Решение экологических проблем современной цивилизации возможно лишь при использовании достижений научно-технологического прогресса и особенно физики. Физика и ее развитие на стыках с различными науками дает возможность найти альтернативные решения большого числа экологических проблем, проблем производства энергии, накопления ее и передачи.
Электроэнергетику называют топливно-энергетическим комплексом. В развитии современного государства важнейшую роль играет энергетика, электрификация.
Спрос на данный вид энергии растёт, так как электроэнергия улучшает качество жизни, интересней, удобнее и богаче. Сейчас на каждого жителя Земли расходуется примерно около 2,5 кВт мощности. Специалисты считают, что эта цифра увеличится до 3-4 кВт в недалёком будущем.
Почему так быстро растёт спрос именно на электрическую энергию, в чём её преимущество?
1. Электроэнергия универсальна, она используется для самых различных
целей.
2. Её может превращаться в тепло с помощью электрического источника
света, в технологических печах в металлургии, в отопительных
устройствах.
3. Электрическая энергия приводит в действие электрические моторы;
4. Простота передачи электрической энергии по проводам на любые
расстояния, в любых количествах.
Потребление всех видов электрических ресурсов растёт. Эксперты полагают, что запасов топлива только органического происхождения хватило бы ещё на 200 лет. Ресурсы ядерного горючего в 1000 раз больше извлекаемых запасов органического топлива. Однако учёные предупреждают нас об энергетическом кризисе. Дело в том, что органическое и ядерного топливо не возобновляемые источники энергии.
Потребление энергии стало заметнее на фоне исчезающих ресурсов органического топлива. Человечество постоянно ищет источники электроэнергии. Но кроме вопросов поиска источников энергии учёных волнуют проблемы охраны окружающей среды, рациональное использование природных ресурсов. Воздействие человека на природу приобрело глобальный характер. Запросы общества превышают возможности природы.
Проблемы необходимо решать, чтобы человечество не постиг энергетический голод. Во всём мире большое внимание уделяется проблемам создания линий электропередач, особенно линиям высокого напряжения 750кВ и линиям электропередачи (УВН) ультравысокого напряжения 1000 кВ. Уже введены в эксплуатацию линии передачи постоянного тока на 750кВ для связи экибастусского комплекса с центральной европейской частью России. Но с повышением рабочего напряжения линий УВН повышается стоимость передачи энергии, что ограничивает их применение.
Положительные результаты можно отметить в энергетики в сокращении номенклатуры применяемых проводов. Применение одножильных проводов с точки зрения строительства и ремонта применять выгоднее. Для изготовления опор ЛЭП широко используют древесину. Однако она подвергается гниению при закладке в грунт. Железобетонная опора даже в сочетании с деревом, считается дорогой. Более дешёвой является конструкция, в которой ноги опоры выполнены из блоков, имеющие металлические соединения.
Проблема возникновения гололёда или обледенения при низких температурах приводит к «пляске расщеплённых фаз» когда провод становится крылом, обладающим подъёмной силой большой величины.
Соединение одиночных проводов в целых пролётах распорками с шарнирным закреплением, позволяющим проводу свободно вращаться и приводит к тому, что на большей части своей длины провод приобретает форму овала. Подъёмная сила слабеет и возникает не на всей длине провода.
Загрязнение изоляторов ограничивают применение материалов для их изготовления. Широко распространённые фарфоровые заменяются на изоляторы из силикона и эластомера. Воздействие электрической дуги на изоляторы вызывает большой интерес. Разряды по поверхности гирлянд тарельчатых изоляторов происходят в разных вертикальных плоскостях, вызывая сильные повреждения их. Защитные устройства изоляторов срабатываю с большим опозданием.
Перспективы энергетики:
Ø использование сверхпроводимости материалов;
Ø использование проводников для передачи электрической энергии и
«хранения» её в больших количествах;
Ø создание криогенных турбогенераторов, для которых нет
принципиальных технических ограничений по мощности;
Ø создание генератора будущего магнито - гидродинамического
генератора электрической энергии – ПГД
Ø получение энергии нового вида для человечества – энергии ядерного
синтеза лёгких ядер изотопов водорода.
Подводя итоги можно вести речь о главных энергетических проблемах: нехватка основных источников энергии, связанный с их истощением и не одинаковым распределением по планете, проблемами экологической обстановки, регулярные конфликты за ограниченные ресурсы. Выходом из сложившейся ситуации может быть использование других источников энергии, что сократит загрязнение окружающей среды и решит вопросы, связанные с недостатком электроэнергии