Warum nutzen Menschen so gerne Elektrizität?

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Wussten Sie, dass der dritte neue Flugzeugträger, der in unserem Land gebaut wird, einen „vollelektrischen Antrieb“ oder ein „integriertes vollelektrisches Antriebssystem“ als Energiequelle für das Schiff verwenden wird?

Imaginäres Bild von Chinas neuem Flugzeugträger

Was bedeutet das? Kurz gesagt: Zuerst erzeugt der Hauptmotor Strom, der dann dem Motor zum Antrieb zugeführt wird . Da Flugzeugträger mit stromintensiven Geräten wie elektromagnetischen Katapulten ausgestattet sein werden, lässt sich durch die Nutzung des Hauptmotors zur Stromerzeugung gleichzeitig das Problem des Stromverbrauchs für die elektromagnetischen Katapulte lösen.

Schematische Darstellung eines elektromagnetischen Katapults

Laut der Liste verwenden die folgenden Schiffe weltweit vollelektrische Antriebssysteme:

Die Vorteile des vollelektrischen Antriebs: agilere Gangwechsel und ein kraftvolleres Schubgefühl, das dem von Elektroautos sehr ähnlich ist. Bei Militärschiffen sind Hochleistungsradare, elektromagnetische Katapulte und die künftig auf den Markt kommenden elektromagnetischen Kanonen und Laserwaffen allesamt große Stromverbraucher, sodass vollelektrische Systeme natürlich Vorteile bieten.

Fortschrittliche kinetische Tötungswaffe – elektromagnetische Waffe

Sollten nicht alle Schiffe der Welt schon längst über Elektroantriebe verfügen, da der Elektroantrieb so gut ist? Tatsächlich versuchten die Vereinigten Staaten bereits im Ersten Weltkrieg, große Schlachtschiffe mit Elektroantrieb auszustatten: Große Schlachtschiffe wie die New-Mexico-Klasse, die Tennessee-Klasse und die Colorado-Klasse nutzten nacheinander elektrische Antriebssysteme, und das sogar schon in den 1920er Jahren.

Schlachtschiff der Colorado-Klasse

Im Zweiten Weltkrieg waren jedoch alle Typen amerikanischer Schlachtschiffe wieder dazu übergegangen, den Propeller über eine lange Welle direkt vom Hauptmotor anzutreiben. Warum ist das so? Der Grund dafür besteht darin, dass der Hauptmotor zunächst zur Stromerzeugung verwendet wird und der Strom dann zum Antrieb des Motors verwendet wird, um die mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Bei der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie kommt es zwangsläufig zu Energieverlusten, die den Gesamtenergienutzungsgrad verringern. Es ist nicht so erfrischend und effizient wie ein mechanisches Getriebe mit mehreren großen Zahnrädern + einer großen Welle. Daher verwendeten die meisten Schiffe, Panzer und Autos späterer Generationen noch immer einfache und direkte mechanische Getriebe.

Diagramm der mechanischen Getriebestruktur

Warum also wird das Konzept des „vollelektrischen Antriebs“ jetzt wiederbelebt? Es handelt sich lediglich um das Ergebnis eines Spiels zwischen den starren Anforderungen der bereits erwähnten neuen Geräte „Großstromverbraucher“ und anderen Vorteilen wie Leistungsflexibilität einerseits und den Nachteilen, die durch die Verluste bei der Energieumwandlung entstehen, andererseits.

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Wenn es um „elektrischen Antrieb“ geht, ist die rasante Entwicklung ziviler Elektrofahrzeuge für den Endverbraucherbereich in den letzten Jahren definitiv ein Thema, an dem man nicht vorbeikommt. Tatsächlich sind diese Art großer Elektrobusse in unseren Städten schon früher populär geworden, ohne dass wir es bemerkt hätten.

Pekings rein elektrische Busse „China Red“ fahren auf der Chang'an Avenue

Aber wenn es um Privatwagen geht, prüfen die Leute sorgfältig die „Kosteneffizienz“ (schließlich geben sie ihr eigenes hart verdientes Geld aus). Die heutige boomende Entwicklung ist auf Fortschritte in Technologien wie Batterien und Steuerungen sowie auf Subventionen im Rahmen der „kohlenstoffarmen und umweltfreundlichen“ Politik des Landes zurückzuführen.

State Grid-Ladestation für Elektrofahrzeuge

Wenn es um „kohlenstoffarmen Umweltschutz“ geht, stellt sich jedem vielleicht die folgende Frage: Elektroautos „verbrennen“ Strom und stoßen kein Kohlendioxid aus, aber die wichtigste Methode zur Stromerzeugung in unserem Land ist immer noch die Kohleverstromung. Wird also nicht trotzdem Kohlendioxid ausgestoßen?

Nun, wir können nur sagen, dass Sie zunächst den Energieverbrauch Ihres Privatautos an das Stromnetz anschließen und dann das Stromerzeugungsmodell an der Quelle des Stromnetzes optimieren und die herkömmliche Wärmeenergie schrittweise durch saubere Energie wie Kernenergie, Windenergie, Solarenergie und Biomasse ersetzen sollten. Nur durch eine vorherige Verbindung mit dem Internet lässt sich die Gesamtleistung bequemer optimieren.

Tatsächlich begann dieses auf Netzwerkoptimierung basierende Modell bereits während der letzten industriellen Revolution. Lassen Sie uns Sie fragen: Welche Technologie war der Durchbruch in der „Zweiten Industriellen Revolution“, die in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts stattfand? Es geht um Elektrizität und den Verbrennungsmotor.

Arbeitsdiagramm eines Viertakt-Dreizylindermotors

Tatsächlich hatte der deutsche Dr. Porsche bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts einen elektrischen Rennwagen gebaut, doch Elektroautos wurden dadurch nicht populär. Der Verbrennungsmotor hat seitdem die zentrale Antriebsposition in zahlreichen Fahrzeugen zu Lande, zu Wasser und in der Luft eingenommen. Dies zeigt, dass die Energieeffizienz und der Komfort bei einem einzelnen Fahrzeug besser sind als bei Elektrofahrzeugen. Was sind also die Vorteile von Elektrizität? Vernetzt!

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Wenn wir vom Weltraum aus auf die Erde blicken, was ist das intuitivste Zeichen der menschlichen Zivilisation? Dies sind die hellen Lichter, die dicht über die Erde verteilt sind, und die Hauptkraft hinter diesen Lichtern sind Städte.

Karte der Nachtlichtverteilung in China

Mit der „Zweiten Industriellen Revolution“ gingen Urbanisierung und Elektrifizierung gleichzeitig voran. Als die Menschen nach und nach in die Städte zogen, musste nicht mehr jeder Haushalt einen Generator installieren, sondern es wurde ein gemeinsames Stromnetz genutzt. Darüber hinaus haben die synchronisierten Elemente wie Wasserversorgung, Abwasserentsorgung, Transport und Logistik einen Netzwerkeffekt der Aggregation und gemeinsamen Nutzung in den Städten geschaffen, der den Lebensstandard der Menschen und sogar ihre durchschnittliche Lebenserwartung erheblich verbessert hat.

New Yorker Straßenszene bei Nacht in den 1930er Jahren

Elektrizität, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, ist äußerst effizient, egal ob sie als Energie- oder Informationsträger dient. Geschwindigkeit ist Unbesiegbarkeit. Darüber hinaus ist elektrischer Strom wie Wasserfluss und weist eine große Vielseitigkeit auf. Die Vorteile der Elektrizität treten bei den mithilfe von Elektrizität aufgebauten Netzwerksystemen – vom Auto über das Schiff bis hin zur Stadt – umso deutlicher zutage, je größer und komplexer das System ist und je mehr Funktionen es erfüllen muss.

Shanghai Bund bei Nacht

Während des Dampfzeitalters versuchten die Menschen, einen Allzweckcomputer zu bauen, scheiterten jedoch. Im Elektrozeitalter ist uns das endlich gelungen! Dies beweist, dass Elektrizität tatsächlich das nützlichste Netzwerkinstrument ist, das die Menschheit bisher entdeckt hat. Andererseits ist aber auch verständlich, dass der Grund für die große Freude des Menschen am Stromgebrauch darin liegt, dass er eine starke Tendenz zur Vernetzung verschiedener Systeme hat. Was technische Details wie Elektromotoren und Verbrennungsmotoren sowie elektrische und mechanische Getriebe angeht, waren letztere im Einzelteilwettbewerb einst im Vorteil. Doch mit der Weiterentwicklung der Technologie führt der Vernetzungsvorteil der Elektrizität dazu, dass die Menschen eher zur Nutzung elektrischer Energie tendieren, solange beide Seiten gleichziehen können.

Stromleitungsinspektion mit LiDAR

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Menschen Strom nutzen, um „online zu gehen“. Dies gilt nicht nur im Internetzeitalter, sondern auch mit dem Beginn des Elektrizitätszeitalters. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Menschen heute Informationen vernetzen, während sie damals den Energieverbrauch vernetzten, und dass heute durch die Popularität von Elektroautos auch die Vernetzung des Energieverbrauchs weiter voranschreitet.

Das Leben besteht also darin, „Strom zu nutzen“ und „online zu gehen“~O(∩_∩)O~

Yingda Media China Electric Power Press Co., Ltd. Design- und Produktionszentrum Wu Di