+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Эпоха освещения – Власть – Коммерсантъ

Новости вроде объявленного неделю назад решения компаний «Газпром» и «Ренова» объединить электроэнергетические активы и создать крупнейшего производителя электричества традиционно вызывают в России интерес. Как считает обозреватель «Власти» Сергей Минаев, причина в том, что Россия — самая неосвещенная страна.

Государством, где впервые в истории нашел практическое применение электрический ток, стала Россия. В 1832 году по повелению императора Николая I русский изобретатель Павел Шиллинг фон Канштатт соединил в Петербурге телеграфной линией Зимний дворец и здание Министерства путей сообщения. Если бы императору пришло в голову соединить дворец с Министерством иностранных дел, то служивший там Александр Пушкин мог бы стать первым человеком в мире, с помощью электричества получившим информацию от другого человека, в данном случае от государя. Изобретатель не успел исполнить повеление Николая I соединить электрическим способом также Зимний дворец с Кронштадтом только потому, что умер в 1837 году.

Результат экономического развития Индии хорошо виден из космоса: скоро полуостров Индостан — родина просветления может стать ярче Северной Америки — пионера электроосвещения

Фото: NASA

Однако телеграфия основана на слабом токе. Дальнейшее развитие электротехники в мире пошло по пути использования тока большой силы, и здесь первыми стали другие страны, не полагающиеся на императорское волеизъявление. В 1866 году немец Вернер Сименс изобрел динамо-машину, позволяющую просто и дешево превращать механическую энергию в электрическую и вырабатывать ток прежде невиданной силы. А в 1878 году француз Камилл Фор придумал аккумулятор, позволяющий электроэнергию накапливать. Заметим, что изобретение аккумулятора вызвало у публики невиданный энтузиазм. В технической энциклопедии, изданной в России в 1904 году, указывалось: «Как обычно бывает с новыми изобретениями, о которых много говорят, значение изобретения аккумуляторов оказалось слишком преувеличенным. Его сразу стали считать уже созревшим и законченным, тогда как на это могло потребоваться несколько десятков лет. Мечтали уже о том, что вскоре электричество будет продаваться, как керосин, в мелочных лавках, что экипажи, железнодорожные поезда и т. п. будут приводиться в движение запасом электричества, скопленного в аккумуляторах, что керосиновые лампы будут заменены электрическими, причем резервуар для керосина будет заменен аккумулятором,— словом, выдумывались тысячи различных применений, которые все были бы превосходны, если бы только аккумуляторы были в состоянии выполнить все то, что рассчитывали получить от них».

Как мы видим, идея заменить керосиновое и газовое освещение электричеством к началу 1880-х годов уже овладела массами. И сильный ток позволил ее реализовать. Всех здесь опередили американцы: когда изобретатель Томас Эдисон в 1881 году сделал практически применимой свою лампу накаливания, группа предприимчивых американских финансистов немедленно приобрела в Нью-Йорке участок земли и построила первую в мире центральную электростанцию, обеспечивающую электрическое освещение целого городского района площадью 2,5 кв. км. Для выработки электроэнергии использовались шесть сконструированных Эдисоном паровых динамо-машин мощностью 125 л. с. каждая — такая мощность по тем временам считалась гигантской. К середине 1890-х годов компания Эдисона построила шесть центральных электростанций, дававших ток для 500 тыс. лампочек силой света 16 свечей каждая.

В 1884 году началось электрическое освещение Берлина, им занялось акционерное Немецкое общество Эдисона. Оно купило у городского управления Берлина право прокладки проводов по улицам города и построило одну паровую электростанцию на Маркграфенштрассе, а другую на Мауэрштрассе. Каждая из этих станций снабжала током ограниченный район, но, так как станции были соединены системой проводов, они могли работать через день, поочередно освещая два района сразу. Районы освещения постепенно расширялись, и к концу 1890-х годов вся центральная часть Берлина была покрыта сетью лампочек (в 1885 году было установлено 4880 лампочек, к 1890 году их было уже 92 000, а в 1898 году число берлинских лампочек достигло 615 820).

Коммунистический лозунг электрификации всей страны был реализован в основном в крупных городах. Казань

Фото: NASA

Наконец, в 1889 году американцы придумали вместо пара использовать для приведения в действие динамо-машин падающую воду. К этому их подтолкнули природные условия — наличие Ниагарского водопада. Компания Cataract Construction Co. приобрела право на использование из водопада с американской стороны 200 000 л. с. и с канадской — 205 000 л. с. Вся эта мощность была поделена на динамо-машины мощностью 5000 л. с. каждая. Вырабатываемый ток передавался в различные города, например в Баффало. В итоге к 1897 году в США было уже 5 млн электрических лампочек.

В 1909 году американский инженер Эзра Скаттергуд придумал построить гидроэлектростанцию на реке Колорадо, создав таким образом искусственный водопад для снабжения электричеством Калифорнии. В итоге к 1912 году Калифорния занимала второе место в США по потреблению электроэнергии после Нью-Йорка. К 1924 году в США электрическое освещение имели в среднем 35% домов, в Калифорнии этот показатель составлял 83%. Стоимость киловатт-часа электроэнергии в США в среднем равнялась $2,17, в Калифорнии — $1,42. Власти Калифорнии выдвинули лозунг «Электричество — это путь к здоровью, богатству и счастью человечества». Именно из-за дешевизны электричества американская киноиндустрия, для которой этого электричества нужно очень много, переместилась из Нью-Йорка в калифорнийский Голливуд.

В России электрическое освещение также постепенно развивалось. Российское Министерство финансов в 1900 году с гордостью отметило: «В 1898 и 1899 годах устроилось в Петербурге еще три громадных центральных станций, и в настоящее время мощность всех центральных станций, не считая частных, достигает до 30 000 киловаттов. Число уличных фонарей с дуговыми лампами доходит до 600. Общее число дуговых фонарей, установленных не для уличного освещения и питаемых от частных станций, превосходит 2500».

Коммунистический лозунг электрификации всей страны был реализован в основном в крупных городах. Москва

Фото: NASA

Главную роль в потреблении электрического тока, на этот раз большой силы, сыграл государь император. Голландский предприниматель Антон Филипс (младший сын Фредерика Филипса, основавшего в мае 1891 года в Эйндховене фирму Philips & Co.) в 1898 году прибыл в Россию с целью продажи новомодных ламп накаливания. Через директора одной из петербургских электростанций он познакомился с распорядителем двора, и разговор с этим царедворцем принес ему заказ на 50 000 ламп. Когда он телеграфировал об этом в Эйндховен, там засомневались, не лишний ли один из нулей. Ответ был: «Fifty thousand, funfzig Tausend, cinquante mille». Завод пришлось расширять. Потом Филипс регулярно бывал в России, и русские даже начали звать его Антоном Федоровичем. Благодаря царским деньгам Philips & Co. из маленького голландского предприятия стала крупной европейской фирмой.

В 1919 году Владимир Ленин прочитал только что вышедшую книгу немецкого исследователя Карла Баллода «Государство будущего» («Der Zukunftstaat»), в которой тот проповедовал идею «полностью электрического государства», и в январе 1920 года написал письмо Глебу Кржижановскому, опубликовавшему в газете «Правда» статью «Задачи электрификации промышленности». В письме говорилось буквально следующее: «Нельзя ли добавить план не технический… а политический или государственный, т. е. задание пролетариату? Примерно: в 10 (5?) лет построить 20-30 (30-50?) станций, чтобы всю страну усеять… Начнем-де сейчас закупку необходимых машин… Через 10 (20?) лет сделаем Россию «электрической». Я думаю, подобный «план» — повторяю, не технический, а государственный — проект плана Вы бы могли дать. Его надо дать сейчас, чтобы наглядно, популярно для массы увлечь ясной и яркой (вполне научной в основе) перспективой: за работу-де, и в 10-20 лет мы Россию всю, и промышленную, и земледельческую, сделаем электрической. Доработаемся до стольких-то (тысяч или миллионов лошадиных сил или киловатт?? черт его знает) машинных рабов и проч. Повторяю, надо увлечь массу рабочих и сознательных крестьян великой программой на 10-20 лет».

То, что программа не техническая, а политическая и рассчитана исключительно на удержание большевиками государственной власти, лично выяснил Антон Филипс, который в 1922 году, когда уже был объявлен нэп, приехал в Москву и тут же отписал домой: «Коммунисты — ребята славные. Но только покупать никаких лампочек не хотят».

В 1932 году коммунисты с помощью американских инженеров построили свой аналог Ниагарского водопада — плотину на Днепре, соорудив Днепрогэс. Но когда Фредерик Филипс, сын Антона, в 1939 году прибыл в СССР, чтобы узнать, не поменялось ли после этого отношение советских властей к покупке лампочек, он выяснил, что ничего не изменилось. Как вспоминал Филипс, переговоры шли вяло. Собеседники оживлялись только тогда, когда узнавали, что Карл Маркс работал над «Капиталом» в доме, принадлежавшем деду Филипса. Они поднимали за «Капитал» бесчисленные стопки водки, но электроламп так и не купили.

В дальнейшем советские руководители уделяли развитию электроэнергетики первостепенное значение. В 1981 году на XXVI съезде КПСС Леонид Брежнев заявил: «В 70-е годы в два раза по сравнению с 60-ми годами возросла выработка электроэнергии. К единой энергетической системе страны присоединилась Объединенная энергосистема Сибири. Введены в эксплуатацию уникальные гидроагрегаты на Саяно-Шушенской, Усть-Илимской, Нурекской, Ингурской, Днепровской, Нижнекамской и других гидростанциях. Завершено строительство крупнейших тепловых электростанций — Запорожской и Углегорской. Высокими темпами растет атомная энергетика. В строй действующих вступили новые энергоблоки на Ленинградской, Курской, Белоярской, Армянской и Билибинской атомных электростанциях». Успехи в электроэнергетике товарищ Брежнев увязал с успехами в энергетике в целом, отметив, что в 1970 году в Северо-Западной Сибири было добыто нефти (включая газовый конденсат) 31 млн т, а в 1980 году добыча нефти превысила 312 млн т, добыча газа за этот период возросла с 9,5 млрд до 156 млрд куб. м.

И сейчас российские граждане могут заметить, что успехи того времени в нефтегазовой энергетике хорошо отражаются на нынешнем финансовом состоянии России, а вот тогдашние успехи в электроэнергетике на нынешнюю освещенность России видимого влияния не оказали.

История Электричества.

История Электричества. Начало

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

Из истории электротехники. «Сказка об электричестве». Века и люди. Тесла или Феррарис? Михаил Осипович Доливо-Добровольский

Начнем наш рассказ словами самого Теслы, написавшего незадолго до смерти замечательный очерк истории электротехники «Сказку об электричестве»: «Кто действительно хочет помять все величие нашего времени, тот должен познакомиться с историей науки об электричестве. И тогда он узнает сказку, какой нет и среди сказок «Тысячи и одной ночи».

Впервые явления, ныне называемые электрическими, были замечены в древнем Китае, Индии, а позднее в древней Греции. Сохранившиеся предания гласят, что древнегреческому философу Фалесу Милетскому (640-550 гг. до н. э.) было уже известно свойство янтаря, натертого мехом или шерстью, притягивать обрывки бумаги, пушинки и другие легкие тела. От греческого названия янтаря — «электрон» — явление это позднее получило наименование электризации.

Об янтаре в «Сказке» Теслы мы находим следующие поэтические строки: «Рассказ начинается задолго до начала нашей эры, в те времена, когда Фалес, Теофраст и Плиний говорили о чудесных свойствах «электрона» (янтаря), этого удивительного вещества, возникшего из слез Гелиад, сестер несчастного юноши Фаэтона, который пытался овладеть колесницей Феба и едва не сжег всю землю» Однако, создав поэтические легенды о янтаре, греки не продолжали изучения его свойств. Римляне ничего не прибавили к знаниям древних греков, а в средние века было забыто и то, что знали о янтаре в древнем мире. Только в конце XVI века придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гильберт изучил все, что было известно о свойствах янтаря древним народам, и сам провел немало опытов с янтарем и магнитами. В 1600 году он издал большой труд «О магните, магнитных телах и о самом большое магните — Земле» — настоящий свод знаний того времени об электричестве и магнетизме.

Гильберт впервые обнаружил, что свойства электризации присущи не только янтарю, но и алмазу, сере, смоле. Он заметил также, что некоторые тела, например металлы, камни, кость, не электризуются, и разделил все тела, встречающиеся в природе, на электризуемые и неэлектризуемые. Обратив особое внимание на первые, он производил опыты по изучению их свойств. В середине XVII века известный немецкий ученый, бургомистр города Магдебурга, изобретатель воздушного насоса Отто фон Г ерике построил специальную «электрическую машину», представлявшую шар из серы величиной с детскую голову, насаженный на ось. Если при вращении шара его натирали ладонями рук, он вскоре приобретал свойство притягивать и отталкивать легкие тела. На протяжении нескольких столетий машину Герике значительно усовершенствовали англичанин Хоксби, немецкие ученые Бозе, Винклер и другие. Опыты с этими машинами привели к ряду важных открытий: в 1707 году французский физик дю Фей обнаружил различие между электричеством, получаемым от трения стеклянного шара (или круга) и получаемым от трения крута из древесной смолы. В 1729 гаду англичане Грей и Уилер обнаружили способность некоторых тел проводить электричество и впервые указали на то, что все тела можно разделить на проводники и непроводники электричества.

Но значительно более важное открытие было описано в 1729 году Мушенбреком — профессором математики и философии в городе Лейдене. Он обнаружил, что стеклянная банка, оклеенная с обеих сторон оловянной фольгой (листочками станиоля), способна накапливать электричество. Заряженное до определенного потенциала (понятие о котором появилось значительно позднее), это устройство могло быть разряжено со значительным эффектом — большой искрой, производившей сильный треск, подобный разряду молнии, и оказывавшей физиологические действия при прикосновении рук к обкладкам банки. От названия города, где производились опыты, прибор, созданный Мушенбреком, был назван лейденской банкой. Исследования ее свойств производились в различных странах и вызвали появление множества теорий, пытавшихся объяснить обнаруженное явление конденсации заряда.

Одна из теорий этого явления была дана, выдающимся американским ученым и общественным деятелем Вениамином Франклином, который указал на существование положительного и отрицательного электричества. С точки зрения этой теории Франклин объяснил процесс заряда и разряда лейденской банки и доказал, что ее обкладки можно произвольно электризовать разными по знаку электрическими зарядами.

Франклин, как и русские ученые М. В. Ломоносов и Г. Рихман, уделил немало внимания изучению атмосферного электричества, грозового разряда (молнии). Как известно, Рихман погиб, производя опыт по изучению молнии.

Работы русских академиков Эпинуса, Крафта и других выявили целый ряд весьма важных свойств электрического заряда, но все они изучали электричество в состоянии неподвижном или мгновенный раз ряд его, то есть свойства статического электричества. Движение его проявлялось лишь в форме разряда. Об электрическом токе, то есть о непрерывном движении электричества, еще ничего не было известно.

Практическое значение накопленных за два столетия знаний об электричестве было сравнительно невелико. Это объясняется тем, что потребности практики, промышленности не выдвигали перед наукой требований познания электричества и изучения возможности его использования. «Об электричестве мы узнали кое-что разумное только с тех пор, как была открыта его техническая применимость», — писал Энгельс в письме к Г. Штаркенбургу 25 января 1894 года.

Самым крупным открытием в этой области в XVIII веке было обнаружение в 1791 году итальянским анатомом Луиджи Гальвани появления электричества при соприкосновении двух разнородных металлов с телом препарированной лягушки. Сам Гальвани ошибочно считал, что это явление вызывается наличием особого животного электричества.

Но вскоре другой итальянский ученый, Алессандро Вольта, дал иное объяснение этим опытам. Он экспериментально доказал, что электрические явления, которые наблюдал Гальвани, объясняются только тем, что определенная пара разнородных металлов, разделенная слоем специальной электропроводящей жидкости, служит источником электрического тока, протекающего по замкнутым проводникам внешней цепи.

Эта теория, разработанная А. Вольтой в 1794 году, позволила создать первый в мире источник электрического тока в виде так называемого Вольтова столба. Последний представлял набор кружков из двух металлов (меди и цинка), разделенные прокладками из войлока, смоченного в соляном растворе или щелочи. Описание этого прибора, изготовленного в конце 1799 года, дано в письме А. Вольты к президенту Лондонского королевского общества Банксу от 20 марта 1800 года. Надо заметить, что и Гальвани был недалек от истины: как это установили позднее, в любом организме жизненные процессы сопровождаются возникновением электричества, которое с полным основанием может быть названо животным, не имеющим, однако, ничего общего с электричеством, открытым самим Гальвани.

Одним из первых глубоко исследовал свойства электрического тока в 1801 -1802 годах петербургский академик В. В. Петров. Работы этого выдающегося ученого, построившего самую крупную в мире в те годы батарею из 4200 медных и цинковых кружков, установили возможность практического использования электрического тока для нагрева проводников. Кроме того, Петров наблюдал явление электрического разряда между концами слегка разведенных углей как в воздухе, так и в других газах и вакууме, получившее название электрической дуги. В. В. Петров не только описал открытое им явление, но и указал на возможность его использования для освещения или плавки металлов и тем самым впервые высказал мысль о практическом применении электрического тока. С этого момента и должно начинать историю электротехники как самостоятельной отрасли техники.

Опыты с электрическим током привлекали внимание многих ученых разных стран. В 1802 году итальянский ученый Романьози обнаружил отклонение магнитной стрелки под влиянием электрического тока, протекавшего по расположенному вблизи проводнику. В конце 1819 года это явление было вновь наблюдаемо датским физиком Эрстедом, который в марте 1820 года опубликовал на латинском языке брошюру под заглавием «Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку». В этом сочинении «электрическим конфликтом» был назван электрический ток.

Небольшая, всего в пять страниц, книжка Эрстеда в том же году была издана в Копенгагене на шести языках. Сами опыты его были повторены осенью 1820 года швейцарским естествоиспытателем де ля Ривом на съезде естествоиспытателей в Женеве. На этом съезде присутствовал член Парижской Академии наук Араго, который по возвращении показал в заседании академии опыт Эрстеда. Еще до конца 1820 года Араго провел ряд исследований, из которых наиболее важным было открытие в 1824 году явления увлечения медного диска вращающимся вблизи него магнитом. Это явление, названное «магнетизмом вращения», долгое время оставалось лишь эффектным физическим опытом. Но позднее именно оно послужило основой многих практических изобретений и, в частности, электродвигателя переменного тока.

Большое значение имели также открытие Био и Саваром законов действия тока на магнитную стрелку. Особо следует сказать о деятельности замечательного ученого Андре Мари Ампера , положившего начало изучению динамических действий электрического тока и установившему целый ряд законов электродинамики.

Едва лишь Араго продемонстрировал на заседании Парижской Академии наук опыт Эрстеда, как Ампер, повторив его, 18 сентября 1820 года, ровно через неделю, представил в академию сообщение о своих исследованиях. На следующем заседании, 25 сентября, Ампер докончил чтение доклада, в котором он изложил законы взаимодействия двух токов, протекающих по параллельно расположенным проводникам. С этого момента академия еженедельно слушала новые сообщения Ампера о его опытах, завершивших открытие и формулирование основных законов электродинамики.

