков. Есть микрокалькуляторы с солнечной батарейкой вместо обычной. В общем, "малая энергетика" осваивает свет вовсю. А какие перспективы у "большей энергетики"?

К сегодняшнему дню уже определился конструктивный облик космической электростанции будущего. Это-грандиозное сооружение массой в 20-60 тысяч тонн, поднятое над Землей примерно на высоту 36 тысяч километров на геостационарную орбиту. Мощность такой космической электростанции - КЭС оценивается в 5 миллионов киловатт. Это на миллион киловатт больше мощности самой крупной в Европе Ленинградской АЭС. Чтобы обеспечить такую мощность, тысячи и тысячи солнечных батарей придется разместить на панелях площадью около 50 квадратных километров.

На такой высоте станция будет круглосуточно освещаться Солнцем и непрерывно вырабатывать электрическую энергию. Лишь весною и осенью раз в сутки она станет на 1 час 15 минут входить в тень Земли.

Транспортировать вырабатываемую энергию на Землю можно с помощью лазерного луча или сверхвысоко - частотного излучения. На Земле нам придется для этого построить огромную антенну в несколько километров диаметром. Принятая энергия, преобразованная в электрический ток, поступит в энергосистему страны.

Несмотря на кажущуюся фантастичность реализации такого проекта, принципиальных трудностей нет. Зато технических - хоть отбавляй. И конечно, такое строительство нужно вести в условиях международного сотрудничества и международной кооперации, в условиях прочного мира, а не под нацеленными ракетами любых систем.

Строительство КЭС встречает не только безоглядную поддержку ученых. Раздаются голоса, с отрезвляющей холодностью подсчитывающие, во что это обойдется человечеству. Например, для запуска космических кораблей, доставляющих с Земли на орбиту элементы конструкции предполагаемой КЭС с предполагаемой массой в те же 20-60 тысяч тонн, понадобится сжечь столько топлива, что количество углекислого газа в атмосфере превысит допустимы? порог и начнутся необратимые процессы таяния ледников на Земле. Стоить же это топливо будет столько, что никакая энергия не сумеет его окупить в течение ближайшего полустолетия. А за 50 лет в земной энергетике могут произойти такие перемены, что КЭС окажется просто ненужной.

Явление фотоэффекта было открыто еще в 70-х годах прошлого столетия. И с тех пор интенсивно изучается в лабораториях и применяется на практике. КПД практически используемых кремниевых фотоэлементов сегодня невелик - всего 1 -14 процентов. Может быть, и "не стоит овчинка выделки"? Тем более что наша страна располагает весьма значительными запасами природного топлива, а расположена она в такой климатической зоне, где плотность солнечной энергии на большей части территории незначительна. Чтобы выработать получаемую сегодня нашей страной электроэнергию с помощью солнечных батарей, ими пришлось бы покрыть не менее 10 тысяч квадратных километров земли в среднеазиатских районах...

И все-таки "на определенном этапе развития цивилизации,- говорит академик Ж. Алферов, - крупномасштабное использование солнечной энергии становится просто необходимым".

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986- 1990 годы и на период до 2000 года", утвержденных XXVII съездом КПСС, определена конкретная стратегия совершенствования всех отраслей нашего социалистического хозяйства, в том числе энергетики и энергетического машиностроения нашей страны. Нам предстоит "значительно ускорить развитие машиностроения. Осуществить коренное повышение технического уровня выпускаемой продукции. Обеспечить создание и освоение производства техники новых поколений, позволяющей многократно повысить производительность труда, улучшить его условия, существенно снизить материальные затраты...

Эффективнее развивать топливно-энергетический комплекс, реализовать Энергетическую программу СССР. В целях улучшения топливно-энергетического баланса страны увеличить выработку электроэнергии на атомных электростанциях не менее чем в 5 - 7раз... Шире использовать нетрадиционные возобновляемые источники энергии и вторичные энергетические ресурсы".

Партия обращается ко всему советскому народу с призывом включиться в рациональное ведение хозяйства, проявлять инициативу, рачительно относиться к тому, что является нашим общим достоянием. Но для того, чтобы разумно хозяйствовать, сегодня мало одного желания. Нужны знания и умения. Под влиянием научно - технической революции мир вокруг нас стремительно меняется. Меняемся и мы с ним.

