ENCYKLOPEDIE ENERGETIKY ENERGIE A ČLOVĚK

2y ago
12 Views
2 Downloads
3.54 MB
92 Pages
Last View : 9d ago
Last Download : 3m ago
Upload by : Francisco Tran
Transcription

ENCYKLOPEDIE ENERGETIKYENERGIE A ČLOVĚK

ENCYKLOPEDIE ENERGETIKYENERGIE A ČLOVĚK

OBSAHOBSAHMotor civilizace František Honzák7Cesty blesků Ivan Laube17Energetika živého Šárka Speváková31Co dokáže život Šárka Speváková45Vítězství a omyly Ladislav Kačena55Energie a životní prostředí Vladimír Petřík65Energie a město Jiří Hrůza753

ÚVODÚVODV nitru, na povrchu a v nejbližším okolí planety Země neustále probíhají složitéenergetické pochody, které ovlivňují tvářnost planety a život jejích obyvatel.Země nejen přijímá energii z kosmického prostoru, ale sama energii též vyzařuje. Dokud bude tento rovnovážný stav zachován, není život na naší planetěohrožen.Bez energie by nebylo života, nevznikla by ani dnešní civilizace. Lidé sepostupně naučili využívat energii vody a větru a později i páry; ta jim poprvéumožnila získat zdroj síly nezávislý na přírodě. Jako nejvýhodnější typ energiese ukázala energie elektrická, na kterou dnes převádíme často i jiné druhyenergie. Čím lépe dovedeme využít energetické zdroje, tím větší máme nadějina přežití. Totéž platí o všech živých tvorech na naší planetě. Studenokrevných, jejichž teplota se přizpůsobuje teplotě okolí, stejně jako teplokrevných,jejichž teplota je regulována zvláštním tělním mechanismem a umožňuje jim žíti v polárních oblastech.Rozvoj naší technické civilizace s sebou přináší obrovský růst spotřeby energie. Ta nejen vyčerpává neobnovitelné zdroje energie na naší planetě (ložiskauhlí, ropy a plynu), ale navíc je příčinou poškozování životního prostředí. Teprve v posledních letech si lidstvo uvědomilo hrozící nebezpečí a stále usilovnějihledá cesty, jak uspokojit dva zdánlivé protiklady – hospodářský růst a obnovua udržení kvalitního prostředí pro život lidstva. Budeme-li však chápat technický pokrok jako cestu k uspokojování rostoucích potřeb lidstva při zachovánírovnováhy mezi člověkem a přírodou, nemusíme mít z budoucnosti zbytečnéobavy a můžeme hrozícím katastrofám předejít.5

MOTOR CIVILIZACE7MOTOR CIVILIZACEČlověk využíval energii odjakživa, ještě dřív, než si to byl vůbec schopen uvědomit. Bez životadárných paprsků Slunce byostatně život na modré planetě nebyl ani možný. Sluneční energie je dodnes zdrojem života: umožňuje pomocí fotosyntézypřeměnu anorganických látek v organické a stojí na samotném počátku potravního řetězce. Na jeho konci, na vrcholkupyramidy, je opět člověk. Slunce však dodává i teplo a světlo a prostřednictvím rostlin a živočichů další zdroje – jak sílu svalů,tak energii paliv: dřeva, uhlí, ropy. V posledních desítiletích se objevily články i celé elektrárny, které přímo převádějí energiislunečního svitu na elektrickou. Jsou ovšem zcela závislé na svém zdroji a ten není k dispozici kýžených 24 hodin denně.Ostatně i další přirozené zdroje energie, které se člověk naučil využívat, souvisejí s energií Slunce, motorem celé naší slunečnísoustavy: je to vítr a voda. Žhavé jádro Země má svůj původ v samotném vzniku sluneční soustavy při výbuchu supernovy.ENERGIEŘekli jsme, že energie je motorem pokroku.Pak se ale nabízí otázka, proč začal člověkve větší míře zdroje energie využívat vlastněaž docela nedávno?Základní důvody jsou dva: konzervativismuslidí na straně jedné a snadná dostupnostlaciné energie z práce člověka a zvířat nastraně druhé.Než však budeme své předky obviňovat zezaostalosti, uvědomme si, že: na rozdíl od nás dokázali žít v trvalé harmonii s přírodou, užívali vlastně pouze obnovitelné zdrojeenergie, užívali v podstatě bezodpadové technologie, předali nám (až do 19. století) nezdevastovanou přírodu.To vše se nám v průběhu necelých 200 let,co průmyslová revoluce začala nabíratcelosvětové měřítko, podařilo postavit nahlavu. A hlavní zásluhu na tom má 20. století! Někdy se zdá, že cena pokroku je až přílišvysoká.REVOLUCENehledě na četné revoluce v dějinách,které měly v té či oné zemi změnit sociálnístrukturu, proběhly v lidské společnosti veskutečnosti revoluce pouze dvě. O jedné,průmyslové, jsme již mluvili. Prvním skokemvšak byla revoluce neolitická. Člověk sepřestal spoléhat na dary přírody (lov a sběr),usadil se a začal pěstovat rostliny a chovatužitková zvířata. Jeho přirozený tradicionalismus se tím ovšem nezměnil. I dnesv době etapy vědeckotechnické revoluceplatí, že nejmenší sklon ke změnám majíobyvatelé venkova. Je to dáno tím, že tubyl odedávna rytmus prací sladěn s přírodními cykly a měl svou neměnnou podobu.Jakékoliv vychýlení ze strany přírody nebočlověka znamenalo neúrodu, hlad a často i smrt. A na venkově žila až do konce19. století naprostá většina celé populace(v řadě zemí je tomu tak ostatně dosud).O nechuti ke změnám vypráví už historkaze starověké Číny.V jednom z malých státečků žil rolníkWučang fu. Každý den za úsvitu vzal velkýdžbán a celý den s ním oddaně sestupovaldo hluboké studny, aby nabral vodu prozávlahu svých políček. Za den stačil zavlažitjedno pole. Jel kolem učený Teng Si, zastavila začal Wučangfua poučovat: „Existuje stroj,vzadu těžký a vpředu lehký, kterému se říká

