Магнито-гидродинамические электростанции

Совсем иначе устроен генератор электрической энергии на магнито-гидродинамических (МГД) электростанциях. Здесь нет обычных катушек и обмоток с проводниками, цилиндрических роторов и статоров, вращающихся частей. Статор как бы "развернут" в прямую линию, на которой расположены магниты. Электропроводником служит смесь-плазма (ионизированный электропроводящий газ), пролетающая с громадной скоростью между мощными магнитами по специальному каналу поперек магнитного поля. Возникающий в плазме электрический ток снимается электродами, вмонтированными в стенки канала, при этом химическая энергия топлива, подаваемого в плазму, преобразуется в электроэнергию.

Действующая уже ряд лет опытно-промышленная МГД-установка в г. Москве имеет мощность 25 МВт. Построен и проходит освоение опытно-промышленный МГД-энергоблок мощностью свыше 500 МВт в г. Рязани. Согласно расчетам КПД магнитогидродинамической электростанции может быть несколько выше, чем у обычных тепловых электростанций, что позволит экономить топливо.

Кроме описанных выше энтузиасты энергетики предлагают многие другие способы получения электроэнергии, например непосредственное ее получение за счет химических реакций в элементах, использование тепловых насосов и даже строительство электростанций в космосе.

Преобразование любого вида энергии и ее передача всегда связаны с рассеиванием в пространстве, т. е. с потерями. Разумеется, законы сохранения и превращения энергии при этом не нарушаются, но значительная ее часть не используется для полезных целей. На каждом этапе преобразования, передачи, распределения и использования энергии ее часть теряется, рассеивается в окружающем пространстве в форме тепловой энергии (рис. 1) . Особенно велики потери при получении электроэнергии путем использования химической энергии топлива, сжигаемого на тепловых (паротурбинных, дизельных и др.) электростанциях.


Рис. 1. Ориентировочные значения потерь энергии при добыче и перевозке топлива, преобразовании тепловой энергии в электрическую и ее передаче и использовании:
ВЛ - воздушная линия электропередачи; ПС - повышающая или понижающая трансформаторная подстанция; цифры после букв означают напряжения, кВ

Для того чтобы добыть и перевезти уголь к электростанции, нужно затратить в зависимости от удаленности и сложности работ 5-10% общей энергии добытого угля. Около 60% энергии угля, доставленного к электростанции (56% общей химической энергии угля), теряется при выработке электроэнергии и расходуется на собственные нужды. Еще 8-11% первоначальной общей энергии теряется при передаче и распределении электроэнергии, и еще несколько процентов теряется в электродвигателях, особенно если они плохо загружены. Таким образом, на полезную механическую работу, выполненную электродвигателями, затрачивается только 1/5 химической энергии ископаемого угля. Но и такой КПД все же в несколько раз выше, чем сжигание того же угля в паровых машинах, применявшихся до развития электротехники. Однако ясно, что предстоит много работы (молодому поколению особенно) по совершенствованию способов производства электроэнергии и по уменьшению потерь при ее передаче, распределении и использовании.