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.
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-генераторе 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.