8ENERGIE A ČLOVĚKVodní kolo patří k prvním motorůmMlýn s horizontálním (vlevo) a vertikálním (vpravo)vodním kolemmostová studna. Tím lze za jediný den bezúnavy zavlažit sto polí.“ Ale rolník mu odpověděl: „Můj Mistr mě učil: Jestliže věděnío strojích má své přednosti, pak má jistětaké své vady.“ Nejde o to, že bych neznalmostovou studnu, ale nechci ji používat.Mohl byste, pane, pokračovat v cestě? Zavodňuji své pole celým srdcem a nedokážise změnit.“Historka hovoří za vše. Jen bychom siměli uvědomit, že konzervativismus má i svékladné stránky. Stráží hodnoty společnostia zaručuje její stabilitu. Dokonce, pokudnení zkostnatělý, nebrání ani pokroku.Druhým pádným „důvodem“ proti využívání zdrojů energie, které znal člověk jižnejpozději na sklonku doby kamenné, bylasnadno dostupná síla zvířat i přebytek lidí,ať otroků, či znevolněných rolníků.Dokládá to i proslulý římský učenecMarcus Terentius Varro (opíral se přitomo mnohem starší názory Aristotela), kterýrozlišoval tři typy nářadí: mluvící otroky,polomluvící zvířata a konečně němé, cožbylo nářadí podle našich představ. FilosofAristoteles však zároveň správně poznamenal, že kdyby: „člunky samy od sebe tkalya paličky samy hrály na kytharu, nebylo bytřeba otroků“. Ovšem těch bylo dost. A takse většina objevů možného využití energieve starověku (i dlouho poté) měnila jenv hříčky a kuriozity. Výjimky byly dvě: energie vody, nejpozději od 3. tisíciletí př. Kr.využívaná především k závlaze (vodní kolona čerpání, méně na mletí), a energie větru,sloužící jako pohon plachetnic v námořnídopravě. Zároveň byl člověk odedávnavýborný pozorovatel a dokázal se v příroděinspirovat. Když si všiml, jak vítr podporujehoření, zavedl si umělý vítr měchy.Bylo by také nespravedlivé přičítat tradicionalismus jen venkovanům. Hovoří se běžněo konzervativních Angličanech, ale právěv téhle zemi byla odstartována průmyslovárevoluce. Ovšem přes množství vynálezůi v Anglii novoty v mnoha případech těžkoprorážely stojaté vody. Svědčí o tom potížes prvními dopravními prostředky poháněnými parou. I když silniční parovozy nedosahovaly zpočátku žádné závratné rychlostia kočár s koňmi je hravě předjel, novéneznámé stroje budily takovou nedůvěru,že jejich provoz byl svázán řadou kuriózníchpravidel. Opatrní zákonodárci nejen stanovilimaximální rychlost (zhruba 6 km/h!), alepřed vozem musel utíkat běžec s červeným praporkem a trubkou a upozorňovatsolidní měšťany, že se blíží funící parovůz.Provoz také musel probíhat ve stanovenýchdenních hodinách. Teprve přenesení páryna koleje prolomilo omezení rychlosti a záhynastal opačný efekt. Sázekmilovní BritovéVodní kolo se uplatnilo také v dolechse začali předstihovat v dosažené rychlosti.Neodradily je v tom ani výpočty ctihodnýchuniverzitních (!) učenců. Ty totiž dokládaly,že při rychlosti větší než 46 km/h se cestující ve vlaku udusí následkem vzduchoprázdna, které mělo díky rychlosti ve vagónechvzniknout.Podívejme se ale, jak se člověk postupněod počátku své historie učil ovládat jednotlivé zdroje energie.VODAVoda představuje i dnes jeden z nejlevnějších a hlavně ekologicky nejčistších zdrojůenergie.Vodní proud byl užíván již v době kamenné zprvu ovšem jen k dopravě. Pokácený

