Основу современной энергетики составляют теплоэлектростанции (ТЭС).
Действие ТЭС основано на преобразовании тепловой энергии, выделяющейся
при сжигании органического топлива, сначала в механическую энергию
вращения вала паровой или газовой турбины, а затем с помощью
электрогенератора в электрическую энергию. В результате такого двойного
преобразования много энергии теряется впустую - выделяется в виде
теплоты в воздух, расходуется на нагрев оборудования и т. д.
Схема МГД - генератора
А нельзя ли уменьшить эти непроизводительные расходы энергии,
сократить процесс преобразования энергии, исключив некоторые его
промежуточные стадии? Оказывается, можно. Одной из энергетических
установок, преобразующих энергию движущейся электропроводной жидкости
или газа непосредственно в электрическую, является
магнитогидродинамический генератор, или, сокращенно, МГД-генератор.
Так же как и в обычных электрогенераторах, процесс генерирования
электрического тока в МГД-генераторе основан на явлении электромагнитной
индукции: в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля,
возникает электрический ток. В МГД-ге-нераторе таким проводником
является так называемое рабочее тело - жидкость, газ или жидкий металл,
обладающие высокой электрической проводимостью. Обычно в МГД-генераторах
используется раскаленный ионизированный газ, или плазма (см. Плазматрон,
плазменная технология). При движении плазмы поперек магнитного поля в
ней возникают противоположно направленные потоки носителей зарядов -
свободных электронов и положительных ионов.
Состоит МГД-генератор из канала, по которому движется плазма,
электромагнита для создания магнитного поля и электродов, улавливающих
носители зарядов. Электроны и ионы, отклоненные магнитным полем от
основного направления движения плазмы, оседают на улавливающих
электродах. В результате между противоположно расположенными электродами
возникает разность потенциалов, которая вызывает в подключенной к ним
внешней цепи электрический ток. Таким образом в МГД-генераторе
осуществляется преобразование энергии движущейся плазмы непосредственно
в электроэнергию, без каких-либо промежуточных преобразований.
Основное преимущество МГД-генератора по сравнению с обычными
электромагнитными генераторами - отсутствие в нем движущихся
механических узлов и деталей, таких, например, как ротор в турбо- или
гидрогенераторе. Это обстоятельство позволяет существенно повысить
начальную температуру рабочего тела, а следовательно, и КПД генератора.
Первый экспериментальный МГД-генератор мощностью всего 11,5 кВт был
построен в США в 1959 г. В нашей стране первый МГД-генератор появился в
1965 г., а в 1971 г. вступила в действие опытно-промышленная установка -
своеобразная электростанция с МГД-генератором мощностью 25 МВт. Такие
энергетические установки могут применяться, например, как резервные или
аварийные источники электропитания в устройствах, требующих
значительного потребления электроэнергии за короткий промежуток времени.
