История энергетики Земли с налога на этанол в 1862г. до квантов света Эйнштейна в 1905г.

Дата публикации: 12 июля 2014

(Продолжаем серию заметок об истории энергетики. Предыдущая часть здесь  за 1800-1860гг.)

1862 – Авраам Линкольн официально установил налог на этанол с целью найти средства на ведение Гражданской войны. Налог серьезно затормозил развитие индустрии алкоголя

К 1860-му году этанол стал одним из самых широко продаваемых химических веществ, его использовали и для освещения, и даже в качестве растворителя. Когда в США разразилась Гражданская война, Президент Авраам Линкольн ввел налог в размере 2.08$. Этот «Спиртовой налог» был принят ради получения средств для военных целей. «В войне все средства хороши!» В итоге промышленный и топливный этанол исчезли с рынка на 45 лет.

В 1906 Тедди Рузвельт, в поисках замещения нефти убедил Конгресс убрать «Спиртовой налог». И тут же этаноловый бизнес оживает и снова «вступает в игру». К концу Первой Мировой войны уже производилось 50 млн. галлонов этанола в год»

(Дэвид Моррис, «Проблемы этанолового бизнеса на Западе».)

Мощная поступь Рокфеллера

1870 — Рокфеллер создает компанию Standard Oil и развивает нефть как основной источник энергии в США

Джон РокфеллерПосле Гражданской войны в США индустрия производства нефти сделала значительный рывок вперед, что позволило нефти стать номером 1 на рынке энергетики и смазочных материалов в течение двадцатого века. Гигантские запасы нефти и мощность ее потенциала использования в народном хозяйстве стали очевидными для большого числа людей, в том числе одного из самых эффективных предпринимателей в истории – Джона Рокфеллера. Работая с конца 1860-х в рамках компании «South Improvement Company”, Рокфеллер заложил базис для своего контроля над всей индустрией от самой добычи нефти до получения готовой продукции. Он основал Тарифную Нефтяную Компанию в Огайо в 1870-м году.

В начале 1870-х разведка нефтяных месторождений в Пенсильвании выросло многократно, и в течение следующего десятилетия этот эффект стал простираться дальше, расползаясь по другим территориям США. Уже к 1879-му году Тарифная компания Рокфеллера контролировала до 90% индустрии переработки нефти, также были взяты под контроль большинство железнодорожных артерий между городами Северного побережья США. Рокфеллером были созданы в различных местах лизинговые компании для перепродажи нефтяных продуктов по всей стране. Благодаря усилиям этого выдающегося бизнесмена и усовершенствованиям отрасли, нефть стала номером 1 в линейке источников энергии в США и не только в США, а и по всему миру»

(Брайан Блек, Доктор философии, «История американской нефти»)

Первая солнечная батарея

1876 – первая демонстрация выработки электричества с использованием прямых солнечных лучей от селенового гальванического элемента

«Когда Уильям Гриллс Адамс и его студент, Ричард Эванс Дей, обнаружили, что электрический ток может быть получен исключительно при световом воздействии, они создали селеновый вентильный фотоэлемент и почувствовали, что открыли двери в совершенно новый мир. Господин Вернер Фон Сименс, их современник, чья репутация в области электричества тогда была очень весома и приравнивалась к репутации Томаса Эдисона, назвал данное открытие «наивысшей степенью важности с далеко идущей научной точки зрения».

селеновый фотоэлемент

Это первоначальное, пионерское открытие стало предтечей квантовой механики, задолго до того как многие химики и физики узнали мир атомов. И несмотря на то, что селеновые фотоэлементы не прижились в области превращения энергии солнечных лучей в электричество, они доказали, что твердые материалы способны превращать свет в электричество без нагревания и даже без необходимости их передвигать или их части».

(Джон Перлин, «История солнечной энергетики»)

04 сентября 1882 г. – первая электротехническая установка построена Томасом Эдисоном в Нью-Йорке

«В Нью-Йорке он (Томас Эдисон) построил первую электростанцию около Уолл- Стрит
«В три часа дня 4 сентября 1882 года Эдисон переключил выключатель электростанции в положение «ВКЛ». Ознаменовав старт первой американской электростанции, обслуживающую зону в квадратную милю, на которой обитали весьма богатые и влиятельные потребители… такие, как фондовая биржа… крупнейшие газеты того времени»

30 сентября 1882 г – первая масштабная гидроэлектростанция введена в эксплуатацию в Эпплтоне, штат Висконсин

«Это случилось в ночь 30 сентября 1882 года, когда одна из самых первых гидроэлектростанций успешно была введена в действие в Эпплтоне, Висконсин. Много лет спустя, в 1977 году, местные энтузиасты назвали это сооружение так: «первая в мире центральная гидроэлектростанция». После этого в определение внесли коррективы, и оно стало звучать как «первая в мире центральная гидроэлектростанция по обслуживанию частных клиентов и коммерческих организаций в Северной Америке». Но как то сооружение не назови, «первое построенное», или «первое в обслуживании», самое важное заключалось в другом: для того времени это было значительнейшим техническим достижением…

Три здания были освещены изначально: два целлюлозно-бумажных комбината и одна резиденция. Жители Эпплтона дружно отправились поглядеть на это чудо в те осенние вечера, и они поразились, назвав освещение зданий коротко: «светло, как днем».
Прогресс двигался быстро. Второй электрогенератор был приобретен в 1882 и введен в эксплуатацию 25 ноября. В начале 1883 года отель «Дом Уэверли» был подключен кабелями к станции и он стал первым отелем в США, как сообщалось, подключенным к электрическим сетям. Позже, в 1886-м году, два новых генератора были закуплены и помещены в новую централизованную электростанцию, и туда же «переехал» самый первый генератор.

Подстанция на Вулкан Стрит имела водяное колесо как одно из звеньев производственной цепочки, и называлось это колесо «Колесом Алмера», потому что оно было запатентовано мистером Алмером из штата Висконсин. Полезный выход электричества составил 12,5 КВТ и этого хватало для работы 250 лампочек мощностью в шестнадцать свечей.

(Американское общество инженеров-механиков, «Об электростанции на Вулкан Стрит», 2009г.)

Первые ветряные мельницы с генератором

1888 – первая ветряная мельница для выработки электроэнергии разработана в Кливленде, штат Огайо

Чарльз Ф. Браш разрабатывает первую в мире ветряную мельницу, что способна давать электричество, и вот как это описано в научном журнале «Научная Америка» за 1890г.

«За исключением гигантских ветряных мельниц и указанных электростанций…мы не можем назвать иные успешные системы получения электричества для освещения, управляемые с помощью энергии ветра.

Та ветряная мельница, что нам показана в Кливленде, а так же тот электрический массивный аппарат, что подсоединён к ней…были разработаны и и воплощены в жизнь согласно задумке мистера Чарльза Ф. Браша из Кливленда, штат Огайо…

ветряная мельница БрашаПри полной нагрузке скорость работы генератора достигает 500 вращений в минуту, и при полной загрузке системы установленная мощность составляет 12 000 ватт…

В цокольном этаже дома мистера Браша установлено 408 элементов аккумуляторных батарей, соединенных в 12 батарей по 34 элемента в каждой…

Его дом оборудован 350 лампами накаливания… двумя дугообразными лампами и тремя электрическими моторами. В ходе продолжительного использования этой мини электростанции было обнаружено, что неусыпного контроля эта система практически не требует. Система эксплуатировалась в течении более чем двух лет и во всех смыслах оправдала возложенные на нее надежды и обязанности. Это полный успех!»

(Журнал «Научная Америка» 20 декабря 1890г, «Генераторы ветра мистера Браша»

1892 – в штате Айдахо в городе Бойзе построена первая в мире геотермальная отопительная районная система

«Жители города Бойзе на собственном опыте ощущают тепло от районной отопительной системы по мере того, как вода из горячих источников качается в городские здания. В течение нескольких лет система обслуживает две сотни домовладений и 40 предприятий бизнеса в деловой части города. На данный момент в Бойзе существует четыре районных отопительных системы, которые охватывают более 5-ти миллионов кв. футов жилых, деловых и государственных объектов. Несмотря на то, что никто не пытался скопировать данную систему в течение 70 лет, сейчас существует 17 районных отопительных систем в США и ещё многие дюжины их вне пределов страны».

(по материалам «Офиса Энергетической Эффективности и Возобновляемой Энергетики», (ЕЕRЕ). «История геотермальной энергии в США», июнь 2009 г)

Первый двигатель, работающий на растительном масле

1900 – первый двигатель, работающий на растительном масле, продемонстрирован на всемирной Выставке в Париже

Первая демонстрация растительного масла как базиса дизельного топлива была произведена в Париже на Всемирной выставке 1900 года. Тогда французское Правительство вменило компании «Отто» сделать машину, которая бы давила орехи и могла извлекать арахисовое масло из орехового сырья. Причиной столь пристального интереса государства к растительному маслу стало то, что власть предержащие искали недорогие виды топлива для своих африканских колоний. Рудольф Дизель позже провел широкомасштабные исследовательские работы над растительным топливом в виде масла, и он стал ведущим агитатором за идею, чтобы фермеры сами производили топливо (растительное масло) для своих внутри хозяйских и не только нужд.

Растительное топливо

Однако только спустя почти столетие эта идея нашла широкое распространение среди фермеров. Совсем вскоре после кончины доктора Дизеля в 1913-м году нефть стала массово доступной в различных видах готовой продукции, включая тот класс топлива, который мы знаем как «дизельное топливо», что продается сейчас на каждой заправке. Так как нефтепродукты были легкодоступны и достаточно дешевы, разработка дизельного двигателя, соответствующего этому виду топлива, не заставила себя долго ждать. В итоге был разработан мощный и очень эффективный дизельный двигатель.

В последующие 80 лет дизельный двигатель стал эталоном для производителей, в котором удачно сочетаются экономичность, мощность и надежность.

(«Мирный Биодизель», «История биодизельного топлива», июнь 2009г)

1901 — рождение современной нефтяной индустрии. Лукас Гюшер и обнаружение огромного техасского нефтяного месторождения

«Современная нефтяная промышленность была зарождена на юго-восточном холме штата Техас. Эта гора была образована огромным подземным куполом соли, который неспешно прорывался на поверхность земли. По мере того, как купол соли тянулся вверх, он выталкивал все больше и больше земли. У этого холма было множество имен, которым его наградили, но наиболее знаменитое стало «Spindletop». В течении второй половины 19-го столетия Пенсильвания стала одним из ведущих штатов по нефтяной индустрии. Но все изменилось 10-го января 1901 г.

«Черное Золото» …изверглось к небесам с горы «Spindletop» на высоту более 150 футов (примерно 50 метров) 10 января 1901 года и в течении 9-ти дней никто и ничто не смог взять под контроль этот поток. Приспособление, которое впоследствии назвали «Рождественской елкой» было изобретено прямо там, на месте фонтана, чтобы обуздать вырывающийся черный поток из глубин земли. Это сейчас девайс «Рождественская елка» — обычное оборудование для контроля вырывающейся нефти, но тогда…было потеряно примерно 850 000 баррелей нефти. Если те потери перенести на сегодняшние деньги, то убыток составил бы 17 000 000$!
Конечно, это открытие буквально завалило рынок нефтью и нет ничего удивительного в том, что цена на «черное золото» рухнула с 2 долларов до 0,03 цента за баррель.»

(по данным Палеонтологического Исследовательского Института, «Spindletop Texas», 27 мая 2009г.)

Кванты Эйнштейна

1905 – Альберт Эйнштейн публикует первую работу с описанием фотоэлектрического эффекта

В 1905 году Альберт Эйнштейн публикует теоретическую работу, описывающую фотоэлектрический эффект и озаглавленную «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света».
В этой газетной статье автор замечает, что свет, помимо того, что он поглощается и излучается, обладает еще одним удивительным качеством, который раньше не принимался учеными в расчет: он содержит пучки, неделимые порции, которые называются квантами света.

Неожиданное и дерзкое в чем-то описание света, сделанное Эйнштейном, соединенное с открытием электронов в 1898 году, дали ученым в первые два десятилетия 20-го века лучшее понимание фотогальванического эффекта. Они обнаружили, что более мощные фотоны несут в себе достаточно силы, чтобы сбить слабо связанные электроны с их атомных орбит в таких материалах как, например, селениум. И если к ним присоединить кабели, то освобожденные электроны текут через них как электричество…

Уже к 1920-м годам ученые объявили и ссылались на феномен фотоэлектрического эффекта.

(Джон Перли, «Из Космоса на Землю: история солнечной энергетики», 1999г.)

(Михаил Берсенев, по материалам зарубежных сайтов)

Продолжение смотрите здесь

Наверх