MOTOR CIVILIZACEHydrocentrály jsou považovány za nejčistší zdrojenergie – vodní elektrárna Slapy z ptačího pohleduObří vodní kola jsou používána od starověkua osekaný kmen stromu se na místo určenípo vodě dopravil mnohem snadněji a dřívnež po souši. Několik spojených kmenů užpředstavovalo první vor, který se zároveňhodil k přepravě dalších nákladů napříkladvelkých kamenů na monumentální stavby(o tom, že ty nebyly jen výsadou Egyptasvědčí například proslulý Stonehenge v Anglii). Ale teprve od 3. tisíciletí př. Kr., s rozvojem prvních civilizací v údolí Nilu či Mezopotámie, máme doklady užití vodního kola.Podle charakteru toků se užívalo vodníkolo buď na svrchní, anebo spodní pohon,méně i na střední náhon.Nešlo však jen o samotné využití energie.Stavbou jezů k zadržování vody, náhonů,nutnou regulací břehů i potřebou poměrněpřesných součástek přispívalo využíváníenergie k rozvoji civilizace na straně jedné,i k ekologické kultivaci krajiny na stranědruhé. Totéž se týká procesu splavňovánířek a jejich propojování kanály (významnézejména v západní Evropě) pro dopravu.U nás se ovšem můžeme také pochlubitvýjimečnými vodními díly jako byla 45 kmdlouhá Zlatá stoka vybudovaná Štěpánkemz Netolic na počátku 16. století či pozdějiSchwarzenbergský kanál spojující Vltavus Dunajem.Své využití našlo vodní kolo i v Evropě přičerpání vody – ne však k zavlažování, alek odvodňování dolů. Pokud byl poblíž vodnízdroj, nahradilo kolo napojené na soustavukorečkového čerpadla, sacích ventilů čiArchimedova šroubu úmornou, a hlavně nesmírně monotónní dřinu lidských či zvířecíchsvalů. Totéž se týkalo i vyvážení suroviny(uhlí, rudy) či hlušiny z hlubokých dolů.VODNÍ KOLOTento první stroj využívající energii vodybyl (na rozdíl od pozdějšího užití) zaměřenvýhradně na čerpání vody pro zavlažovánípolí. Vodní kolo v té či oné podobě znalyzřejmě všechny civilizace Starého světa, nikoliv však Amerika. Energie vody k pohonumlýna (rovněž prostřednictvím vodního kola)je však spolehlivě doložena až v 1. stoletípř. Kr. u Římanů. Nejprve to bylo ovšemkolo horizontální, které mělo sice menší výkonnost, ale umožňovalo využít otáčení osyk mletí přímo, bez dalších převodů.Vodní kolo bylo ještě dlouho poté hlavnímmotorem evropské civilizace. Vystřídal jeaž na sklonku 18. století parní stroj. Už odstředověku (zřejmě pod vlivem Číny) byloužíváno nejen k pohonu mlýnů, ale i bucharů, pil, dmychadel atd.VODNÍ TURBÍNYJen zdánlivě se vývoj vodního kola zastavilaž do 19. století, kdy se objevují přehrady9Strojovna vodní elektrárny Orlíksvrchní vodaspodní vodastřední vodaVodní kola na svrchní, střední a spodní vodua s nimi i dokonalejší a účinnější vodnímotory – turbíny. Princip turbíny byl totižznám mnohem dříve a aplikován, předevšímk čerpání vody, nejpozději v 16. století.Rozmach však nastal až na přelomu 19.a 20. století spolu s využitím tří základníchtypů turbín – Peltonovy, Francisovy a Kaplanovy. Ta poslední se zrodila za Kaplanovapůsobení na technice v Brně, a její autordlouho bojoval o uznání svých patentů.Touha po stále větších výkonech vedlake stavbě stále větších přehrad a i tady připravila svou past. Místo ekologicky čistéhozdroje energie došlo v nejednom případědíky gigantománii ke skutečné katastrofě.Příkladem za všechny je Asuánská přehrada v Egyptě. Zatímco původní, postavenáBrity, respektovala úlohu Nilu, nová sovětská