Разумная человеческая деятельность, опираясь на науку и технику, стала определяющим фактором взаимоотношений природы и общества во всепланетном, глобальном масштабе. Фактически мы - люди создали искусственную сферу обитания для себя, приспособив природу к возможностям человеческого организма. Люди построили дома, снабдив их централизованным теплом и светом, проложили дороги, изобрели различные виды транспорта, с помощью которого одержали победу над расстояниями. Создали всевозможные виды связи, обеспечивающей не только обмен информацией, но и управление с помощью этой информации другими техническими системами.

Для обеспечения комфорта люди поставили себе на службу многие, дремавшие до поры, силы природы и с их помощью приспособили, перестроили биосферу Земли для себя.

Однако за каждое достижение нужно платить. Создав искусственный мир, освободив могучие силы, человек сам оказался их пленником. Можем ли мы сегодня представить себе жизнь больших многомиллионных городов, например, без электричества, водоснабжения, теплофикации, транспорта и связи? Это было бы не просто аварией, это было бы катастрофой.

При этом нужно отметить, что все большее количество освобожденных сил, все большие объемы эиергопо-ставляющей техники, обрабатывающей техники, обеспечивающей условия жизни в городах и поселках, управляются автоматически, малыми, но чрезвычайно сложными приборами и аппаратами, специально созданными людьми для целей управления. Да человек и не может в большинстве случаев непосредственно регулировать работу сложных и могучих агрегатов без автоматов-посредников.

Именно поэтому такое большое внимание в наши дни обращают на развитие автоматики. Автоматизация, роботизация промышленности - это верный путь ускорения научно-технического прогресса, перевода промышленности на рельсы интенсификации. В Основных направлениях указано, что в электротехнической промышленности необходимо "опережающими темпами наращивать выпуск автоматизированных электроприводов. Развивать высокоавтоматизированные производства электродвигателей, аккумуляторных батарей, бесконтактной низковольтной и высоковольтной аппаратуры, силовых полупроводниковых приборов и модулей, волоконно-оптических кабелей связи и других электротехнических изделий. Освоить серийный выпуск лазерных технологических установок мощностью излучения до 10 киловатт, комплектующих изделий для гибких производственных систем, промышленных роботов и средств автоматизации, электрооборудования для автосамосвалов большой грузоподъемности. Расширить производство электропогрузчиков, оснащенных малогабаритными энергоемкими аккумуляторными батареями".

В современном сложном хозяйстве все его отрасли оказываются взаимосвязанными. И это прекрасно учтено в историческом документе, принятом на XXVII съезде партии в качестве программы нашего дальнейшего развития и совершенствования. Было бы бессмысленно развивать передовую производящую и обслуживающею технику, создавать новые технологии без управляющих и контролирующих приборов. И в Основных направлениях говорится: "В приборостроении опережающими темпами осуществлять изготовление высоконадежных систем промышленной автоматики на базе электроники, прежде всего для управления технологическими процессами. Ускоренно развивать выпуск средств автоматизации управленческого и инженерного труда, малых электронно-вычислительных машин высокой производительности, персональных электронно-вычислительных машин, систем числового программного управления для многофункциональных станков и гибких производственных модулей, программируемых командоаппаратов для различных видов оборудования.

Увеличить производство программных средств для вычислительной техники и автоматизированных систем управления.

Обеспечить создание и освоение серийного выпуска автоматических средств технической диагностики машин и оборудования, средств не разрушающего контроля, комплексов новых приборов проверки качества промышленной и сельскохозяйственной продукции, контроля состояния окружающей среды. Наращивать выпуск приборов контроля и регулирования расхода топливно-энергетических ресурсов и воды...

Значительно расширить в приборах и средствах автоматизации применение элементной базы повышенной надежности и быстродействия, сверхбольших интегральных схем, лазерной и волоконно-оптической техники".

Огромные задачи поставлены перед советской наукой и техникой. Для их выполнения немало придется потрудиться инженерам-физикам, занимающимся созданием полупроводниковых приборов, лежащих в основе "элементной базы" большинства средств автоматизации. Плохие полупроводники - значит, ненадежные большие и сверхбольшие интегральные схемы, значит, в обработке и преобразовании команд, поступающих на них в виде электрических импульсов, могут быть сбои. Тогда процесс управления всем объемом вычислений и управлений взаимодействием различных устройств цифровых вычислительных машин будет проходить с искажением программы. Негодными окажутся микропроцессоры. Управляющие системы, в которых ненадежно работают компьютеры и вычислительные машины, никуда не годны.