Одной из важнейших заслуг Ампера было то, что он впервые объединил два разобщенных ранее явления — электричество и магнетизм — одной теорией электромагнетизма и предложил рассматривать их как результат единого процесса природы. Эта теория, встреченная современниками Ампера с большим недоверием, была весьма прогрессивной и сыграла огромную роль в правильном понимании открытых позднее явлений.

Через пять лет после первых работ Ампера был построен первый электромагнит и началось глубокое изучение законов электромагнетизма. В 1827 году немецкий ученый Георг Ом открыл один из фундаментальных законов электричества, устанавливающий основные зависимости между силой тока, напряжением и сопротивлением цепи, по которой протекает электрический ток; в 1847 году Кирхгоф сформулировал законы развертывания токов в сложных цепях.

Открытия Эрстеда, Араго, Ампера заинтересовали гениального английского физика Майкла Фарадея и побудили его заняться всем кругом вопросов о превращении электрической и магнитной энергии в механическую. В 1821 году он нашел еще одно решение поставленной задачи превращения электрической и магнитной энергии в механическую и продемонстрировал свой прибор, в котором он получал явление непрерывного электромагнитного вращения. В тот же день Фарадей записал в свой рабочий дневник обратную задачу: «Превратить магнетизм в электричество». Более десяти лет потребовалось, чтобы решить ее и найти способ получения электрической энергии из магнитной и механической. Лишь в конце 1831 года Фарадей сообщил об открытии им явления, названного затем электромагнитной индукцией и составляющего основу всей современной электроэнергетики.

Исследование Фарадея и работы русского академика Э. X. Ленца, сформулировавшего закон, по которому можно было определить направление электрического тока, возникающего в результате электромагнитной индукции, дали возможность создать первые электромагнитные генераторы и электродвигатели.

Вначале электрогенераторы и электродвигатели развивались независимо друг от друга, как две совершенно разные машины. Первый изобретатель электрического генератора, основанного на принципе электромагнитной индукции, пожелал остаться неизвестным. Произошло это так. Вскоре после опубликования доклада Фарадея в Королевском обществе, в котором было изложено открытие электромагнитной индукции, ученый нашел в своем почтовом ящике письмо, подписанное инициалами Р. М. Оно содержало описание первого в мире синхронного генератора и приложенный к нему чертеж. Фарадей, внимательно разобравшись в этом проекте, направил письмо Р. М. и чертеж в тот же журнал, в котором был в свое время помещен его доклад, надеясь, что неизвестный изобретатель, следя за журналом, увидит опубликованным не только свой проект, но и сопровождающее его письмо Фарадея, исключительно высоко оценивающее изобретение Р. М.

Действительно, спустя почти полгода Р. М. прислал в редакцию журнала дополнительные разъяснения и описание предложенной им конструкции электрогенератора, но и на этот раз пожелал остаться неизвестным. Имя истинного создателя первого электромагнитного генератора так и осталось скрытым под инициалами, и человечество до сих пор, несмотря на тщательные розыски историков электротехники, остается в неведении, кому же оно обязано одним из важнейших изобретений. Машина Р. М. не имела устройства для выпрямления тока и была первым генератором переменного тока. Но этот ток, казалось, не мог быть использован для дугового освещения, электролиза, телеграфа, уже прочно вошедших в жизнь. Необходимо было, по мысли конструкторов того времени, создать машину, в которой можно было бы получать ток постоянным по направлению и величине.

Почти одновременно с Р. М. конструированием генераторов занимались братья Пикси и профессор физики Лондонского университета и член Королевского общества В. Риччи. Созданные ими машины имели специальное устройство для выпрямления переменного тока в постоянный — так называемый коллектор. Дальнейшее развитие конструкций генератора постоянного тока шло необычайно быстрыми темпами. Менее чем за сорок лет динамо-машина приобрела почти полностью форму современного генератора постоянного тока. Правда, обмотка этих динамо-машин была распределена по окружности неравномерно, что ухудшало работу таких генераторов — напряжение в них то возрастало, то снижалось, вызывая неприятные толчки.

В 1870 году Зенобей Грамм предложил особую, так называемую кольцевую обмотку якоря динамо-машины. Равномерное распределение обмотки якоря давало возможность получать совершенно равномерное напряжение в генераторе и такое же вращение двигателя, что значительно улучшило свойства электрических машин. По существу, изобретение это повторяло то, что было уже создано и описано в 1860 году итальянским физиком Пачинноти, но прошло незамеченным и осталось неизвестным 3. Грамму. Машины с кольцевым якорем получили особенно большое распространение после того, как на Венской всемирной выставке в 1873 году была обнаружена обратимость электрических машин Грамма: одна и та же машина при вращении якоря давала электрический ток, при протекании тока через якорь вращалась и могла быть использована в качестве электродвигателя.

С этого времени начинается быстрый рост применения электродвигателей и все расширяющееся потребление электроэнергии, чему немало способствовало изобретение П. Н. Яблочковым способа освещения с помощью так называемой «свечи Яблочкова» — дуговой электролампы с параллельным расположением углей.

Простота и удобство «свечей Яблочкова», заменивших дорогие, сложные и громоздкие дуговые фонари с регуляторами для непрерывного сближения сгорающих углей, вызвали их повсеместное распространение, и вскоре «свет Яблочкова», «русский» или «северный» свет, освещал бульвары Парижа, набережные Темзы, проспекты столицы России и даже древние города Камбоджи. Это было подлинным триумфом русского- изобретателя.

Но для питания этих свечей электроэнергией потребовалось создание особых электрогенераторов, дающих не постоянный, а переменный ток, то есть ток, хотя бы и не часто, но непрерывно меняющий свою величину и направление. Это было необходимо потому, что угли, соединенные с разными полюсами генератора постоянного тока, сгорали неравномерно — анод, подключенный к положительному, сгорал вдвое быстрее катода. Переменный ток попеременно превращал анод в катод и тем самым обеспечивал равномерное сгорание углей. Специально для питания «свечей Яблочкова» и был создан самим П. Н. Яблочковым, а затем усовершенствован французскими инженерами Лонтеном и Граммом генератор переменного тока. Однако о двигателе переменного тока еще не возникало и мысли.

Вместе с тем для раздельного питания отдельных свечей от генератора переменного тока изобретателем был создан особый прибор — индукционная катушка (трансформатор), позволявший изменять напряжение тока в любом ответвлении цепи в соответствии с числом подключенных свечей. Вскоре растущие потребности в электроэнергии и возможности получения ее в больших количествах вступили в противоречие с ограниченными возможностями передачи ее на расстояние. Применявшееся в то время низкое напряжение (100-120 вольт) постоянного тока и передача его по проводам сравнительно небольшого сечения вызывали огромные потери в линиях передачи. С конца 70-х годов прошлого столетия основной проблемой, от успешного решения которой зависело все будущее электротехники, стала проблема передачи электроэнергии на значительные расстояния без больших потерь.

Первое теоретическое обоснование возможности передачи любых количеств электроэнергии на любые расстояния по проводам сравнительно небольшого диаметра без значительных потерь путем повышения напряжения было дано профессором физики Петербургского лесного института Д. А. Лачиновым в июле 1880 года. Вслед за этим французский физик и электротехник Марсель Депре в 1882 году на Мюнхенской электротехнической выставке осуществил передачу электроэнергии в несколько лошадиных сил на расстояние 57 километров с коэффициентом полезного действия в 38 процентов.

В истории передачи электроэнергии на дальние расстояния эта первая передача из Мисбаха в Мюнхен имеет особое значение — на нее обратили внимание Маркс и Энгельс, живо интересовавшиеся опытами М. Депре. Их переписка об этих опытах, как и письмо Энгельса к Э. Бернштейну от 28 февраля 1883 года, содержит замечательное предвидение социальной и технической роли электрификации.

Позднее Депре произвел еще ряд опытов, осуществив передачу электроэнергии на расстояние в сотню километров и доведя мощность передачи до нескольких сот киловатт. Дальнейшее увеличение расстояния требовало значительного повышения напряжения. Депре довел его до 6 тысяч вольт и убедился, что изоляция пластин в коллекторе генераторов и электродвигателей постоянного тока не позволяет достигнуть более высокого напряжения.

Несмотря на все эти трудности, в начале 80-х годов развитие промышленности и концентрация производства все более и более настоятельно требовали создания нового двигателя, более совершенного, чем широко распространенная паровая машина. Уже было ясно, что электростанции выгодно строить вблизи месторождений угля или на реках с большим падением воды, в то время как фабрики возводить поближе к источникам сырья. Это зачастую требовало передачи огромных количеств электроэнергии к объектам ее потребления на значительные расстояния. Такая передача была бы целесообразна лишь при применении напряжения в десятки тысяч вольт. Но получить такое напряжение в генераторах постоянного тока было невозможно. На помощь пришли переменный ток и трансформатор: пользуясь ими, стали производить переменный ток низкого напряжения, затем повышать его до любой требуемой величины, передавать на расстояние высоким напряжением, а на месте потребления снова снижать до требуемого и использовать в токоприемниках. Но… снова возникало «но»…

Еще не существовало электродвигателей переменного тока. Л ведь уже в начале 80-х годов электроэнергия потреблялась главным образом для силовых нужд. Электродвигатели постоянного тока для привода самых различных машин применялись все чаще и чаще. Создать электродвигатель, который мог бы работать на переменном токе, стало основной задачей электротехники. В поисках новых путей всегда необходимо оглянуться назад. Не было ли в истории электротехники чего-либо такого, что могло бы подсказать путь к созданию электродвигателя переменного тока? Поиски в прошлом увенчались успехом. Вспомнили: еще в 1824 году Араго демонстрировал опыт, положивший начало множеству плодотворных исследований. Речь идет о демонстрации «магнетизма вращения». Медный (не магнитный) диск увлекался вращающимся магнитом.

Возникла идея, нельзя ли, заменив диск витками обмотки, а вращающийся магнит вращающимся магнитным полем, создать электродвигатель переменного тока? Наверное, можно, но как получить вращение магнитного поля?

В эти годы было предложено много различных способов применения переменного тока. Добросовестный историк электротехники должен будет назвать имена различных физиков и инженеров, пытавшихся в середине 80-х годов создать электродвигатели переменного тока. Он не забудет напомнить об опытах Бейли (1879 г.), Марселя Депре (1883 г), Бредли (1887 г.), о работах Венстрома, Хазельвандера и многих других. Предложения, несомненно, были очень интересны, но ни одно из них не могло удовлетворить промышленность: электродвигатели их были либо громоздки и неэкономичны, либо сложны и ненадежны. Не был еще найден сам принцип постройки простых экономичных и надежных электродвигателей переменного тока.

Именно в этот период и начал, как мы уже знаем, поиски решения этой задачи Никола Тесла. Он шел своим путем, путем размышлений над сущностью опыта Араго, и предложил коренное решение возникшей проблемы, сразу же оказавшееся приемлемым для практических целей. Еще в Будапеште весной 1882 года Тесла ясно представил себе, что если каким-либо образом осуществить питание обмоток магнитных полюсов электродвигателя двумя различными переменными токами, отличающимися друг от друга лишь сдвигом по фазе, то чередование этих токов вызовет переменное образование северного и южного полюсов или вращение магнитного поля. Вращающееся магнитное поле должно увлечь и обмотку ротора машины.

Построив специальный источник двухфазного тока (двухфазный генератор) и такой же двухфазный электродвигатель, Тесла осуществил свою идею. И хотя конструктивно его машины были весьма несовершенны, принцип вращающегося магнитного поля, примененный в первых же моделях Теслы, оказался правильным.

Рассмотрев все возможные случаи сдвига фаз, Тесла остановился на сдвиге в 90°, то есть на двухфазном токе. Это было вполне логично — прежде чем создавать электродвигатели с большим числом фаз, следовало начать с тока двухфазного. Но можно было бы применить и другой сдвиг фаз: на 120 е (трехфазный ток). Не проанализировав теоретически и не осмыслив все возможные случаи, даже не сравнив их между собой (вот в чем большая ошибка Теслы), он все свое внимание сосредоточил на двухфазном токе, создав двухфазные генераторы и электродвигатели и лишь мельком упомянул в своих патентных заявках о многофазных токах и возможности их применения.

Но Тесла не был единственным ученым, вспомнившим об опыте Араго и нашедшим решение важной проблемы. В те же годы исследованиями в области переменных токов занимался итальянский физик Галилео Феррарис, представитель Италии на многих международных конгрессах электриков (1881 и 1882 годы в Париже, 1883 год в Вене и другие). Подготавливая лекции по оптике, он пришел к мысли о возможности постановки опыта, демонстрирующего свойства световых волн. Для этого Феррарис укрепил на тонкой нити медный цилиндр, на который действовали два магнитных поля, сдвинутых под углом в 90°. При включении тока в катушки, попеременно создающие магнитные поля то в одной, то в другой из них, цилиндр под действием этих полей поворачивался и закручивал нить, в результате чего поднимался на некоторую величину вверх. Устройство это прекрасно моделировало явление, известное под названием поляризации света.

Феррарис и не предполагал использовать свою модель для каких-либо электротехнических целей. Это был всего лишь лекционный прибор, остроумие которого заключалось в умелом применении электродинамического явления для демонстраций в области оптики.

Феррарис не ограничился этой моделью. Во второй, более совершенной модели ему удалось достигнуть вращения цилиндра со скоростью до 900 оборотов в минуту. Но за определенными пределами, как бы ни увеличивалась в цепи сила тока, создававшего магнитные поля (другими словами, как бы ни увеличивалась затрачиваемая мощность), достигнуть увеличения числа оборотов не удавалось. Подсчеты показали, что мощность второй модели не превышала 3 ватт.

Несомненно, Феррарис, будучи не только оптиком, но и электриком, не мог не понимать значения произведенных им опытов. Однако ему, по собственному его признанию, и в голову не приходило применить этот принцип к созданию электродвигателя переменного тока. Самое большое, что он предполагал, это использовать его для измерения силы тока, и даже начал конструировать такой прибор.

18 марта 1888 года в Туринской Академии наук Феррарис сделал доклад «Электродинамическое вращение, произведенное с помощью переменных токов». В нем он рассказал о своих опытах и пытался доказать, что получение в таком приборе коэффициента полезного действия свыше 50 процентов невозможно. Феррарис был искренне убежден, что, доказав нецелесообразность использования переменных магнитных полей для практических целей, он оказывает науке большую услугу. Доклад Феррариса опередил сообщение Николы Теслы в Американском институте электроинженеров. Но заявка, поданная для получения патента еще в октябре 1887 года, свидетельствует о несомненном приоритете Теслы перед Феррарисом. Что же касается публикации, то статья Феррариса, доступная для чтения всем электрикам мира, была опубликована лишь в июне 1888 года, то есть после широко известного доклада Теслы.

На утверждение Феррариса, что работы по изучению вращающегося магнитного поля начаты им в 1885 году, Тесла имел все основания возразить, что он занимался этой проблемой еще в Граце, решение ее нашел в 1882 году, а в 1884 году в Страсбурге демонстрировал действующую модель своего двигателя Но, конечно, дело не только в приоритете. Несомненно, оба ученых сделали одно и то же открытие независимо друг от друга: Феррарис не мог знать о патентной заявке Теслы, так же как и последний не мог знать о работах итальянского физика.

Гораздо важнее то, что Г. Феррарис, открыв явление вращающегося магнитного поля и построив свою модель мощностью в 3 ватта, и не думал об их практическом использовании. Более того: если бы ошибочный вывод Феррариса о нецелесообразности применения переменных многофазных токов был принят, то человечество еще несколько лет было бы направлено по ложному пути и лишено возможности широкого использования электроэнергии в самых различных отраслях производства и быта. Заслуга Николы Теслы и заключается в том, что, несмотря на множество препятствий и скептическое отношение к переменному току, он практически доказал целесообразность применения многофазного тока. Созданные им первые двигатели двухфазного тока, хотя и имели ряд недостатков, привлекли внимание электротехников всего мира и возбудили интерес к его предложениям.

Однако статья Галилео Феррариса в журнале «Атти ди Турино» сыграла огромную роль в развитии электротехники. Ее перепечатал один крупный английский журнал, и номер с этой статьей попал в руки другого ученого, теперь заслуженно признанного создателем современной электротехники трехфазного тока.

В один из июльских дней 1888 года статью Феррариса в английском журнале с увлечением читал молодой еще, всего лишь за четыре года до этого окончивший Дармштадтское Высшее техническое училище, русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский.

Михаил Осипович родился в России, в Гатчине — одном из живописных пригородов Петербурга, в семье чиновника. Десяти лет он вместе с родителями переехал в Одессу, где его отец, выйдя в отставку, начал издавать прогрессивную газету «Правда». К участию в этой газете он привлек многих передовых деятелей русской и мировой литературы, и вскоре газета эта за непозволительный образ мыслей была закрыта.

В этот период в семье Доливо-Добровольских сильно развилось критическое отношение к царскому строю, и юноша Добровольский отличался от своих сверстников если не революционными, то, во всяком случае, передовыми взглядами.

В 1880 году Михаил Осипович окончил Одесское реальное училище и осенью того же года поступил на химический факультет Рижского политехнического института. Но недолго пришлось ему быть студентом этого учебного заведения: весной 1881 года, после убийства царя Александра II, многих революционно настроенных студентов русских университетов и других высших учебных заведений уволили без права продолжать учение в России. В число их попал и Михаил Осипович.

В конце 1881 года Доливо-Добровольский поступил на химический факультет Дармштадтского высшего технического училища, но сразу же больше чем химией увлекся новым тогда предметом — электротехникой. В Дармштадте курс электротехники читал профессор Китлер, прекрасный педагог, имевший богатый практический опыт, сумевший не только увлечь М. О. Доливо-Добровольского, но и дать ему порядочный запас знаний.

Отлично окончивший курс Дармштадтского высшего технического училища, Доливо-Добровольский был приглашен в Германскую эдисоновскую компанию и в 1884 году начал работу на одном из ее заводов. Глубокий и вдумчивый инженер, он хорошо представлял себе все недостатки постоянного тока и не раз размышлял о возможности создания электродвигателей переменного тока.

Михаил Осипович немало думал над этой задачей, не раз пытался превратить электродвигатель постоянного тока Грамма в машину переменного тока, — мы помним, что примерно в это время той же проблемой занимался и Никола Тесла.

Статья Феррариса произвела на М. О. Доливо-Добровольского исключительное впечатление, и еще во время чтения он представил себе принцип действия электродвигателя, основанного на использовании явления вращающегося магнитного поля. Ошибка Феррариса в расчете коэффициента полезного действия была найдена также мгновенно, и для Михаила Осиповича не оставалось сомнений в возможности быстрого решения проблемы применения переменного тока. Но уже с самого начала М. О. Доливо-Добровольский оцепил все преимущества трехфазного тока перед двухфазным, примененным Теслой и Феррарисом, и начал конструировать электродвигатели трехфазного переменного тока. Так появился опасный соперник двухфазного тока, скоро показавший ряд неоспоримых преимуществ перед своим близнецом.


Сайт управляется системой uCoz

Как электричество вошло в нашу жизнь

Краткая история электричества

VII век. Янтарь

Электричество как явление природы известно очень давно. Еще в VII веке до нашей эры древние греки знали об одном любопытном свойстве янтаря: если его потереть о шерсть, то он будет притягивать мелкие предметы. Слово янтарь по-гречески звучит, как «электрон», и хотя греки не знали о причинах такого явления, они подарили миру его название — электричество.

