Использование электроэнергии в промышленности. Эффективное использование электроэнергии

Экономное использование электроэнергии сегодня основывается на применении сберегающих технологий. В современных условиях данный вопрос стал весьма актуальным. Это объясняется главным образом увеличением мощностей различных предприятий. Далее рассмотрим, что собой представляет эффективное использование электроэнергии.

Стратегии предприятий

При разработке перспективных планов любое производство ориентируется в первую очередь на себестоимость, загрузку и объем мощностей. Немаловажное значение в стратегии предприятий имеет и доля капитальных вложений в модернизацию на предстоящие годы. Для многих руководителей рациональное использование электроэнергии стоит на последнем месте. Однако актуальность этой проблемы заставляет обратить на нее пристальное внимание. Модернизация технологических мощностей и эффективное использование электроэнергии должны согласовываться со стратегическим планом любого предприятия. В противном случае может возникнуть дисбаланс в расходовании средств, что, в свою очередь, чревато невыполнением поставленных целей по объему выпуска продукции.

Использование электроэнергии в сельском хозяйстве

Сегодня, как отмечают специалисты, реализация предприятиями сберегающих мер осуществляется недостаточно активно. Повышение уровня экономичности электроснабжения в сельском хозяйстве – это достаточно большая и комплексная задача. С этим вопросом тесно связаны проблемы улучшения качества и усиления надежности снабжения. Особое внимание специалисты рекомендуют уделять снижению потерь электроэнергии, а также разработке мероприятий по ее рациональному использованию. Данные задачи и способы их решения должны в обязательном порядке включаться в стратегический план любого предприятия.

Решение проблемы

Потенциальная опасность повышенных затрат предприятия может быть преодолена посредством реализации поэтапного плана энергетической и технологической модернизации производственных мощностей с заранее известными показателями издержек и объема выпуска продукции. Внедрение программы должно осуществляться с учетом особенностей товара, продолжительности существования предприятия.

Устаревшее оборудование

Важнейшим фактором для внедрения перспективных программ сбережения выступает разработка оптимального плана, предполагающего замену давно эксплуатируемых энергетических установок. Многие из них работают на предприятиях более 15 лет. Устаревшее оборудование, в особенности котельное, отличается высокой, невостребованной сегодня мощностью. Проблема давно эксплуатируемых установок значительно замедляет развитие современной промышленности. Работа устаревшего оборудования не требует больших капитальных вложений. Но в связи с износом периодически случаются поломки. Это, в свою очередь, приводит к простою производственного процесса. В итоге повышаются затраты на техническое обслуживание, ремонт, замену комплектующих. При этом существует мнение, что отсрочка инвестиций на модернизацию таких установок позволит сэкономить предприятию деньги. Однако, как практика показывает, в итоге расходы не только не сокращаются, но и заметно увеличиваются.

Внедрение перспективных проектов

Обычно планы, предполагающие эффективное использование электроэнергии, начинают реализовываться согласно общей программы модернизации всего оборудования. Формирование необходимых условий для внедрения таких проектов происходит тогда, когда руководство предприятия в процессе планирования и расчета себестоимости выпускаемой продукции понимает действительный уровень расхода ресурсов. В частности, учитывается коэффициент использования электроэнергии. В этих случаях руководство старается найти наиболее быстрореализуемые и наименее затратные способы сбережения. Выполнение этой задачи выступает первым этапом стратегической программы предприятия. Последующая реализация проекта обычно предусматривает деятельность по нескольким направлениям, решение новых, более сложных задач. После достижения необходимых результатов первого этапа ставятся новые цели. Они предусматривают более гибкий контроль затрат и управление затратами на использование электроэнергии. После этого ставятся и реализуются программы по замене устаревшего оборудования на более современное. Зачастую это требует серьезных финансовых вложений.

Важность расчетов

Эффективное использование электроэнергии достигается в том случае, если модернизация основного оборудования на предприятии осуществляется совместно с анализом объема и оптимизацией применения ресурсов предприятия. Необходимым элементом программы в данном случае выступает расчет энергетического коэффициента в себестоимости изготавливаемой продукции. Для каждой отрасли он разный. Так, энергетическая составляющая для черной металлургии – 40%, машиностроения – 20%, производства воды – 30% и так далее. Эта доля может быть незначительной. Однако и в этом случае грамотное использование электроэнергии в промышленности позволяет вырабатывать дополнительный объем продукции. При этом недоотпуск ресурса во много раз будет превышать его стоимость.

Инструкция по рациональному использованию электроэнергии

Основной задачей предприятия, стремящегося к модернизации, выступает снижение потерь ресурса во всех звеньях системы и в самих установках. Грамотное производство, передача и использование электроэнергии для обеспечения бесперебойного технологического процесса осуществляется по нескольким направлениям. Основными из них выступают:

1. Оптимальное построение системы снабжения при реконструкции. Данный подход включает в себя использование:

— рациональных напряжений;

— общего количества трансформаций;

— места расположения ПС;

— числа и мощности трансформаторов на подстанциях;

— компенсации реактивных мощностей;

— схемы электроснабжения и так далее.

2. Снижение потерь в действующих системах. Оно включает в себя:

— регулирование напряжения;

— управление и контроль над режимами электропотребления;

— снижение холостого хода приемников;

— модернизацию имеющегося и применение более современного, экономичного и надежного электрического и технологического оборудования;

— применение оптимальных способов регулирования режимов работы вентиляционных и насосных установок;

— установку автоматического управления освещением на протяжении суток;

— увеличение качества электроэнергии;

— применение наиболее оптимального режима функционирования силовых трансформаторов.

3. Нормирование электропотребления, выработка научно-обоснованных стандартов удельного расхода энергии на единицу продукции. Для реализации данной задачи на предприятии должна действовать единая система контроля и учета.

4. Составление балансов, в соответствии с которыми осуществляются производство, передача и использование электроэнергии. Их разрабатывают сначала на отдельные установки и агрегаты, переходя постепенно к цехам, а затем в целом ко всему предприятию.

5. Организационно-технические меры. Их разработка осуществляется с учетом специфики того или иного предприятия.

Потери ресурса

Все установки, которые включены в систему снабжения, в том числе трансформаторы и линии, отличаются активными сопротивлениями. Вследствие этого производство и использование электроэнергии осуществляется с ее потерями. Подавляющая их часть происходит в трансформаторах и на линиях. Практические расчеты обычно осуществляются с учетом потерь именно в этих элементах системы. Потери в трансформаторных обмотках, проводах и кабелях пропорциональны квадрату тока нагрузки, протекающему по ним, что обуславливает их название – нагрузочные. Их также часто именуют переменными. Это связано с тем, что ток нагрузки обычно изменяется во времени.

Организационные мероприятия

По мере увеличения потребления и присоединения к сети новых установок возрастают и потери. На электроэнергетических предприятиях осуществляются систематические расчеты. По их результатам при необходимости выполняют мероприятия, способствующие снижению потерь. К основным из них относят:

• Поддержание на шинах 10 кВ и 0,38 кВ на трансформаторных подстанциях или пунктах 10/0,4 кВ, РТП 110…35/10 кВ оптимального уровня напряжения.
• Выравнивание фазовых нагрузок в сетях с напряжением в 0,38 кВ.
• Выбор оптимальных участков размыкания ВЛ (воздушных линий) с напряжением 10…35 кВ с двухсторонним питанием.
• Отключение одного трансформатора в режиме малых нагрузок на двухтрансформаторных подстанциях, а также на ПС с сезонной нагрузкой.
• Сниженное использование электроэнергии для собственных нужд ПС.
• Уменьшение сроков технического обслуживания и ремонта распределительных устройств, линий и трансформаторов.

Технические мероприятия

Организационные меры, а также методы усовершенствования систем учета обычно не требуют существенных первоначальных расходов. В связи с этим их всегда целесообразно проводить. С техническими же мероприятиями дело обстоит несколько иначе. Они связаны с дополнительными инвестициями. Среди основных технических мероприятий следует выделить следующие:

• Установка статических конденсаторов, батарей, оснащенных автоматической регулировкой мощности.
• Замена перегруженных и недогруженных трансформаторов на потребительских подстанциях.
• Установка на РТП оборудования с регулировкой напряжения под нагрузкой.
• Замена на перегруженных линиях проводов, в том числе ответвлений от воздушных линий к зданиям.
• Перевод сетей на повышенное номинальное напряжение.

Компенсация реактивных мощностей

Это мероприятие считается наиболее эффективным. Принцип этой компенсации конденсаторами, включаемыми параллельно, заключен в следующем: часть мощности, которая передается по линии, реактивной, в частности, не затрачивается на механическую работу либо теплоту. Она выступает только в качестве меры энергии, которой магнитные поля приемника и источника обмениваются между собой. Но при этом ток, который соответствует реактивной мощности, проходя по линии передачи, провоцирует потери. Данная проблема, однако, может быть решена. В целях обеспечения максимально высокой экономической эффективности конденсаторные батареи в сетях с напряжением в 0,38 кВ должны иметь такую мощность, чтобы в периоды наивысшей реактивной нагрузки, показатель которой не должен быть выше 0,33, у потребителей коэффициент мощности составлял бы не меньше 0,95.

Трансформаторы с РПН

Установка их на подстанциях 110…35/10 кВ обеспечивает использование электроэнергии в промышленности не только с минимальными потерями, но и соблюдение на выходе к потребителям нормированных отклонений в напряжении. Вследствие несовпадения расчетных и фактических мощностей некоторые трансформаторы, включенные в эксплуатируемую сеть, могут недогружаться. При этом усиление нагрузки для этих установок маловероятно, если только кто-либо не решится на незаконное использование электроэнергии, подключившись к ним. Такие трансформаторы целесообразно заменять менее мощными устройствами. При этом потеря холостого хода будет снижена, а в обмотках – увеличена. Учитывая данное обстоятельство, можно рассчитать предельную загрузку включенного в сеть трансформатора, при которой замена на менее мощное устройство будет целесообразна.

Пропускная способность сети

Ее увеличение осуществляют посредством сооружения новых подстанций и линий. Также в комплекс мероприятий входит замена всех перегруженных проводов в ходе развития сети в соответствии со специальными проектами. Перевод сельских ЭС на повышенное номинальное напряжение состоит только в проведении линий с напряжением в 10 кВ вместо 6 кВ. Грамотное использование электроэнергии в первую очередь предполагает улучшение функционирования приемников. Необходимые технические расчеты должны осуществляться для всей системы снабжения. То есть они должны касаться и производства, и передачи, и использования электроэнергии.

Нормирование

Оно также имеет немаловажное значение. Данная мера предусматривает установление норм для удельного расхода ресурса. Обеспечение существенной экономии электроэнергии возможно не только за счет разработки прогрессивных, научно-обоснованных стандартов. Особое значение в данном случае имеет и установление систем материального вознаграждения за выполнение и перевыполнение норм. Правила использования электроэнергии необходимо периодически пересматривать и совершенствовать по мере изменения технологических процессов, повышения квалификации сотрудников, применения более современного оборудования на предприятиях. Данная деятельность входит в обязанности работников соответствующего подразделения. Удельные нормы по расходу электроэнергии, которые получены в ходе расчетов, необходимо в обязательном порядке проверить для данного предприятия. Это осуществляется при помощи замеров в течение определенного периода (сезона работы, года и т. д.) в условиях нормальной эксплуатации предприятия. Нормирование может реализовываться только при налаженном учете расхода энергии на предприятии.

Графики нагрузки

Без них грамотное использование электроэнергии невозможно. Определение пропускной способности трансформаторов, проводов и прочих сетей осуществляется в соответствии с наивысшей расчетной нагрузкой. Чем больше тока будет проходить по указанным элементам системы на протяжении года, суток или иного периода, тем больше они будут задействованы. Соответственно, экономичность электроснабжения будет выше. На практике действительный график отличается от идеального всегда тем, что в течение большей части времени нагрузка ниже расчетной.

Доклад Использование электроэнергии

Самую большую роль в жизни человека, играет электроэнергия. Казалось бы сегодня, очень сложно представить ту семью, которая бы отказалась от телевизора, света и мелких бытовых приборов. Мы так привыкли к комфорту, что слабо представляем жизнь без электричества. А ведь раньше наши предки не знали, что это такое. Они больше проводили времени на свежем воздухе, чем сидели за телевизором, пользовались свечками и раньше ложились спать. Сегодня энергетика обеспечивает многие сферы. Она служит отличной поддержкой, для поддерживания бесперебойной работы промышленности, транспорта, и сельского хозяйства. Трудно представить нормальное развитие экономики, если убрать из нее энергетику. 

Энергетика хорошо поддерживает научно-технический прогресс. Чтобы повысить работу производства многие заводы производят замену человека на технические машины. Чтобы эти машины работали хорошо, проводится их автоматизация. На это всегда тратиться много ресурсов и электрической энергии. Именно электроэнергия приводит в действие работающие приборы и различное оборудование. Вместе с другими отраслями народного хозяйства энергетика занимает важную часть во всей экономической системе каждой страны. Электроэнергетика словно вторглась не только в жизнь человека, но и во все сферы его деятельности. Благодаря этому освоили космос, наука набрала новых оборотов, делаются открытия и поддерживается нормальная жизнь на планете.

Самым главным потребителем электрической энергии считается промышленность. Но на сегодняшний день она немного теряет свои позиции. Электроэнергию отлично используют в сельском хозяйстве. Она служит помощником для обогрева разных помещений с животными и теплиц. Самое же главное, электроэнергия является источником света. В транспорте эта отрасль так же смогла заработать себе большую похвалу. Известно, что железнодорожный транспорт потребляет огромное количество энергии. Но это проявляет себя все же, с лучшей стороны. Ведь уменьшаются затраты на топливо и на стоимость перевозок. Неотъемлемой и незаменимой частью электроэнергия  является в быту. Она создает комфорт и беззаботность жизни.

Вся электрическая энергия производится на электрических станциях, с помощью генераторов. По проводам она передается в населенные пункты и различные заводы. Потребность в электроэнергии вырастает с каждым годом. Поэтому становятся актуальными вопросы: строить новые электростанции, или использовать старые, но немного их при этом модернизировать. В любом случае электроэнергия стала неотъемлемой частью жизни каждого человека, и неважно находится он дома, или на работе.

Использование электроэнергии

Популярные темы сообщений

• Дерево Каштан

  Каштан относится к многолетним растениям, к семейству Буковые. Это декоративное цветущее дерево. Каштаны имеют красивую раскидистую крону, их используют для украшения скверов, парков и приусадебных участков.

• Созвездие Весы

  Звездное небо это самый удивительный и непредсказуемый мир небесных светил. Даже простым невооруженным взглядом можно рассмотреть там много чего интересного. Днем небо показывает нам одни красоты, но вот вечером, звездный небосклон

• Лебедь созвездие

  Созвездие Лебедь находится в северной части звездного неба. Из-за того что звезды в данном созвездии формируют крест, его еще называют северный крест. Если обратится к старым источникам, то можно найти рисунки,

Плюсы и минусы электричества для человека

Электричество или электрический ток — это направленно движущийся поток заряженных частиц. Также электричеством называют энергию, полученную в результате этого движения, и освещение, полученное при использовании этой энергии.

Одно из самых значительных достижений цивилизации — производство и использование электроэнергии. Научно-технологический прорыв, состоявшийся в середине 19 века, был невозможен без широкого использования электричества. Без него немыслимо существование современного мира. Оно применяется во всех областях техники и науки.

Использование электроэнергии имеет положительные и отрицательные стороны, как любое явление научно-технического прогресса.

Плюсы электричества

• Электроэнергия накапливается и сохраняется. Это позволяет обеспечивать бесперебойное электроснабжение населенных пунктов.
• Преобразуется в другие виды энергии. Механическую, тепловую, световую энергию можно получить из электрической.
• Передается на большие расстояния. Линии электропередач позволяют передавать энергию в места, далеко отстоящие от места ее производства.
• Широко применяется в различных областях деятельности, от простой лампочки в подъезде до космического корабля.
• Электродвигатели экологичны. При их работе не разрушается озоновый слой Земли. Нет вредных выбросов в атмосферу, отходов, загрязняющих окружающую среду.
• Приборы и механизмы, работающие на электричестве, легки в эксплуатации.
• Электричество дешевле других видов энергии.
• Возможно генерирование из возобновляемых источников, это вода, ветер, морские приливы.

Появляются новые способы производства электроэнергии. Солнечная, ветровая, энергия приливов — это возобновляемые, безграничные ресурсы.

Электроэнергию получают при утилизации и переработке мусора, что позволяет решить две глобальные проблемы сразу.

Существуют необычные проекты. Добыча электричества путем перерабатывания ореховой скорлупы планируется в Новой Зеландии. Американские ученые рассматривают возможность использования живых термитов. При поедании бумаги каждое насекомое выделяет небольшое количество энергии, которая легко преобразуется в электрическую. Поиск источников энергии продолжается.

Благодаря электричеству улучшается качество жизни. Она становится более комфортной, удобной. Еще 100 лет назад люди не могли себе представить реальности, которая нас окружает. Тяжелый физический труд постепенно уходит в прошлое.

Но есть отрицательные моменты, неизбежные при использовании электричества. Они достаточно многочисленны. О них надо знать.

Минусы

• Емкость источников питания недостаточная. Невозможно накопить энергию в промышленных объемах и сохранять ее длительное время. Если взять все аккумуляторы, которые есть на Земле, то для удовлетворения мировой потребности в электроэнергии их хватит только на 10 минут.
• Строительство и эксплуатация электростанций различного типа нарушают экологическое равновесие.
• Электромагнитные поля вокруг высоковольтных ЛЭП, теле-радио ретрансляторов, сотовых передающих антенн негативно воздействуют на человека, на окружающую среду.
• Опасность бытового травматизма возрастает.
• Из-за неисправной электропроводки происходят несчастные случаи, пожары, короткие замыкания.
• Доказано негативное влияние электромагнитного излучения от бытовых приборов на живые организмы.
• Вызывает тревогу уменьшение двигательной активности жителей городов, вызванное эксплуатацией машин, механизмов и приборов, работающих на электрической энергии. Это грозит серьезными заболеваниями для целых поколений землян.
• Электричество используют для умерщвления людей (казнь на электрическом стуле) и животных (скотобойни).

Загрязнение окружающей среды — наиболее негативное следствие производства электроэнергии. В котлах ТЭЦ сжигается органическое топливо. Это приводит к выбросу вредных веществ в воздух. Из-за свободного выделения неиспользуемой энергии возникает тепловое загрязнение. Кислотные дожди, накопление парниковых газов опасны для ближайших населенных пунктов.

ГЭС, гидроэлектростанции, самые безопасные. Они не загрязняют окружающую среду. Но при создании водохранилищ затапливаются огромные территории. Это сельхозугодья, леса, населенные пункты. Почва по берегам водохранилищ заболачивается. Рыба гибнет из-за нарушения привычного температурного режима.

Для радиоактивных отходов при работе АЭС требуются сложные процедуры переработки. Могильники захоронения отходов излучают радиацию. Это делает непригодными для использования территории вокруг них.

Строительство приливных станций разрушает береговую линию. Нарушается баланс пресной и соленой воды.

Но это тот вред и польза, которые получаются от производства и использования электричества в глобальном, всемирном масштабе. А как правильно пользоваться электроэнергией в повседневной жизни?

Повседневное использование электроэнергии

1. Экологическая ответственность — не пустой звук. Бережно относиться к использованию электроэнергии — обязанность каждого современного человека.Треть потребляемой в быту электроэнергии расходуется напрасно оттого, что неработающие приборы остаются включенными в розетку. Значительной экономии можно добиться, просто полностью обесточив бытовые приборы.
2. Электромагнитное излучение вредит здоровью. Не стоит находиться поблизости от работающих стиральных машин, холодильников и микроволновых печей. Излучение от мобильного телефона наиболее сильно в момент набора номера и соединения с абонентом. В это время трубку лучше держать от головы на расстоянии не менее 20 см.
3. Излучение опасно также возле линий электропередач. Не стоит задерживаться поблизости от них.
4. Большинство несчастных случаев, связанных с электричеством, происходит из-за неисправной проводки. Изоляция токопроводящих частей портится от механических повреждений, атмосферного воздействия, старения. Исправная проводка позволит избежать пожаров, коротких замыканий и несчастных случаев.

Опасные свойства электричества происходят оттого, что оно нагревает проводник, по которому проходит ток. При работе с электричеством нельзя забывать о технике безопасности.

1. Заземление в доме должно быть обязательно. При определении напряжения в сети следует пользоваться специальными приборами.
2. Необходимо следить за исправностью бытовых приборов, розеток. Обесточивать их при малейшем подозрении на неисправность.

Электричество. И друг, и враг

Зависимость человечества от электроэнергии из года в год возрастает. Даже незначительные отключения ее доставляют массу проблем. В случае масштабных перебоев альтернативных источников энергии не хватит для полноценного обеспечения городов и промышленных объектов.

Энергетика создает одну из основ современной цивилизации и все более активно загрязняет окружающую среду. Меняется климат Земли, что может привести к глобальной катастрофе. Пока ученые ищут выход из создавшейся ситуации, каждый человек может оказать помощь в безопасном и рациональном использовании электроэнергии.

Экономия и бережное расходование любых ресурсов, в том числе и электричества, необходимы. Любой потребитель, включающий в доме свет, знает, сколько усилий потрачено на то, чтобы сделать жизнь безопасней, удобней и легче. Культура потребления энергии означает грамотное ее использование. В первую очередь это соблюдение техники безопасности.

Невозможно существование современного мира без электричества. Это факт, не требующий подтверждения. Если вдруг оно исчезнет, цивилизация будет разрушена. Поэтому у человечества нет другого пути, кроме дальнейшего развития энергетической отрасли.

Похожие записи

Использование электроэнергии (стр. 1 из 2)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЯХ НАУКИ
И ВЛИЯНИЕ НАУКИ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЖИЗНИ

ХХ век стал веком, когда наука вторгается во все сферы жизни общества: экономику, политику, культуру, образование и т.д. Естественно, что наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии. С одной стороны наука способствует расширению сферы применения электрической энергии и тем самым увеличивает ее потребление, но с другой стороны в эпоху, когда неограниченное использование невозобновляемых энергетических ресурсов несет опасность для будущих поколений, актуальными задачами науки становятся задачи разработки энергосберегающих технологий и внедрение их в жизнь.

Рассмотрим эти вопросы на конкретных примерах. Около 80% прироста ВВП (внутреннего валового продукта) развитых стран достигается за счет технических инноваций, основная часть которых связана с использованием электроэнергии. Все новое в промышленность, сельское хозяйство и быт приходит к нам благодаря новым разработкам в различных отраслях науки.

Большая часть научных разработок начинается с теоретических расчетов. Но если в ХIХ веке эти расчеты производились с помощью пера и бумаги, то в век НТР (научно-технической революции) все теоретические расчеты, отбор и анализ научных данных и даже лингвистический разбор литературных произведений делаются с помощью ЭВМ (электронно-вычислительных машин), которые работают на электрической энергии, наиболее удобной для передачи ее на расстояние и использования. Но если первоначально ЭВМ использовались для научных расчетов, то теперь из науки компьютеры пришли в жизнь.

Сейчас они используются во всех сферах деятельности человека: для записи и хранения информации, создания архивов, подготовки и редактирования текстов, выполнения чертежных и графических работ, автоматизации производства и сельского хозяйства. Электронизация и автоматизация производства — важнейшие последствия «второй промышленной» или «микроэлектронной» революции в экономике развитых стран. С микроэлектроникой непосредственно связано и развитие комплексной автоматизации, качественно новый этап которой начался после изобретения в 1971 году микропроцессора — микроэлектронного логического устройства, встраиваемого в различные устройства для управления их работой.

Микропроцессоры ускорили рост робототехники. Большинство применяемых ныне роботов относится к так называемому первому поколению и применяются при сварке, резании, прессовке, нанесении покрытий и т.д. Приходящие им на смену роботы второго поколения оборудованы устройствами для распознавания окружающей среды. А роботы-«интеллектуалы» третьего поколения будут «видеть», «чувствовать», «слышать». Ученые и инженеры среди наиболее приоритетных сфер применения роботов называют атомную энергетику, освоение космического пространства, транспорта, торговлю, складское хозяйство, медицинское обслуживание, переработку отходов, освоение богатств океанического дна. Основная часть роботов работают на электрической энергии, но увеличение потребления электроэнергии роботами компенсируется снижением энергозатрат во многих энергоемких производственных процессах за счет внедрения более рациональных методов и новых энергосберегающих технологических процессов.

Но вернемся к науке. Все новые теоретические разработки после расчетов на ЭВМ проверяются экспериментально. И, как правило, на этом этапе исследования проводятся с помощью физических измерений, химических анализов и т.д. Здесь инструменты научных исследований многообразны — многочисленные измерительные приборы, ускорители, электронные микроскопы, магниторезонансные томографы и т.д. Основная часть этих инструментов экспериментальной науки работают на электрической энергии.

Но наука не только использует электроэнергию в своей теоретической и экспериментальной областях, научные идеи постоянно возникают в традиционной области физики, связанной с получением и передачей электроэнергии. Ученые, например, пытаются создать электрические генераторы без вращающихся частей. В обычных электродвигателях к ротору приходится подводить постоянный ток, чтобы возникла «магнитная сила». К электромагниту, «работающему ротором» (скорость его вращения достигает трех тысяч оборотов в минуту) электрический ток приходится подводить через проводящие угольные щетки и кольца, которые трутся друг о друга и легко изнашиваются. У физиков родилась мысль заменить ротор струей раскаленных газов, плазменной струей, в которой много свободных электронов и ионов. Если пропустить такую струю между полюсами сильного магнита, то по закону электромагнитной индукции в ней возникнет электрический ток — ведь струя движется. Электроды, с помощью которых должен выводится ток из раскаленной струи, могут быть неподвижными, в отличие от угольных щеток обычных электрических установок. Новый тип электрической машины получил название магнитогидродинамического генератора.

В середине ХХ столетия ученые создали оригинальный электрохимический генератор, получивший название топливного элемента. К электродным пластинкам топливного элемента подводится два газа — водород и кислород. На платиновых электродах газы отдают электроны во внешнюю электрическую цепь, становятся ионами и, соединяясь, превращаются в воду. Из газового топлива получается сразу и электроэнергия и вода. Удобный, бесшумный и чистый источник тока для дальних путешествий, например в космос, где особенно нужны оба продукта топливного элемента.

Другой оригинальный способ получения электроэнергии, получивший распространение в последнее время, заключается в преобразовании солнечной энергии в электрическую «напрямую» — с помощью фотоэлектрических установок (солнечных батарей). С ними связано появление «солнечных домов», «солнечных теплиц», «солнечных ферм». Такие солнечные батареи используются и в космосе для обеспечения электроэнергией космических кораблей и станций.

Очень бурно развивается наука в области средств связи и коммуникаций. Спутниковая связь используется уже не только как средство международной связи, но и в быту — спутниковые антенны не редкость и в нашем городе. Новые средства связи, например волоконная техника, позволяют значительно снизить потери электроэнергии в процессе передачи сигналов на большие расстояния.

Не обошла наука и сферу управления. По мере развития НТР, расширения производственной и непроизводственной сфер деятельности человека, все более важную роль в повышении их эффективности начинает играть управление. Из своего рода искусства, еще недавно основывавшегося на опыте и интуиции, управление в наши дни превратилось в науку. Наука об управлении, об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации называется кибернетикой. Этот термин происходит от греческих слов «рулевой», «кормчий». Он встречается в трудах древнегреческих философов. Однако новое рождение его произошло фактически в 1948 году, после выхода книги американского ученого Норберта Винера «Кибернетика».

До начала «кибернетической» революции существовала только бумажная Информатика, основным средством восприятия которой оставался человеческий мозг, и которая не использовала электроэнергию. «Кибернетическая» революция породила принципиально иную — машинную информатику, соответствующую гигантски возросшим потокам информации, источником энергии для которой служит электроэнергия. Созданы совершенно новые средства получения информации, ее накопления, обработки и передачи, в совокупности образующие сложную информационную структуру. Она включает АСУ (автоматизированные системы управления), информационные банки данных, автоматизированные информационные базы, вычислительные центры, видеотерминалы, копировальные и фототелеграфные аппараты, общегосударственные информационные системы, системы спутниковой и скоростной волокнисто-оптической связи — все это неограниченно расширило сферу использования электроэнергии.

Многие ученые считают, что в данном случае речь идет о новой «информационной» цивилизации, приходящей на смену традиционной организации общества индустриального типа. Такая специализация характеризуется следующими важными признаками:

· широким распространением информационной технологии в материальном и нематериальном производстве, в области науки, образования, здравоохранения и т.д.;

· наличием широкой сети различных банков данных, в том числе общественного пользования;

· превращение информации в один из важнейших факторов экономического, национального и личного развития;

· свободной циркуляцией информации в обществе.

Такой переход от индустриального общества к «информационной цивилизации» стал возможен во многом благодаря развитию энергетики и обеспечению удобным в передаче и применении видом энергии — электрической энергией.

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ

Современное общество невозможно представить без электрификации производственной деятельности. Уже в конце 80-х годов более 1/3 всего потребления энергии в мире осуществлялось в виде электрической энергии. К началу следующего века эта доля может увеличиться до 1/2. Такой рост потребления электроэнергии прежде всего связан с ростом ее потребления в промышленности. Основная часть промышленных предприятий работает на электрической энергии. Высокое потребление электроэнергии характерно для таких энергоемких отраслей, как металлургия, алюминиевая и машиностроительная промышленность.

При этом встает проблема эффективного использования этой энергии. При передаче электроэнергии на большие расстояния, от производителя до потребителя, потери на тепло вдоль линии передачи растут пропорционально квадрату тока, т.е. если ток удваивается, то тепловые потери увеличиваются в 4 раза. Поэтому, желательно, чтобы ток в линиях был мал. Для этого повышают напряжение на линии передач. Электроэнергия передается по линиям, где напряжение достигает сотен тысяч вольт. Возле городов, получающих энергию от линий передач, это напряжение с помощью понижающего трансформатора доводят до нескольких тысяч вольт. В самом же городе на подстанциях напряжение понижается до 220 вольт.