Интересно, что еще полвека назад полупроводниками называли вещества, плохо проводящие электричество, например, хлопчатую бумагу, дерево и т. п. Сегодня изменился даже смысл этого слова - так стремителен научно-технический прогресс. Сегодня полупроводники - обширный класс веществ, обладающих особыми свойствами. Электрический ток в полупроводниках создается не только электронами-частицами с отрицательным зарядом, но и "дырками" - частицами, как бы обладающими положительными зарядами, равными заряду электрона, и такой же массой, как у электрона. На самом деле "дырки" - это никакие не частицы, а вакантные места, с которых ушли электроны. Но ведут они себя в полупроводниках как частицы.

Существуют полупроводники, у которых электронная составляющая тока больше, их называют полупроводниками с электронной проводимостью. А есть полупроводники с дырочной проводимостью. В них преобладает дырочная компонента тока.

Полупроводники могут быть кристаллическими, аморфными и даже жидкими веществами. К ним относятся некоторые элементы, такие, например, как кремний и германий, мелен, теллур, мышьяк, фосфор и другие, а также большинство окислов, сульфидов, селенидов и теллуридов, некоторые сплавы, минералы и тому подобные вещества. Перечислить их сегодня практически невозможно. Список все равно получился бы неполным, поскольку количество полупроводников непрерывно растет.

Исчезни из нашей жизни сегодня полупроводники - и забуксует .научно-технический прогресс. Человеческая цивилизация окажется отброшенной на много лет назад, настолько глубоко проникли эти удивительные материалы в нашу действительность. Катализаторами современного научно-технического процесса назвал Михаил Сергеевич Горбачев микроэлектронику, вычислительную технику и приборостроение, которые оказывают решающее влияние на эффективность средств труда, технологических систем во всех отраслях. А ведь именно эти катализаторы целиком и полностью зависят от полупроводников.

Удивительны по силе проникновения в надежды и чаяния всего советского народа принятые на XXVII съезде КПСС основные партийные документы. Они всесторонне охватывают нашу жизнь в ее многообразных направлениях.

В Основных направлениях о развитии топливно-энергетического комплекса говорится так: "В электроэнергетике довести в 1990 году выработку электроэнергии до 1840- 1880 миллиардов киловатт-часов, в том числе на атомных электростанциях до 390 миллиардов киловатт-часов,..

Обеспечить дальнейшее совершенствование структуры энергетических мощностей. В европейской части страны и на Урале осуществлять сооружение крупных атомных, а в восточных районах страны - конденсационных тепловых электростанций единичной мощностью 4 - 6 млн. киловатт и гидроэлектростанций. Ускорить строительство атомных станций с реакторами на быстрых нейтронах, создание маневренных энергетических мощностей, демонтировать устаревшее оборудование мощностью 15 млн. киловатт, модернизировать энергетическое оборудование мощностью не менее 25 млн. киловатт.

Предусмотреть дальнейшую централизацию теплоснабжения за счет сооружения преимущественно мощных ТЭЦ на органическом и ядерном топливе, атомных станций теплоснабжения и крупных котельных.

Продолжить формирование Единой энергетической системы страны, осуществить строительство межсистемных линий электропередачи напряжением 500, 750 и 1150 киловольт переменного тока и 1500 киловольт постоянного тока, а также распределительных электросетей".

Большие и непростые задачи поставлены перед энергетиками. Но другого пути у нас нет. И советские люди хорошо это понимают, свидетельством чему уверенность и оптимизм, которые звучали во всех выступлениях делегатов XXVII съезда партии. Мы готовы делом ответить на призыв съезда, потому что программа, начертанная им, - это программа улучшения жизни всего советского народа.

"XXVII съезд КПСС собрался на крутом переломе в жизни страны, современного мира в целом, - говорил в Политическом докладе Центрального Комитета КПСС Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев.- Мы начинаем работу с чувством глубокого понимания своей ответственности перед партией и советским народом". И каждый из нас должен с такой же ответственностью относиться к своей работе в новом периоде нашей жизни. Ответственность! - вот подлинный символ наступившего времени!