1745. Электрометр

Ещё многие столетия такие рукотворные проявления электричества были чем-то вроде забавы, и только в Средние века учёные начали его изучать. В 1745 году российский естествоиспытатель Михаил Ломоносов для изучения атмосферного электричества сконструировал один из первых приборов, измеряющих электрический заряд.

1785. Закон Кулона

А в 1785 году французский учёный Шарль Кулон открыл закон, описывающий взаимодействие электрически заряженных тел (их притяжение и отталкивание). Этот закон с тех пор называется «законом Кулона», а единица электрического заряда — кулон. Считается, что после открытия этого закона, электрические явления из категории наблюдений и испытаний стали относиться к категории точной науки. Простыми словами, Кулон опытным путём определил, что чем больше заряды, тем сильнее их притяжение, и чем больше расстояние между ними, тем эта сила меньше. Причём сила уменьшается пропорционально квадрату расстояния между ними. 

Для этого Кулон изобрёл крутильные весы, в котором подвешивалась на шёлковой нити палочка с металлическим шариком с одной стороны и противовесом с другой. При воздействии на шарик другим заряженным шариком палочка отклонялась от начального состояния и нитка закручивалась. Это отклонение можно было измерить движением стрелки на другом конце шёлковой нити. Считается, что после открытия этого закона, электрические явления из категории наблюдений и испытаний стали относиться к категории точной науки.

1800. Батарейка Вольта

Уже в 1800 году итальянский физик Алессандро Вольта изобрёл химический источник тока (фактически, мощную батарейку). Учёный фактически опустил в кислоту медную и цинковую пластинки, соединённые проволокой. При этом цинковая пластина начала растворяться, а около медной появились пузыри газа. Это означало, что по проволоке протекал ток. Это изобретение дало учёным достаточно сильный, надёжный источник тока и позволило продвинуть изучение электрических явлений. Имя изобретателя увековечено в названии единицы электрического напряжения — вольт.

1821

В 1821 году французский физик Андре-Мари Ампер обнаружил, что если по проводу течёт электроток, то возле него образуется магнитное поле, тем самым он установил связь между электрическими и магнитными явлениями. Ампер впервые ввел понятие электрического тока, и теперь единица измерения силы тока стала называться ампер.

Эстафету исследований продолжил английский физик Майкл Фарадей. В том же 1821 году учёный создал простейший электродвигатель, преобразующий электрический ток в механическое движение.

1831. Электромагнитная индукция

А в 1831 году Фарадей сформулировал и описал явление электромагнитной индукции. Упрощённо это означает следующее: при движении в магнитном поле проводника (например, медного провода) возникает электрический ток.

И вот теперь стало возможным создание полноценных электрогенераторов, превращающих механическое движение в электрический ток. Это было прорывом в развитии электротехники: появилась возможность получать электрический ток из механического движения, например, вращения турбины паровой машины. Практически открылись двери для развития электроэнергетики.

1872. Лампочка Ладыгина

С этого времени началось непрерывное улучшение электродвигателей и генераторов электрического тока, начали создаваться приборы, использующие электричество. К примеру, в 1872 году российский инженер Александр Лодыгин так усовершенствовал лампочку накаливания, что его конструкция практически не меняется до сих пор.

1897. Электрон

И что самое интересное, после всех этих открытий только в 1897 году английский физик Джозеф Томсон открыл электрон как элементарную частицу, движение которой образует электрический ток.

Моя Энергия: История энергетики

/ Популярная энергетика / История энергетики

Энергия в древности

Современную жизнь невозможно представить без электричества и тепла. Материальный комфорт, который окружает нас сегодня, как и дальнейшее развитие человеческой мысли накрепко связаны с изобретением электричества и использованием энергии.

С древних времен люди нуждались в силе, точнее в двигателях, которые давали бы им силу большую человеческой, для того, чтобы строить дома, заниматься земледелием, осваивать новые территории.

Первые аккумуляторы пирамид

В пирамидах Древнего Египта ученые нашли сосуды, напоминающие аккумуляторы. В 1937 году во время раскопок под Багдадом немецкий археолог Вильгельм Кениг обнаружил глиняные кувшины, внутри которых находились цилиндры из меди. Эти цилиндры были закреплены на дне глиняных сосудов слоем смолы.

Впервые явления, которые сегодня называют электрическими, были замечены в древнем Китае, Индии, а позднее в древней Греции. Древнегреческий философ Фалес Милетский в VI веке до нашей эры отмечал способность янтаря, натертого мехом или шерстью, притягивать обрывки бумаги, пушинки и другие легкие тела. От греческого названия янтаря – «электрон» – это явление стали называть электризацией.

Сегодня нам уже будет нетрудно разгадать «тайну» янтаря, натертого шерстью. В самом деле, почему янтарь электризуется? Оказывается, при трении шерсти о янтарь на его поверхности появляется избыток электронов, и возникает отрицательный электрический заряд. Мы как бы «отбираем» электроны у атомов шерсти и переносим их па поверхность янтаря. Электрическое поле, созданное этими электронами, притягивает бумагу. Если вместо янтаря взять стекло, то здесь наблюдается другая картина. Натирая стекло шелком, мы «снимаем» о его поверхности электроны. В результате на стекле оказывается недостаток электронов, и оно заряжается положительно. Впоследствии, чтобы различать эти заряды, их стали условно обозначать знаками, дошедшими до наших дней, минус и плюс.

Описав удивительные свойства янтаря в поэтических легендах, древние греки так и не продолжили его изучение. Следующего прорыва в деле покорения свободной энергии человечеству пришлось ждать много веков. Зато когда он все-таки был совершен, мир в буквальном смысле слова преобразился. Еще в 3 тысячелетии до н.э. люди использовали паруса для лодок, но только в VII в. н.э. изобрели ветряную мельницу с крыльями. Началась история ветряных двигателей. Водяные колеса использовали на Ниле, Эфрате, Янцзы для подъема воды, вращали их рабы. Водяные колеса и ветряные мельницы вплоть до ХVII века являлись основными типами двигателей.

Эпоха открытий

В истории попыток использования пара записаны имена многих ученых и изобретателей. Так Леонардо да Винчи оставил 5000 страниц научных и технических описаний, чертежей, эскизов различных приспособлений.

Джанбаттиста делла Порта исследовал образование пара из воды, что было важно для дальнейшего использования пара в паровых машинах, исследовал свойства магнита.

В 1600 году придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гилберт изучил все, что было известно древним народам о свойствах янтаря, и сам провел опыты с янтарем и магнитами.

Кто придумал электричество?

Термин «электричество» ввел английский естествоиспытатель, лейб-медик королевы Елизаветы Уильям Гилберт. Впервые он употребил это слово в своем трактате «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле» в 1600 году. Ученый объяснял действие магнитного компаса, а также приводил описания некоторых опытов с наэлектризованными телами.

В целом практических знаний об электричестве за XVI – XVII столетия было накоплено не так уж много, но все открытия были предвестниками по-настоящему больших перемен. Это было время, когда опыты с электричеством ставили не только ученые, но и аптекари, и врачи, и даже монархи.

Одним из опытов французского физика и изобретателя Дени Папена было создание вакуума в закрытом цилиндре. В середине 1670-х годов в Париже он вместе с голландским физиком Кристианом Гюйгенсом работал над машиной, которая вытесняла воздух из цилиндра путём взрыва пороха в нем.

В 1680 году Дени Папен приехал в Англию и создал вариант такого же цилиндра, в котором получил более полный вакуум с помощью кипящей воды, которая конденсировалась в цилиндре. Таким образом, он смог поднять груз, присоединённый к поршню верёвкой, перекинутой через шкив.

Система работала, как демонстрационная модель, но для повторения процесса весь аппарат должен был быть демонтирован и повторно собран. Папен быстро понял, что для автоматизации цикла пар должен быть произведён отдельно в котле. Французский учёный изобрёл паровой котёл с рычажным предохранительным клапаном.

В 1774 году Уатт Джеймс в результате ряда экспериментов создал уникальную паровую машину. Для обеспечения работы двигателя он применил центробежный регулятор, соединённый с заслонкой на выпускном паропроводе. Уатт детально исследовал работу пара в цилиндре, впервые сконструировав для этой цели индикатор.

В 1782 году Уатт получил английский патент на паровой двигатель с расширением. Он же ввёл первую единицу мощности — лошадиную силу (позднее его именем была названа другая единица мощности — ватт). Паровая машина Уатта благодаря экономичности получила широкое распространение и сыграла огромную роль в переходе к машинному производству.

Итальянский анатом Луиджи Гальвани в 1791 году опубликовал труд «Трактат о силах электричества при мышечном движении».

Это открытие через 121 год дало толчок исследованиям человеческого организма с помощью биоэлектрических токов. Обнаруживались больные органы при исследовании их электрических сигналов. Работа любого органа (сердца, мозга) сопровождается биологическими электрическими сигналами, имеющими для каждого органа свою форму. Если орган не в порядке, сигналы изменяют свою форму, и при сравнении «здоровых» и «больных» сигналов обнаруживаются причины заболевания.

Опыты Гальвани натолкнули на изобретение нового источника электричества профессора Тессинского университета Алессандро Вольта. Он дал опытам Гальвани с лягушкой и разнородными металлами иное объяснение, доказал, что электрические явления, которые наблюдал Гальвани, объясняются только тем, что определенная пара разнородных металлов, разделенная слоем специальной электропроводящей жидкости, служит источником электрического тока, протекающего по замкнутым проводникам внешней цепи. Эта теория, разработанная Вольтой в 1794 году, позволила создать первый в мире источник электрического тока, который назывался Вольтов столб.

Он представлял собой набор пластин из двух металлов, меди и цинка, разделенных прокладками из войлока, смоченного в соляном растворе или щелочи. Вольта создал прибор, способный за счет химической энергии производить электризацию тел и, следовательно, поддерживать в проводнике движение зарядов, то есть электрический ток. Скромный Вольта назвал свое изобретение в честь Гальвани «гальваническим элементом», а электрический ток, получающийся от этого элемента – «гальваническим током».

Первые законы электротехники

В начале XIX века опыты с электрическим током привлекали внимание ученых из разных стран. В 1802 году итальянский ученый Романьози обнаружил отклонение магнитной стрелки компаса под влиянием электрического тока, протекавшего по расположенному вблизи проводнику. В 1820 году это явление в своем докладе подробно описал датский физик Ганс Христиан Эрстед. Небольшая, всего в пять страниц, книжка Эрстеда в том же году была издана в Копенгагене на шести языках и произвела огромное впечатление на коллег Эрстеда из разных стран.

Однако правильно объяснить причину явления, которое описал Эрстед, первым сумел французский ученый Андре Мари Ампер. Оказалось, ток способствует возникновению в проводнике магнитного поля. Одной из важнейших заслуг Ампера было то, что он впервые объединил два разобщенных ранее явления – электричество и магнетизм – одной теорией электромагнетизма и предложил рассматривать их как результат единого процесса природы.

Воодушевленный открытиями Эрстеда и Ампера, другой ученый, англичанин Майкл Фарадей предположил, что не только магнитное поле может воздействовать на магнит, но и наоборот – двигающийся магнит будет оказывать воздействие на проводник. Серия опытов подтвердила эту блестящую догадку – Фарадей добился того, что подвижное магнитное поле создало в проводнике электрический ток.

Позже это открытие послужило основой для создания трех главных устройств электротехники – электрического генератора, электрического трансформатора и электрического двигателя.

Начальный период использования электричества

У истоков освещения с помощью электричества стоял Василий Владимирович Петров, профессор медицинско-хирургической Академии в Петербурге. Исследуя световые явления, вызываемые электрическим током, он в 1802 году сделал свое знаменитое открытие – электрическую дугу, сопровождающуюся появлением яркого свечения и высокой температуры.

Жертвы ради науки

Русский учёный Василий Петров, первым в мире в 1802 году описавший явление электрической дуги, не жалел себя при проведении экспериментов. В то время не было таких приборов, как амперметр или вольтметр, и Петров проверял качество работы батарей по ощущению от электрического тока в пальцах. Чтобы чувствовать слабые токи, учёный срезал верхний слой кожи с кончиков пальцев.

Наблюдения и анализ Петровым свойств электрической дуги легли в основу создания электродуговых ламп, ламп накаливания и много другого.

В 1875 году Павел Николаевич Яблочков создает электрическую свечу, состоящую из двух угольных стержней, расположенных вертикально и параллельно друг другу, между которыми проложена изоляция из каолина (глины). Чтобы горение было более продолжительным, на одном подсвечнике помещалось четыре свечи, которые горели последовательно.

В свою очередь Александр Николаевич Лодыгин ещё в 1872 году предложил вместо угольных электродов использовать нить накаливания, которая при протекании электрического тока ярко светилась. В 1874 году Лодыгин получил патент на изобретение лампы накаливания с угольным стерженьком и ежегодную Ломоносовскую премию Академии наук. Устройство было запатентовано также в Бельгии, Франции, Великобритании, Австро-Венгрии.

В 1876 году Павел Яблочков завершил разработку конструкции электрической свечи, начатой в 1875 г. и 23 марта получил французский патент, содержащий краткое описание свечи в её первоначальных формах и изображение этих форм. «Свеча Яблочкова» оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем лампа А. Н. Лодыгина. Под названием «русский свет» свечи Яблочкова использовались позже для уличного освещения во многих городах мира. Так же Яблочков предложил первые практически применявшиеся трансформаторы переменного тока с разомкнутой магнитной системой.

Тогда же в 1876 году в России была сооружена первая электростанция на Сормовском машиностроительном заводе, ее прародительница была построена в 1873 году под руководством бельгийско-французского изобретателя З.Т. Грамма для питания системы освещения завода, так называемая блок-станция.

В 1879 русские электротехники Яблочков, Лодыгин и Чиколев совместно с рядом других электротехников и физиков организовали в составе Русского технического общества Особый Электротехнический отдел. Задачей отдела было содействие развитию электротехники.

Уже в апреле 1879 года впервые в России электрическими фонарями освещен мост – мост Александра II (ныне Литейный мост) в Санкт-Петербурге. При содействии Отдела на Литейном мосту введена первая в России установка наружного электрического освещения (дуговыми лампами Яблочкова в светильниках, изготовленных по проекту архитектора Кавоса), положившая начало созданию местных систем освещения дуговыми лампами некоторых общественных зданий Петербурга, Москвы и других больших городов. Электрическое освещение моста устроенное В.Н. Чиколевым, где горело 12 свечей Яблочкова вместо 112 газовых рожков, функционировало всего 227 дней.

Трамвай Пироцкого

Вагон электрического трамвая изобрел Федор Аполлонович Пироцкий в 1880 году. Первые трамвайные линии в Санкт-Петербурге были проложены только зимой 1885 года по льду Невы в районе Мытнинской набережной, так как право на использование улиц для пассажирских перевозок имели только владельцы конок – рельсового транспорта, который передвигался при помощи лошадей.

В 80-е годы возникли первые центральные станции, они были более целесообразны и более экономичны, чем блок-станции, так как снабжали электричеством сразу много предприятий.

В то время массовыми потребителями электроэнергии были источники света – дуговые лампы и лампы накаливания. Первые электростанции Петербурга вначале размещались на баржах у причалов рек Мойки и Фонтанки. Мощность каждой станции составляла примерно 200 кВт.

Первая в мире центральная станция была пущена в работу в 1882 году в Нью-Йорке, она имела мощность 500 кВт.

В Москве электрическое освещение впервые появилось в 1881 году, уже в 1883 году электрические светильники иллюминировали Кремль. Специально для этого была сооружена передвижная электростанция, которую обслуживали 18 локомобилей и 40 динамо-машин. Первая стационарная городская электростанция появилась в Москве в 1888 году.

Нельзя забывать и о нетрадиционных источниках энергии.

Предшественница современных ветроэлектростанций с горизонтальной осью имела мощность 100 кВт и была построена в 1931 году в Ялте. Она имела башню высотой 30 метров. К 1941-му году единичная мощность ветроэлектростанций достигла 1,25 МВт.

План ГОЭЛРО

В России создавались электростанции в конце XIX и начале XX веков, однако, бурный рост электроэнергетики и теплоэнергетики в 20-е годы XX столетия после принятия по предложению В.И. Ленина плана ГОЭЛРО (Государственной электрификации России).

22 декабря 1920 года VIII Всероссийский съезд Советов рассмотрел и утвердил Государственный план электрификации России – ГОЭЛРО, подготовленный комиссией, под председательством Г.М. Кржижановского.

План ГОЭЛРО должен был быть реализован в течении десяти-пятнадцати лет, а его результатом должно было стать создание «крупного индустриального хозяйства страны». Для экономического развития страны это решение имело огромное значение. Недаром свой профессиональный праздник российские энергетики отмечают именно 22 декабря.

В плане много уделялось проблеме использования местных энергетических ресурсов (торфа, воды рек, местного угля и др.) для производства электрической энергии.

8 октября 1922 года состоялся официальный пуск станции «Уткина заводь» — первой торфяной электростанции в Петрограде.

Первая ТЭЦ России

Самая первая тепловая электростанция, построенная по плану ГОЭЛРО в 1922 году, называлась «Уткина заводь». В день пуска участники торжественного митинга переименовали ее в «Красный октябрь», и под этим именем она проработала до 2010 года. Сегодня это Правобережная ТЭЦ ПАО «ТГК-1».

В 1925 году запустили Шатурскую электростанцию на торфе, в тот же год на Каширской электростанции начали освоение новой технологии сжигания подмосковного угля в виде пыли.

Днем начала теплофикации в России можно считать 25 ноября 1924 года – тогда заработал первый теплопровод от ГЭС-3, предназначенный для общего пользования в доме номер девяносто шесть на набережной реки Фонтанки. Электростанция № 3, которую переоборудовали для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, является первой в России теплоэлектроцентралью, а Ленинград – пионером теплофикации. Централизованное снабжение горячей водой жилого дома функционировало без сбоев, и через год ГЭС-3 стало снабжать горячей водой бывшую Обуховскую больницу и бани, находящиеся в Казачьем переулке. В ноябре 1928 года к тепловым сетям государственной электростанции № 3 подключили здание бывших Павловских казарм, располагавшихся на Марсовом поле.

В 1926 году была пущена в эксплуатацию мощная Волховская ГЭС, энергия которой по линии электропередачи напряжением 110 кВ, протяженностью 130 км поступала в Ленинград.

Первая ГЭС по плану

Самая первая гидроэлектростанция, построенная по плану ГОЭЛРО – Волховская ГЭС. Ее ввели в эксплуатацию 19 декабря 1926 года. Станция и сегодня продолжает исправно работать, являясь неотъемлемой частью энергосистемы Северо-Запада.

Волховстрой стал первой школой советского гидроэнергостроительства.

Здесь впервые решались сложные инженерные и технические проблемы проектирования и строительства плотины, здания станции, линии электропередачи, электроподстанций, а также монтажа и наладки оборудования. Численность работающих доходила до 15 тысяч человек.

Строительство электростанции начиналось в трудные годы для еще молодой Советской республики. Поэтому часть необходимого оборудования приходилось закупать за границей.