10ENERGIE A ČLOVĚKZákladní typy turbín (shora: Kaplanova, Francisova,Peltonova)přinesla zkázu. Nejde jen o zničení nenahraditelných památek (zachráněn jich bylpřes bombastickou reklamu i snahu mnohaodborníků jen zlomek). Přehrada všakpostavila především neprostupnou hrázzúrodňujícímu nilskému bahnu. Úrodnostpůdy pod přehradou, kde ležela většina polí,rychle klesá. Dochází i k zanášení přehrady.Ekologická nerovnováha se projevila i v deltěřeky, kde chybí každoroční náplava a dochází k zasolování půdy. Vyhynuly tu mnohéformy fauny, a to nejen vzácné, ale i ty, kterésloužily jako potrava prostých Egypťanů.To je tedy rub ekologicky čistého zdrojeenergie. Jde se mu do značné míry vyhnout,pokud nebudeme, řečeno slovy JirotkovaSaturnina, „projektovat jednu elektrárnu nadruhé, takže by nakonec voda v Labi už vůbec netekla, musela by být dávána do sudůa posílána do Hamburku vlakem“. Zkrátkanic se nesmí přehánět.Energie moře zatím čeká na větší uplatněníSchéma využití energie mořských vlnS rozvojem využití fosilních paliv (uhlí,zemního plynu i ropy) pro výrobu elektřinyustoupila vodní energie alespoň u násdo pozadí. Ale například v Norsku či veŠvýcarsku a dalších zemích, kde jsouk tomu přírodní podmínky, kryje dodnesvíce než polovinu spotřeby elektřiny. I tak sizachovala řadu předností. Vedle ekologickénezávadnosti je to především obnovitelnost. Na druhé straně jsou vodní elektrárnyzávislé na dostatku vody, což se stává častoproblémem.Ovšem náklady na jejich výstavbu tvořísotva pětinu nákladů na stavbu tepelnýchelektráren. Hydroelektrárnám zůstala takédodnes důležitá úloha při vykrývání spotřebyenergie ve špičkách. A jestliže tepelné elektrárny fakticky musí běžet pořád, vodní lzenejen zastavit, ale pomocí přečerpávacíchelektráren (spouštěných v době přebytkuproudu) i „nabít“, aby mohly podávat maximální výkon právě když je to třeba.své zastánce zklamala. Investice nejsou anizdaleka návratné. Naděje však umírá ažposlední. Nejznámější je přílivová elektrárnaLa Rance ve Francii. I tady se náklady a přínos, výhody a nevýhody teprve vyhodnocují.Velké řeky v České republice jsou v podstatě spoutané přehradami a využité – těžkoby se našlo místo na postavení druhéhoOrlíku. Určitý potenciál má ještě budovánípřečerpávacích elektráren ve vhodnýchmístech, kde může být horní i dolní nádržs dostatečným převýšením – taková místajsou ale většinou v chráněných oblastech.Možnosti jsou ještě ve stavbě malých vodních elektrárniček na malých tocích, existujídokonce úvahy o instalaci malých turbínekdo vodovodních řadů.MOŘEAčkoliv nejsme přímořský stát, i nás musízajímat snaha o využití energie mořské vody.Jedná se o dva základní principy: jeden sesnaží využít energie mořských vln, druhýpravidelného střídání přílivu a odlivu. Přesvelkolepé projekty a množství důmyslnýchtechnických řešení však zatím energie vlnVÍTRMohlo by se zdát, že na rozdíl od vody (kterákoneckonců teče jen někde) je energie větrusnadno dostupná všude a bude proto využívána mnohem více. Ale opak je pravdou.I když je také využívána odpradávna, až navýjimky sloužila především v lodní dopravě.PLACHTYVýhodnost plachet poznal člověk rovněžještě v době kamenné. Energie vodníhoproudu pohánějící vor skončila u ústí řeky.

MOTOR CIVILIZACEPoté nastoupila buď vesla, anebo za příznivých podmínek plachta. A tady jsme u tohohlavního.Vítr nejen nefouká stále, ale často i měnísměr. Proto se ve velkých námořních bitvách starověku plachty zásadně skasávaly,aby rozmar počasí nemohl ovlivnit výsledekboje. I ve středověku znala Evropa dlouhojen tzv. latinskou plachtu, tj. v podstatěobdélník vytažený na stěžeň, který dovolovalvyužít především zadní vítr ve směru plavbya jen částečně i boční.A tak teprve pod vlivem Arabů (a ti zasepod vlivem Číny) se přechází i k dalšímudruhu plachtoví a otočnému ráhnu, kterédovoluje naplno využít nejen sílu bočníhovětru, ale při manévrování (křižování) i ploutproti větru. I tak znamenalo při dlouhýchplavbách oceánem bezvětří (a v některýchtropických oblastech trvalo i týdny) těžkoodstranitelnou hrozbu.Proto v 19. století plachty vystřídal parnístroj a poté ještě různé další typy pohonůvčetně atomového. Ale jak je vidět na japonském obřím tankeru myšlenka plachet zcelanezapadla.11Egyptská loďŘímská loďNormandská loď147015141636KŘÍDLAZdá se, že ve využívání energie větru hrálaúlohu průkopníka Čína. Zmínili jsme se užo jejím vlivu ve vodní dopravě, ale stejně tak1690Vývoj plachetnic1869

12ENERGIE A ČLOVĚKHolandský „plachtomobil“ ze 17. stoletíVětrné mlýny najdeme na mnoha místech světaNewcomenův atmosférický parní stroj – přítel horníkůse soudí, že stála u zrodu větrných mlýnů.Ty se objevují v Evropě až na přelomu1. a 2. tisíciletí po Kr. Dodnes je máme spjaty především s Nizozemím, kde také sloužilynejen k mletí mouky (odtud i název větrnýmlýn), ale zejména k čerpání vody. Důmyslná soustava hrází, za nimiž byla pomocíenergie větru přečerpávána voda do moře,umožnila podstatné zvětšení rozlohy země,jejíž značná část se nalézá níže než mořskáhladina.U nás jsou první větrné mlýny doloženyve 12. století. Jejich domovem se stalypředevším jihomoravské roviny. Je škoda,že v minulém století jejich charakteristickákřídla zmizela – i když ne beze zbytku,někde ještě dominuje krajině kamenná věž.V zásadě se jednalo o dva druhy staveb.U tzv. sloupového mlýna se za větrem otáčela celá budova (musela ovšem být dřevěnáa spočívala na silném centrálním nosnémsloupu). Vyspělejší typ představovala pevnábudova s otočnou hlavicí střechy. Taképůvodní plátěná křídla, kopírující v podstatěplachty, nahradily dřevěné lištové lopatky.(V Orientu znali i odlišný typ horizontálníhovětrného mlýnu).Ve 20. století se i energie větru začalavyužívat k výrobě elektřiny. Podle výpočtů jemožná účinnost u energie větru až 59 %, alezatím se podařilo dosáhnout jen 45 %. Cožje ovšem v porovnání například s parnímstrojem, ale i parní turbínou, stále velmimnoho. Bohužel však opravdu vhodnýchmíst pro postavení větrných elektráren nenímoc.Pokusy o vybudování gigantických„větrníků“ zatím také nebyly, přinejmenším ekonomicky, příliš výhodné. A taki tady musíme ještě počkat, než se laciná,čistá a sama se obnovující energie stanepodstatnější součástí našich zdrojů. Zatímji, aspoň ti odvážnější, využívají ke sportuna kluzácích, rogalech, v balónech, aletaké v sáních s oplachtěním. Že nejde o nicnového ukazuje oplachtěný vůz z Nizozemíz roku 1600.labyrintu Daidalos v ní prý uvařil králeMinoa, který ho pronásledoval až na Sicílii),po vynálezu římského jezdce Gaia SergiaOrata v 1. století př. Kr. i k vytápění láznířímským „ústředním topením“ – hypocaustem. Ale to jsme předběhli. Už o dvě stoletídříve v tehdejším středisku věd a uměníAlexandrii se mechanik Ktesibios a proslulý Archimedes (287–212 př. Kr.) zabývalivyužitím tlaku vody i páry pro pohon různých strojů, mechanismů i hříček. Pozoruhodných úspěchů na tomto poli dosáhlna přelomu 2. a 1. století př. Kr. Heron Alexandrijský: jeho mechanismus na otevíráníchrámových dveří sice sloužil k ohromenívěřících nadpřirozeným úkazem, ale v podstatě šlo o obyčejný teplovzdušný motor. Vesvém díle Mechanika pak popsal i jednoduchý parní stroj.PÁRAAno, máte pravdu, pára vlastně není nicjiného než voda v jiném skupenství. Alez hlediska využívání energie hrála a hrajepřece jen podstatnější roli. Kromě jinéhotaké proto, že k výrobě páry z vody je třebadalší zdroj energie – palivo. Páry se takéjako zdroje energie začalo užívat mnohempozději než samotné vody, i když jistěuž starověkou hospodyňku napadlo nadhrncem s vařící polévkou, že pokličku zvedánějaká síla. Dlouho se však pára používalajen k očistě těla v lázních (proslulý stavitelPARNÍ STROJMyšlenka ovšem na dlouho zapadla. A takteprve od 17. století došlo k znovuoživenípokusů využít sílu páry. Ital Giovanni Branca(1571–1645) přišel už roku 1629 s principemparní turbíny. Ovšem vývoj se měl až do konce 19. století ubírat jiným směrem. Hlavnízásluhu na tom měl autor tlakového hrnceFrancouz Denis Papin (1647–1712/14).Hrnec se užívá v nepříliš změněné podobědodnes, zato Papinův atmosférický parní