Трудящиеся Ленинграда и области вместе со всем советским народом обязались к открытию XXVII съезда КПСС досрочно выполнить и сдать государству запланированные объемы промышленного производства. Обязательство ленинградцев предусматривало в ходе социалистического соревнования изготовить и поставить энергетическое оборудование для Балаковской, Ровенской и Запорожской АЭС, установки термоядерного синтеза "Токамак-15" и приступить к комплексным испытаниям криогенного генератора мощностью 300 тысяч киловатт, впервые созданного в мировой практике под руководством академика И. А. Глебова.

Все обязательства, взятые на себя ленинградцами ко дню открытия XXVII съезда КПСС, были выполнены. Советский народ на экранах телевизионных приемников мог видеть, как сходили с конвейера Кировского завода "тридцать три богатыря" - тридцать три сверхплановых трехсотсильных трактора "Кировец", как со стапеля сошел океанский теплоход "Александр Старостенко"...

Реализуя одобренную Центральным Комитетом партии территориально-отраслевую программу "Интенсификация-90", ленинградские машиностроители в 1986 году обязались создать двадцать гибких автоматизированных линий и участков, внедрить в промышленность шестьдесят гибких производственных модулей, сорок автоматизированных систем проектирования технологической подготовки и управления производством.

Конструкторы и производственники записали в свои планы обязательство - в течение 1986 года разработать и освоить производство более трехсот новых типов машин, оборудования, приборов и средств автоматизации. Организовать производство конкурентоспособных гибких производственных модулей и систем механической обработки деталей на основе устройств числового программного управления с повышенными параметрами надежности. При этом довести удельный вес продукции высшей категории качества в машиностроении до 55 процентов объема, подлежащего аттестации.

Для успешной реализации Энергетической программы ленинградцы обязались поставить с опережением реакторное оборудование для Крымской и Калининской АЭС, энергетическое оборудование для Мингечаурской, Шульбинской ГЭС, а также для строящихся электростанций в Болгарии и во Вьетнаме.

На важнейшие народнохозяйственные объекты в течение года уйдут шестьдесят три мощных карьерных экскаватора.

За счет комплексной механизации и автоматизации промышленных предприятий уже к 69-й годовщине Великой Октябрьской социалистической революции будет сокращен уровень ручного труда и выполнен план первого года пятилетки по росту производительности труда в промышленности.

Выступая на собрании актива Ленинградской партийной организации 17 мая 1985 года, Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев сказал: "...Надо поста!- вить такую задачу - вся продукция промышленности Ленинграда и Ленинградской области должна быть конкурентоспособной на мировом рынке. Только так! Ну как мы можем всю страну ориентировать на это, если Ленинград не возьмется и не поставит такую задачу?"

Высокая оценка дана возможностям ленинградцев, но велик и спрос с них. Для выполнения взятых на себя обязательств нужно всемерно повышать уровень организованности производства, улучшать дисциплину и порядок. И в этом направлении 1986 год будет для Ленинграда весьма впечатляющим. Должны быть сокращены до 10 процентов потери рабочего времени, ликвидировано более 8 тысяч малоэффективных рабочих мест. И все установленные задания во всех отраслях народного хозяйства завершить с меньшей против плана численностью работающих на 15 тысяч человек.

Ведущие предприятия машиностроения и легкой промышленности предполагают с опережением плановых сроков осуществить реконструкцию. А такие производственные объединения, как "Ижорский завод" имени А. А. Жданова, "Светлана", "Позитрон", обязались на треть сократить нормативные сроки освоения новых мощностей.

Взяты повышенные обязательства по усилению режима экономии, по досрочному выполнению годового плана сельскохозяйственной продукции, по повышению качества и технического уровня строительства, по развитию транспорта, бытовых услуг...

Ленинградцы заверили Центральный Комитет, что все взятые на себя обязательства они выполнят. И в этом пример подлинно ответственного отношения к своему делу.

Современный этап научно-технической революции создает огромные возможности для всесторонней интенсификации народного хозяйства. Но для этого следовало прежде всего выбрать приоритетные направления научно-технического прогресса и, опираясь на передовые достижения, создать условия для его резкого ускорения.

В нашей стране создан мощный научный потенциал, вполне позволяющий решать крупные и сложные народнохозяйственные задачи. Однако целый ряд крупных просчетов в технической политике, неумение, а может быть, и нежелание ряда министерств заглянуть в завтрашний день привели к тому, что, обладая передовыми идеями и приоритетом во многих научных разработках, мы отстали в освоении прогрессивной технологии. Более того, еще и по сей день доводится сталкиваться с тем, что некоторые специалисты продолжают отказывать технологии в высоком звании самостоятельной науки. Не все еще прониклись сознанием важности этой отрасли знания, не уяснили смысл этого нового и одновременно такого старого понятия, как технология.

Термин "технология" происходит от соединения двух греческих слов: techne-искусство или мастерство и logos - слово или учение. Получается - наука о мастерстве. Согласно энциклопедическому словарю, технология есть совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, формы сырья, материала или полуфабриката, которые осуществляются в процессе производства продукции.

Основная задача технологии как науки заключается в выявлении физических, химических, механических и других закономерностей материалов, которые должны быть подвергнуты обработке, в поиске наиболее эффективных и экономичных производственных процессов. Короче говоря, технология - это средство воплощения физических идей в реальность!

Сегодня технология с полным правом считается научной дисциплиной комплексного типа, построенной на достижении самых разных отраслей фундаментальных наук: физики и химии, физической химии, квантовой физики, квантовой химии и многих других сопутствующих наук.

Партия придает важнейшее значение освоению новейших технологий нашей промышленностью. Об этом говорилось и на XXVII съезде КПСС.

Очень важным периодом для дальнейшего развития нашей страны является двенадцатая пятилетка. По намеченным планам она должна проходить под знаком значительного опережения развития машиностроения. Ведущую роль этой отрасли народного хозяйства нельзя недооценивать, говорили делегаты съезда. Рост машиностроения создает реальную основу для технического перевооружения всего производственного аппарата страны на новой современной основе. Причем для обеспечения заданного роста всего машиностроения необходимо, чтобы еще быстрее развивались такие обеспечивающие отрасли, как станкостроение, приборостроение, электроника и электротехника.

Для более оперативного управления этой непростой отраслью народного хозяйства образовано Бюро Совета Министров СССР но машиностроению.

Планами новой пятилетки предусматривается и дальнейшее развитие и укрепление топливно-энергетического комплекса, играющего также одну из важнейших ролей в ускорении научно-технического прогресса. Достаточно сказать, что в соответствии с Энергетической программой СССР к концу пятилетки должен почти удвоиться удельный вес выработки электроэнергии на атомных электростанциях. Он составит более 20 процентов всей энергии, вырабатываемой электростанциями Советского Союза. Это снизит ту дополнительную потребность в органическом топливе, которая возникла в предыдущей пятилетке за счет недостаточного ввода в действие мощностей по атомным электростанциям.

Такой выбор приоритетов, формирование межотраслевых и внутри отраслевых пропорций по всему составу народного хозяйства носит название структурной политики, которой партия всегда придавала и придает исключительно важное значение.

Солнце можно заставить работать не только с помощью фотоэлектрических преобразователей. Уже довольно давно люди используют непосредственно тепло солнечных лучей для нагревания парового котла, пар которого крутит классический турбогенератор. Что для этого нужно? Прежде всего для фокусировки солнечных лучей необходим так называемый гелиоконцентратор. Его задача - собрать, сфокусировать солнечные лучи, в результате чего повышается плотность довольно рассеянной солнечной радиации. Затем - паровой котел, турбогенератор, конденсатор и водяной насос.

Знакомая схема, правда? Это же ТЭС - теплоэлектрическая станция! Разница в наличии гелиоконцентратора, да еще в иной конструкции парового котла. Просто! Но почему тогда гелиоустановки не очень-то распространены? Снова экономика? Конечно, она! Пока электроэнергия, полученная от гелиоустановки, обходится раз в десять дороже, чем на обычных ТЭС. И тем не менее специалисты уверяют, что уже сегодня гелиоустановки могут быть рентабельны в зоне земного шара от 50° южной широты и до 50° северной широты. А если вспомнить, что они "экологически чисты", то кажется, что готов пойти на любые расходы.

Сейчас в ми-ре строятся несколько гелиостанций классического типа, то есть с паровым котлом. Одна - "Темис" - во Франции, в Пиренеях, мощностью 2,5 мегаватта. Собственно, она уже построена и дает промышленный ток. Вторая - "Солар Уан" - в США., в пустыне Калифорнии, мощностью 10 мегаватт. Третья у нас, в Крыму, - СЭС-5, мощностью 5 мегаватт, будет носить экспериментальный характер.

СЭС-5 - это 89-метровая башня, вокруг которой в несколько рядов на поле диаметром 500 метров расположатся гелиостаты. По команде электронно-вычислительной машины гелиостаты будут поворачиваться вслед за нашим светилом и направлять свои солнечные зайчики на котел с водой, который установят на верху башни. Вода будет нагреваться градусов до 250- 300, и ее пар под давлением 40 атмосфер направится в турбогенераторы. Возникает сразу вопрос: "А мочью?" Светом звезд воду не согреешь. И это предусмотрено: часть пароводяной смеси будет аккумулироваться в больших баках - тепловых аккумуляторах по 1000 кубометров каждый. Этого хватит, чтобы обеспе-чить работу турбин на половинной мощности в течение 10 часов.

И снова - вопрос: "А если дождь?" В жаркой солончаковой пустыне, где возводится СЭС-5, около 2000 часов чистого солнца в году. Но если случится там ленинградская слякоть на неделю, то обслуживающему персоналу, боюсь, придется сесть на аккумуляторы... Впрочем, вероятность такого события вы можете подсчитать сами.

Станции "Темис" и "Солар Уан" работают по тому же принципу. И экономические показатели у них не сильно отличаются от нашей крымской. Они также носят экспериментальный характер. Французы и американцы рассчитывают с их помощью доказать рентабельность сооружений.

Уже сегодня американцы приступили к проектированию гелиостанции того же типа - "Солар Ту" на мощность в десять раз большую. Предполагается, что она будет работать не на воде, а на растворе солей. Но пока решение это не окончательное, потому что все зависит от того, какие результаты покажут первые станции-

Сегодня все больше и больше серьезных специалистов и научно-исследовательских подразделений начинают проявлять интерес к энергии ветра.

Почему вообще бывает ветер? Различные участки земной поверхности неодинаково нагреваются солнцем. Неравномерный нагрев имеют и нижние слои атмосферы. Теплый воздух легче холодного. В результате давление воздуха в одном и том же слое оказывается неодинаковым. Большие массы воздуха растекаются из областей повышенного давления в области, где давление меньше, и возникает ветер.

Примерно 2 процента солнечной радиации, которая приходится на поверхность Земли, обращается в энергию ветра. Эго очень много. Причем использовать эту энергию можно почти во всех районах планеты.

Если посмотреть на карту ветровых условий нашей страны, то наиболее густо заштрихованные участки окажутся по северной береговой линии, а эго, не забудьте, несколько тысяч километров. Богаты ветром и районы, прилегающие к берегам Балтийского, Черного и Каспийского морей. Многие специалисты у нас в стране считают, что использование энергии ветра в Советском Союзе - дело перспективное.

Среди возможных конструкций четко выделяются два направления. Одно - сооружение сравнительно небольших установок мощностью до 15 кВт. Они могут предназначаться для подъема и перекачки воды, для вспомогательной энергетики, такой, как подзарядка аккумуляторов и т. д. Второе - разработка и создание более мощных ветродвигателей для производства электроэнергии.

Наши конструкторы разработали проект электростанции мощностью 40 тысяч киловатт. Главное ее отличие от всех предшествующих заключается в том, что она сможет работать практически при любом ветре. Вместо одного рабочего колеса имеется восемь роторов. На них равномерно распределяется вся ветровая нагрузка. Высота металлических опор - 200 метров.

При сильном ветре установка развивает избыточную мощность. Использовать ее, наверное, придется для накапливания энергии в том или ином виде, потому что вслед за бурей придет на какое-то время и полный штиль. Чтобы застраховаться от безветрия, конструкторы собираются установить ее па Мархотском перевале под Новороссийском - там дует всегда.

Созданием ветровых установок в нашей стране занимается научно-производственное объединение "Ветроэн" в подмосковном городе Истре, в состав которого входит астраханский завод "Ветроэнергомаш". В ближайшем будущем объединение готовится к выпуску установки "Циклон-12" мощностью до 16 киловатт.

Большое внимание уделяют разработкам ветряных двигателей и в капиталистических странах. Здесь есть любопытные конструкторские предложения и проекты. Например, ведущий западногерманский аэрокосмический концерн "Мессершмитт-Бельком-Блом" разрабатывает одно лопастный ветряной двигатель для гигантской экспериментальной установки "Гровиан-П". Ее мощность запланирована порядка 5 мегаватт. Лопасть длиной 73 метра и весом 26 тонн, сбалансированная 35-тонным противовесом, будет установлена на башне высотой примерно 120 метров. Эта лопасть будет неторопливо вращаться со скоростью примерно 17 оборотов в минуту, вырабатывая до 17 миллионов киловатт-часов в год. Этого должно хватить для обеспечения энергией и теплом 350 жилых домов. Установка сэкономит примерно 5 миллионов литров жидкого топлива, сжигаемого на тепловых электростанциях.

Но почему одна лопасть, неужели она лучше двух или трех? К мысли об однолопастном двигателе конструкторы пришли еще два десятилетия назад, когда фирма сконструировала экспериментальный одно лопастный вертолет. Упрощенный ротор вполне оправдал себя в полете. Однако управляемость таким вертолетом была хуже, и потому дальнейшие работы в этом направлении были прекращены- Но управляемость для воздушной турбины не нужна. Применение одной лопасти в крупной воздушной турбине позволит снизить стоимость такой турбины без ухудшения ее аэродинамического качества, уверяют создатели "однорукого гиганта", существенно упрощается конструкция головки ротора, уменьшаются изгибающие нагрузки во время маховых движений. Кроме того, одна лопасть может быть сделана более толстой и широкой, а значит, и более прочной. Наконец, одну лопасть проще балансировать...

Конечно, все это предположения. Неизвестен пока КПД установки. А следовательно, неясно, удастся ли ей быть конкурентоспособной с ТЭЦ, работающей на нефтяном топливе, каким будет уровень шума и какова надежность этого огромного ветряка, насколько безопасной окажется его работа...

Жители прибрежных районов открытых водных бассейнов хорошо знакомы с приливами и отливами "хлябей морских". С большой точностью дважды в сутки воды наступают на берег и с не меньшей точностью дважды отступают. Происходит это благодаря силам притяжения прежде всего Луны, поскольку она близка к Земле, а также, в меньшей степени, - Солнца.

Очертания береговой линии Мирового океана причудливы, и это обстоятельство значительно сказывается на величине приливов. Влияет на нее географическая широта и глубина моря. В некоторых точках побережья Белого моря высота прилива достигает 10 метров. В Пенжинской губе Охотского моря - 13 метров. На берегах Ла-Манша-15 метров. А кое-где на атлантическом побережье Канады воды во время прилива поднимаются до 18 метров.

Это "дыхание океана" люди давно пытались использовать: строили на побережьях мельницы, лесопилки, колеса которых крутились под напором приливной волны. Но вот в 1967 году во Франции построили первую приливную электростанцию - ПЭС, мощностью 240 тысяч киловатт, которая должна давать энергию в часы пикового потребления. Горизонтальные турбины, внешне напоминающие торпеды, в обратимом режиме использовали как приливную, так и отливную волны. Казалось бы, все хорошо. Но стоимость сооружения ПЭС оказалась выше, чем стоимость такой же по мощности обыкновенной речной ГЭС. Снова вмешалась экономика.

Общая мощность приливов и отливов всех морей и океанов Земли оценивается примерно в 3 миллиарда киловатт. Это очень большая цифра. А вот число пунктов, где целесообразно строить приливные электростанции, не больше 30. И суммарная их мощность не превысит 100 миллионов киловатт. Это на всю-то Землю! И тем не менее конструкторы не оставляют эту мысль.

В 1968 году на Кольском полуострове в Кислой губе вступила в строй небольшая приливная электростанция опытного образца мощностью 800 киловатт. Здание ПЭС собрали в строй доке на берегу залива, отбуксировали в створ, где и водрузили на заранее приготовленное основание. Начался эксперимент...

Сегодня большинство специалистов считает, что широкое строительство приливных электростанций вряд ли целесообразно. Но на труднодоступных участках побережья, в точках с особенно высоким уровнем прилива они, без сомнения, будут построены.

На подходах к Гетеборгу, вблизи от маяка Винд, в зеленоватой воде плавает оранжевый пластмассовый ящик с изогнутой трубкой, из которой все время льется вода. Тут же неподалеку - три желтых буя. Таков внешний вид опытной волновой электростанции, построенной шведскими инженерами.

Ветер рождает морские волны, средняя мощность которых довольно значительна. А вот использование их энергии долгое время недооценивалось специалистами. Считалось, что стоимость электроэнергии, полученной таким путем, будет слишком высокой. В чем смысл устройства? В использовании разности уровней воды на гребне волны и в промежутке. Представьте себе достаточно большой перевернутый и открытый снизу ящик, разделенный на воздушные секции. Волны, проходя под платформой-ящиком, поочередно сжимают воздух и гонят его в воздушную турбину, которая преобразует энергию воздушного потока в электрическую. Такие устройства питают энергией буи у берегов Японии.

Шведы пошли по другому пути. Уже в послевоенные годы два шведских инженера, Я. Перссон и П. Трофтен, изобрели насос необычайной простоты: армированный стальной проволокой резиновый шланг с обратными клапанами на концах. Если опустить его в воду и начать периодически растягивать, то внутренний объем шланга начнет изменяться, и он будет работать, как помпа. Изобретатели так его и назвали: "ПеТропомпа", включив в название первые слоги своих фамилий.

Среди новых источников электроэнергии сегодня все чаще упоминается внутреннее тепло Земли. Действительно, по современным представлениям, у нас под ногами бушует настоящее "адское пламя". Температура ядра Земли порядка 5000 °С. Известно, что с увеличением глубины температура земных слоев повышается. Так, на глубине 10-12 километров она достигает 200- 250 °С, на глубине 50 километров - уже 700-800 °С. Глубже - еще выше... Стоит только пробурить скважину достаточной глубины, направить в нее воду и получить пар, который начнет вращать турбогенераторы, поставляя нам энергию, превращенную из тепла в электричество. Просто? Очень! В чем же дело? Почему до сих пор небольшие энергетические установки разбросаны всего в нескольких местах на Земле, где это тепло в виде гейзеров выбивается наружу?

Оказывается, сооружение геотермальной электростанции не такое простое дело, как может показаться на первый взгляд. По-видимому, это должны быть две или несколько достаточно глубоких и удаленных друг от друга скважин, соединенных внизу хорошо нагретым фильтрующим слоем породы. Тогда, накачивая в одну из скважин воду, мы будем из другой или из других получать пар из просочившейся воды. Некоторые специалисты предлагали взрывом соединить концы скважин. Но тогда поверхность теплообмена будет слишком незначительной, и вода нагреется слабо...

Нерешенных проблем пока что много, тем не менее специалисты не теряют надежд их преодолеть. В настоящее время у нас в стране построены две такие электростанции на Камчатке - Паужетская геотермальная электростанция мощностью 11 тысяч киловатт и Паратунская мощностью всего 700 киловатт. В Италии работает геотермальная станция в Ларделло, во Франции - неподалеку от Орлеана. Но все это пока довольно непритязательные сооружения с неглубокими скважинами, достигающими лишь той глубины, где находятся разгоряченные очаги. Однако еще никто не дерзал разработать реальный проект достижения магмы с температурой порядка 1000 градусов. Правда, на пути к такому проекту стоят пока непреодолимые чисто технические сложности.

Кора Земли нагрета тоже очень неравномерно. Обычно считается, что каждые сто метров в глубину повышают температуру на 1-3°С. Но есть и термоаномальные участки, где температура на тех же ступенях поднимается на 30-40 °С. И подобных участков немало. На каждом из них можно в принципе построить геотермальные станции или разместить энергоблоки.

Советские специалисты обследовали такие участки в Дагестане, в Ставрополье, в Закарпатье, и на выбранных площадках уже заложены три небольшие геотермальные станции, или энергоблока, мощностью 10 мегаватт каждая. Сначала инженеры введут их в опытную эксплуатацию, проверят и подтвердят свое предположение о целесообразности использования внутреннего тепла Земли. Не исключено, что именно эти блоки явятся первыми ласточками, обещающими появление крупных геотермальных станций в нашей стране.

предыдущая главасодержаниеследующая глава








© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2019
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru