Производство энергии в России.Ветродвигатели и ветроустановки
Как бы странно это ни звучало, но Россия имеет не менее богатый опыт внедрения ветродвигателей, чем, скажем, Германия. Хотя многое идет именно оттуда.
И если Германия стремилась компенсировать исчерпаемость ресурсов и их труднодоступность, то Россия (в свою бытность Советским Союзом) делала это для того, чтобы не отстать, чтобы передовые технологии рождались бы здесь, в родных пенатах, а не ввозились бы зарубежными «благодетелями».
ресурсы ВИЭ в мире и России
В начале 19-го века энергия ветра в России использовалась главным образом для помола зерна. Число ветряных мельниц достигало 200 тыс. шт. Это были деревянные ветряные мельницы с четырьмя лопастями средней мощностью 3,5 кВт. Ветряные мельницы перемалывали в год около 34 млн. тонн зерна. Все ветряные мельницы были местного крестьянского производства, их постройка основывалась на многолетнем практическом опыте.
Советская власть, стремясь наверстать упущенное практически во всех сферах человеческой деятельности, в том числе в науке, индустриализации, сельском хозяйстве, старалась не только взять самое передовое из западной практики, но и развить все это, сделать доступным, рабочим, но в то же время наукоемким.
Так, 8 апреля 1921 года Ленин писал Кржижановскому: «Я хорошо помню, что читал до войны о замечательном развитии ветряных двигателей и о том, что достигнуты там замечательные успехи. Нельзя ли заказать спецу точную справку: укажи литературу, особенно немецкую. И сначала изучить (в Госплане) ее» .
Но еще в апреле 1918 г. в «Наброске плана научно-технических работ» В.И. Ленин предлагает Всесоюзному совету народного хозяйства (ВСНХ) поручить академии наук «образовать ряд комиссий из специалистов для возможно более быстрого составления плана реорганизации промышленности и экономического подъема России». В наброске определялись основные направления плана: рациональное размещение промышленности в России; слияние и сосредоточение производства в немногих крупнейших предприятиях; наибольшее обеспечение возможности самостоятельно снабдить себя всеми главнейшими видами сырья; особое внимание — электрификации промышленности и транспорта и применению электричества к земледелию; применение водных сил и ветряных двигателей вообще и в частности к земледелию.
Надо сказать, что советские изобретатели не оставили без внимания эти замечания вождя. Более того, отрасль ветроиндустрии развивалась достаточно быстрыми темпами.
Теоретические и экспериментальные работы по ветродвигателям начали проводиться в 1920-х , в результате чего для нужд сельского хозяйства были разработаны многолопастные ветродвигатели цельнометаллической конструкции диаметром 5-8 м (ТВ-5 и ТВ-8). Массовое производство этих установок относится к 1936 г.,когда было построено 1300 установок, укомплектованных поршневыми насосами. Производительность ТВ-5 составляла 1 м /ч при скорости 3 м/с и 5 м /ч при скорости ветра 5 м/с. ТВ-8 обеспечивала в 3-3,5 раза большую производительность.
К довоенному периоду относится также разработка ВЭУ с ветроколесами диаметром 8 и 12 м. Последний агрегат был укомплектован генератором 15 оооВт. Он использовался на 16-ти станциях Северного морского пути и показал высокую надежность в работе в условиях Крайнего Севера.
Фамилии специалистов, ученых, которые разрабатывали ветроустановки, исследовали принципы и возможности использования ветроресурсов, — эти фамилии достаточно известны не только в сфере изобретательства. Достаточно вспомнить одного из основоположников космонавтики Юрия Владимировича Кондратюка, руководившего разработкой рабочего проекта мощной (по тем временам — мощнейшей) Крымской ветроэлектрической станции. Эта станция была построена в 1931 году недалеко от Севастополя. Мощность станции составляла 100 кВт, она имела ветроколеса диаметром 30 м и была оснащена асинхронным генератором. Станция работала очень успешно на местную энергосистему.
Кстати сказать, эти разработки положили начало широкомасштабной научно-исследовательской и практической работе по ветродвигателям и ветроустановкам: руководством страны было принято решение о переходе на проектирование и строительство маломощных ветроэлектростанций, для чего был создан Ветросектор при Теплоэлектропроекте. Начальником этого сектора стал Юрий Васильевич Кондратюк. Осенью 1939 года им в соавторстве с П.К. Горчаковым была опубликована статья «Основные характеристики и перспективы ветроэнергетики» в журнале «Электрические станции». Вплоть до ухода добровольцем на фронт в июле 1941 Ю.В. Кондратюк руководил отделом по проектированию маломощных ветроэлектростанций ВЭС-2-Д-20 на 100 кВт и ВЭС-2-Д-30 на 250 кВт.
Кондратюком было сделано многое для становления ветроэнергетики в СССР. Уровень же Кондратюка как ученого можно оценить хотя бы по тому, что его работы в значительной степени способствовали развитию космонавтики в нашей стране.
Когда знакомишься с литературой того времени, посвященной ветроэнергетике, поражает та основательность, проработанность и масштабность, с которой эти книги, брошюры, статьи написаны. А работ было написано немало.
Чтобы дать представление о том, насколько серьезным был подход к использованию ветроэнергии в СССР и внедрению ветроагрегатов в жизнь, перечислим лишь несколько наиболее приметных изданий: Е.М. Фатеев «Системы ветродвигателей», Госэнергоиздат, 1933 г.; Е.М. Фатеев «Ветродвигатели и ветроустановки», Сельхоз- гид, 1948 г.; А.В. Кармишин «Применение ветродвигателей на животноводческих фермах», Машгиз, 1952 г.; Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский «Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках», Издательство Министерства сельского хозяйства СССР, Москва, 1957 г. и другие.
В 1963 году были разработаны и опубликованы «Методы разработки ветроэнергетического кадастра».
Но публикациями дело не ограничивалось. Изготавливались экспериментальные модели, начиналось серийное производство. Однако многому помешала война. Крымская ВЭС была разрушена, заводы, выпускавшие до войны комплектующие для ветродвигателей и сами ветроустановки, во время войны были переориентированы на военные нужны, а после войны — на масштабное восстановление народного хозяйства. Поэтому послевоенное время ознаменовалось не только началом использования атомной энергии, но и ориентацией как в промышленности, так и в производстве энергии на централизованные системы, а это требовало создания мощных энергоузлов, линий электропередач.
Тем не менее в 50-х в СССР ветродвигатели выпускали 44 завода. Максимальный уровень производства был достигнут в 1955 г. — 9142 шт. Наибольшим спросом пользовался ветродвигатель ТВ-8, который стал применяться не только для различных видов водопользования, но и для переработки кормов. На водоснабжение ферм в России в 7-ми областях в 1958 году работали 2352 установки. Ветродвигатели окупали себя за 1-2 года работы. Ветродвигатель Д-12 также использовался для механизации трудоемких процессов в животноводстве и для водоснабжения. Более 3 тысяч радиоузлов в стране в 1956 питалось от аккумуляторных батарей, заряжаемых с помощью ветроэлектрических агрегатов типа ВЭ-2 мощностью 100 кВт.
На базе ветроагрегата Д-18 была создана ветро-дизельная электростанция мощностью 25 кВт и многоагрегатная станция мощностью 400 000 Вт.
С развитием централизованного электроснабжения и электрификации сельского хозяйства ВЭУ стали терять свое прежнее значение для села. Задачей ветроэнергетики на современном этапе стало обеспечение энергией удаленных потребителей.
Ориентация на централизованное энергоснабжение и крупные электростанции привела к тому, что ветроэнергетика отошла на задний план. Тем не менее в период с 1968 по 1975 в ряде организаций были разработаны новые ветроэлектрические агрегаты мощностью от 1 до 30 ооо Вт.
Однако это не могло, конечно, соперничать с широкомасштабными разработками в сфере ветроэнергетики, которые велись в европейских странах. Толчком к таким широкомасштабным разработкам стал энергетический кризис, охвативший развитые страны в 1973-1976 . Правительства этих стран вынуждены были искать альтернативные пути решения энергетических проблем, что послужило поводом к формированию как общественного движения в поддержку и за развитие возобновляемых экологически безопасных источников энергии, так и государственных программ, нацеленных на финансирование разработок в этой сфере.
Результатом стало не только решение энергетических проблем с минимальным ущербом для окружающей среды, но создание вполне конкурентоспособного сектора экономики и сотен тысяч рабочих мест, развитие наукоемких производств, формирование положительного имиджа ряда европейских стран, в которых ветроэнергетика развивается наиболее успешно.
Кроме того, всплеск в 1970-х интереса к альтернативным экологически безопасным источникам энергии показал, что возможности ветроэнергетики значительно шире, чем водоснабжение отдельных хозяйств или переработка кормов. Сегодня за счет использования ветропарков производится столько электроэнергии, что ее хватает для удовлетворения потребностей в энергии крупного города, такого, как, например, Сан-Франциско в течение года.