Однако петроградский завод «Электросила» обратился с просьбой к Волховстрою передать им изготовление части оборудования. Это предложение рассматривалось как неслыханная дерзость. Завод «Электросила» совместно с другими заводами Петрограда–Ленинграда блестяще справился с поставленной задачей.

Даже эмигрантская газета «Накануне» досадливо признавала: «В России имеется три чуда: Красная Армия, Сельскохозяйственная выставка и Волховстрой». Четыре других генератора, высоковольтные трансформаторы, выключатели, электрооборудование для собственных нужд поставила шведская фирма «ASEA».

Все вопросы технического характера решались с широким привлечением ленинградских организаций: гидравлических лабораторий Ленинградского политехнического института, Института путей сообщений, Электротехнического института и др. По вопросам гидротехнических и строительных работ, а также по электротехническим вопросам, по которым не имелось достаточного отечественного опыта, обращались к иностранным специалистам.

Атомная энергетика XX века

20 декабря 1951 года, ядерный реактор впервые в истории произвел пригодное для использования количество электроэнергии — в нынешней Национальной Лаборатории INEEL Департамента энергии США. Реактор выработал достаточную мощность, чтобы зажечь простую цепочку из четырех 100-ваттных лампочек. После второго эксперимента, проведенного на следующий день, 16 участвовавших в нем учёных и инженеров «увековечили» свое историческое достижение, написав мелом свои имена на бетонной стене генератора.

Советские ученые приступили к разработке первых проектов мирного использования атомной энергии ещё во второй половине 1940-х годов. А 27 июня 1954 года в городе Обниск была запущена первая атомная электростанция.

Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике, получившего признание на 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии (август 1955, Женева). К концу ХХ века в мире насчитывалось уже более 400 атомных электростанций.

Современная энергетика. Конец XX века

Конец XX века ознаменован различными событиями, связанными как с высокими темпами строительства новых станции, началом развития возобновляемых источников энергии, ак и с появлением первых проблем от сформировавшейся огромной мировой энергосистемы и попытками их решить.

Блэкаут

Американцы называют ночь на 13 июля 1977 «Ночью страха». Тогда случилась огромная по своим размерам и последствиям авария на электрических сетях в Нью-Йорке.  Из-за попадания молнии в линию электропередачи на 25 часов была прервана подача электричества в Нью-Йорк и 9 млн жителей оказались без электроснабжения. Трагедии сопутствовал финансовый кризис, в котором пребывал мегаполис, необыкновенно жаркая погода, и небывалый разгул преступности. После отключения электричества на фешенебельные кварталы города набросились банды из бедных кварталов. Считается, что именно после тех страшных событий в Нью-Йорке понятие «блэкаут» стало повсеместно использоваться применительно к авариям в электроэнергетике. 

Так как современное сообщество всё больше зависит от электроэнергии, аварии на электросетях наносят ощутимые убытки предприятиям, населению и правительствам. Во время аварии выключаются осветительные приборы, не работают лифты, светофоры, метро. На жизненно важных объектах (больницы, военные объекты и т. д.) для функционирования жизнедеятельности во время аварий в энергосистемах используются автономные источники питания: аккумуляторы, генераторы. Статистика показывает значительное увеличение аварий в 90-е гг. XX — начале XXI вв.

В те годы продолжалось развитие альтернативной энергетики. В сентябре 1985 года состоялось пробное включение генератора первой солнечной электростанции СССР в сеть. Проект первой в СССР Крымской СЭС был создан в начале 80-х в рижском отделении института «Атомтеплоэлектропроект» при участии тринадцати других проектно-конструкторских организаций Министерства энергетики и электрификации СССР. Полностью станция вступила в строй в 1986 году.

В 1992 году началось строительство крупнейшей в мире ГЭС «Три ущелья» в Китае на реке Янцзы. Мощность станции — 22,5 ГВт. Напорные сооружения ГЭС образуют крупное водохранилище площадью 1 045 км², полезной ёмкостью 22 км³. При создании водохранилища было затоплено 27 820 га обрабатываемых земель, было переселено около 1,2 млн человек. Под воду ушли города Ваньсянь и Ушань. Полное завершение строительства и ввод в официальную эксплуатацию состоялся 4 июля 2012 года.

Развитие энергетики неотделимо от проблем, связанных с загрязнением окружающей среды. В Киото (Япония) в декабре 1997 года в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата был принят Киотский протокол. Он обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов в 2008 – 2012 годах по сравнению с 1990 годом. Период подписания протокола открылся 16 марта 1998 года и завершился 15 марта 1999 года.

По состоянию на 26 марта 2009 Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов). Заметным исключением из этого списка являются США. Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 года и продлится пять лет до 31 декабря 2012 года, после чего, как ожидается, на смену ему придёт новое соглашение.

Киотский протокол стал первым глобальным соглашением об охране окружающей среды, основанным на рыночном механизме регулирования — механизме международной торговли квотами на выбросы парниковых газов.

Карта генерации России

XXI век, а точнее 2008 год, стал знаковым для энергетической системы России, было ликвидировано Российское открытое акционерное общество энергетики и электрификации «ЕЭС России» (ОАО РАО «ЕЭС России») — российская энергетическая компания, существовавшая в 1992—2008 годах. Компания объединяла практически всю российскую энергетику, являлась монополистом на рынке генерации и энерготранспортировки России. На её месте возникли государственные естественно-монопольные компании, а также приватизированные генерирующие и сбытовые компании.

В XXI веке в России строительство электростанций выходит на новый уровень, начинается эра применения парогазового цикла. Россия способствует наращиванию новых генерирующих мощностей — в 2018 году страна завершает строительство мощностей по программе ДПМ. Крупнейшие компании обсуждают необходимость вывода из эксплуатации старых станций, дополняя свои стратегии развития пунктами об увеличении эффективности использования текущих ресурсов. 

как шла электрификация Москвы / Новости города / Сайт Москвы

Городское освещение до электричества

Согласно исследованиям историка Петра Сытина, освещение улиц в Москве ввели указом сената 1730 года. Он предписывал ставить стеклянные фонари на столбах на расстоянии 10 саженей (около 25 метров) один от другого. Горел в них пеньковый фитиль, пропитанный конопляным маслом, а содержать фонари надлежало домовладельцам.

К началу XIX века город имел уже около семи тысяч таких светильников. Правда, нормативы скорректировали: на больших улицах фонарные опоры ставили через 100 метров, в переулках — через 50. Вскоре изменилась и конструкция: пять тысяч фонарей прикрепили к стенам зданий, а столбы оставили только там, где не было строений поблизости; при этом фонари располагались не сверху, а сбоку — на длинных кронштейнах.

Пожар во время Отечественной войны 1812 года уничтожил большинство фонарей, но к 1825 году их «поголовье» даже превысило довоенный уровень и составило около 7,6 тысячи.

Середина XIX столетия — время экспериментов: в 1849 году в Москве поставили 100 так называемых варшавских светильников, где вместо конопляного горело лампадное масло. В 1852 году на улицах появилось порядка 130 спирто-скипидарных фонарей. Их посчитали настолько успешными, что за десять лет число таких фонарей достигло 2,3 тысячи. Но скоро их победил керосин: в 1865 году в городе насчитывалось 9,2 тысячи фонарей с этим горючим.

Нашлась и другая удобная альтернатива маслу: в 1865–1867 годах в Москве построили газовый завод, и уже через год на Садовых улицах установили 3,1 тысячи газовых фонарей. В течение следующих 20 лет их стало почти в три раза больше.

Электрическое освещение: трудное начало

Первые электрические лампы — всего 32! — осветили в 1883 году Кремль, террасу возле храма Христа Спасителя и Большой Каменный мост. Питала их небольшая станция на Винно-соляном дворе на Болотной набережной. Из-за её малой мощности в следующие годы электрическое освещение развивалось слабо: в 1891 году по всему городу горело чуть больше 40 дуговых фонарей.

В 1896–1897 годах «Акционерное общество электрического освещения 1886 года» (основано в Санкт-Петербурге по инициативе братьев Сименс) построило на Раушской набережной (дом 8) Московскую городскую электростанцию № 1 (МОГЭС-1, сейчас — ГЭС-1 имени П.Г. Смидовича). Сперва ГЭС-1 освещала Петровку, Кузнецкий Мост и другие центральные улицы. Например, на Тверской улице от Иверских ворот до Тверской заставы (участок длиной три километра) находилось около 100 фонарей. В конце 1900-х годов электрические светильники сменили керосиновые на Пресне, в переулках Замоскворечья и в некоторых других районах.

ГЭС-1 оборудовали по последнему слову техники, и она могла давать городу ток для 30 тысяч ламп накаливания в 16 свечей. Но к 1905 году газовый завод окончательно перешёл в ведение города, и Москва долго не решалась перейти от своего газового освещения к покупному электрическому. Первое преобладало над вторым как по числу фонарей, так и по их общей мощности вплоть до конца 1920-х годов. Большая часть центра города в пределах Садового кольца освещалась преимущественно газовыми фонарями.

От световой революции — к революции без света

В 1910-х годах электрификация стала постепенно набирать обороты: новые лампы устанавливали на площадях, бульварах, улицах и в переулках, а также вдоль трамвайных путей. К началу 1913 года улицы освещали 440 дуговых фонарей и почти 1300 ламп накаливания. Для сравнения: газовых фонарей с усовершенствованными горелками в городе насчитывалось почти девять тысяч, а на окраинах осталось 11 тысяч керосиновых ламп.

Масштаб использования разных источников уличного освещения можно оценить и по-другому: общая протяжённость улиц с электрическими фонарями составляла всего 19 километров, а длина «керосиновых» улиц — порядка 340 километров. Неудивительно, что городская управа констатировала «слишком слабую освещённость огромного большинства городских улиц и площадей, а равно всех бульваров и скверов».

Первая мировая война, революция 1917 года и последовавшая Гражданская война лишь усложнили ситуацию: множество фонарей вновь было уничтожено. По официальным данным, в 1924 году в городе насчитывалось около пяти тысяч газовых и керосиновых светильников, чуть более сотни дуговых электрических фонарей осталось на главных улицах, а в переулках Замоскворечья и ещё нескольких районах — порядка 3,2 тысячи ламп накаливания.

Безоговорочная победа электричества

Усиленная индустриализация Советского Союза приносила свои плоды: в 1932 году газовые фонари полностью уступили место электрическим, и к концу 1930-х на улицах города их насчитывалось уже около 40 тысяч.

В годы Великой Отечественной войны Москва вновь погрузилась во мрак: из-за постоянных бомбёжек действовал режим полного затемнения. Его отголоски звучали ещё долго: например, почти десять лет после войны единственным памятником архитектуры, который подсвечивали по ночам, был Кремль. Установку для его контурной подсветки и настенные гирлянды смонтировали в 1947 году, в честь 800-летия столицы.

Во второй половине ХХ века прошла реконструкция освещения всех важнейших городских магистралей. В начале 1950-х годов на улицах появились высокие мачты-кронштейны художественного литья, увенчанные светильниками с зеркальными отражателями. А в 1955 году начали устанавливать фонари новой конструкции — стеклянные плафоны с люминесцентными лампами дневного света. Первые такие светильники украсили 1-ю Брестскую улицу, а к концу 1960-х годов они были уже повсеместно.

В 1975 году на проспекте Карла Маркса (сейчас — улица Охотный Ряд) и площади Дзержинского (сейчас — Лубянская площадь) разместили зарубежные консольные светильники с натриевыми лампами высокого давления. Их необычный оранжевый свет стал настоящей визитной карточкой Москвы.

С начала XXI века активно внедряют светодиодные системы освещения (LED-технологии). Во-первых, они отличаются большей яркостью и меньшим энергопотреблением по сравнению с лампами накаливания, что экономит бюджетные средства. Во-вторых, LED-светильники могут менять цвет, позволяя разнообразить художественное освещение города. Сегодня архитектурная подсветка есть на всех центральных улицах и вылетных магистралях столицы.

Количество фонарей за последние полвека значительно выросло: в конце 1950-х годов в Москве их насчитывалось более 75 тысяч, в 1985 году — уже свыше 160 тысяч. К концу 2015 года столицу «населяли» более 540 тысяч уличных светильников, которые освещали не только дороги и дворы, но и памятники архитектуры и городские парки.

Электричество в домах и не только

В повседневную жизнь москвичей электричество вошло в начале XX века. Оно стало символом прекрасного будущего, когда человек благодаря новому виду энергии освободился бы от тяжёлого физического труда. К примеру, народные гулянья во время пасхальных праздников в Манеже в 1901 году проводились под девизом «Царство цветов, растений и электричества». Поэтому помещение Манежа не только декорировали, но и снабдили горящими электролампами.

В мемуарах московского губернатора Владимира Джунковского описана иллюминация Москвы к столетию войны 1812 года: «Наиболее людные улицы были буквально залиты многоцветными огнями. Масса домов сияла электрическими лампочками, расположенными по архитектурным линиям домов. Особенно красиво выделялось высокое здание Румянцевского музея (сейчас — Дом Пашкова. — Прим. mos.ru). Роскошно иллюминованы были дома по Софийской набережной».

Появление первых электрических ламп в быту произвело фурор. Люди осознавали наступление новой эпохи, а слово «электричество» стало символом прогресса. Жители буквально атаковали московского обер-полицмейстера просьбами разрешить электрификацию частных владений. В заявках указывали подробные технические характеристики электроснабжения, вплоть до схемы разводки проводов по комнатам. В 1904 году фабрикант Н.М. Зимин провёл электрическое освещение в своём доме на Большой Алексеевской улице, и вечерами его освещали 73 лампы накаливания мощностью 3,5 ватта каждая.

Писатель Юрий Олеша вспоминал: «Это были не такого типа лампы, какие мы видим теперь — разом зажигающиеся в наивысшей силе света, — а медленно, постепенно достигающие той силы свечения, которая им была положена… Я помню толпы соседей, приходивших к нам из других квартир смотреть, как горит электрическая лампа… Свет, конечно, светил голо, резко, как теперь в какой-нибудь проходной будке. Но это был новый, невиданный свет! Это было то, что называли тогда малознакомым удивительным малопонятным словом “электричество”!»

К 1913 году электрическое освещение существовало и в ряде муниципальных учреждений — в городской хлебопекарне, снабжавшей больницы, в домах дешёвых квартир на 2-й Мещанской улице, в Бутырской амбулатории на углу Палихи и Тихвинской улицы, в пятиэтажном здании ночлежного дома имени Ф.Я. Ермакова в 1-м Дьяковском переулке (около Каланчёвской площади).

Ток бежит по проводам — люди едут по делам

В последней четверти XIX века самым популярным видом общественного транспорта в Москве была конка — трамваи на конной тяге: в середине 1890-х они перевозили до 25 миллионов пассажиров в год. Но к концу столетия лошадей стало вытеснять электричество. Например, в 1899 году под электрический привод переоборудовали маршрут конки на Долгоруковской линии от Страстной площади (сейчас — Пушкинская площадь) через Бутырскую заставу до Петровского парка. С этого момента началось быстрое развитие электрического трамвая.

С 1902 года в Московской городской думе обсуждался вопрос о постройке центральной электрической станции городского трамвая. Для её строительства выделили принадлежавший городу участок набережной на Берсеневке у Малого Каменного моста (так называемый Второй Винно-соляной двор). Место выбрали по двум причинам: во-первых, для работы паровых турбин была нужна вода, во-вторых, по реке доставляли топливо — уголь.

В 1902 году городская дума создала специальную комиссию по оборудованию электрических дорог, а возглавил её Владимир Ольденборгер, один из наиболее компетентных муниципальных инженеров. После рассмотрения ряда проектов одобрение получил план архитектора Николая Васильевича Башкирова. Электростанцию возвели в два этапа в 1904–1908 годах. Промышленный корпус представлял собой вытянутое здание с четырьмя трубами по углам. Фасад украсили декором в русском стиле. Так на Болотной набережной появилась вторая городская электростанция — ГЭС-2. Она обслуживала электрические трамваи, и одно время её так и называли — Трамвайная.

Справочник-путеводитель «По Москве» 1917 года сообщал читателю: «Городские трамваи получают ток с собственной центральной электрической станции… Станция вырабатывает переменный ток напряжением 6600 вольт; подземными кабелями этот ток передаётся на девять подстанций, расположенных в разных частях города; на подстанциях переменный ток высокого напряжения перерабатывается в постоянный ток напряжением 600 вольт; с подстанций постоянный ток передаётся подземными кабелями на рабочие провода; отсюда через дугу моторного вагона он поступает в мотор и приводит вагон в движение; отработанный ток через рельсы попадает на подземные кабели и отводится к подстанциям».

В 2015 году ГЭС-2 вывели из эксплуатации, а годом позже Правительство Москвы приняло решение отреставрировать историческое здание электростанции и разместить в нём музейно-образовательный комплекс «Академия современного искусства».

Электричеством снабжаются не только трамваи, троллейбусы и метро, но и пригородные поезда. Благодаря движущей силе их и прозвали электричками. Переоснащение железнодорожных путей в Москве началось в 1929 году, а завершился этот процесс лишь в середине 1950-х. Сейчас электропоезда ежедневно перевозят внутри города более 10 миллионов пассажиров.

В согласии со временем… и водой

В городском хозяйстве электричеству нашлось много областей применения. Например, в связи с развитием трамвайной сети для контроля интервалов движения в разных районах установили электрические часы, работающие синхронно. Книга «Современное хозяйство города Москвы» сообщала: «Часы приводятся в действие от центральных часов, установленных в здании городской думы на Воскресенской площади» (сейчас — площадь Революции. — Прим. mos.ru).

К 1912 году электричество стало использоваться на Мытищинской насосной станции городского водопровода. Здесь установили генераторы для работы насосов, а также устроили электрическое освещение во всех зданиях на территории водокачки — машинных залах, служебных и жилых помещениях для рабочих. Пламенные (газовые) фонари оставили лишь для наружного освещения.

В 1902 году в систему сооружений первой городской водопроводной станции — Рублёвской (на реке Москве в 45 километрах выше города) — вошёл Воробьёвский резервуар. Это хранилище ёмкостью 170 тысяч кубометров играло важную роль в регулировании водоснабжения, и в нём установили приборы электрической сигнализации для контроля уровня воды.

Развитие московской энергосистемы

К 1917 году мощность электростанций Москвы и Московской губернии составляла 93 мегаватта. В декабре 1920 года Государственная комиссия по электрификации России (ГОЭЛРО) одобрила план, который предусматривал увеличение общей мощности электростанций столицы в три с половиной раза — до 340 мегаватт.

В 1922 году вступила в строй Каширская государственная районная электростанция (ГРЭС), которая через линии передачи длиной 120 километров стала снабжать электросети Москвы. Три года спустя заработала Шатурская ГРЭС, а ещё через год была организована центральная диспетчерская служба московской энергосистемы.

В 1931 году пленум ЦК ВКП(б) принял постановление о сооружении в Москве крупных теплоцентралей (ТЭЦ). В 1933 году на ГЭС-1 установили первую отечественную теплофикационную турбину на 12 мегаватт, и общая производительность предприятия увеличилась до 120 мегаватт. В 1937 году максимум мощности московской энергосистемы впервые в истории достиг одного гигаватта.

К 1940 году запустили Угличскую и Рыбинскую гидроэлектростанции (ГЭС), которые играли большую роль в электроснабжении столицы, особенно в годы Великой Отечественной войны.