MOTOR CIVILIZACEŘímské lázně s hypocaustemParní lokomotivaBožkův parní člunCugnotova parní tříkolka – praotec automobiluParní stroj motor průmyslové revoluce našelnejrůznější využitíVzducholoď poháněná pároustroj doznal postupně změn tolik, že by hoautor už těžko poznal.V jeho stopách kráčeli především Angličané: autor „ohňového stroje“ ThomasSavery (asi 1650–1715) a jeho mladší krajanThomas Newcomen (1663–1729) se svým„přítelem horníků“. V obou případechšlo rovněž o atmosférické parní stroje, toznamená, že píst vykonával práci pouzekdyž na něj působil tlak atmosféry. Dalšínevýhodou byla i prodleva, po kterou muselbýt ochlazován, nemluvě už o nadměrnéspotřebě paliva. Díky ní byl chod strojůmimo doly prakticky nemožný. A tak dlouhoočekávaným motorem průmyslové revoluce(ta, jak jistě víte, začala v lehkém průmyslu,textilnictví) se stal až jednoduchý, ale o togeniálnější, vynález dvoučinného parníhostroje Jamese Watta (1736–1819).Předcházel mu už Wattův jednočinnýstroj s kondenzátorem ochlazujícím páru,ale rozhodující zlom přineslo teprve využitíobou pohybů pístu pro práci.PÁRA A POHYBI když ani Francouzi nezaháleli a Nicolas Joseph Cugnot (1725–1804)vyzkoušel svůj parovůz už v roce 1769,štafetu si Angličané nenechali vzít.Zdokonalený Wattův parní stroj aplikovalBrancova primitivní turbína13

14ENERGIE A ČLOVĚKNěkdy i parnímu stroji musela vypomoci koňská sílaRichard Trevithick (1771–1833), průkopníkvyužití vysokotlaké páry, na lokomotivu.Rozmach železniční dopravy poháněnéparou pak zásadně ovlivnil úspěch GeorgaStephensona (1781–1848), jehož lokomotiva Rocket dosáhla na svou dobu fantastickérychlosti (až 60 km/h). Věk páry na železnicích a vůbec v dopravě, ale předevšímpři pohonu strojů v továrnách, charakterizuje 19. století. Už ve 20. letech 19. stoletíspočítal francouzský fyzik Nicolas Carnot(1796–1832), že maximální účinnost parníhostroje může teoreticky tvořit necelých 20 %(v praxi však byla mnohem nižší!).Ale ani nástup elektrické energie a spalovacích motorů neznamenal konec páry,jak by se mohlo na první pohled zdát. I kdyžv automobilové dopravě parní automobilynakonec prohrály (na počátku 20. stoletíovšem dosahovaly rychlosti 100 km/h a rychlostní rekord 200 km/h překonal jako prvníparní vůz, nikoliv auto se spalovacím motorem), díky vynálezu parní turbíny CharleseParsonse (1854–1931) z roku 1884 i jehoméně známého švédského kolegy CarlaGustava de Lavala (1845–1913) má dodnespára základní podíl na výrobě elektřiny. Jakelektrárny na fosilní paliva, tak i atomové vyrábějí elektřinu prostřednictvím turbogenerátorů – elektrického generátoru na společnéhřídeli s parní turbínou. Účinnost stouplaVoltův sloup – první elektrický článekz 5 % na počátku století až na dnešních35–40 %.ELEKTŘINAK „mladším“ druhům energie patří dnesvšudypřítomná a zdánlivě samozřejmá elektřina. Šestihodinový výpadek proudu v NewYorku způsobený neposednou veverkouv transformátoru jasně ukázal až neuvěřitelnou závislost naší civilizace na elektrickéenergii. Elektřinu umíme vyrobit i využívat,i když vlastně nevíme, co je její podstatou.ELEKTRICKÝ PRAVĚKPřitom elektřinu přinejmenším atmosférickou a živočišnou zná lidstvo také dlouho,ostatně slovo elektron je ze staré řečtiny.I pokusy s ebonitovou tyčí a liščím ohonemjsou doslova vousaté. Od nich se všakdlouho nepokročilo vpřed. Až věk osvícenců v 18. století znamenal počátek novééry. Začala pokusy Benjamina Franklina(1706–1790) a našeho Prokopa Diviše(1696–1765) o „vysávání“ elektřiny z mračena pokračovala taškařicemi abbého AntoinaNolleta (1700–1770), který elektřinu z krátcepředtím vynalezené leidenské láhve pouštěldo pluku královských mušketýrů či do 300mnichů spojených kovovou obručí. Ale skutečný průlom zaznamenali tentokrát Italové:Jedna z prvních žárovekLuigi Galvani (1737–1798) objevil a popsaltzv. živočišnou elektřinu. Jev inspirovalAlessandra Voltu (1745–1827) k vytvořeníprvního trvalého zdroje elektrického proudu.Oba Italové měli neméně zdatné kolegya pokračovatele (s jejich jmény se ostatněvesměs potkáváme u různých veličin souvisejících s elektrickým proudem): Francouz Charles Coulomb (1736–1806)už roku 1784 našel vztah určující velikostsíly mezi dvěma elektrickými náboji, Francouz André Marie Ampère(1775–1836) ve 20. letech 19. století položil základy elektromagnetismu a elektrodynamiky, Němec Georg Simon Ohm (1787–1854)formuloval roku 1826 zákon o závislostielektrického proudu na napětí a odporu, Angličan Michael Faraday (1791–1867)objevil roku 1831 elektromagnetickouindukci a umožnil tak konstrukci elektromotoru. A s nimi další a další.MOTOR MODERNÍ CIVILIZACEZa to, že se elektrická energie jako každodenní pomocník lidí a motor civilizaceprosadila, děkujeme především dvěmamužům žijícím na přelomu 19. a 20. století.Americký vynálezce žárovky, ale předevšímkonstruktér prvního mohutného dynamazásobujícího první veřejné elektrické osvět-

MOTOR CIVILIZACE15Reaktorový sál Jaderné elektrárny DukovanySloup elektrického vedení – symbol věku elektřinyAlbert Einsteinlení, Thomas Alva Edison (1847–1931),je všeobecně známý. A to samozřejměi díky řadě dalších patentů – jeho jménoje synonymem slova vynálezce. Trochuv jeho stínu je neméně schopný německý konstruktér Werner von Siemens(1816–1892). Edison podobně jako nášvynálezce a průkopník elektřiny FrantišekKřižík (1847–1941) hájil koncepci stejnosměrného proudu. Ale prosadil se střídavýproud, který obhajoval vynálezce generátoru Američan jihoslovanského původuNicola Tesla (1856–1943).Dnes „vševládnoucí’ elektrická energiedominuje všem ostatním. Energii vody, větru, energii fosilních paliv i páry. A nejen to,viděli jsme už, že i energie Slunce se dnesmění na elektřinu, která je fakticky univerzálním pohonem naší civilizace. Jen v silniční,letecké a lodní dopravě má ještě silnéhokonkurenta – benzín a naftu. I zde se všakstále více prosazuje elektromobil.zformuloval svou teorii, podle níž vesmírtvoří atomy a prázdno, je atomová energieaž dítkem 20. století. Tajemství nejmenšíchčástí hmoty se začalo odhalovat na sklonku19. století a je spojeno se jmény učenýchsirů J. J. Thompsona (1856–1940) a E. Rutherforda (1871–1937) i jejich četných žákůa spolupracovníků. Současně se studiemstruktury hmoty se postupně zjišťovalo, jakéjsou v ní ukryty neuvěřitelné zdroje energie.Není třeba zdůrazňovat, že svůj nezastupitelný podíl tu měl i největší fyzik 20. stoletíAlbert Einstein (1879–1955).vyvolala celosvětové hnutí za mírové využitíatomové energie. Zároveň došlo k horečnému zbrojení velmocí, které se předháněly ve vývoji ještě ničivějších jadernýchzbraní.Od 50. let začala výstavba jaderných elektráren, ale energie jádra našla své uplatněníi jako pohon ponorek a ledoborců.Nedořešeným problémem zůstávápřechod k ekologicky čistému získáváníenergie fúzí vodíkových jader, tedy k procesu, který se každodenně odehrává přednašima očima na Slunci. Vyřešení otázkyvysokých teplot a udržení celého procesuřízené termonukleární reakce pod kontrolouby odstranilo i všechny problémy zdrojepaliva – vody je na naší planetě vzhledemk minimální spotřebě při této reakci navíce let, než bude existovat naše slunečnísoustava.ATOMEnergie získaná štěpením či slučovánímatomových jader je nejmladší, a zároveňparadoxně v kosmu nejstarším zdrojemenergie. Jakkoliv i pojem atom (atomos nedělitelný) pochází už ze starého Řecka,kde učený Demokritos (asi 460–370 př. Kr.)OD TEORIE K PRAXICentrum atomového bádání se postupněz Anglie přesunovalo na kontinent a ve30. letech se jím stalo především Německo, což bylo vzhledem k politickému vývojivelmi nebezpečné. Nacisté si však svýmirasovými zákony sami vyhnali ze země řadunejlepších mozků včetně Einsteinova. Tentaké za 2. světové války vlastně iniciovalu prezidenta USA Roosevelta vývoj atomovébomby z obavy, že hroznou zbraň budou mítdříve nacisté.První pokusný jaderný reaktor byl v Chicagu spuštěn už roku 1942 a v létě 1945,po pokusu v arizonské poušti, dopadly najaponská města dvě první atomové pumy.Tato hrůzná tečka za 2. světovou válkouZÁVĚREMA na závěr perličku: častokrát jsme uvádělimíru využitelnosti energie. Zakončeme totedy „optimistickou“ vyhlídkou na využíváníenergie, které bude skutečně stoprocentní.Tenhle zázrak dokáže anihilace. Sloučenímhmoty s antihmotou se veškerá hmotapřemění na energii. Je otázka, zda nás toještě jako součást hmoty bude zajímat.

CESTY BLESKŮ17kůrazemský plášťvnější jádropřechodná vrstvavnitřní jádroBullenův model ZeměCESTY BLESKŮNaše poznatky o planetě Zemi svědčí o velmi složitých energetických pochodech odehrávajících se v jejím nitru, na jejímpovrchu i v jejím nejbližším okolí, v atmosféře. Procesy látkové a energetické výměny mezi těmito třemi sférami a kosmickýmprostorem jsou doprovázeny obrovskými energetickými projevy. Až dosud je systém Země-atmosféra energetickyv rovnováze, avšak v důsledku lidské činnosti hrozí situace, kdy se tato rovnováha naruší. To by mohlo vážně ohrozitexistenci života na Zemi. Jako příklad lze uvést dnes už zakázané zkoušky jaderných zbraní v atmosféře nebo právě nyní takdiskutované používání chemických látek oslabujících ozónovou vrstvu či zvyšování obsahu CO2 v ovzduší.ENERGIE UVNITŘPLANETY ZEMĚPoloměr Země měří 6 378 km. K přímémustudiu naší mateřské planety však mámek dispozici jen její nepatrnou část, prakticky pouze povrch a podpovrchovou oblastdosažitelnou průzkumnými vrty.O chemickém složení Země získávámeinformace prostřednictvím produktů sopečné činnosti. Další poznatky získáváme jennepřímo, například sledováním, měřeníma vyhodnocováním seismických (zemětřesných) vln.Země se skládá z několika obalů odlišných svým složením i vlastnostmi. Australský geofyzik Bullen rozlišil těchto obalů 7a označil je písmeny A až G.Podle této klasifikace se zemské jádroskládá z vrstvy G, což je pevné vnitřníjádro, a z vrstvy E, tekutého vnějšího jádra.Mezi nimi je přechodná vrstva F. Právě o slo-žení zemského jádra nám nejvíce vypovídajíseismické vlny. Vnější jádro propouští pouzepodélné seismické vlny, zatímco příčnévlny zde zanikají. Tento jev je typický prokapaliny. Dosud nevyřešeným problémem jeurčení chemického složení zemského jádra,protože v něm panují tak vysoké tlaky, žetu dochází k narušení elektronového obaluatomů. Je zde velká hustota, jaká je jinde naZemi nedosažitelná.Také v zemském plášti panuje v porovnáníse svrchními zemskými obaly vysoký tlaka hustota se pohybuje v hodnotách 2 až3 větších než je hustota hornin v zemskékůře. Ve spodním plášti ma

ENCYKLOPEDIE ENERGETIKY. OBSAH 3 OBSAH Motor civilizace František Honzák 7 Cesty blesků Ivan Laube 17 Energetika živého Šárka Speváková 31 Co dokáže život Šárka Speváková 45 Vítězství a omyly Ladislav K

Related Documents:

ENCYKLOPEDIE ENERGETIKY. ELEKTŘINA ENCYKLOPEDIE ENERGETIKY. OBSAH 3 OBSAH Ebonitová tyč a liščí ohon Ivan Laube 7 Žabí stehýnka Pavel Augusta 17 Začalo to v Milan Polák 27 Elektrické zdroje

ENCYKLOPEDIE ENERGETIKY JADERNÁ ENERGIE. OBSAH 3 OBSAH Tajemství atomů Pavel Augusta 7 Energie bez kouře Michael Sovadina, Marie Dufková 17 Trezor na tisíc let Marie Dufková 27 Surovina nebo odpad

- Repérer dans un système automatique la chaine d'information et la chaine d'énergie. - Identifier les éléments qui composent la chaine d'information et la chaine d'énergie I. Chaine d'énergie 1. Définir les fonctions du flux d'énergie Associez à chaque définition l'un des verbes suivants représentant une fonction réalisée sur

- encyklopedie 34 - Právo [16] Spolutvůrcem encyklopedie českých právních dějin je evropská společnost pro právní dějiny - The european

Encyklopedie obsahuje i pedmty, které nepatí do sbírek muzea, ale tematicky se nabízí a bylo by chybou nezmínit se o nich. Encyklopedie prohlubuje a upesuje popis jednotlivých pedmt. Není pouhým uzave-ným systémem terminologického cha

2 Conduite d’alimentation Permet d’alimenter le groupe hydraulique. 3 Filtre Garder la qualité du fluide qui transmet l’énergie. 4 Pompe à un sens de flux Transforme l’énergie mécanique en énergie hydraulique. 5 Liaison mécanique Permet d’accoupler l’arbre moteur à l’arbre récepteur.

L’énergie est de la même forme en entrée et en sortie. Le type de composant est donc fonction de la forme et du type d’énergie qu’ils doivent distribuer : Les CONTACTEURS (haute tension) ou les RELAIS (basse tension) pour l’énergie électrique. Les DISTRIBUTEURS ou les VANNES pour l’énergie pneumatique ou hydraulique.

Tank plumb reading within API 650 tolerances easily achievable Less involvement of high capacity cranes Scaffolding costs held at minimum Hydraulic jacks connected to load by a failsafe friction grip system , saves tank if pump/ hose fails Tanks erected with jacks , less susceptible to collapse due to high winds Wind girder/roof in place, as the top shell is erected first .