http://www.eprussia.ru/epr/174/13012.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 10 (174) май 2011 года
Новый подход к производству энергии
Наука и новые технологии
Юрий ШУРЫГИН
Значительно повысить эффективность электродвигателей и генераторов, существенно не меняя при этом их конструкцию, – неосуществимая мечта энергетиков?
На энергетические нужды ежегодно безвозвратно расходуются миллионы тонн топлива. Отравляется окружающая среда, уродуется лицо планеты, отбираются земли из сельхозоборота.
Гидро- и атомная энергия воздействуют на природу еще хуже. Трудно даже оценить наносимый ими вред.
Остальные же источники порой даже не стоит рассматривать всерьез. Их эксплуатация слишком дорога, удельная мощность производства слишком мала, существует большая зависимость от состояния окружающей среды и т. д.
А человечеству с каждым годом требуется все большее количество энергии. Получается тупик.
Но давайте посмотрим внимательнее на суть вопроса. Что такое энергия и откуда она берется? Полного и четкого ответа на этот вопрос сегодня не может дать ни один человек.
Ведь на самом деле энергия существует вокруг нас, но при этом независимо от нас. По большому счету, мы не можем ее получать и не можем уничтожать. Человеку дано лишь переводить ее из одного вида в другой, однако общее ее количество при этом не меняется.
Собственно, это и есть закон сохранения энергии. Что бы мы ни делали, мы не можем нарушить равновесие в полномасштабном мире!
Воздействие электродвижущей силы
Переводить энергию из одного вида в другой проще всего в электрических устройствах. Электричество наиболее широко применяется и легко обратимо в любой другой вид энергии.
Для преобразования электрической энергии в механическую широко используются электродвигатели. Считается, что эти устройства имеют наивысший КПД, превышающий 80‑90 процентов, среди всех устройств, переводящих энергию в механическое движение.
Но так ли это?
Рассмотрим работу электродвигателя подробнее. При вращении ротора в его обмотке наводится, по закону Ленца, так называемая генераторная ЭДС, всегда направленная навстречу питающему напряжению. И эта электродвижущая сила очень велика. Она составляет до 95‑98 процентов от величины питающего двигатель напряжения.
То есть при напряжении источника питания двигателя 100 вольт 95 вольт уходят на бесполезную работу по уменьшению напряжения питания двигателя! Получается, что истинное напряжение питания всего 5 вольт! А практически приходится подавать в двадцать раз больше!
Подсчитаем мощность, потребляемую двигателем, при истинном и практически осуществляемом напряжении питания. При токе потребления 1 А истинная мощность будет всего 5 ватт, а практическая – 100! Механическая же мощность (КПД = 80 %) будет 80 ватт.
То есть мы имеем огромные резервы по повышению эффективности работы электродвигателей. И тот КПД, который указан во всех учебниках электротехники, – совершенно неправильный. Считать можно только полезно преобразуемые величины. При правильном подсчете мы получаем КПД всего около 5 процентов… Меньше, чем у паровоза.
Истинное значение КПД в электрических машинах не соотносится прямо пропорционально с их потребляемой и выходной мощностью. Этот вопрос очень сложен и ждет своего глубокого изучения. Ведь тут оказываются вовлеченными параметры, которые никогда прежде не учитывались.
Многие скажут, что это фантастика: невозможно получить большую энергию, чем подвели. Но это совсем не так. Были проведены большие теоретические исследования, поставлен ряд опытов, которые неопровержимо доказали: это не только возможно, но и очень легко достижимо!
По пути Громова
Уже разработаны десятки вариантов электродвигателей и генераторов с эффективностью, в десятки раз превышающей ту, что имеется у используемых сейчас агрегатов. Большое значение в этих работах сыграли труды Н. Н. Громова из Нижнего Новгорода – ныне, к сожалению, покойного. Он широко разрабатывал эту тему и опубликовал множество решений. К сожалению, почти никто не обратил на его труды внимания. Его решения были слишком смелы и отличались от известных в электротехнике.
Тем не менее оказалось, что задачу повышения энергоэффективности можно решить даже в рамках уже выпускаемых промышленностью конструкций электродвигателей и генераторов.
Была разработана общая теория построения данного класса устройств, согласно которой двигатель практически любого типа может стать сверхэффективным, а электрогенераторы смогут вырабатывать энергию, потребляя только ту ее часть, которая нужна для покрытия потерь на трение. То есть генератор, вырабатывающий сотни киловатт, будет потреблять только несколько киловатт.
Теория была подтверждена практически группой экспериментаторов из Болгарии. Они испытали тестовую модель генератора, ротор которого не тормозился при подключении нагрузки. При самых тщательных измерениях не удалось заметить увеличение потребляемой механической мощности.
Изобилие без затрат
При должном финансировании данных работ уже в течение нескольких лет можно создать основные типы промышленных электрогенераторов и электродвигателей для всех отраслей народного хозяйства, в том числе и транспорта. Можно начать производить индивидуальные энергоблоки для частных лиц. Выпускать электромобили без аккумуляторов, которые не требуют станций подзарядки, но при этом имеют неограниченный радиус действия. Оснащать на новых принципах любые типы судов и многие типы летательных аппаратов, даже космические корабли (есть разработки движителей и для них).
Следующий этап – постепенно выводить изношенные мощности АЭС, ТЭЦ, ГЭС. И в течение нескольких десятилетий можно будет плавно и безболезненно перейти на принципиально новую энергетику.
Автор рассказал только об очень небольшой части исследований в этой области. Предлагаемые им способы настолько просты, доступны, что почти все можно сделать без значительных затрат и дорогого оборудования. Материалы требуются самые обычные. Особых технологий тоже не требуется. Если, например, деньги, что мы пустили на мифическую термоядерную энергетику, потратить на новые устройства, то, возможно, человечество получит энергетическое изобилие в кратчайшие сроки.
В заключение хотелось бы отметить, что работа над принципиально иным подходом к энергообеспечению продолжается энтузиастами и сейчас. Так, несколько месяцев назад был построен и испытан простейший макет электродвигателя без противоЭДС. Выходная механическая мощность превысила потребляемую электрическую более чем в два раза. Теория была подтверждена практически, и на основе этих испытаний изобретатели разработали гораздо более совершенные конструкции.
Отправить на Email
Также читайте в номере № 10 (174) май 2011 года:
-
Блиц «ЛУКОЙЛ» и «Роснефть» готовы начать первый совместный проект. Им станет геологоразведка на шельфе Черного моря и на Каспии. Об этом сообщил глава «ЛУКОЙЛа» Вагит Алекперов, добавив, что предложения по сотрудничеству будут готовы к сентябрю. Малые нефтяные компании Томской области, по прогнозам, в 2011 году доведут добычу до 4,4 миллиона тонн, что на 33,6 процента больше прошлого года. Об этом сообщил заместитель губернатора р...
-
Ваш потенциальный партнер 
Минский электротехнический завод – инновационный подход к конструкции и схеме подстанций 6 (10)/0,4 кВ мощностью 630 и 1000 кВА. ...
-
Энергоэффективность-2011 
ЧТО: XIII специализированная выставка «Энергетика. Энергоэффективность. 2011». ГДЕ: Саратов, Манеж Дворца спорта. СОСТОЯЛОСЬ: 26‑28 апреля 2011 года....
-
Редкая возможность «отрегулировать» отрасли разных стран 
ЧТО: X конференция ЭРРА по инвестициям и регулированию энергетики. ГДЕ: Санкт-Петербург, гостиница «Парк-Инн Прибалтийская». СОСТОЯЛОСЬ: 16‑17 мая 2011 года. ...
-
17 мая исполнилось 80 лет Валерию Григорьевичу Першину 
Валерий Григорьевич – выпускник Энергомашиностроительного факультета Санкт-Петербургского политехнического университета, кандидат технических наук, директор дизелестроительного завода «Звезда», заместитель министра энергетического машиностроения СССР, генеральный директор строительства крупнейшего завода атомного машиностроения – «Атоммаш». Награжден орденами СССР. Начинал карьеру помощником мастера цеха топливной аппаратуры завода «Зв...