К концу 1960-х годов московская энергосистема объединяла электростанции общей мощностью шесть гигаватт. В конце 1970-х столицу снабжали 20 электростанций, включая Конаковскую и Волжскую ГЭС. Внутри города располагались подстанции, которые распределяют электроэнергию по районам.

Есть такая профессия — родину освещать

Электрическая энергосистема — сложный технический комплекс, для его обслуживания и управления нужны квалифицированные специалисты. В Москве их готовили ещё в начале XX века. Например, в ремесленном училище К.Т. Солдатёнкова на Донской улице, открытом в 1909 году, имелось электротехническое отделение. Оно выпускало техников для промышленных предприятий и муниципальных служб, использующих электричество. А в 1911 году воспитанники ремесленного училища городского сиротского приюта имени Бахрушиных впервые получили профессию «мастер электрического цеха».

В 1921 году было создано Московское объединение государственных электрических станций (Мосэнерго). Сейчас это крупнейшая территориальная генерирующая компания России и один из крупнейших производителей тепла в мире. В её составе работают 15 электростанций общей мощностью 13 гигаватт, а также 17 районных тепловых электростанций. Мосэнерго снабжает светом и теплом более 17 миллионов человек, проживающих в столице и пригороде. Предприятия компании поставляют свыше 60 процентов электроэнергии и более 80 процентов тепловой энергии, потребляемой в столичном регионе.

Подробно ознакомиться с историей компании можно на сайте её музея. Но прежде всего нужно поздравить сотрудников Мосэнерго с профессиональным праздником — Днём энергетика, который отмечается 22 декабря.

При подготовке текста использованы материалы Центрального государственного архива Москвы

Появление электричества в мире

Мало кто задумывается, когда появилось электричество. А история его довольно интересна. Электричество делает жизнь комфортнее. Благодаря ему, стало доступно телевидение, Интернет и многое другое. И современную жизнь без электричества уже невозможно представить. Оно значительно ускорило развитие человечества.

История электричества

Если начать разбираться, когда появилось электричество, то нужно вспомнить греческого философа Фалеса. Именно он первый обратил внимание на это явление в 700 г. до н. э. Фаллес обнаружил, что при трении янтаря о шерсть камень начинает притягивать к себе легкие предметы.

В каком году появилось электричество? После греческого философа долгое время это явление никто не исследовал. И знаний в этой области не прибавлялось до 1600 г. В этом году Уильям Гилберт ввел термин «электричество», исследовав магниты и их свойства. С того времени это явление начали интенсивно изучать ученые.

Первые открытия

Когда появилось электричество, примененное в технических решениях? В 1663 г. была создана первая электромашина, которая позволяла наблюдать эффекты отталкивания и притяжения. В 1729 г. английский ученый Стивен Грей провел первый опыт, когда электричество передавалось на расстоянии. Спустя четыре года французский ученый Ш. Дюфе обнаружил, что электричество имеет 2 типа заряда: смоляной и стеклянный. В 1745 г. появился первый электроконденсатор – Лейденская банка.

В 1747 г. Бенджамином Франклином была создана первая теория, объясняющая это явление. А в 1785 г. появился закон Кулона. Электричество долго изучали Гальвани и Вольт. Был написан трактат о действии этого явления при мышечном движении и изобретен гальванический предмет. А русский ученый В. Петров стал открывателем вольтовой дуги.

Освещение

Когда появилось электричество в домах и квартирах? Для многих это явление связано в первую очередь с освещением. Таким образом, следует рассматривать, когда была изобретена первая лампочка. Это произошло в 1809 г. Изобретателем стал англичанин Деларю. Чуть позже появились спиралевидные лампочки, которые были наполнены инертным газом. Производиться они начали в 1909 г.

Появление электричества в России

Через некоторое время после введения термина «электричество» это явление начали исследовать во многих странах. Началом перемен можно считать появление освещения. В каком году появилось электричество в России? Согласно общественному резонансу, эта дата – 1879 год. Именно тогда в Петербурге впервые была проведена электрификация Литейного моста с помощью ламп.

Но на год раньше в Киеве, в одном из железнодорожных цехов, были установлены электрические фонари. Поэтому дата появления электричества в России – несколько спорный вопрос. Но так как это событие осталось без внимания, то официальной датой можно считать именно освещение Литейного моста.

Но есть еще одна версия, когда появилось электричество в России. С юридической точки зрения эта дата – тридцатое января 1880 года. В этот день в Русском техническом обществе появился первый электротехнический отдел. В его обязанности вменялось курировать внедрение электричества в повседневную жизнь. В 1881 г. Царское село стало первым европейским городом, который был полностью освещен.

Еще одна знаковая дата – пятнадцатое мая 1883 г. В этот день впервые была проведена иллюминация Кремля. Событие было приурочено к вступлению на российский трон Александра III. Для освещения Кремля на Софийской набережной специалистами-электриками была установлена небольшая электростанция. После этого события освещение сначала появилось на главной улице Петербурга, а потом в Зимнем дворце.

Летом 1886 г. указом императора было учреждено «Общество электроосвещения». Оно занималось электрификацией всего Петербурга и Москвы. А в 1888 г. начали строиться первые электростанции в крупнейших городах. Летом 1892 г. в России был запущен дебютный электротрамвай. А в 1895 г. появилась первая ГЭС. Она была построена в Петербурге, на р. Большая Охта.

А в Москве первая электростанция появилась в 1897 г. Она была построена на Раушской набережной. Электростанция вырабатывала переменный трехфазный ток. И это позволяло передавать электричество на большие расстояния без существенной потери мощности. В других городах России электростанции начали строиться на заре двадцатого века, перед Первой мировой войной.

Электричеством или электрическим током называют направленно движущийся поток заряженных частиц, например электронов. Также электричеством называется энергия, получаемая в результате такого движения заряженных частиц, и освещение, которое получают на основе этой энергии. Термин «электричество» был введён английским учёным Уильямом Гилбертом в 1600 году в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните-Земле».

Гилберт проводил опыты с янтарём, который в результате трения о сукно получил возможность притягивать другие лёгкие тела, то есть приобрёл некий заряд. А так как янтарь переводится с греческого как электрон, то наблюдаемое ученым явление получило название «электричество».

Немного теории об электричестве

Электричество способно создавать вокруг проводников электрического тока или заряженных тел электрическое поле. Посредством электрического поля можно оказывать воздействие на другие тела, обладающие электрическим зарядом.fv

Электрические заряды, как всем известно, делятся на положительные и отрицательные . Этот выбор является условным, однако из-за того, что он уже давно сделан исторически, то только поэтому за каждым зарядом закреплён определённый знак.

Тела, которые заряжены одним видом знака, отталкиваются друг от друга, а которые имеют разные заряды-наоборот притягиваются.

Во время движения заряженных частиц, то есть существования электричества, также помимо электрического поля возникает и магнитное поле. Это позволяет установить родство между электричеством и магнетизмом.

Интересно, что существуют тела, которые проводят электрический ток или тела с очень большим сопротивлением.. Это было открыто английским учёным Стивеном Греем в 1729 году.

Изучением электричества, наиболее полно и фундаментально, занимается такая наука, как термодинамика. Однако квантовые свойства электромагнитных полей и заряженных частиц изучаются уже совсем другой наукойm – квантовой термодинамикой, однако некоторую часть квантовых явлений можно довольно просто объяснить обычными квантовыми теориями.

История открытия электричества

Для начала необходимо сказать, что нет такого учёного, который может считаться открывателем электричества, так как с древнейших времен до наших дней многие учёные изучают его свойства и узнают что-то новое об электричестве.

  • Первым, кто заинтересовался электричеством, был древнегреческий философ Фалес. Он обнаружил, что янтарь, который потереть о шерсть приобретает свойство притягивать другие лёгкие тела.
  • Затем другой древнегреческий ученый Аристотель занимался изучением некоторых угрей, которые поражали врагов, как мы теперь знаем, электрическим разрядом.
  • В 70 году нашей эры римский писатель Плиний изучал электрические свойства смолы.
  • Однако затем долгое время об электричестве не было получено никаких знаний.
  • И только в 16 веке придворный врач английской королевы Елизаветы 1 Вильям Жильбер занялся изучением электрических свойств и сделал ряд интересных открытий. После этого началось буквально «электрическое помешательство».
  • Только в 1600 году появился термин «электричество», введённый английским ученым Уильямом Гилбертом.
  • В 1650 году, благодаря бургомистру Магдебурга Отто фон Герике, который изобрёл электростатическую машину, появилась возможность наблюдать эффект отталкивания тел под действием электричества.
  • В 1729 году английский учёный Стивен Грей, проводя опыты по передачи электрического тока на расстояние, случайно обнаружил, что не все материалы обладают свойством одинаково передавать электричество.
  • В 1733 году французский ученый Шарль Дюфе открыл существование двух типов электричества, которые он назвал стеклянным и смоляным. Эти названия они получили из-за того, что выявлялись при трении стекла о шёлк и смолы о шерсть.
  • Первый конденсатор, то есть накопитель электричества, изобрёл голландец Питер ванн Мушенбрук в 1745 году. Этот конденсатор получил название Лейденская банка.
  • В 1747 году американец Б.Франклин создал первую в мире теорию электричества. По франклину электричество – это нематериальная жидкость или флюид. Другая заслуга Франклина перед наукой заключается в том, что он изобрёл громоотвод и с помощью него доказал, что молния имеет электрическую природу возникновения. Также он ввёл такие понятия как положительный и отрицательный заряды, но не открывал заряды. Это открытие сделал учёный Симмер, который доказал существование полюсов зарядов: положительного и отрицательного.
  • Изучение свойств электричества перешло к точным наукам после того как в 1785 году Кулон открыл закон о силе взаимодействия, происходящей между точечными электрическими зарядами, который получил название Закон Кулона.
  • Затем, в 1791 году итальянский учёный Гальвани публикует трактат о том, что в мышцах животных, при их движении возникает электрический ток.
  • Изобретение батареи другим итальянским учёным – Вольтом в 1800, привело к бурному развитию науки об электричестве и к последовавшему ряду важных открытий в этой области.
  • Затем последовали открытия Фарадея, Максвелла и Ампера, которые произошли всего за 20 лет.
  • В 1874 году российский инженер А.Н.Лодыгин получил патент, на изобретённую в 1872 году лампу накаливания с угольным стержнем. Затем в лампе стал использоваться стержень из вольфрама. А в 1906 году он продал свой патент компании Томаса Эдисона.
  • В 1888 году Герц регистрирует электромагнитные волны.
  • В 1879 году Джозеф Томсон открывает электрон, который является материальным носителем электричества.
  • В 1911 году француз Жорж Клод изобрёл первую в мире неоновую лампу.
  • Двадцатый век дал миру теорию Квантовой электродинамики.
  • В 1967 году был сделан еще один шаг на пути изучения свойств электричества. В этом году была создана теория электрослабых взаимодействий.

Однако это только основные открытия, сделанные учёными, и способствовавшие применению электричества. Но исследования продолжаются и сейчас, и каждый год происходят открытия в области электричества.

Все уверенны что самым великим и могущественным в плане открытий связанных с электричеством, был Никола Тесла. Сам он родился в Австрийской империи, теперь это территория Хорватии. В его багаже изобретений и научных работ: переменный ток, теория полей, эфир, радио, резонанс и многое другое. Некоторые допускают возможность что явление “Тунгусского метеорита”, это ни что иное как работа рук самого Николы Теслы, а именно взрыв огромной мощности на территории Сибири.

В жизни современного человека огромную роль играет электричество. До сих пор многие не понимают, как когда-то люди жили без электрического тока. В наших домах есть свет, вся бытовая техника, начиная от телефона и заканчивая компьютером, работает от электрического напряжения. Кто изобрёл электричество и в каком году это произошло, знают далеко не все. А вместе с тем это открытие положило начало новому периоду в истории человечества.

На пути к появлению электричества

Древнегреческий философ Фалес, живший в 7 веке до нашей эры, выяснил, что если потереть янтарь о шерсть, то к камню начнут притягиваться мелкие предметы. Лишь спустя много лет, в 1600 году, английский физик Уильям Гилберт ввел термин «электричество». С этого момента ученые стали уделять ему внимание и проводить исследования в этой области. В 1729 Стивен Грей доказал, что электричество можно передавать на расстоянии. Важный шаг был сделан после того, как французский ученый Шарль Дюфэ открыл, как он считал, существование двух видов электричества: смоляного и стеклянного.

Первым, кто попробовал объяснить, что такое электричество, был Бенджамин Франклин, портрет которого нынче красуется на стодолларовой купюре. Он считал, что все вещества в природе имели «особую жидкость». В 1785 был открыт закон Кулона. В 1791 году итальянский ученый Гальвани исследовал мышечные сокращения у животных. Он выяснил, проводя опыты на лягушке, что мышцы постоянно возбуждаются мозгом и передают нервные импульсы.

Огромный шаг на пути к изучению электричества был сделан в 1800 году итальянским физиком Алессандром Вольта, который придумал и изобрел гальванический элемент — источник постоянного тока. В 1831 году англичанин Майкл Фарадей изобрел электрический генератор, который работал на основе электромагнитной индукции.

Огромный вклад в развитие электричества внес выдающийся ученый и изобретатель Никола Тесла. Он создал приборы, которые до сих пор используются в быте. Одна из самых известных его работ — двигатель переменного тока, на основе которого был создан генератор переменного тока. Также он проводил работы в области магнитных полей. Они позволяли использовать переменный ток в электродвигателях.

Еще одним ученым внесшим вклад в развитие электричества, был Георг Ом, который экспериментальным путем вывел закон электрической цепи. Другим выдающимся ученым был Андре-Мари Ампер. Он изобрел конструкцию усилителя, которая представляла собой катушку с витками.

Также важную роль в изобретении электричества сыграли:

  • Пьер Кюри.
  • Эрнест Резерфорд.
  • Д. К. Максвелл.
  • Генрих Рудольф Герц.

Первое применение электроэнергии

В 1870-х годах русским ученым А. Н. Лодыгиным была изобретена лампа накаливания. Он, предварительно откачав из сосуда воздух, заставил светиться угольный стержень. Чуть позже он предложил заменить угольный стержень на вольфрамовый. Однако запустить лампочку в массовое производство смог другой ученый — американец Томас Эдисон. Поначалу в качестве нити в лампе он использовал обугленную стружку, полученную из китайского бамбука. Его модель получилась недорогой, качественной и могла прослужить относительно долгое время. Значительно позже Эдисон заменил нить на вольфрамовую.

Никто не знает, в каком году изобрели электричество, но начиная с XIX века оно активно вошло в жизнь человека. Поначалу это было просто освещение, затем электрический ток начали применять и для других сфер жизни (транспорта, средств передачи информации, бытовой техники).

Использование освещения в России

Пытаясь выяснить, в каком году появилось электричество в России, учёные склоняются к мнению, что это случилось в 1879 году. Именно тогда был освещен Литейный мост в Петербурге. 30 января 1880 года был создан электротехнический отдел в Русском техническом обществе. Это общество и занималось развитием электричества в Российской империи. В 1883 году произошло знаковое в истории электричества событие — было выполнено освещение Кремля, когда к власти пришел Александр III. По его указу образовывается специальное общество, которое занимается разработкой генерального плана по электрификации Петербурга и Москвы.

Переменный и постоянный ток

Когда открыли электричество, между Томасом Эдисоном и Никола Теслой разгорелся спор, какой ток использовать в качестве основного, переменный или постоянный. Противостояние между учёными даже было прозвано «Войной токов». В этой борьбе победил переменный ток, так как он:

  • легко передается на большие расстояния;
  • не несет огромных потерь, передаваясь на расстоянии.

Основные области потребления

В повседневной жизни постоянный ток применяется довольно часто. От него работают различные бытовые приборы, генераторы и зарядные устройства. В промышленности его используют в аккумуляторах и двигателях. В некоторых странах им оснащаются линии электропередач.

Переменный ток способен меняться по направлению и величине в течение определенного промежутка времени. Он применяется чаще постоянного. В наших домах его источником служат розетки, к ним подключают различные бытовые приборы под разным напряжением. Переменный ток часто применяется в промышленности и при освещении улиц.

Электроток в жизни и природе

Сейчас электричество в наши дома поступает благодаря электрическим станциям. На них установлены специальные генераторы, которые работают от источника энергии. В основном эта энергия тепловая, которая получается при нагревании воды. Для нагревания воды используют нефть, газ, ядерное топливо или уголь. Пар, образовывающийся при нагревании воды, приводит в действие огромные лопасти турбин, которые, в свою очередь, запускают генератор. В качестве питания генератора можно использовать энергию воды, падающую с высоты (с водопадов или плотин). Реже используется сила ветра или энергия солнца.

Затем генератор при помощи магнита создает поток электрических зарядов, проходящих по медным проводам. Для того чтобы передавать ток на большие расстояния, необходимо повысить напряжение. Для этой роли используется трансформатор, который повышает и понижает напряжение. Потом электричество с большой мощностью передается по кабелям к месту его применения. Но перед попаданием в дом необходимо понизить напряжение с помощью другого трансформатора. Теперь оно готово к использованию.

Когда заводят разговор об электричестве в природе, первыми на ум приходят молнии, но это далеко не единственный его источник. Даже наши с вами тела имеют электрический заряд, он существует в тканях человека и передает нервные импульсы по всему организму. Но не только человек содержит в себе электрический ток. Многие обитатели подводного мира также способны выделять электричество, например, скат содержит в себе заряд мощностью 500 Ватт, а угорь может создать напряжение до 0,5 киловольт.

Электрическая дуга — Что такое Электрическая дуга?

Электрическая дуга (вольтова дуга, дуговой разряд) — физическое явление, один из видов электрического разряда в газе.

Электрическая дуга первые была описана в 1802 г. русским ученым В. Петровым.
Она является частным случаем 4й формы состояния вещества — плазмы — и состоит из ионизированного, электрически квазинейтрального газа.
Присутствие свободных электрических зарядов обеспечивает проводимость электрической дуги.

Электрическая дуга между 2мя электродами в воздухе при атмосферном давлении образуется следующим образом.
При увеличении напряжения между двумя электродами до определенного уровня в воздухе между электродами возникает электрический пробой.
Напряжение электрического пробоя зависит от расстояния между электродами и пр.
Зачастую для инициирования пробоя при имеющемся напряжении электроды приближают друг к другу.
Во время пробоя между электродами обычно возникает искровой разряд, импульсно замыкая электрическую цепь.
Электроны в искровых разрядах ионизируют молекулы в воздушном промежутке между электродами.
При достаточной мощности источника напряжения в воздушном промежутке образуется достаточное количество плазмы для того, чтобы напряжение пробоя (или сопротивление воздушного промежутка) в этом месте значительно упало.
При этом искровые разряды превращаются в дуговой разряд — плазменный шнур между электродами, являющийся плазменным тоннелем.
Эта дуга является по сути проводником, и замыкает электрическую цепь между электродами, средний ток увеличивается еще больше нагревая дугу до 5000–50000 K.
При этом считается, что поджиг дуги завершен.
Взаимодействие электродов с плазмой дуги приводит к их нагреву, частичному расплавлению, испарению, окислению и другим видам коррозии.
После поджига дуга может быть устойчива при разведении электрических контактов до некоторого расстояния.

При эксплуатации высоковольтных электроустановок, в которых неизбежно появление электрической дуги, борьба с электрической дугой осуществляется при помощи электромагнитных катушек, совмещенных с дугогасительными камерами.
Среди других способов известны использование вакуумных и масляных выключателей, а также методы отвода тока на временную нагрузку, самостоятельно разрывающую электрическую цепь.
Электрическая дуга используется при электросварке металлов, для выплавки стали (дуговая сталеплавильная печь) и в освещении (в дуговых лампах).

Энергия для мира: появление электричества от Солнца

Содержание

Об авторе
Список участников
Гимн Солнцу
Предисловие
Герман Шеер, член парламента
Введение
Глава 1
Часть I: Восходящее солнце в развивающемся мире
1. Электроэнергия, A Столп современного общества
1.1 Электричество в сегодняшней жизни
1.2 Традиционный мир электричества
1.3 Солнечные фотоэлектрические элементы: часть нового мира полупроводников
2. Взгляд в прошлое, чтобы заглянуть в будущее
2.1 Появление электричества
2.2 От «гальванической батареи» к фотоэлектрическим элементам
2.3 Фотоэлектрическая энергия: первые шаги
3. Солнечная энергия Энергия для космических спутников
4. Первые идеи по освещению нас солнечной энергией
4.1 Мутации обществ в США и Европе
4.2 Новое понимание солнечной энергии
4.3 Шоки цен на нефть, ядерная катастрофа 1986
5. После Видение: Гора Вызов
5.1 PV в начальных блоках в 1973 г.
5.2 Проблема стоимости: технологические вызовы
5.3 Проблема курицы и яйца: массовое производство
5.4 Укрепленные энергетические стратегии и политика
5.5 Против преобладающего распределения государственных бюджетов
5.6 Администрация
5.7 Покупка энергии- Время назад, срок службы модуля
5.8 Непрерывность поставок
5.9 Экологические проблемы
6 Лидерство в действиях
6.1 Новаторская роль США
6.2 Франция: европейский пионер солнечной энергии
6.3 Запуск фотоэлектрических систем в Германии
6.4 Взлеты и падения фотоэлектрических систем в Японии
6.5 ЮНЕСКО
6.6 Европейский Союз
6.7 G8
6.8 Энергетическая империя сопротивляется
Часть II: Солнечная энергия для всего мира
1. Основы для новая солнечная эра
1.1 Этический императив фотоэлектрической энергии
1.2 Стоимость и социальное признание: ингредиенты
для жизнеспособной энергетической стратегии
1.3 ФЭ как часть целостного подхода к реализации
возобновляемых источников энергии
и энергосбережению
1.4 А как насчет Дорожных Электростанций?
1.4.1 Водители автомобилей и их электростанции
1.4.2 Мобилизация фотоэлектрических модулей для транспорта
2. Движущие силы
2.1 Стремление людей
2.2 Сохранение природы и смягчение последствий изменения климата
2.3 Peak Oil
2.4 Энергетическая безопасность поставок
3. Роль акционеров в обществе
3.1 Правительства и администрация
3.2 Промышленность и финансы
3.3 Затраты и выгоды от PV для общества; Специальная роль
для сетевых операторов
4.Новая энергетическая парадигма
4.1 Централизованная или децентрализованная PV
4.2 Какую роль играют обычные электроэнергетические компании?
4.3 Сообщества и регионы, осваивающие собственное энергоснабжение

4.4 Автономный энергетический дом: солнечная архитектура
и строительная промышленность
5. Энергия для людей
5.1 Начало глобальной стратегии: 10 Вт на душу населения
5.2 PV для Люди в промышленно развитом мире
5.3 Фотоэлектрические системы для людей в солнечном поясе
6. Энергия для бедных
6.1 Участие
6.2 Фотоэлектрическая энергия для бедных в развивающихся странах
6.3 Энергия для бедных в промышленно развитых странах
7. Энергия мира
Часть III: Фотоэлектрическая энергия сегодня и навсегда
1. Солнечная энергия 2009/10: AWealth достижений
1.1 Мировые рынки фотоэлектрической энергии 2009/10
1.2 Политическая, финансовая и промышленная среда
1.3 Технологический бум продолжается
2. Перспективы
2.1 На пороге коммерческой жизнеспособности
2.2 Перспективы на 2020 год
2.3 PV как часть мира 100% RE
3. Выводы
Приложение
Мультфильм
Глава 2 Моя солнечная эра началась с Чернобыля
Franz Alt
Глава 3 Больше электроэнергии за меньшее количество Co2
Ив Бамбергер
Глава 4 Солнечная энергия на практике
Стефан Белинг
Глава 5 История разработки фасадов из солнечного стекла
Иоахим Бенеманн
Глава 6 Введение нефтяной промышленности
Карл Вольфганг Бёр
Глава 7 «Завод по продаже» — или длинный и каменистый путь к дешевой солнечной энергии
: история тонкопленочных солнечных батарей из CdTe серии
; First Solar
и другие — Полуавтобиография
Dieter Bonnet
Глава 8 Фотоэлектрическая энергия в портфеле Группы Всемирного банка
Анил Кабраал
Глава 9 Солнечные велосипеды, Mercedes, наручники — PlusEnergy
20 Buildings 9000 Gallus Cadonau
Глава 10 Фотоэлектрические системы питания для спасения женщин
Выход из бедности в Африке к югу от Сахары
Доминик Кампана
Глава 11 Работа по разработке солнечных батарей в лабораториях COMSAT
(1967–1975)
Денис Дж. .Куртин
Глава 12 SolarBank
Майкл Т. Экхарт
Глава 13 Будет ли это работать? Это реально?
Мысли и действия политолога
с солнечным видением
Ханс-Йозеф Фелл
Глава 14 Конференция специалистов по фотоэлектрической технике IEEE
Америко Ф. (Мо) Форестьери
Глава 15 Обзор солнечной фотоэлектрической системы Китая Промышленность в 2009 году
Гао Ху
Глава 16 Освещение мира: вчера, сегодня и завтра
Бисваджит Гош
Глава 17 Роль научно-исследовательских институтов в продвижении
фотоэлектрических материалов: пример Фраунгофера ISE ( Институт
систем солнечной энергии)
Адольф Гетцбергер
Глава 18 Отказ от ядерной энергии в пользу возобновляемых источников энергии

Джулиано Грасси
Глава 19 Нетрадиционные сенсибилизированные мезоскопы
(Гретцель
) Глава 20 Всемирная фотоэлектрическая конференция в Вене
Wo lfgang Hein
Chapter 21 PV в Японии — вчера, сегодня и завтра
Osamui Ikki and Izumi Kaizuka
Chapter 22 PV в Европе, с 1974 по 2009 г .:
Личный опыт
Helmut Kiess
Глава 23 PV в Берлине — Как все начиналось: история
Солона, Q-Cells, PV в Бразилии
Стефан Краутер
Глава 24 Три шага к солнечной системе — 1–40% и 100%
Гарри Леманн
Глава 25 Франция не хотела искать Солнца…
Ален Лиебар и Ив-Бруно Сивель
Глава 26 Международный конкурс фотоэлектрических систем в 2008 году
Даниэль Линкот
Глава 27 Высокоэффективная фотоэлектрическая техника для устойчивого развития мира

Антонио Луке
Глава 39 Наземная фотоэлектрическая промышленность — начало
Питер Ф.Varadi
Chapter 40 Солнечная энергия в Женеве, Швейцария
Philippe Verburgh
Chapter 41 Ранние фотоэлектрические рынки и солнечные решения в Южной Азии
Neville Williams

Появление электричества от Солнца: Палц, Вольфганг: 9789814303378: Amazon.com: Книги

«… интересная коллекция анекдотов о солнечных проектах, написанная людьми, которые были и находятся на самом деле. Хотя книга не игнорирует технические аспекты, она подчеркивает личные проблемы и трудности, особенно институциональные и культурные препятствия, которые возникают редко включается в профессиональные документы.В главе 1 Палц (Всемирный совет по возобновляемым источникам энергии, Бельгия) дает обзор всей области, уделяя особое внимание фотоэлектрическим элементам. Остальные главы написаны экспертами по солнечной энергии, которые в совокупности охватывают различные специальности и национальные акценты, которые усложняют создание жизнеспособных проектов. В каждой главе автор описывает свое образование, технические специальности и личные проекты. Авторы также обсуждают неудачи проекта, которые часто не упоминаются в других работах, хотя они могут быть очень поучительными для читателя.Солнечные технологии все еще находятся в процессе развития, и следует ожидать тупиковых ситуаций. Ценно для всех студентов, изучающих солнечную энергию. Подводя итоги: Рекомендуется. Все уровни / библиотеки ».
―JC Comer, заслуженный, Университет Северного Иллинойса, в CHOICE , август 2011, Vol. 48, # 11

« Power for the World Вольфганга Пальца — это больше, чем энциклопедия солнечной энергии. Ячейки. … Вольфганг Палц — мастер объединения людей, тем и информации, которая заставляет читателя прожить захватывающую жизнь этих первопроходцев с разработкой солнечных элементов с самого начала и до настоящего времени.Он позволил своим многочисленным авторам описать восхищение успехом и разочарование из-за множества препятствий между ними. Он стимулирует философию, которая ведет к началу солнечной эры. Вольфганг Пальц во время своих путешествий по континентам — мастер создания дружбы между учеными, инженерами, промышленными предприятиями и политиками всего мира с его очаровательной личностью для общей цели — сделать это началом солнечной эры. Из своего рабочего места в Европейском Союзе в Брюсселе он на протяжении десятилетий руководил всеми важными европейскими исследованиями солнечных элементов.Теперь он создал поистине замечательную книгу, которой нужно найти свое место на книжной полке любого, кто работает или интересуется солнечной энергией. Это одна из немногих книг, которые будут вынимать снова и снова, чтобы найти больше захватывающих описаний пережитой истории. Время создания этой книги было правильным. Поздравляю, это один из кульминационных моментов в жизни Вольфганга Пальца ».
―Доктор Карл Бур

Вольфганг Палц в настоящее время является председателем Всемирного совета по возобновляемой энергии.Он награжден Орденом за заслуги перед Федеративной Республикой Германии (Bundesverdienstkreuz am Bande), был признан пионером в области ветроэнергетики в Великобритании и получил европейские награды за биомассу, ветроэнергетику и фотоэлектрическую энергию соответственно.

история технологии | Эволюция, века и факты

По сути, техники — это методы создания новых инструментов и продуктов инструментов, а способность конструировать такие артефакты является определяющей характеристикой человекоподобных видов.Другие виды создают артефакты: пчелы строят сложные ульи для хранения меда, птицы вьют гнезда, а бобры строят плотины. Но эти атрибуты являются результатом паттернов инстинктивного поведения и не могут быть изменены в соответствии с быстро меняющимися обстоятельствами. Люди, в отличие от других видов, не обладают высокоразвитыми инстинктивными реакциями, но обладают способностью систематически и творчески мыслить о техниках. Таким образом, люди могут вводить новшества и сознательно изменять окружающую среду так, как не удалось ни одному другому виду.Обезьяна может иногда использовать палку, чтобы отбить бананы от дерева, но человек может превратить палку в режущий инструмент и удалить целую связку бананов. Где-то на переходе между ними появляется гоминид, первый человекоподобный вид. В силу того, что человечество является мастером орудий труда, люди с самого начала были технологами, а история технологий охватывает всю эволюцию человечества.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Используя рациональные способности для разработки методов и изменения окружающей среды, человечество занялось проблемами, отличными от проблем выживания и производства богатства, с которыми сегодня обычно ассоциируется термин технология . Техника языка, например, включает в себя осмысленное манипулирование звуками и символами, и аналогично техники художественного и ритуального творчества представляют другие аспекты технологического стимула. В данной статье не рассматриваются эти культурные и религиозные приемы, но с самого начала полезно установить их взаимосвязь, поскольку история технологий выявляет глубокое взаимодействие между стимулами и возможностями технологических инноваций, с одной стороны, и социокультурными условиями человеческая группа, внутри которой они встречаются друг с другом.

Социальное участие в технологическом прогрессе

Осознание этого взаимодействия важно при изучении развития технологий через сменяющие друг друга цивилизации. Чтобы максимально упростить отношения, есть три точки, в которых должна быть определенная социальная вовлеченность в технологические инновации: социальные потребности, социальные ресурсы и симпатичный социальный этос. При отсутствии любого из этих факторов маловероятно, что технологическая инновация получит широкое распространение или будет успешной.

Необходимо сильно ощущать социальную потребность, иначе люди не будут готовы тратить ресурсы на технологические инновации. Может потребоваться более эффективный режущий инструмент, более мощное подъемное устройство, трудосберегающая машина или средство использования нового топлива или нового источника энергии. Или, поскольку военные потребности всегда стимулировали технологические инновации, они могут принимать форму потребности в более совершенном оружии. В современных обществах потребности порождаются рекламой.Каким бы ни был источник социальной потребности, важно, чтобы достаточное количество людей осознавали это, чтобы обеспечить рынок артефакта или товара, который может удовлетворить эту потребность.

Социальные ресурсы также являются неотъемлемой предпосылкой успешных инноваций. Многие изобретения потерпели неудачу из-за отсутствия социальных ресурсов, жизненно важных для их реализации — капитала, материалов и квалифицированного персонала. Записные книжки Леонардо да Винчи полны идей для вертолетов, подводных лодок и самолетов, но лишь немногие из них дошли даже до стадии модели из-за нехватки тех или иных ресурсов.Ресурс капитала предполагает наличие прибавочной производительности и организации, способной направить имеющееся богатство в каналы, в которых изобретатель может его использовать. Ресурс материалов предполагает наличие соответствующих металлургических, керамических, пластмассовых или текстильных материалов, которые могут выполнять любые функции, которые требует от них новое изобретение. Ресурс квалифицированного персонала подразумевает наличие технических специалистов, способных создавать новые артефакты и разрабатывать новые процессы.Короче говоря, общество должно быть хорошо оснащено подходящими ресурсами, чтобы поддерживать технологические инновации.

Леонардо да Винчи: орнитоптер

Планы Леонардо да Винчи относительно орнитоптера, летательного аппарата, который держится в воздухе благодаря взмаху крыльев, c. 1490.

SuperStock

Симпатичный социальный этос подразумевает среду, восприимчивую к новым идеям, в которой доминирующие социальные группы готовы серьезно относиться к инновациям. Такая восприимчивость может быть ограничена конкретными областями инноваций — например, усовершенствованием оружия или навигационных технологий — или может принимать форму более обобщенного исследовательского подхода, как это имело место среди промышленного среднего класса в Великобритании в XVIII веке. века, которые были готовы культивировать новые идеи и изобретателей, заводчиков таких идей.Какой бы ни была психологическая основа изобретательского гения, не может быть никаких сомнений в том, что существование социально значимых групп, желающих поощрять изобретателей и использовать их идеи, было решающим фактором в истории технологий.

Таким образом, социальные условия имеют первостепенное значение в разработке новых технологий, некоторые из которых будут рассмотрены ниже более подробно. Однако стоит сделать еще одну пояснительную записку. Это касается рациональности техники.Уже было замечено, что технология подразумевает применение разума к технике, и в 20-м веке стало считаться почти аксиомой, что технология — это рациональная деятельность, вытекающая из традиций современной науки. Тем не менее, следует отметить, что технология в том смысле, в котором этот термин используется здесь, намного старше науки, а также что методы имеют тенденцию окостеневать за столетия практики или отвлекаться на такие парарациональные упражнения, как алхимия.Некоторые методы стали настолько сложными, часто зависящими от процессов химического изменения, которые не были поняты даже тогда, когда они широко практиковались, что технология иногда сама становилась «тайной» или культом, в который ученик должен был быть посвящен, как священник, в священные ордена. и в котором было важнее скопировать древнюю формулу, чем вводить новшества. Современная философия прогресса не может быть возвращена в историю технологий; на протяжении большей части своего долгого существования технология была практически застойной, загадочной и даже иррациональной.Нет ничего удивительного в том, чтобы увидеть в современном мире сохранившиеся фрагменты этой мощной технологической традиции, и в современной дилемме высокотехнологичного общества, предполагающего вероятность того, что оно будет использовать свои изощренные методы, чтобы помочь, есть нечто большее, чем просто элемент иррациональности. совершить собственное разрушение. Таким образом, необходимо остерегаться чрезмерного отождествления технологии с «прогрессивными» силами современной цивилизации.

С другой стороны, невозможно отрицать наличие прогрессивного элемента в технологии, поскольку из самого элементарного обзора становится ясно, что приобретение техник — это кумулятивный процесс, в котором каждое поколение наследует набор техник, на которых он может строить, если захочет и если позволят социальные условия.В течение длительного периода времени история технологий неизбежно выделяет моменты инноваций, которые демонстрируют это совокупное качество по мере того, как некоторые общества шаг за шагом продвигаются от сравнительно примитивных к более сложным методам. Но хотя это развитие произошло и продолжается до сих пор, такой процесс накопления не является присущим самой природе технологии, и, конечно, это не было неизбежным развитием. Тот факт, что многие общества оставались стагнирующими в течение длительных периодов времени, даже на достаточно развитых этапах технологической эволюции, и что некоторые фактически регрессировали и утратили переданные им накопленные методы, демонстрирует неоднозначный характер технологии и критическую важность ее использования. его связь с другими социальными факторами.

Способы передачи технологических инноваций

Еще один аспект совокупного характера технологии, который потребует дальнейшего исследования, — это способ передачи технологических инноваций. Это неуловимая проблема, и необходимо принять феномен одновременного или параллельного изобретения в тех случаях, когда нет достаточных доказательств, чтобы показать передачу идей в том или ином направлении. Механика их передачи была значительно улучшена за последние столетия с помощью печатного станка и других средств связи, а также благодаря возросшей легкости, с которой путешественники посещают источники инноваций и несут идеи в свои дома.Однако традиционно основным средством передачи было перемещение артефактов и ремесленников. Торговля артефактами обеспечила их широкое распространение и стимулировала подражание. Что еще более важно, миграция мастеров — будь то странствующие мастера-металлисты ранних цивилизаций или немецкие инженеры-ракетчики, чьи экспертные знания были приобретены как Советским Союзом, так и Соединенными Штатами после Второй мировой войны, — способствовала распространению новых технологий.

Свидетельства таких процессов технологической трансмиссии являются напоминанием о том, что материал для изучения истории технологии поступает из множества источников.Многие из них, как и любое историческое исследование, основаны на документальных материалах, хотя их мало для ранних цивилизаций из-за общего отсутствия интереса к технологиям со стороны писцов и летописцев. Таким образом, для этих обществ и на протяжении многих тысячелетий ранее незарегистрированной истории, в которой были достигнуты медленные, но существенные технологические достижения, необходимо во многом полагаться на археологические данные. Даже в связи с недавним прошлым историческое понимание процессов быстрой индустриализации можно сделать более глубоким и ярким благодаря изучению «промышленной археологии».«Много ценного материала подобного рода накоплено в музеях, а еще больше остается на месте его использования для наблюдения полевого работника. Историк техники должен быть готов использовать все эти источники и при необходимости использовать навыки археолога, инженера, архитектора и других специалистов.

История электричества — Iberdrola

СМОТРЕТЬ ИНФОРМАЦИЮ: краткая история электричества [PDF]

ДАЛЬНЕЙШИЕ РАССТОЯНИЯ

Эти первые электростанции работали с постоянным током, что предотвращало передачу электричества на большие расстояния.Другой гений решил эту проблему: Никола Тесла и его приверженность использованию переменного тока. В 1895 году он вместе с промышленником Джорджем Вестингаузом построил гидроэлектростанцию ​​в Ниагарском водопаде, доставляла электричество в Буффало, который находился в 40 километрах от него. Началась электрификация мира, а вместе с ней и вторая промышленная революция.

Два новых проекта стимулировали этот процесс в 1898 году: гидроэлектростанция Decew Falls в Онтарио (Канада) была первой в мире, которая вырабатывала высоковольтную электроэнергию, которая будет транспортироваться на большие расстояния; Электростанция в Райнфельдене (Германия) была первой, где использовался трехфазный переменный ток частотой 50 Гц, который сегодня является стандартом почти во всем мире.

В 1900 году 40% электроэнергии в США приходилось на гидроэлектростанции. В 1940 году это было 30%, а сейчас только 10%. В 1951 году в Огайо (США) была открыта первая экспериментальная атомная электростанция. В течение 20 века ископаемое топливо и атомные электростанции заменили воду для производства энергии во всем мире. В чем проблема 21 века? Без сомнения, заменить их большим количеством возобновляемых источников энергии.

История Iberdrola

СОЛНЦЕ И ВОЗДУХ

Идея концентрировать солнечные лучи для использования их тепла пришла из Древней Греции, , но Фрэнк Шуман был пионером и первым представил это как коммерчески жизнеспособное решение.Он основал Sun Power Co. в 1911 году, построив первую солнечную ферму в Танкони (США). Однако его крупнейшим проектом, прерванным Первой мировой войной, была солнечная ферма площадью 52 000 км 2 в пустыне Сахара, которая могла бы производить достаточно энергии для снабжения всей планеты.

Использование солнечной энергии в фотоэлектрических панелях началось в 60-х годах. В 2016 году в мире было установлено в общей сложности 75 ГВт этого типа энергии, что на 50% больше, чем в 2015 году. Ожидается, что к 2025 году глобальная установленная мощность достигнет 750 ГВт, при этом Китай будет основным движущим фактором, согласно к отчету, подготовленному Globaldata.

Ветер — еще один источник чистой и возобновляемой энергии, с самым большим ростом в мире за последнее десятилетие. Первая ветряная турбина мощностью 200 кВт была установлена ​​на побережье Дании в 1956 году. Сегодня общая установленная мощность приближается к 500 ГВт. Аналогичным образом, Европа установила 1558 МВт морских ветряных турбин в 2016 году — в основном в Германии, Голландии и Соединенном Королевстве — с достижением общей совокупной мощности 12 631 МВт, по данным Европейской ассоциации ветроэнергетики (WindEurope).

Мечта о чистой и бесконечной энергии может стать реальностью в будущем, если проект ИТЭР достигнет своих целей на 2027 год. То есть ядерный синтез, энергия звезд, воспроизводимая в реакторе с магнитным удержанием. В качестве топлива используется водород, один из самых распространенных элементов на нашей планете.

Какая из этих энергий заменит нефть в учебниках истории и обеспечит нас чистой, устойчивой и бесконечной энергией в будущем? Ответ придет через несколько десятилетий.

Iberdrola, энергосистема будущего

УПРАВЛЕНИЕ СЕТЬЮ

Электроэнергия — довольно сложный продукт: ее генерируют, распределяют по сети и продают конечному пользователю. Вот почему сетка так важна: она должна состоять из системы с различными источниками генерации, где источники могут быть добавлены или заменены.

Солнечные электростанции и ветряные турбины не производят электричество в летнюю ночь в безветренную погоду. Кроме того, в периоды засухи использование воды для производства электроэнергии будет ограничено.Если в домах включаются системы кондиционирования воздуха и возникает пик спроса, необходимо активизировать использование тепловых электростанций или закупать дополнительную электроэнергию в соседних странах. Энергосистема и ее менеджеры должны быть готовы удовлетворить спрос необходимыми ресурсами.

STAR Проект: Iberdrola и умные сети

История энергетики | National Grid Group


Какой источник энергии был первым?

Энергия существует с незапамятных времен.Первым источником энергии было солнце, так как оно давало тепло и свет в течение дня. Люди вставали и спали при свете, полагаясь на горящие дрова и навоз для тепла, а также на энергию воды для производства основных мельниц.

Кто и когда открыл электричество?

Промышленная революция подтолкнула нас к использованию вырабатываемой человеком электроэнергии . Большинство людей приписывают Бенджамину Франклину «открытие» электричества в 1752 году, которое он сделал, осознав, что искры, исходящие от ударов молнии, могут генерировать энергию.

Когда уголь впервые был использован для производства электроэнергии для транспорта и промышленности?

С 1750 года уголь использовался для производства электроинструментов и машин, а в 1769 году Джеймс Ватт запатентовал первый в мире паровой двигатель, работающий на угле. Именно благодаря этой машине паровые машины стали более мощными и эффективными — это сделало их идеальными для использования на фабриках и фабриках, поскольку темпы производства могли увеличиваться.

В каком году газовая промышленность Великобритании начала развиваться?

Газовая промышленность Великобритании возникла в 1812 году.Великобритания все еще находилась в состоянии войны с Наполеоном, когда Фредерик Винзор создал первую в мире компанию, которая построила общественный газовый завод и распределяла газ среди потребителей через сеть подземных трубопроводов. Этот бизнес открыл рынки для газа; то, что изменило бы повседневную жизнь миллионов людей, когда они впервые ощутили надежный свет, тепло и энергию.

Газ использовался для освещения улиц Лондона, и оригинальные газовые фонарные столбы все еще существуют в районе Сент-Джеймс в Лондоне.К 1827 году сеть Лондона обеспечивала газом почти 70 000 уличных фонарей.

Когда была открыта фотоэлектрическая энергия?

Но если вы думали, что раньше энергия была только углем и дровами, подумайте еще раз. Первый шаг к использованию солнечной энергии был сделан в 1839 году, когда Эдуард Бекерей открыл фотоэлектрическую энергию; один из первых процессов в солнечной энергии .

Какие изменения произошли в энергетическом секторе в викторианские времена?

Викторианский период был, когда мир стал свидетелем огромного прогресса в области энергетики.Первая гидроэлектростанция начала работать в Крагсайде в Великобритании в 1878 году, а в 1888 году в Кливленде, штат Огайо, была установлена ​​первая ветряная мельница , вырабатывающая электричество. Первая в мире электростанция, работающая на угле, Edison Electric Light Station была построена в Лондоне в 1882 году с обещанием обеспечивать светом и теплом лондонские дома.

Какие изменения в энергетическом секторе произошли в начале 20-го

-го -го века?

В 20-е, -е, -е века, мы видим шквал электротехнической изобретательности.Джон Логи Бэрд провел первую публичную демонстрацию телевизора в 1926 году, а затем BBC открыла свои двери в 1927 году. В настоящее время в дома людей подается электричество, и благодаря пилонам , стильно спроектированным архитектором сэром Реджинальдом Блумфилдом, страна связана с электричество.

Когда была открыта первая национальная энергосистема?

Первая в мире интегрированная национальная сеть была открыта в 1935 году. Вместо множества небольших электростанций было создано всего семь областей сети, чтобы покрыть Соединенное Королевство.Они располагались в Манчестере, Лидсе, Ньюкасле, Бирмингеме, Бристоле, Лондоне и Глазго. Благодаря Национальной сети энергоснабжение стало дешевле и стабильнее.

По мере того, как 20 -е годы года шли, уголь и газ продолжали поставлять большую часть энергии по всей Великобритании. К 1960 году 90% всей электроэнергии все еще вырабатывается на угле. Конец прошлого века — это когда энергия, наконец, стала экологичнее, а термины «изменение климата» и «климатический кризис» стали модными словами. Первая в мире ветряная электростанция открылась в Нью-Гэмпшире в 1980 году, вскоре после нее в 1991 году была открыта первая ветряная электростанция в Великобритании, расположенная на шумном побережье Корнуолла.

Что важнее для Великобритании: возобновляемая энергия или ископаемое топливо?

2019 год ознаменовал знаменательную дату. После многих лет использования угля в качестве источника энергии, впервые как в Великобритании, так и в США, из источников с нулевым выбросом углерода было произведено больше энергии, чем из ископаемых видов топлива. Используя возобновляемые источники энергии для выработки энергии, мы находимся на пути к достижению нашей цели в Великобритании к 2050 году — чистых нулевых выбросов общих выбросов.

Краткая история электричества

В истории электричества не существует единого определяющего момента.То, как мы производим, распределяем, устанавливаем и используем электричество и устройства, которые оно питает, является кульминацией почти 300-летних исследований и разработок.

Попытки понять, уловить и приручить электричество начались в 18 веке. В течение следующих 150 лет десятки «естествоиспытателей» в Англии, Европе, колониальной Америке, а позже и в Соединенных Штатах анализировали электричество в природе, но производство его вне природы было другим делом.

В больших масштабах этого не происходило до конца 19 века.Основу для широкого коммерческого использования электроэнергии заложили международные исследователи, занимавшиеся чисто научными исследованиями, и предприимчивые бизнесмены, которые сделали свои собственные крупные открытия или производили, продавали и продавали продукты, основанные на идеях других.

Выдающиеся участники современного электрически заряженного мира (перечислены в алфавитном порядке) включают:

* Андре-Мэр Ампер (1775-1836), французский физик, разработавший Систему международных объединений (SI).

* Александр Грэм Белл (1847-1922), изобретатель телефона. Член шотландской семьи с домашним обучением, который интересовался проблемами речи и глухоты, Белл последовал за своим отцом Александром Мелвиллом Беллом в качестве учителя глухих. В 1870-х годах на средства отцов двух своих учеников Белл изучал, как электричество может передавать звук.

* Фердинанд Браум (1850-1918), немецкий физик, разделивший Нобелевскую премию с Гульельмо Маркони за вклад в развитие радиотелеграфии.

* Генри Кавендиш (1731-1810), замкнутый, неопубликованный английский ученый, чьи работы были воспроизведены Омом несколько десятилетий спустя.

* Томас Дулиттл, рабочий комбината из Коннектикута, который в 1876 году изобрел способ сделать первый жестко вытянутый медный провод, достаточно прочный для использования в телеграфной промышленности, вместо железного. Молодая коммерческая электротехническая и телефонная промышленность быстро воспользовалась преимуществами нового провода.

* Томас А. Эдисон (1847-1931), самый продуктивный исследователь-электрик.Он изобрел электрическую лампочку и многие другие продукты, которые используют или устанавливают электрики.

* Бенджамин Франклин (1706-1790), американский дипломат и натурфилософ, он доказал, что молния и электричество — одно и то же.

* Луиджи Гальвани (1737-1798), итальянский врач и физик, его ранние открытия привели к изобретению гальванической батареи.

* Гульельмо Маркони (1874-1937), итальянский физик, получивший Нобелевскую премию за изобретение системы радиотелеграфии.

* Георг Симон Ом (1789–1854), немецкий физик и первооткрыватель закона Ома, который гласит, что сопротивление равно отношению разности потенциалов к току.

* Никола Тесла (1856-1943), сербско-американский изобретатель, открывший вращающиеся магнитные поля. Джордж Вестингауз приобрел патентные права Tesla.

* Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта (1745-1827), итальянский физик, который изобрел электрическую батарею. Электрический блок «Вольт» назван в честь Вольта.

* Джордж Вестингауз (1846-1914), способный принять участие в исследованиях других людей, приобрел их патенты и расширил их работу. Его первый патент был получен на воздушный тормоз поезда. В 1869 году он основал компанию Westinghouse Air Brake Company. В итоге он получил 360 патентов и основал шесть компаний. Он потерял контроль над своими компаниями во время паники 1907 года, но продолжал работать на них еще три года. Опыт отцов-основателей электричества во многом параллелен прорывам в электронных технологиях за последние полвека, которые принесли нам вихрь инноваций в компьютерном оборудовании, программном обеспечении и интернет-коммуникациях.Подобно тому, как волна электрических изобретений кардинально изменила мир по мере развития 20-го века, мы можем ожидать неуклонно увеличивающихся темпов инноваций в этих возникающих электронных дисциплинах после начала 21-го века.

Появление профессии

Эдисон, Вестингауз и другие изобретатели и строители электрического оборудования соревновались, чтобы показать чудеса своих новых изобретений. В 1881 году Люсьен Голар из Франции и Джон Гиббс из Англии устроили первую успешную электрическую демонстрацию переменного тока в Лондоне.

Экспозиции и мировые ярмарки стали популярными местами для демонстрации новых изобретений, связанных с электричеством. Почти как только они перешли от чертежной доски к рабочему состоянию, электрические устройства и системы были выставлены на обозрение, к радости восхищенных толп в Соединенных Штатах, Англии и Европе.

Электрики были наняты для строительства и эксплуатации этих установок. Первое успешное использование электричества на одном из таких мероприятий произошло на Парижской выставке 1889 года.Четыре года спустя Колумбийская выставка 1893 года в Чикаго потребляла в 10 раз больше электроэнергии, чем Парижская выставка. Дэвид Э. Най в книге «Электрификация Америки» (MIT Press, 1997):

«На Чикагской ярмарке было задействовано 90 000 ламп накаливания Сойера-Манна, работающих на переменном токе, установленных Westinghouse по 5,25 доллара за штуку, и 5 000 дуговых ламп, установленных General Electric. Что означают эти цифры, примите во внимание, что в 1890 году во всех Соединенных Штатах было всего 68 000 дуговых ламп и 900 000 ламп накаливания.«

Columbian Exposition Посетители могли покататься или увидеть электрифицированные объекты, которые включали три крана, лифты в некоторых зданиях, фонтаны с водой, систему железных дорог / трамваев, построенную General Electric, и движущиеся тротуары. Тематическая Панамериканская выставка 1901 года в Буффало, штат Нью-Йорк, была призвана улучшить Колумбийскую выставку.

Два здания Панамериканской выставки были посвящены электричеству. 400-футовая электрическая башня, усеянная 40 000 лампами; и электричество Здание, с выставкой электроприборов.

Между тем, электричество появилось на ежегодных выставках, проводившихся с 1857 до конца 1890-х годов в Сент-Луисе, штат Миссури, в то время четвертом по величине городе Соединенных Штатов. Сельскохозяйственная и механическая ярмарка Сент-Луиса проводилась каждое лето в Ярмарочном парке на северной стороне города и каждую зиму в выставочном зале и мюзик-холле в центре Сент-Луиса.

Организация профессии

Встреча электриков в связи с этими выставками в Сент-Луисе и Буффало нашла достаточно общего, чтобы сформировать Международное братство электротехников (IBEW) и Национальную ассоциацию электромонтажников (NECA).

Осенью 1890 года опытные монтажники и электромонтеры, работавшие на Сельскохозяйственной и механической ярмарке в Сент-Луисе, встретились, чтобы поделиться общим профессиональным опытом. Год спустя, 21 ноября 1891 года, 10 электриков, представлявших около 300 рабочих из восьми городов, встретились и сформировали IBEW. В группу вошли трое из Сент-Луиса и по одному из Чикаго; Индианаполис и Эвансвилл, штат Индиана; Дулут, Миннесота; Толедо; Филадельфия; и Милуоки.

Примерно в то же время электрические подрядные фирмы в Буффало, Нью-Йорке, Рочестере, Сиракузах и Ютике образовали Объединенную ассоциацию электрических подрядчиков штата Нью-Йорк.Эта ассоциация пригласила электрические подрядные фирмы со всех концов Соединенных Штатов на встречу 17 июля 1901 года в здании штата Нью-Йорк на Панамериканской выставке в Буффало. Сорок девять человек прибыли из 18 городов восьми штатов, в том числе девять из Сент-Луиса, по два из Детройта и Филадельфии и по одному из Балтимора, Бостона, Кливленда, Миннеаполиса и Питтсбурга. На этой встрече, демонстрирующей последние достижения в области использования электроэнергии, возникла компания NECA.

Давние члены NECA

Хотя некоторые из компаний, участвовавших в годы становления NECA, перешли в другие направления бизнеса и / или были поглощены другими компаниями, ряд других компаний по-прежнему активно работает в сфере заключения контрактов на электроэнергию.Многовековые электрические подрядные организации с давним опытом работы с NECA включают:

* Hatzel & Buehler, Inc., Нью-Йорк, была основана Джоном Д. Хацелем и Джозефом Бюлером, мастерами-электриками на электростанции на Перл-Стрит Томаса А. Эдисона в г. 1884, предлагать внешнюю и внутреннюю проводку. J.D. Hatzel присутствовал на учредительном собрании NECA и был президентом NECA. В начале 1930-х годов дед нынешнего президента Hatzel & Buehler Уильям А. Геллер купил фирму в имении Джона Хацеля.

* Herbert A. Holder Company, Inc., Бостон, была основана в 1892 году Гербертом А. Холдером-старшим. «Холдер — старейший профсоюзный магазин Бостона, — говорит Майкл Грейбл, вице-президент и генеральный директор. В течение 80 лет он располагался на Брод-стрит в центре финансового района Бостона ». Герберт А. Холдер-младший унаследовал компанию от своего отца. Примерно в 1970 году Уиллард Бейн, мой тесть и давний сотрудник Холдера, попросили купить компанию «. Сегодня сын Уилларда, Пол У. Бейн, является президентом и делит управленческие обязанности с Грейбл.

* Компания Briner Electric в Сент-Луисе открылась, когда Чарльз Дж. Бринер основал компанию в 1895 году. В 1897 году он и его брат Фред Э. Бринер образовали партнерство — C.J. и F.E. Briner Electric Company. В 1902 году Бринеры сформировали отдельное партнерство, которое сегодня будет называться совместным предприятием с Уильямом Кунеманом, Джоном Кейси, Уильямом и Луисом Нолкерами, создав компанию Guarantee Electric Company с конкретной целью работы на Всемирной выставке в Сент-Луисе 1904 года. После Всемирной выставки Уильям Коенеман выкупил своих партнеров, чтобы получить контроль над Гарантией.

Briner Electric продолжила свое существование как отдельная компания, которую семья Бринер продала в 1962 году Томасу Дж. Фогарти и Полу Лайонсу. Briner Electric теперь принадлежит и управляется сыновьями Фогарти, Т. Майклом Фогарти, президентом; и его младший брат Джон Дж. Фогарти, вице-президент.

* Сотрудник, Фред Дж. Оертли, приобрел Гарантию у семьи Уильяма Кёнемана в 1946 году. Сегодня его сыновья являются непосредственными Гарантами, Фред Дж. «Джуниор» Эртли, как заместитель председателя, и его младший брат, Чарльз У.«Чак» Эртли, председатель и главный исполнительный директор.

* Джек Энрайт и Теодор Х. Джозеф основали компанию E-J Electric Installation Co. в Нью-Йорке в 1899 году. Джек Энрайт умер в 1913 году. Джек Манн стал партнером Джозефа; Сегодня члены семьи Манна покинули компанию. Дополнительную информацию о E-J Electric см. В разделе «Электротехнический подрядчик», июнь 1999 г.

* Одна из первых фирм-подрядчиков просуществовала до празднования своего столетия, но с тех пор прекратила свою деятельность. Компания Henry Newgard & Co. из Чикаго была основана в 1882 году.В ранней рекламе Newgard описал свои услуги как «установщик электрического освещения, разговорных трубок, электрических звонков, охранной сигнализации и газового освещения». Фирма прекратила свою деятельность в середине 1990-х годов.

Корпоративные пионеры

Ниже представлена ​​репрезентативная выборка старейших энергетических компаний и производителей электроприборов:

* Siemens AG из Мюнхена, Германия, была первой из нескольких компаний, основанных Карлом, Вернером и Вильгельмом Сименсом. Фирма была основана в 1847 году как Siemens & Halske OHG.Сегодня Siemens AG — это электротехническая и электронная компания.

* General Cable Corporation, Хайленд-Хайтс, штат Кентукки, была зарегистрирована в Нью-Джерси в 1927 году. General Cable объединила активы нескольких компаний, образованных в 19 веке, включая Phillips Wire and Safety Company и Standard Underground Cable Company Джорджа Вестингауза. . Компании, которые вошли в состав General Cable, в 1844 году поставляли Сэмюэлю Морсу изолированный кабель; провод к Статуе Свободы в 1886 году (и снова в 1986 году), 145 миль кабеля, проложенного подрядчиками под тротуарами Нью-Йорка в 1892 году, и кабель на 3000 вольт для выставки Columbia в Чикаго 1893 года.

* Pacific Gas and Electric Co., базирующаяся в Сан-Франциско, Калифорния. PG&E является результатом слияний с участием десятков компаний, в том числе ряда компаний, которые начали продавать газ. Когда появилась электроэнергия, они ее тоже продали. В 1852 году Питер и Джеймс Донахью основали San Francisco Gas Company, первого поставщика газа в город. Компания Oakland Gas Light, основанная Джоном А. Бриттоном в 1855 году, в 1877 году открыла небольшой электротехнический завод и сменила название на Oakland Gas and Light Company. В июне 1879 года Джордж Х.Роу основал California Electric Light Company, первую исключительно электрическую фирму в семье компаний PG&E.

* В 1901 году компании Бриттона и Роу объединились в California Gas and Electric Corporation. В 1890 году при поддержке Дж. П. Моргана Эдисон начал изучать экспансию в Калифорнию. Роу поехал в Нью-Йорк и купил право использовать патенты Эдисона в радиусе 100 миль от Сан-Франциско.

* Westinghouse Electric Company, одна из 56 компаний (включая Rockwell International), основанных Джорджем Вестингаузом.В 1885 году Westinghouse импортировала трансформатор Голлара-Гиббса из Англии и генератор переменного тока от Siemens Brothers, английского филиала Siemens AG. Он и его инженеры модифицировали это оборудование и доказали экономическую ценность его концепции переменного тока по сравнению с системой постоянного тока Эдисона. В качестве эксперимента Westinghouse электрифицировала небольшую деревню Баррингтон, штат Массачусетс, в течение двух недель в 1886 году.

* Westinghouse впоследствии превратилась в одну из крупнейших компаний в мире, но она потерпела финансовые затруднения и многие компании были проданы.Три оставшихся подразделения фирмы — это Westinghouse Electric Co., которая предоставляет продукты и услуги для ядерной энергетики; The Westinghouse Government Service Co., субподрядчик Министерства обороны США; и The Westinghouse Government Environmental Service Company, базирующаяся в Монровилле, штат Пенсильвания,

* Томас А. Эдисон и ряд инвесторов основали компанию General Electric Light Bulb Company / Edison General Electric Company в 1887 году для продвижения и продажи электрических лампочек.В 1892 году активы General Electric Light Bulb и других компаний Эдисона были приобретены для недавно созданной компании General Electric. GE произвела и продала множество продуктов, используя один или несколько из 1093 американских патентов Эдисона. «Более половины патентов Эдисона относятся к электричеству, — говорит доктор Роберт А. Розенберг, директор отдела документов Томаса А. Эдисона в Университете Рутгерса в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси. — Помимо электрической лампочки, Эдисон работал над фотографией (в 1877 году ), фонограф, телеграф и телефон.Сегодня штаб-квартира компании General Electric находится в Фэрфилде, штат Коннектикут.

* Emerson Electric Manufacturing Company, основанная в Сент-Луисе в 1890 году Александром и Чарльзом Местонами при финансовой поддержке адвоката и предпринимателя Джона Уэсли Эмерсона. В Louis, Emerson 60 подразделений и более 100 000 сотрудников.

* Компания Cutler-Hammer, основанная в 1893 году изобретателем и бизнесменом из Чикаго Гарри Х. Катлером для производства коробок для ручных стартеров.

Сила сквозь века

Кредит: Себастьян Тибо,

.

Когда король Генрих VIII развелся с первой из своих шести жен в 1533 году, он спровоцировал события, которые глубоко изменили ход британской истории. Но, отказавшись от своей королевы и оторвавшись от католической церкви, он также начал что-то, что изменило общество так, как никто тогда не мог себе представить. Его захват церковной собственности предоставил богатые углем земли северной Англии для людей, ориентированных на прибыль, которые превратили мелкомасштабную добычу в процветающую промышленность.В течение следующих двух столетий уголь заменил древесину в качестве основного источника энергии в стране, способствуя развитию промышленности и городского населения. «Переход от древесины к углю был, пожалуй, самым значительным в истории энергетики», — говорит Роджер Фуке, исследователь энергетики Лондонской школы экономики и политических наук. «Влияние на общество было огромным».

История человеческого прогресса — от кочевых охотников-собирателей до горожан, владеющих смартфонами — это история энергии (см. «Быстрая история энергии»).Использование альтернативных источников энергии привело к быстрому распространению технологий, обеспечивающих лучшее отопление, освещение, электроэнергию и транспорт, и в конечном итоге привело к современному миру высоких энергий. Изменения, как правило, были медленными, иногда вызванными предложением, иногда спросом, а иногда и случайными событиями, такими как пристрастие короля к новой жене. «Каждый случай индивидуален, — говорит Фуке. «В некоторых случаях преобладали новые источники энергии. В других случаях они были скорее временным барьером, играющим лишь эпизодическую роль в истории энергетики.”

Быстрая история энергии

~ 100 до н.э.

Китай использует природный газ, выделяемый при глубоком бурении, для получения рассола, транспортируя его по бамбуковым трубопроводам к печам.

~ 900

н.э.

Персидский ученый Абу Бакр Мухаммад ибн Закария аль-Рази описывает процесс дистилляции масла для производства керосина в своем Китаб аль-Асраре ( Книга Тайн ).Кредит: Leemage / Getty

.

1086

Книга Судного дня, содержащая «великий обзор» Вильгельма Завоевателя о его новом королевстве, перечисляет 5624 водяные мельницы в Англии — по одной на 350–400 человек.

1534

Реформация Генриха VIII привела к продаже церковных земель и буму добычи угля. К 1620 году половина энергии в Англии вырабатывается из угля Фото: Питер Барритт / Гетти

1712

Британский инженер Томас Ньюкомен строит первую практическую паровую машину для приведения в действие насоса на шахте.Предоставлено: библиотека изображений Де Агостини / Getty

.

1858-59

Эдвин Дрейк пробурил первую промышленную нефтяную скважину в Титусвилле, штат Пенсильвания. Скважина имеет глубину 21 метр и дает около 1500 литров нефти в день. Фото: Х. Армстронг Робертс / ClassicStock / Getty

1882

В Лондоне Томас Эдисон открывает первую угольную электростанцию, обеспечивающую электроэнергию для освещения, а несколько месяцев спустя — электростанцию ​​на Перл-стрит в Нью-Йорке, которая может зажечь 7200 ламп.

1886

Работая по отдельности, Карл Бенц и Готлиб Даймлер создают первые в мире легковые автомобили: простые автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине. Фото: Daimler AG

1904

В Лардерелло в Италии Пьеро Джинори Конти вырабатывает электричество, используя геотермальную энергию. В 1911 году в Лардерелло построена первая в мире геотермальная электростанция, которая снабжает электричеством железные дороги Италии.

1954

Bell Labs разрабатывает первый практический кремниевый фотоэлектрический элемент, который вырабатывает электричество из солнечного света. Нью-Йорк Таймс говорит, что это может означать новую эру, в которой мы в конечном итоге используем «почти безграничную энергию солнца». Фото: повторно использовано с разрешения Nokia Corporation

Экспериментальный реактор в Обнинске, Россия, является первым ядерным реактором, снабжающим электроэнергией энергосистему. Колдер-Холл, первый реактор промышленного масштаба, открывается двумя годами позже в северной Англии.

1975

Бразилия запускает программу Pró-Álcool по превращению сахарного тростника в этанол для топлива автомобилей. К 1981 году 90% новых автомобилей, продаваемых в Бразилии, могут работать на этаноле.

1980

Первая в мире ветряная электростанция с 20 ветряными турбинами построена на горе Кротчед в Нью-Гэмпшире. Одиннадцать лет спустя в Дании строится первая оффшорная ветряная электростанция Фото: Mogens Carreby / Ørsted

2009

В результате быстрого экономического роста Китай обогнал Соединенные Штаты по потреблению энергии.К 2015 году он использовал на 32% больше, чем Соединенные Штаты, хотя его потребление на душу населения составляло лишь одну треть от этого показателя.

По мере того, как общество вступает в следующий важный энергетический сдвиг, прошлое преподносит важные уроки. «Жизненно важно, чтобы мы совершили переход от нынешней глобальной энергетической системы, которая в основном полагается на ископаемое топливо», — говорит Бенджамин Совакул, исследователь энергетической политики из Университета Сассекса в Брайтоне, Великобритания. «Обладая знаниями из прошлых переходов, мы можем ускорить процесс и сформировать другое будущее.

Горящие амбиции

На протяжении большей части истории человечества люди полагались на свои собственные мускулы, питаемые пищей, в то время как огонь давал тепло и свет. Даже когда возникло сельское хозяйство, а затем и города, мышцы человека и домашних животных по-прежнему оставались основным источником энергии. Инновационные инструменты и технологии позволили им пойти дальше: при правильном контроле огонь мог превращать глину в горшки и кирпичи и плавить металлы, которые затем превращались в инструменты.

К третьему веку до нашей эры люди использовали более мощный источник энергии: воду.Древние греки использовали простые водяные мельницы для вращения точильных камней. В первом веке нашей эры китайские металлурги зажигали свои печи с помощью сильфонов с приводом от воды. К концу XI века гидроэнергетика использовалась по всей Западной Европе для измельчения зерна, обработки тканей, дубления кожи, пиления древесины и измельчения руды. Дополнительная мощность повысила производительность: одна мельница и горстка людей могли перемолоть достаточно муки, чтобы накормить город, давая возможность другим развивать более широкий спектр профессий. Стоимость производства муки и хлеба упала.Для многих стало улучшаться качество жизни. Однако в случае водяных мельниц «люди, владеющие правами на воду, контролировали поставку энергии», — говорит Арнульф Грублер, исследователь из Международного института прикладного системного анализа в Лаксенбурге, Австрия. Впервые ветряные мельницы были замечены в Персии седьмого века. Когда они достигли Европы примерно в 1150 году, они предоставили большему количеству людей доступ к власти, хотя и зависели от капризов погоды. «Ветряные мельницы были более демократичной технологией», — говорит Грублер.

По мере роста населения средневековой Европы, развивались и традиционные мелкие производства, что послужило основой для первой энергетической революции: перехода с древесины на уголь.На протяжении тысячелетий люди эксплуатировали везде, где были видимые, легко копаемые обнажения угля. Древний Китай в значительной степени подпитывал свою раннюю промышленную деятельность углем. Но большие перемены начались в Англии в шестнадцатом веке, в значительной степени обусловленные потребностями столицы страны — Лондона. Город импортировал небольшое количество угля с севера Англии с тринадцатого века, в основном для использования в печах для обжига извести и кузницах, но его неприятный запах и черный дым означали, что лондонцы придерживались древесины и древесного угля для домашнего использования.К XVI веку, однако, леса Англии стали чрезмерно эксплуатироваться, и транспортировка древесины на все большие расстояния до Лондона делала это дорого. Когда у церкви были оторваны северные угленосные земли, горнодобывающая промышленность росла, и вскоре флотилии лодок поставляли то, что лондонцы называли морским углем.

Уголь восходящий

Сначала уголь сжигали только бедняки, но вскоре нехватка дров заставила даже более состоятельных жителей принять его. Технологические инновации, такие как усовершенствованные камины, дымоходы и дымоходы, привели к более широкому распространению.Промышленности, от пивоварения и мыловарения до крашения и производства кирпича, присоединились к горелкам для сжигания извести и кузнецам в сжигании угля. Это было настолько популярно, что к 1661 году английский дневник Джон Эвелин сравнил Лондон с «предместьями ада», окутанными «клубами дыма и серы, такими полными вони и мрака». В одной из ключевых отраслей — черной металлургии — потребовалось больше времени для перехода: уголь выделяет сернистые соединения, которые делают железо хрупким, и эта проблема не решалась до начала восемнадцатого века с открытием способа плавки железа с использованием кокса — угля «приготовленные» для получения почти чистого углерода.

Уголь произвел огромные изменения в обществе. «Это снизило давление на землю, потому что энергия могла быть найдена под землей», — говорит Фуке. Уголь сделал дома менее дорогими для отопления и снизил цены на металлические изделия, для производства которых требовалось тепло. «А поскольку уголь был настолько дешевым, изобретатели нашли новые способы использования тепла для производства энергии, что, в свою очередь, еще больше изменило нашу жизнь».

Для удовлетворения растущего спроса угольные шахты возникли в других регионах Великобритании. Более глубокие шахты были подвержены затоплению, поэтому для работы водяных насосов были разработаны паровые машины.Были проложены каналы для транспортировки угля в города. Оба они сыграли фундаментальную роль в последующей промышленной революции. «Достижения в области инженерии, технологий и культуры — все вместе положило начало промышленной революции», — говорит Фуке. «Но без угля он не заработал бы».

К 1770-м годам новое поколение более эффективных и менее требовательных к топливу паровых двигателей вызвало всплеск экономического роста. Паровые машины не нужно было находиться рядом с шахтами, поэтому их можно было использовать практически где угодно.Это привело к появлению новых промышленных центров и более крупных заводов с более специализированным оборудованием. Спрос на рабочую силу стимулировал миграцию из сельской местности в города. К концу века сеть каналов, за которой несколько десятилетий спустя проложила железная дорога, позволяла перевозить большие объемы угля, продуктов питания и промышленных товаров.

Хотя Великобритания была первой страной, перешедшей на уголь, это был медленный процесс. «Только в 1800-х годах он широко использовался для производства электроэнергии и транспорта», — говорит Фуке.«К 1880 году уголь преобладал во всех сферах обслуживания». Другие страны продолжали полагаться на древесину, пока потребности их растущей промышленности не заставили их последовать примеру Великобритании. В Германии и Франции, которые были менее густонаселенными и имели обширные леса, древесина оставалась основным источником энергии до 1850-х годов. В США уголь обогнал древесину только в 1880-х годах.

Промышленно развивающимся странам переход на уголь принес огромные выгоды. Больше людей стали жить лучше и имели доступ к более широкому ассортименту товаров.Расширение железнодорожных сетей и пароходов изменило торговлю и предоставило обычным людям большую мобильность. Но были и недостатки. «Обратной стороной были более многолюдные, загрязненные города, плохие жилищные условия и проблемы с чистой водой и канализацией», — говорит Грублер. «Но с большим количеством денег эти проблемы можно было бы преодолеть — и по мере того, как экономический рост генерировал больше богатства, положение улучшалось».

Даже когда уголь был на подъеме, новые источники энергии начали оказывать свое влияние. Городской газ (полученный из угля) стал доступен для освещения и отопления в начале девятнадцатого века, первоначально в Лондоне.Но подключение к газу было дорогостоящим, и его использование было ограничено городскими районами. Газовые фонари сделали улицы города безопаснее и изменили методы работы и досуга, в том числе режим сна. Позже в том же столетии парафин (керосин) — первый продукт недавно освоенных нефтяных месторождений Пенсильвании — стал более дешевой альтернативой китовому маслу для освещения домов в бедных и сельских районах.

Мы — электричество

К концу девятнадцатого века был готов дебютировать другой тип энергии: электричество.Угольные электростанции появились в Европе и США в 1880-х годах, сначала для освещения, а затем для питания трамваев и поездов. Промышленность последовала в первой половине двадцатого века. «Электрификация заводов сделала производственные системы более гибкими и надежными, — говорит Фуке. Власть теперь приходила щелчком переключателя. Условия труда улучшились: фабрики стали чище, безопаснее и производительнее.

Электрификация изменила и дом: до 1900 года появились утюги, вентиляторы и водонагреватели, позже к ним добавились плиты, холодильники, стиральные машины и всевозможные трудосберегающие устройства.«Электричество произвело революцию в области коммуникаций, от телеграфа и телефона до радио, телевидения и Интернета», — говорит Грублер. «Благодаря электричеству у большинства из нас в развитых странах есть предметы роскоши, которых не было даже в самых роскошных домах викторианской эпохи».

Примерно в это время казалось, что нефть играет лишь незначительную роль в энергетической истории. Ситуация изменилась с изобретением двигателя внутреннего сгорания и появлением дешевых серийных автомобилей. Спрос на нефть резко вырос, и по мере расширения нефтяной промышленности были найдены новые области применения нефти, в том числе для выработки электроэнергии.

Доступность дешевой и надежной электроэнергии изменила мир, но за это пришлось заплатить. К середине двадцатого века росли опасения по поводу того, как долго может хватить запасов ископаемого топлива. Шок цен на нефть 1973 года, когда цены выросли в пять раз, побудил многие страны искать альтернативные источники энергии и разрабатывать более эффективные технологии. Некоторые страны, например Великобритания, отдают предпочтение природному газу. Те, кто мог, особенно Норвегия, использовали гидроэнергетику. Другие, такие как Франция и США, обратились к ядерной.

По мере того, как проходил век, становилось все более очевидным, что зависимость мира от ископаемого топлива несет в себе другие опасности. Ухудшение качества воздуха, в значительной степени вызванное выбросами электростанций и выхлопными газами транспортных средств, в настоящее время является одной из самых серьезных проблем общественного здравоохранения. «Электростанции, автомобили и бытовые кухонные плиты — одни из самых серьезных убийц на планете», — говорит Sovacool. Эти же выбросы также в значительной степени ответственны за изменение климата.

Сегодня происходит новая революция, движимая необходимостью удовлетворить постоянно растущий спрос на энергию — особенно в развивающихся странах — без усугубления проблем, созданных теми, кто индустриализировался первыми.«Если мы в ближайшее время не откажемся от нашей нынешней глобальной энергетической системы, будет уже слишком поздно», — говорит Совакоул.

Если прошлое нас чему-то и научило, так это тому, что на этот раз мы должны иметь возможность поступать по-другому. «Прошлые переходы были в основном хаотичными и непредсказуемыми, — говорит Совакул. «На этот раз мы можем активно планировать переход и управлять им». Текущее изменение энергии вызвано не удобством или новым открытием, а обществом. «Людям нужны новые и более чистые услуги, которые можно обеспечить с гораздо меньшими затратами энергии», — говорит Грублер.Он утверждает, что потребители будут стимулировать спрос на новые технологии и новые услуги, а изменения в поведении и предпочтениях будут стимулировать новые способы их предоставления. «Будущее, — добавляет он, — может сильно отличаться от сегодняшнего дня».

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *