Àêòóàëüíîñòü ñîâìåñòíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé è âåòðîâîé ýíåðãèè äëÿ ýíåðãåòèêè ìàëûõ ìîùíîñòåé

Àêòóàëüíîñòü ñîâìåñòíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé è  âåòðîâîé ýíåðãèè äëÿ ýíåðãåòèêè ìàëûõ ìîùíîñòåé

 ýòîì ìèðå âñåìó ñâîå âðåìÿ, è òåõíîëîãèÿ (óñòðîéñòâî, ñèñòåìà), õîòÿ è îñíîâàííàÿ íà àðãóìåíòèðîâàííûõ äîêàçàòåëüñòâàõ, íå ïóñòèò êîðíåé, è íå áóäåò ðàçâèâàòüñÿ, åñëè ïîäîáíî ðàñòåíèþ, îíà íå áóäåò áðîøåíà â çåìëþ â íóæíîå âðåìÿ. 

«Âåê äîëæåí áûòü ïîäãîòîâëåí», — ãîâîðÿò Çíàþùèå; è êàêèõ-íèáóäü ñîðîê ëåò òîìó íàçàä íàñòîÿùèé ìàòåðèàë áûë áû îáðå÷åí íà ñàìîðàçðóøåíèå ñîáñòâåííûì ñîäåðæàíèåì. Íî ñîâðåìåííûå äîñòèæåíèÿ â ýíåðãåòèêå âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè (ÂÈÝ), íåñìîòðÿ íà åæåäíåâíûå «ðàçîáëà÷åíèÿ» è íàñìåøêè ñî ñòîðîíû êàæäîãî, ñâÿçàâøåãî æèçíü ñ òðàäèöèîííîé ýíåðãåòèêîé (ñ å¸ ìíîãî÷èñëåííûìè ìèíóñàìè), ðàñòóò è óñèëèâàþòñÿ ôàêòàìè, åñëè íå ìóäðîñòüþ è ïðîçðåíèåì. Òî, ÷òî òðèäöàòü ëåò òîìó íàçàä êàçàëîñü áû ïðîñòî íåëåïûì, àáñóðäíûì, òåïåðü áóäåò âûñëóøàíî, ïîòîìó, ÷òî äîñòèæåíèÿ ýíåðãåòèêè ÂÈÝ ïîäòâåðæäàþòñÿ ïðàêòèêîé. Ê íåñ÷àñòüþ, õîòÿ ýôôåêòèâíîñòü òåõíîëîãèé ýíåðãåòèêè ÂÈÝ ðàñòåò ñ êàæäûì ãîäîì, íå íàñòóïàåò ñîîòâåòñòâóþùåãî óëó÷øåíèÿ â ñîçíàíèè ÷àñòè ÷åëîâå÷åñòâà. Ðàñïîçíàâàíèÿ è îòâåòñòâåííîñòè íå õâàòàåò òàê æå, êàê âñåãäà.

Óæå ñåãîäíÿ ñ åù¸ ïîðîé âûñîêîé ñòîèìîñòüþ óñòàíîâëåííîãî êèëîâàòò ÷àñà ýíåðãåòèêà ÂÈÝ ìîæåò áûòü âîñòðåáîâàíà äëÿ ýíåðãîñíàáæåíèÿ, íàïðèìåð, ñàíàòîðíî-êóðîðòíûõ êîìïëåêñîâ êàê îòâå÷àþùàÿ òðåáîâàíèÿì äëÿ íèõ ïî îõðàíå îêðóæàþùåé ñðåäû, ýêîëîãèè. Òàê â Îìñêîé îáëàñòè ïî êà÷åñòâó êëèìàòî-ðåêðåàöèîííûõ ôàêòîðîâ, ìîæíî âûäåëèòü 5 îñíîâíûõ êóðîðòíî-ðåêðåàöèîííûõ çîí — 3 èç íèõ ôóíêöèîíèðóþùèå: Îìñêàÿ, Êðàñíîÿðñêî-×åðíîëó÷åíñêàÿ è Òàâðè÷åñêàÿ. Îíè óäîâëåòâîðÿþò îñíîâíûì òðåáîâàíèÿì, ïðåäúÿâëÿåìûì ê êóðîðòíî-ðåêðåàöèîííûì è ëå÷åáíûì ìåñòíîñòÿì. Ýòî äîñòóïíîñòü òåððèòîðèè, õîðîøèå òðàíñïîðòíûå ïóòè, êðàñèâûå ëàíäøàôòû, áëàãîïðèÿòíûå êëèìàòè÷åñêèå îñîáåííîñòè, íàëè÷èå íåîãðàíè÷åííûõ çàïàñîâ ïðèðîäíûõ ëå÷åáíûõ ôàêòîðîâ, áëèçîñòü ïðîìûøëåííûõ è ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ ðàéîíîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ áåñïåðåáîéíîå ïðîäîâîëüñòâåííîå ñíàáæåíèå. Òþêàëèíñêàÿ è Êîðìèëîâñêàÿ çîíû âûäåëåíû â ïåðñïåêòèâíûå äëÿ äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ êóðîðòíî-îçäîðîâèòåëüíûõ ó÷ðåæäåíèé îáëàñòè.

Ïîòðåáíîñòü â ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîì ïðîèçâîäñòâå ýíåðãèè åñòü âñåãäà. Ïîýòîìó ýâîëþöèÿ èñïîëüçîâàíèÿ ÂÈÝ íàøëà ñâîå îòðàæåíèå êàê æå â òåðìèíîëîãèè ïðèíÿòîé ÎÍÍ.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî â ìèðå ïðåîáëàäàåò èñïîëüçîâàíèå èñêîïàåìîãî îðãàíè÷åñêîãî òîïëèâà íàä ÂÈÝ, ðåñóðñû ÂÈÝ ðàçëè÷íûõ ñòðàí è êîíòèíåíòîâ äåëÿòñÿ íà âàëîâîé, òåõíè÷åñêèé è ýêîíîìè÷åñêèé ïîòåíöèàëû. Êàæäàÿ ñòðàíà ìèðà â çàâèñèìîñòè îò ñâîåãî ãåîãðàôè÷åñêîãî ïîëîæåíèÿ è ñóùåñòâóþùèõ òåõíîëîãèé èìååò ñâîè ïðèîðèòåòíûå âèäû ÂÈÝ, ïðè÷åì êàæäûé èç íèõ èìååò ñâîè ïðîãíîçèðóåìûå ïîòåíöèàëû, êîòîðûå ïîñòîÿííî êîððåêòèðóþòñÿ:

  • òåõíè÷åñêèé ïîòåíöèàë — èçìåíÿåòñÿ ïî ìåðå ðàçâèòèÿ ñóùåñòâóþùèõ òåõíîëîãèé, îáîðóäîâàíèÿ è èííîâàöèîííûõ ðåøåíèé íå ñòîëüêî â ðàññìàòðèâàåìûõ ñòðàíàõ, êàê â ìèðå â öåëîì;
  • ýêîíîìè÷åñêèé ïîòåíöèàë — èçìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò èñòîùåíèÿ èñêîïàåìîãî îðãàíè÷åñêîãî òîïëèâà è åãî ñòîèìîñòè íà ìèðîâûõ è âíóòðåííèõ ðûíêàõ, îñâîåíèÿ íîâûõ òåððèòîðèé, ðàçâèòèÿ äîðîæíîé èíôðàñòðóêòóðû, à òàêæå, îñîáåííî â ïîñëåäíåå âðåìÿ, ñ ó÷åòîì ñîáëþäåíèÿ ýêîëîãè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ è ïðèîðèòåòîì ïðîèçâîäñòâà ïðîäóêòîâ ïèòàíèÿ íàä ýíåðãåòè÷åñêèì ñåêòîðîì ïðîèçâîäñòâà áèîòîïëèâà.
Êðîìå òîãî, ÷òî êëèìàò êàæäîé ñòðàíû âíîñèò ñâîè êîððåêòèâû â èíòåíñèâíîñòü ðàçâèòèÿ ýíåðãåòèêè ÂÈÝ, è ñàìè «áàçîâûå òåõíîëîãèè» ýíåðãåòèêè ÂÈÝ ïðåòåðïåâàþò èçìåíåíèÿ ñ öåëüþ áîëåå ýôôåêòèâíîãî èñïîëüçîâàíèÿ íà ìåñòå êàê îïðåäåëåííîãî âèäà ÂÈÝ, òàê è çà ñ÷åò èõ êîìïëåêñíîãî èñïîëüçîâàíèÿ. Ó ÂÈÝ, ê ñîæàëåíèþ, íèçêàÿ ïëîòíîñòü. Èç-çà ýòîãî å¸ òðóäíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ýíåðãåòèêè áîëüøèõ ìîùíîñòåé.

Ïîñêîëüêó ñîâðåìåííûé òåìï ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè òåõíîëîãèé ýíåðãåòèêè ÂÈÝ î÷åíü âûñîê, òî ïðè îöåíêå å¸ âîçìîæíîñòåé ñëåäóåò èñõîäèòü â ïåðâóþ î÷åðåäü èç òåõíè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà, ò.ê. òîëüêî îí ïîêàçûâàåò, êàêîå èç íàïðàâëåíèé ýíåðãåòèêè ÂÈÝ ñëåäóåò ðàçâèâàòü â ïåðâóþ î÷åðåäü.

Òåõíè÷åñêèé ïîòåíöèàë ÷àñòè âèäîâ ÂÈÝ â Ðîññèè ïðîñòî îãðîìåí. Ïîòåíöèàë, êîòîðûé ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàí íà ñîâðåìåííîì óðîâíå ðàçâèòèÿ òåõíèêè â Ðîññèè ñîñòàâëÿåò 4,6 ìëðä ò ó. ò. Ýòî â 5 ðàç áîëüøå îáùåãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. Åñëè ãîâîðèòü î öèôðàõ ïî ðàçëè÷íûì âèäàì ÂÈÝ, òî îíè ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 1 èç èñòî÷íèêà [1].

Òàáëèöà 1 – Òåõíè÷åñêèé ïîòåíöèàë ÂÈÝ â Ðîññèè (Èíñòèòóò òåïëîôèçèêè ÑÎ ÐÀÍ, ã. Íîâîñèáèðñê)

ÂÈÝ

Òåõíè÷åñêèé ïîòåíöèàë, ìëí ò ó. ò.

Ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ

Âåòðîâàÿ ýíåðãèÿ

Ãåîòåðìàëüíàÿ ýíåðãèÿ

Ýíåðãèÿ ìàëûõ âîäîòîêîâ

Íèçêîïîòåíöèàëüíîå òåïëî

Áèîìàññà

2300

2000

180

125

115

53


Êàê âèäíî èç òàáëèöû 1 äëÿ Ðîññèè òåõíè÷åñêèå ïîòåíöèàëû ñîëíå÷íîé è âåòðîâîé ýíåðãèè íà ïîðÿäîê ïðåâîñõîäÿò îñòàëüíûå âèäû ÂÈÝ.

Ê ñåðüåçíûì íåäîñòàòêàì ýòèõ ÂÈÝ, îãðàíè÷èâàþùèõ èõ øèðîêîå ïðàêòè÷åñêîå ïðèìåíåíèå, îòíîñÿòñÿ íåâûñîêàÿ ïëîòíîñòü ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîòîêîâ è èõ íåïîñòîÿíñòâî âî âðåìåíè è, êàê ñëåäñòâèå ýòîãî, íåîáõîäèìîñòü çíà÷èòåëüíûõ çàòðàò íà îáîðóäîâàíèå, îáåñïå÷èâàþùåå ñáîð, àêêóìóëèðîâàíèå è ïðåîáðàçîâàíèå ýíåðãèè.

Òàê, íàïðèìåð, ïëîòíîñòü ïîòîêà ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ íà ïîâåðõíîñòü çåìëè â ïîëäåíü ÿñíîãî äíÿ ñîñòàâëÿåò âñåãî îêîëî 1 êÂò/ì2, à åãî ñðåäíåãîäîâîå çíà÷åíèå (ñ ó÷åòîì ñåçîííûõ è ïîãîäíûõ êîëåáàíèé) äëÿ ñàìûõ ñîëíå÷íûõ ðàéîíîâ çåìíîãî øàðà íå ïðåâûøàåò 250 Âò/ì2 (äëÿ ñðåäíåé ïîëîñû Ðîññèè 120 Âò/ì2).

Ñðåäíÿÿ óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü ýíåðãèè âåòðîâîãî ïîòîêà, êàê ïðàâèëî, íå ïðåâûøàåò íåñêîëüêèõ ñîòåí Âò/ì2. Òàê ïðè ñêîðîñòè âåòðà 10 ì/ñ óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü ïîòîêà ýíåðãèè (Å = ⅟₂ρV3, ρ — ïëîòíîñòü âîçäóõà, V — ñêîðîñòü âåòðà) ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíà 500 Âò/ì2.

Ïëîòíîñòü ýíåðãèè âîäíîãî ïîòîêà, èìåþùåãî ñêîðîñòü 1 ì/ñ, òàêæå ñîñòàâëÿåò âñåãî îêîëî 500 Âò/ì2. Äëÿ ñðàâíåíèÿ óêàæåì, ÷òî ïëîòíîñòü òåïëîâîãî ïîòîêà íà ñòåíêàõ òîïêè ïàðîâîãî êîòëà äîñòèãàåò íåñêîëüêèõ ñîòåí êÂò/ì2.

Íåóñòîé÷èâîñòü âåòðà ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòè ïðèìåíåíèÿ ñðåäñòâ àêêóìóëÿöèè ýíåðãèè. Ýòî óäîðîæàåò óñòàíîâêó, è â öåëîì ñòîèìîñòü ïîëó÷àåìîé ýíåðãèè îêàçûâàåòñÿ âûøå, ÷åì íà ãèäðîýëåêòðîñòàíöèÿõ (ÃÝÑ) è ìíîãèõ òåïëîýëåêòðîñòàíöèÿõ (ÒÝÑ).

Ïðè ñîâðåìåííûõ àýðîäèíàìè÷åñêè ñîâåðøåííûõ âèíòàõ è ïðåîáðàçóþùèõ óñòðîéñòâàõ 2,6∙106 ì2 ôðîíòà âåòðà ìîãóò äàòü ìîùíîñòü 150 ÌÂò ïðè ëþáîé ñêîðîñòè âåòðà, ïðåâûøàþùåé 6 – 8 ì/ñ.

Îáû÷íî â ìèðîâîé ïðàêòèêå ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî åñëè ñðåäíåãîäîâàÿ ñêîðîñòü âåòðà â äàííîé ìåñòíîñòè ïðåâûøàåò 5 – 6 ì/ñ, òî èñïîëüçîâàíèå âåòðîýëåêòðè÷åñêèõ óñòàíîâîê (ÂÝÓ) çäåñü âåñüìà ïåðñïåêòèâíî.

Îäíàêî, íåñìîòðÿ íà ýòî, òåõíîëîãèè èñïîëüçîâàíèÿ ýòèõ âèäîâ ÂÈÝ àêòèâíî ðàçâèâàþòñÿ âî ìíîãèõ ñòðàíàõ ìèðà, ìíîãèå èç íèõ äîñòèãëè êîììåð÷åñêîé çðåëîñòè è óñïåøíî êîíêóðèðóþò íà ðûíêå ýíåðãåòè÷åñêèõ óñëóã, â òîì ÷èñëå ïðè ïðîèçâîäñòâå ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè.

Ê îñîáåííîñòÿì ýòèõ âèäîâ ÂÈÝ îòíîñèòñÿ òî, ÷òî îíè â ìàêñèìàëüíîì ñâîåì ïðîÿâëåíèè êàê áû «çàòåíÿþò» äðóã äðóãà, îñîáåííî â ëåòíèé ïåðèîä. Òàê, åñëè ñèëüíûé âåòåð, ïðè ïåðåìåíå ïîãîäû, òî îáû÷íî áîëüøàÿ îáëà÷íîñòü è ìåíüøå èíñîëÿöèÿ, à ïðè ñëàáîì âåòðå — áîëüøå èíòåíñèâíîñòü ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ. Ïðè ñîëíå÷íîé ïîãîäå, êîãäà íåò îáëàêîâ, îáû÷íî íå áûâàåò ñèëüíûõ âåòðîâ.

Äëèòåëüíàÿ æàðêàÿ (áåç äîæäåé) ïîãîäà, ïðàêòè÷åñêè áåçâåòðåííàÿ, ñïîñîáñòâóåò îáðàçîâàíèþ ñìîãà, óìåíüøàåò ñòîê ðåê, à çíà÷èò è âûðàáîòêó ýëåêòðîýíåðãèè íà ÃÝÑ.

Âî âðåìÿ äîæäÿ ïëîñêèå ñîëíå÷íûå êîëëåêòîðû áûñòðî îõëàæäàþòñÿ. À ïîñëå äîæäÿ, êîãäà âîçäóõ î÷èùåí îò ïûëè è àýðîçîëåé, èíñîëÿöèÿ ïîâûøåíà, ïîñêîëüêó ïëîòíîñòü âëàæíîãî âîçäóõà ìåíüøå, ÷åì ñóõîãî, ïðè îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ, ò.ê. ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà ïàðîâ âîäû ìåíüøå, ÷åì ñðåäíÿÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà âîçäóõà, «ðàáîòîñïîñîáíîñòü» âåòðà ïîíèæàåòñÿ.

Êðîìå òîãî ñèëà âåòðà âëèÿåò íà âîçìîæíîñòü ãåëèîîáîðóäîâàíèÿ ïðèíèìàòü è ñîõðàíÿòü àêêóìóëèðîâàííóþ ñîëíå÷íóþ ýíåðãèþ. Òàê ÷åì ñèëüíåå âåòåð, òåì áîëüøå ïîòåðè òåïëà èç ïëîñêèõ ñîëíå÷íûõ êîëëåêòîðîâ, à òàêæå ìåíüøåå êîëè÷åñòâî ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ïðîíèêàåò â ñîëíå÷íûé ñîëÿíîé ïðóä.

Åñëè íåáî îáëà÷íîå, òî âîäà (òåïëîíîñèòåëü) â ïëîñêîì ñîëíå÷íîì êîëëåêòîðå, êîãäà Ñîëíöå «âûõîäèò» èç-çà òó÷ íà íåïðîäîëæèòåëüíîå âðåìÿ íå âñåãäà óñïååò íàãðåòüñÿ äî ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû. Ïîýòîìó êîãäà Ñîëíöå «çàõîäèò» çà òó÷ó, òåïëîíîñèòåëü îñòûâàåò, áåç àêêóìóëèðîâàíèÿ òåïëîòû, íàïðèìåð, âîäÿíûì áàêîì-àêêóìóëÿòîðîì. Ïðè îïðåäåëåííîé ïåðèîäè÷íîñòè ÷åðåäîâàíèÿ ñîëíå÷íûõ è ïàñìóðíûõ ïåðèîäîâ â òå÷åíèå äíÿ àêêóìóëÿòîð ìîæåò è íå âîñïîëíèòü çàïàñ òåïëîòû.

Òàê òàêîé âàæíûé ïîêàçàòåëü äëÿ ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà, êàê àëüáåäî âîäíîé ïîâåðõíîñòè, çàâèñÿùèé îò ñòåïåíè âîëíåíèÿ è âûñîòû Ñîëíöà íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 3 – 45 % (Àëüáåäî ïîâåðõíîñòè (êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ ñâåòà) — ýòî îòíîøåíèå ïîòîêà èçëó÷åíèÿ, îòðàæåííîãî ýòîé ïîâåðõíîñòüþ, â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî, ê ïîòîêó, óïàâøåìó íà íå¸).

Ïðè ñïîêîéíîé âîäíîé ïîâåðõíîñòè àëüáåäî çàâèñèò òîëüêî îò âûñîòû Ñîëíöà (ðèñóíîê 1 èëè òàáëèöà 2).

2016-02-10_141917.png

Ðèñóíîê 1 – Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ äëÿ ñïîêîéíîé âîäíîé ïîâåðõíîñòè îò âûñîòû Ñîëíöà.

Òàáëèöà 2 – Êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ (ρ, %) ñâåòà ïðè ðàçëè÷íûõ óãëàõ ïàäåíèÿ äëÿ ñòåêëà è âîäû

Âåùåñòâî

Óãîë ïàäåíèÿ, â ãðàäóñàõ

0

20

30

40

50

60

70

80

89

90

Ñòåêëî

4,7

4,7

4,9

5,3

6,6

9,8

18

39

81

100

Âîäà

2,0

2,1

2,2

2,5

3,4

6,0

13,5

34,5

90,0

100


Âåòðû «ïðèíîñÿùèå» îáëàêà, âëèÿþò íà ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñîëíå÷íîãî ñèÿíèÿ (òàáëèöû 3, 4 è 5 [2]), à çíà÷èò è ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû ãåëèîóñòàíîâîê.

Òàáëèöà 3 – Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñîëíå÷íîãî ñèÿíèÿ (÷àñû) (ïðè ãîäîâîì â ã. Îìñêå — 2223 ÷, Ðóññêîé Ïîëÿíå, ïîñåëêå íà þãå Îìñêîé îáëàñòè (Ð. Ï.) — 2269 ÷)

Ñòàíöèÿ

Ìåñÿöû

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Îìñê

82

122

192

249

290

318

299

252

191

97

71

60

Ð. Ï.

96

128

190

236

296

318

294

264

206

116

74

63


 Òàáëèöà 4 – Îòíîøåíèå íàáëþäàâøåéñÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñîëíå÷íîãî ñèÿíèÿ ê âîçìîæíîé (%) (ïðè ãîäîâîé â ã. Îìñêå — 51 %, Ðóññêîé Ïîëÿíå (Ð. Ï.) — 54 %)

Ñòàíöèÿ

Ìåñÿöû

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Îìñê

38

46

55

62

61

66

61

57

53

32

30

30

Ð. Ï.

44

49

55

60

61

66

61

63

59

39

32

31


Òàáëèöà 5 – ×èñëî äíåé áåç ñîëíöà (ïðè ãîäîâîì â ã. Îìñêå — 57, Ðóññêîé Ïîëÿíå (Ð. Ï.) — 49)

Ñòàíöèÿ

Ìåñÿöû

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Îìñê

8

5

5

2

1

0,4

1

1

2

8

12

12

Ð. Ï.

5

4

4

2

1

0,2

0,2

0,5

1

8

12

11


È, íåñìîòðÿ íà ýòî, ñîëíå÷íóþ ýíåðãèþ ëåòîì â ñðåäíåé ïîëîñå Ðîññèè ìîæíî ñ óñïåõîì ïðèìåíÿòü òàì, ãäå ñåãîäíÿ èñïîëüçóþòñÿ òàêèå âûñîêîëèêâèäíûå âèäû ýíåðãèè è ýíåðãîíîñèòåëè, êàê ýëåêòðè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ, ãàç, æèäêîå ìîòîðíîå òîïëèâî, óãîëü è äðîâà.

Ïåðå÷èñëåííûå íèæå òåõíîëîãèè è óñòðîéñòâà íà èõ îñíîâå, íà áàçå ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà, ìîãóò íàéòè ïðèìåíåíèå: â ïðîìûøëåííîñòè, â ñåëüñêîì è æèëèùíî-êîììóíàëüíîì õîçÿéñòâàõ, â èíäóñòðèè îòäûõà è ëå÷åíèÿ, â ïðèäîðîæíîì ñåðâèñå, â òåõíîëîãè÷åñêèõ ëèíèÿõ ñóøêè ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîãî ñûðüÿ, ïèëîìàòåðèàëîâ, òîðôà, ïåëëåò, ÿãîä, ãðèáîâ, ëåêàðñòâåííûõ òðàâ, øïàë; ñâåæåîêðàøåííûõ ïîêðûòèé;. â óñòàíîâêàõ ïðîïàðêè áåòîííûõ èçäåëèé; èñêóññòâåííîãî ñòàðåíèÿ ìåòàëëîèçäåëèé; íà ñòåíäàõ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ òåìïåðàòóðíûõ èñïûòàíèé ìàøèí, ïðèáîðîâ è ìåõàíèçìîâ; â óñòðîéñòâàõ ïðîïèòêè êàòóøåê òðàíñôîðìàòîðîâ êëåÿìè è ëàêàìè, äóáëåíèÿ êîæ; îêðàøèâàíèÿ òîëñòûõ òêàíåé (ïðè çâóêîêàïèëÿðíûõ ïðîöåññàõ); íàíåñåíèÿ ãàëüâàíè÷åñêèõ ïîêðûòèé; î÷èñòêè äåòàëåé îò àñôàëüòîñìîëèñòûõ îòëîæåíèé, íàãàðà è íàêèïè; óäàëåíèÿ ñòàðîé êðàñêè è êîíñåðâàöèîííîé ñìàçêè; â ñîîðóæåíèÿõ ïðîèçâîäñòâà áèîãàçà è ìîòîðíîãî áèîòîïëèâà â ïðîìûøëåííûõ ìàñøòàáàõ; â îáùåñòâåííîì è ÷àñòíîì ïèòàíèè ïðè âàðêå ïèùè. Íà ïòèöåôàáðèêàõ è ÷àñòíîì ïîäâîðüå ïðè èíêóáàöèè ÿèö è äàæå äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ ôèçèîëîãè÷åñêèõ ïîòðåáíîñòåé ÷åëîâåêà (áàíÿ).

Ïîñêîëüêó ñòîèìîñòü ýëåêòðîýíåðãèè öåíòðàëüíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ, ãàçà, æèäêîãî ìîòîðíîãî òîïëèâà, óãëÿ óâåëè÷èâàåòñÿ ïî ìåðå óäàëåííîñòè îò ìåñòà èõ äîáû÷è è ïðîèçâîäñòâà, ñëåäîâàòåëüíî, íà óäàëåííûõ òåððèòîðèÿõ îíà íàèáîëåå âûñîêàÿ, à çíà÷èò, áîëåå âûñîêèìè ñòàíîâÿòñÿ è âûðàáàòûâàåìûå èç íåå (ïîñðåäñòâîì åå) îñíîâíûå âèäû ýíåðãèè — òåïëî è õîëîä. Ýëåêòðèôèöèðîâàííûå âîäîñíàáæåíèå, âåíòèëÿöèÿ è ñóøêà òàêæå î÷åíü äîðîãè. Ïðîèçâîäñòâî ýòèõ âèäîâ ýíåðãèè (óñëóã) èç ïðèâîçíîãî îðãàíè÷åñêîãî òîïëèâà èç-çà âûñîêîé öåíû êàê òîïëèâà, òàê è ãåíåðèðóþùèõ óñòàíîâîê, íå óñòðàèâàåò ëþáîãî òîâàðîïðîèçâîäèòåëÿ.

Ó÷èòûâàÿ âûñîêóþ ñòîèìîñòü îòïóñêàåìûõ âèäîâ ýíåðãèè óñòàíîâêè è ñèñòåìû íà áàçå ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà, ìîãóò íàéòè ïàðàëëåëüíîå è íåçàâèñèìîå ïðèìåíåíèå â êà÷åñòâå íåòðàäèöèîííûõ ýíåðãîèñòî÷íèêîâ [3]:

• ãåëèîñóøèëêè, êîðïóñ êîòîðîé íàãðåâàåòñÿ òåïëîòîé ïðèäîííîãî ñëîÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííîãî àêêóìóëÿòîðà òåïëîòû, ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà;

• ãåëèîïå÷è, êîðïóñ êîòîðîé íàãðåâàåòñÿ òåïëîòîé ïðèäîííîãî ñëîÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííîãî àêêóìóëÿòîðà òåïëîòû, ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà;

• ãåëèîáàíè — ïàðíîé, íàãðåâàþùåéñÿ çà ñ÷åò òåïëîòû ïðèäîííîãî ñëîÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííîãî àêêóìóëÿòîðà òåïëîòû, ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà;

• ãåëèîáèîãàçîâîé óñòàíîâêè, êîðïóñ áèîðåàêòîðà êîòîðîé ïîäîãðåâàåòñÿ òåïëîòîé ïðèäîííîãî ñëîÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííîãî àêêóìóëÿòîðà òåïëîòû, ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà;

• ãåëèîâîäîì¸òà — âîäîíàñîñíîé ñòàíöèè, âîäîì¸ò (ïðåîáðàçîâàòåëü òåïëîâîé ýíåðãèè) êîòîðîãî ðàáîòàåò îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð ìåæäó äâóìÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííûìè àêêóìóëÿòîðàìè òåïëîòû è õîëîäà, êîòîðûìè ñëóæàò ñîëíå÷íûé ñîëÿíîé ïðóä è êîòëîâàí ñî ëüäîì;

• òåïëîâîãî äâèãàòåëÿ, ãåëèîâîäîì¸ò êîòîðîãî ðàáîòàåò îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð ìåæäó äâóìÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííûìè àêêóìóëÿòîðàìè òåïëîòû è õîëîäà, êîòîðûìè ñëóæàò ñîëíå÷íûé ñîëÿíîé ïðóä è êîòëîâàí ñî ëüäîì;

• ãåëèîýëåêòðîñòàíöèè, òåïëîâîé äâèãàòåëü êîòîðîé ðàáîòàåò îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð ìåæäó äâóìÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííûìè àêêóìóëÿòîðàìè òåïëîòû è õîëîäà, êîòîðûìè ñëóæàò ñîëíå÷íûé ñîëÿíîé ïðóä è êîòëîâàí ñî ëüäîì;

• ãåëèîõîëîäèëüíèêà — óñòàíîâêè äëÿ âûðàáîòêè ñðåäíåòåìïåðàòóðíîãî õîëîäà, õëàäîì¸ò (êîìïðåññîð) êîòîðîãî ðàáîòàåò îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð ìåæäó äâóìÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííûìè àêêóìóëÿòîðàìè òåïëîòû è õîëîäà, êîòîðûìè ñëóæàò ñîëíå÷íûé ñîëÿíîé ïðóä è êîòëîâàí ñî ëüäîì;

• òåïëîãåíåðàòîðà ñèñòåìû îòîïëåíèÿ, ãîðÿ÷åãî âîäîñíàáæåíèÿ è ñóøêè, òåïëîîáìåííèê êîòîðîãî âîñïðèíèìàåò òåïëîòó ïðèäîííîãî ñëîÿ èñêóññòâåííî ñîçäàííîãî àêêóìóëÿòîðà òåïëîòû — ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà;

• õëàäîãåíåðàòîðà ñèñòåìû ëåòíåãî êîíäèöèîíèðîâàíèÿ, òåïëîîáìåííèê êîòîðîãî âîñïðèíèìàåò õîëîä àêêóìóëÿòîðà õîëîäà — êîòëîâàíà ñî ëüäîì;

• òåïëîâîãî íàñîñà — óñòàíîâêè äëÿ âûðàáîòêè òåïëà, õëàäîì¸ò (êîìïðåññîð) êîòîðîãî ðàáîòàåò îò ýíåðãèè ñãîðàíèÿ îðãàíè÷åñêîãî òîïëèâà, à ïîñòóïëåíèå òåïëîòû îáåñïå÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò èçúÿòèÿ åå èç òàëîé âîäû èñêóññòâåííî ñîçäàííîãî àêêóìóëÿòîðà — êîòëîâàíà, êîòîðûé ëåòîì àêêóìóëèðóåò ñîëíå÷íóþ ýíåðãèþ, íåèñïîëüçîâàííóþ â òåðìîäèíàìè÷åñêèõ öèêëàõ âîäîì¸òà, õëàäîì¸òà;

• ïîäîãðåâàòåëÿ ñèñòåìû çèìíåãî ïîääåðæàíèÿ ìèêðîêëèìàòà â ïîìåùåíèÿõ, òåïëîîáìåííèê êîòîðîãî âîñïðèíèìàåò äëÿ ïîäîãðåâà íàðóæíîãî çèìíåãî âîçäóõà ñ òåìïåðàòóðîé íèæå ìèíóñ 5 – 10 ⁰Ñ òåïëîòó òàëîé âîäû èñêóññòâåííî ñîçäàííîãî àêêóìóëÿòîðà — êîòëîâàíà, êîòîðûé ëåòîì àêêóìóëèðóåò ñîëíå÷íóþ ýíåðãèþ, íåèñïîëüçîâàííóþ â òåðìîäèíàìè÷åñêèõ öèêëàõ âîäîì¸òà, õëàäîì¸òà.

Ðåçêî êîíòèíåíòàëüíûé êëèìàò ñðåäíåé ïîëîñû Ðîññèè ïðåäîïðåäåëÿåò ïîâûøåííóþ ñåçîííóþ ïîòðåáíîñòü íàñåëåíèÿ â îòäåëüíûõ âèäàõ ýíåðãèè. Ïðè îòíîñèòåëüíî ñòàáèëüíîì ñïðîñå â òå÷åíèå âñåãî ãîäà íà ìåõàíè÷åñêóþ è ýëåêòðè÷åñêóþ ýíåðãèè ëåòîì ðåçêî âîçðàñòàþò ðàñõîäû âîäû è èñêóññòâåííîãî õîëîäà, à çèìîé — ãðîìàäíûé äåôèöèò òåïëà.

Èñõîäÿ èç îñîáåííîñòåé êëèìàòà Ðîññèè, â öåíòðå êîìïëåêñíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè (â öåíòðå àðõèòåêòóðû ñàìîýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ, âïëîòü äî 60⁰ ñ. ø.) íàõîäèòñÿ çäàíèå ñ êîíöåíòðàòîðîì (èëè êîíöåíòðàòîð), îáåñïå÷èâàþùèì óâåëè÷åíèå ïîñòóïëåíèÿ ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ â ñîëíå÷íûé ñîëÿíîé ïðóä, ðàñïîëîæåííûé ñ þæíîé ñòîðîíû, è çàòåíÿþùåå òåïëîèçîëèðîâàííûé êîòëîâàí ñî ëüäîì, íàõîäÿùèéñÿ ñ ñåâåðíîé ñòîðîíû.

Ïðè êîìïîíîâêå ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ è âûáîðå àêêóìóëÿòîðîâ òåïëîòû è õîëîäà àâòîð èñõîäèò èç òîãî, ÷òî:

• ãèäðîäèíàìè÷åñêèé ñîëíå÷íûé ñîëÿíîé ïðóä — ýòî íå òîëüêî àêêóìóëÿòîð, íî è ìîùíåéøèé êîíöåíòðàòîð ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, ïëîòíîñòü ïîòîêà òåïëîâîé ýíåðãèè â ïðóäó (ïðè èçâåñòíîé èíåðöèîííîñòè è òåõíîëîãèè èñïîëüçîâàíèÿ ýíòàëüïèè) â 100000 ðàç âûøå ñîëíå÷íîé ïîñòîÿííîé (1300 Âò/ì2);

• ïðè àêêóìóëèðîâàíèè ñîëíå÷íîé ýíåðãèè ïðèäîííûì ðàññîëîì ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà ïðîãðåâàåòñÿ è ãðóíò ïîä íèì, ïðè ýòîì îáðàçóåòñÿ ñóùåñòâåííûé çàïàñ òåïëîòû — ïåòðîãåîòåðìàëüíûé ðåñóðñ — ãàðàíòèÿ áåñïåðåáîéíîãî ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ â ïàñìóðíûå äíè;

• ïðè ðàçîâîì ïðîìåðçàíèè êîòëîâàíà ãëóáèíîé 2 ì êîëè÷åñòâî âûäåëÿåìîé ýíåðãèè ôàçîâîãî ïåðåõîäà ñîñòàâëÿåò 668 ÒÄæ/êì2. Åñëè ýòó âûäåëÿþùóþñÿ ýíåðãèþ ðàâíîìåðíî èñïîëüçîâàòü â òå÷åíèå 150 ñóòîê íà îòîïëåíèå òåïëîâûì íàñîñîì èëè ñèñòåìîé ïîääåðæàíèÿ ìèêðîêëèìàòà, òî óñòàíîâëåííàÿ ìîùíîñòü “âîäÿíîé òîïêè” áóäåò ðàâíà 51,5 ÌÂò/êì2. Ýòî ñîïîñòàâèìî ñ ïëîòíîñòüþ çàëåæåé óãëÿ â ðàéîíàõ åãî äîáû÷è — 30 ÌÂò/êì2. Ïðè ýòîì íàäî ó÷èòûâàòü, ÷òî ê êîíå÷íîìó ïîòðåáèòåëþ â âèäå òåïëà «äîõîäèò» ïðèìåðíî ⅟10 ÷àñòü ýíåðãèè çàëåæåé óãëÿ, à ïðè èñïîëüçîâàíèè ýíåðãèè âîäû, ïî ïðåäëàãàåìîé òåõíîëîãèè, áóäåò «äîõîäèòü» ⅚ – ⅞ òåïëîòû ôàçîâîãî ïåðåõîäà. À çíà÷èò âîäó ìîæíî ñ ïîëíûì ïðàâîì îòíåñòè ê àëüòåðíàòèâíîìó èñòî÷íèêó ýíåðãèè (ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü èñêóññòâåííîé ýíåðãèè, îáóñëîâëåííàÿ õîçÿéñòâåííîé äåÿòåëüíîñòüþ, ðàâíà âñåãî 0,02 ÌÂò/êì2, ò. å. â 10000 ðàç ìåíüøå ñðåäíåé ïëîòíîñòè ñîëíå÷íîé ýíåðãèè — 200 ÌÂò/êì2. È òîëüêî â îòäåëüíûõ ìåñòàõ çåìíîãî øàðà ýòîò ïîêàçàòåëü âûøå — â ßïîíèè 2 ÌÂò/êì2, â Ðóðñêîì ðàéîíå ÔÐà — 20);

• çà ñ÷åò ïîäâèæíîãî êîíöåíòðàòîðà, íàïðàâëÿþùåãî â àêâàòîðèþ ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà äåñÿòêè òûñÿ÷ êÂò∙÷ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, ìîæíî îáåñïå÷èòü ýôôåêòèâíûé ñáîð ñîëíå÷íîé ýíåðãèè. Îòðàæåíèå ñîëíå÷íîé ýíåðãèè îò âåðòèêàëüíîé ïîâåðõíîñòè, îðèåíòèðîâàííîé íà þã, ìàêñèìàëüíî â âûñîêèõ ãåîãðàôè÷åñêèõ øèðîòàõ, à ñ ïðîäâèæåíèåì íà þã îíî óìåíüøàåòñÿ, è íà øèðîòàõ ñåâåðíûé òðîïèê-ýêâàòîð äîñòèãàåò íóëÿ è äàæå îòðèöàòåëüíîãî çíà÷åíèÿ. Ñîëíöå â ýòî âðåìÿ íàõîäèòñÿ íàä ñåâåðíûì ïîëóøàðèåì, îòðàæàòü ëó÷è áóäåò ñåâåðíàÿ ñòîðîíà çäàíèÿ. Èñïîëüçîâàíèå ñîëíå÷íûõ ïðóäîâ ìàëûõ ïëîùàäåé ñ êîíöåíòðàöèåé ýíåðãèè, â òîì ÷èñëå îò ñòåí çäàíèÿ â ñðåäíåé ïîëîñå Ðîññèè, äëÿ äåöåíòðàëèçîâàííîãî ïîòðåáèòåëÿ ÿâëÿåòñÿ îïòèìàëüíûì.

Ýôôåêòèâíîñòü êîìïëåêñíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè â ñðåäíåé ïîëîñå Ðîññèè çà ñ÷åò îòðàæåííîãî ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ íàìíîãî âûøå, ÷åì ó èñïîëüçóåìûõ ãåëèîòåõíîëîãèé. Ëåòîì ðàáîòà âîäîì¸òà (õëàäîì¸òà) îñóùåñòâëÿåòñÿ îò ýíåðãèè ñîëíå÷íîãî ïðóäà ïðè îõëàæäåíèè åãî ðàäèàòîðà ëüäîì (õîëîäîì), îáëàäàþùèì âûñîêîé óäåëüíîé òåïëîåìêîñòüþ — 2,06 êÄæ/(êã∙Ê), ÷òî îáåñïå÷èâàåò ðàáîòó ñ ìàêñèìàëüíîé, äëÿ äàííîé ãåîãðàôè÷åñêîé øèðîòû, ðàçíîñòüþ ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð.

ÊÏÄ òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ íà ⅓, è îäíîâðåìåííî îáåñïå÷èâàåòñÿ ýôôåêòèâíîå àêêóìóëèðîâàíèå êîòëîâàíîì ñîëíå÷íîé ýíåðãèè (äî 85 % îò àêêóìóëèðîâàííîé ïðóäîì) è ñáðîñíîãî òåïëà ãåëèîõîëîäèëüíèêà íà çèìíèé ïåðèîä (â èçâåñòíûõ òåõíîëîãèÿõ íåèñïîëüçîâàííàÿ â òåðìîäèíàìè÷åñêèõ öèêëàõ òåïëîòà è ñáðîñíîå òåïëî ñ äîïîëíèòåëüíûìè çàòðàòàìè ýíåðãèè (äî 20 % îò ìîùíîñòè óñòàíîâêè) è îáîðóäîâàíèÿ ïðèíóäèòåëüíî ðàññåèâàåòñÿ â îêðóæàþùóþ ñðåäó).

Ïðåäëàãàåìàÿ òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò: âûðàáàòûâàÿ õîëîä êîòëîâàíà, çàïàñàòü òåïëîòó, âûðàáàòûâàÿ òåïëîòó, àêêóìóëèðîâàòü õîëîä, ò.å. íåò ïðîìåæóòî÷íîãî îáîðóäîâàíèÿ è àêêóìóëÿòîðîâ, êîòîðûå áû íå ðàáîòàëè â òå÷åíèå âñåãî ãîäà. Ïðè ýòîì âûðàáàòûâàåòñÿ âåñü ñïåêòð íåîáõîäèìîé äëÿ ïðîèçâîäñòâà è áûòà, ëå÷åíèÿ è îòäûõà ýíåðãèè.

Ðàáîòà õëàäîì¸òà òåïëîâîãî íàñîñà (ÒÍ) çèìîé îáåñïå÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò ñæèãàíèÿ ïðèâîçíîãî îðãàíè÷åñêîãî òîïëèâà, ïðîñóøåííûõ ìåñòíûõ âèäîâ òîïëèâà èëè ìåñòíîãî áèîãàçà (áèîìåòàíà). Ïîëíûé îòêàç îò èõ èñïîëüçîâàíèÿ âîçìîæåí ïðè îñâîåíèè òåõíîëîãèè àêêóìóëèðîâàíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, ïðèãîäíîé ïî ñâîèì ïàðàìåòðàì äëÿ ïðèâîäà â ðàáîòó õëàäîì¸òà èëè çà ñ÷åò âåòðà, èëè îò ãåîòåðìàëüíîãî äâèãàòåëÿ.

Ïåðèîäè÷åñêàÿ ðàáîòà êîòëîâàíà ëåòîì â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà õîëîäà, à çèìîé òåïëîòû èìååò ñâîè íåîñïîðèìûå ïðåèìóùåñòâà, êîòîðûå ìîãóò áûòü îöåíåíû òîëüêî â âûñîêèõ øèðîòàõ. Ïðè çàìîðàæèâàíèè êîòëîâàíà çèìîé ÒÍ è ñèñòåìîé ïîääåðæàíèÿ ìèêðîêëèìàòà ðàñøèðÿåòñÿ çîíà ýôôåêòèâíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè êàê â þæíîì íàïðàâëåíèè — Êóáàíü, Ïðèìîðüå, ãäå ïðè ñðåäíåé òåìïåðàòóðå ÿíâàðÿ ìèíóñ 4 – 10 ⁰Ñ, íåâîçìîæíî ñäåëàòü íàìîðàæèâàíèåì áåç áîëüøèõ çàòðàò íåîáõîäèìûå çàïàñû ëüäà äëÿ ëåòíåé ðàáîòû, òàê è â ñåâåðíîì, ãäå ïðè ñðåäíåé òåìïåðàòóðå ÿíâàðÿ ìèíóñ 25 – 35 ⁰Ñ ýíåðãèÿ çàìåðçàþùåé âîäû òåïëîèçîëèðîâàííîãî êîòëîâàíà — ýòî åäèíñòâåííûé âèä ýíåðãèè îêðóæàþùåé ñðåäû, ïðèãîäíûé ïî ñâîèì ïàðàìåòðàì (òåìïåðàòóðà, òåïëîòà ôàçîâîãî ïåðåõîäà, òåïëî¸ìêîñòü) è îáúåìàì äëÿ îáîãðåâà æèëûõ è ïðîèçâîäñòâåííûõ çäàíèé ÒÍ è ïîääåðæàíèÿ ìèêðîêëèìàòà â æèâîòíîâîä÷åñêèõ ïîìåùåíèÿõ.

Ïîëîæèòåëüíûì ôàêòîðîì èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íûõ ñîëÿíûõ ïðóäîâ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïðè åãî âîçâåäåíèè íå äîëæíî áûòü ïðîáëåì ñ îñíàùåíèåì åãî ñîëüþ.  çåìíîé êîðå ñîëåðîäíûå áàññåéíû èìåþò îãðîìíûå ðàçìåðû. Òàê êåìáðèéñêèé áàññåéí çàíèìàåò ïî÷òè âñþ Ñèáèðñêóþ ïëàòôîðìó — 2 ìëí êì2, ìîùíîñòü ñîëåíîñíûõ îòëîæåíèé â íåì äîñòèãàåò 3 êì. Ðàññîëû Ñèáèðñêîé ïëàòôîðìû ñâîåîáðàçíû, ñîëåé â íèõ áûâàåò áîëüøå, ÷åì âîäû. — äî 600 ã/ë. Ò.å. äëÿ ñîçäàíèÿ ñîëíå÷íûõ ïðóäîâ èìåþòñÿ ïðèðîäíûå ðàññîëû íóæíîé êîíöåíòðàöèè â íåîãðàíè÷åííûõ êîëè÷åñòâàõ.

Âûðàáîòêà ýíåðãèè èç ñîëíå÷íîãî è âåòðîâîãî ïîòåíöèàëîâ èìååò ñâîè îñîáåííîñòè.

Åñëè ïëîòíîñòü ïîòîêà ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ, ïîñòóïàþùåãî ê ïðèåìíèêó, íå ïðåâûøàåò 1 êÂò/ì2, è ÷åì îíà âûøå, òåì áîëüøå ìîæíî âûðàáîòàòü èç íå¸ äèôôåðåíöèðîâàííûõ âèäîâ ýíåðãèè, òî ñ ýíåðãèåé âåòðà ìàëûõ ÂÝÓ óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè âåòðà íå âñåãäà ïðèâîäèò ê âîçðàñòàíèþ âûðàáàòûâàåìîé ìîùíîñòè (òàáëèöû 6 è 7 è ðèñóíîê 2).

Òàáëèöà 6 – Çàâèñèìîñòü ìîùíîñòè íà âàëó êðûëü÷àòêè ÂÝÓ îò äèàìåòðà âåòðîêîëåñà è ñêîðîñòè âåòðà [3]

Äèàìåòð âåòðîêîëåñà, ì

Ìîùíîñòü, êÂò, ïðè ñêîðîñòè âåòðà, ì/ñ

4

5

6

7

8

9

10

2

4

8

12

18

30

0,042

0,17

0,69

1,55

3,48

9,6

0,083

0,33

1,34

3,03

6,6

18,9

0,145

0,58

2,32

5,25

11,8

32,6

0,23

0,92

3,7

8,25

18,6

51,6

0,345

1,38

5,5

12,4

27,8

77,3

0,345

1,38

5,5

12,4

39,5

110,0

0,345

1,38

5,5

12,4

54,6

151,1


Òàáëèöà 7 – Ìîùíîñòíûå õàðàêòåðñòèêè (Ð) è ÊÏÄ (ηî) ÂÝÓ ìîùíîñòüþ îò 4 äî 30 êÂò [4]

Ñêîðîñòü âåòðà, ì/ñ

ÂÒÍ8-10

Ðîññèÿ

ÂÝÓ-30

Ðîññèÿ, Øâåöèÿ

GEV10-25 Ôðàíöèÿ

ÀÂÝÓ6-4

ÑÑÐ

Ð, êÂò

ηî

Ð, êÂò

ηî

Ð, êÂò

ηî

Ð, êÂò

ηî

5

1,4

0,36

4,7

0,4

1

0,16

0,6

0,28

6

3,0

0,45

8,2

0,4

3

0,29

1,2

0,32

7

4,7

0,45

13,0

0,4

6

0,36

1,8

0,30

8

7,0

0,44

18,5

0,38

9

0,36

2,7

0,30

9

9,4

0,42

24

0,35

12

0,34

3,6

0,29

10

10

0,32

30

0,32

15

0,31

4,0

0,28

11

10

0,24

30

0,24

19

0,29

4,0

0,17

12

10

0,15

30

0,18

22,5

0,27

4,0

0,13

13

10

0,14

30

0,14

27,5

0,26

4,0

0,10


Ðàñ÷åòû ïîêàçûâàþò, ÷òî ìàêñèìàëüíóþ ýíåðãèþ âåòðÿíîé äâèãàòåëü äàåò òîãäà, êîãäà ðîòîð óìåíüøàåò ñêîðîñòü âåòðà íà îäíó òðåòü.

Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî íà Çåìëå ïîëåçíî ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî òîëüêî 5 % ýíåðãèè âåòðà.

Âåòðîäâèãàòåëè êðûëü÷àòûå èìåþò êîýôôèöèåíò èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè âåòðà äî 0,48, êàðóñåëüíûå èëè ðîòîðíûå è áàðàáàííûå íå áîëåå 0,15.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ ÂÝÓ íàõîäÿò âñå áîëåå øèðîêîå ïðèìåíåíèå äëÿ âûðàáîòêè ýëåêòðîýíåðãèè. Îäíàêî èçâåñòíî, ÷òî íåðåãóëÿðíîñòü è êîëåáàíèÿ ìîùíîñòè âåòðîâîãî ïîòîêà âûíóæäàþò óñëîæíÿòü ýëåêòðîòåõíè÷åñêóþ ÷àñòü ÂÝÓ ñèñòåìàìè àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ è äóáëèðîâàíèÿ ýëåêòðîñíàáæåíèÿ îáúåêòîâ. Âñëåäñòâèå ýòîãî ñòîèìîñòü «âåòðîýíåðãåòè÷åñêîãî» êèëîâàòò-÷àñà âîçðàñòàåò ïðèìåðíî â 1,5 ðàçà.

 Ðîññèè íàèáîëüøåé âåëè÷èíû ñðåäíÿÿ ñêîðîñòü âåòðà äîñòèãàåò íà ïîáåðåæüå ìîðåé è îêåàíîâ (8 – 9 ì/ñ), ñíèæàÿñü â êîíòèíåíòàëüíûõ îáëàñòÿõ äî 2 – 5 ì/ñ.

Âûñîêèå ñêîðîñòè âåòðà (áîëåå 6 ì/ñ) õàðàêòåðíû äëÿ ïðèáðåæíûõ ðàéîíîâ Àðõàíãåëüñêîé è Ìóðìàíñêîé îáëàñòåé, ßìàëî-Íåíåöêîãî è Òàéìûðñêîãî àâòîíîìíûõ îêðóãîâ, Ìàãàäàíñêîé îáëàñòè, ×óêîòêè, Êàì÷àòêè, Ñàõàëèíà, îñòðîâîâ Ñåâåðíîãî Ëåäîâèòîãî è Òèõîãî îêåàíîâ, ïîáåðåæèé Áàëòèéñêîãî è ×åðíîãî ìîðåé, à òàêæå íåêîòîðûõ ãîðíûõ ðàéîíîâ Ñåâåðíîãî Êàâêàçà è Ïîëÿðíîãî Óðàëà. Çîíû ñðåäíèõ ñêîðîñòåé âåòðà (4 – 6 ì/ñ) îõâàòûâàþò íåêîòîðûå ãîðíûå ðàéîíû, ïîáåðåæüÿ êðóïíûõ îçåð (Êàñïèéñêîãî, Ëàäîæñêîãî, Áàéêàëà), äîëèíû áîëüøèõ ñèáèðñêèõ ðåê (Îáè, Åíèñåÿ, Àíãàðû, Ëåíû), à òàêæå òåððèòîðèè Åâðîïåéñêîé ÷àñòè ñòðàíû, Ñèáèðè è Äàëüíåãî Âîñòîêà, ïðèìûêàþùèå ê çîíàì íàèáîëüøèõ ñêîðîñòåé âåòðà. Çîíà ñëàáûõ âåòðîâ (ìåíåå 4 ì/ñ) îõâàòûâàåò áîëüøóþ ÷àñòü êîíòèíåíòàëüíûõ ðàéîíîâ ñòðàíû.

Ðîññèÿ èìååò ãèãàíòñêèé âåòðîâîé ïîòåíöèàë — òîëüêî â ÷àñòè ñóõîïóòíûõ ðåñóðñîâ îí ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 21 % îò îáùåãî îáúåìà ìèðîâûõ ðåñóðñîâ âåòðà.

Íåñìîòðÿ íà áîëüøîé ïîòåíöèàë, óñòàíîâëåííàÿ ìîùíîñòü ÂÝÓ, äåéñòâóþùèõ â Ðîññèè, ñîñòàâëÿåò 13,2 ÌÂò. Ýòà öèôðà íåñîïîñòàâèìà ñ ìîùíîñòüþ ÂÝÓ, äåéñòâóþùèõ â ðàçâèòûõ ñòðàíàõ. Â Ãåðìàíèè — ìèðîâîì ëèäåðå âåòðîýíåðãåòèêè — ìîùíîñòü âåòðîóñòàíîâîê ñîñòàâëÿåò áîëåå 22 ÃÂò, â ÑØÀ — 17 ÃÂò, â Èñïàíèè — 15 ÃÂò [5].

Äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ è ñòàáèëèçàöèè ïàðàìåòðîâ ýëåêòðîýíåðãèè, âûäàâàåìîé áîëüøèìè ÂÝÓ (óñòàíîâëåííîé ìîùíîñòüþ 1 ÌÂò è áîëåå, ñî ñòîèìîñòüþ 1 êÂò óñòàíîâëåííîé ìîùíîñòè äî 1000 $) â îáùóþ ñèñòåìó ýëåêòðîñíàáæåíèÿ, òðåáóåòñÿ äîñòàòî÷íî ñëîæíàÿ àïïàðàòóðà, ïðèìåíåíèå êîòîðîé áîëåå ÷åì íà 30 % óâåëè÷èâàåò ñòîèìîñòü ñòàíöèé.

Òàêèì îáðàçîì, ÂÝÓ áîëüøîé ìîùíîñòè ñòîÿò äîðîãî â çíà÷èòåëüíîé ìåðå èç-çà àïïàðàòóðû äëÿ êîíäèöèîíèðîâàíèÿ íàïðÿæåíèÿ, ïîäàâàåìîãî â îáùóþ ñåòü [6].

Íà ðèñóíêå 2 ïðèâåäåíà õàðàêòåðèñòèêà îäíîé èç ÂÝÓ åâðîïåéñêîãî óðîâíÿ

2.png

Ðèñóíîê 2 – Õàðàêòåðèñòèêà ýôôåêòèâíîñòè âåòðÿíîé ýëåêòðîñòàíöèè ×åøñêîãî ýíåðãåòè÷åñêîãî àãåíòñòâà (EKIS CAE) ìîùíîñòüþ 500 êÂò

Íà Åâðîïåéñêîì êîíòèíåíòå â óñëîâèÿõ, íàïðèìåð, ×åøñêîé Ðåñïóáëèêè ïðèãîäíûìè äëÿ âåòðîýíåðãåòèêè ÿâëÿþòñÿ îáëàñòè, â îñíîâíîì ðàñïîëîæåííûå âûñîêî íàä óðîâíåì ìîðÿ, îáû÷íî íà âûñîòå áîëåå 500 ìåòðîâ íàä óðîâíåì ìîðÿ, õîòÿ ïëîòíîñòü àòìîñôåðû íà âûñîòå 500 ì íà 5 % ìåíüøå ÷åì íà óðîâíå ìîðÿ. Íà ìåíüøåé âûñîòå íàä óðîâíåì ìîðÿ ñðåäíÿÿ ãîäîâàÿ ñêîðîñòü âåòðà íèçêàÿ (2 – 4 ì/ñ).

Äëÿ ìàëûõ ÂÝÓ, ðàçìåùàåìûõ âî âíóòðåííèõ ðàéîíàõ (âäàëè îò ìîðåé) ìèíóñîì ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíè ðàñïîëàãàþòñÿ íà íåáîëüøèõ âûñîòàõ, à çíà÷èò, íàõîäÿòñÿ â âåòðîâîì ïîòîêå íèçêîé ïëîòíîñòè ïî ñðàâíåíèþ ñ êðóïíûìè ÂÝÑ (ðèñóíîê 3) [7].

3.png

Ðèñóíîê 3 – Ñðåäíèå ñêîðîñòè âåòðà äëÿ ðàçëè÷íûõ ìåñò â çàâèñèìîñòè îò âûñîòû

Êàê èçâåñòíî, îáîáùåííûì ïîêàçàòåëåì ýôôåêòèâíîñòè ëþáûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ñòàíöèé ÿâëÿåòñÿ êîýôôèöèåíò èñïîëüçîâàíèÿ óñòàíîâëåííîé ìîùíîñòè (Êèóì), îïðåäåëÿåìûé êàê îòíîøåíèå ôàêòè÷åñêè âûðàáîòàííîé çà ãîä ýëåêòðîýíåðãèè ê ýëåêòðîýíåðãèè, êîòîðóþ ìîãëà áû âûðàáîòàòü ýëåêòðîñòàíöèÿ, åñëè áû îíà âåñü êðóãëûé ãîä ðàáîòàëà ñ ïîëíîé (íîìèíàëüíîé) ìîùíîñòüþ. Äëÿ òðàäèöèîííûõ ýëåêòðîñòàíöèé Êèóì çàâèñèò îò ãðàôèêà íàãðóçêè, çàäàâàåìîãî äèñïåò÷åðîì, îò íàäåæíîñòè îáîðóäîâàíèÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, âðåìåíè, çàòðà÷åííîãî íà àâàðèéíûé ðåìîíò; âðåìåíè, òðåáóåìîãî íà îáñëóæèâàíèå è ïëàíîâûå ðåìîíòû.

Ñðåäíåå çíà÷åíèå Êóèì äëÿ ýëåêòðîñòàíöèé Ðîññèè ñîñòàâëÿåò 50 %, äëÿ àòîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèé — 75 – 78 %. Äëÿ ÂÝÓ Êèóì çàâèñèò, êðîìå âñåõ âûøåóêàçàííûõ ôàêòîðîâ, åù¸ è îò âåòðîâûõ óñëîâèé, ò. å. ïîñòóïëåíèÿ âåòðîâîé ýíåðãèè, êîòîðàÿ, êàê èçâåñòíî, âåñüìà íåïîñòîÿííà. Ïîýòîìó ñðåäíåå çíà÷åíèå Êèóì (òàáëèöà 8) â ñòðàíàõ ëèäåðàõ îöåíèâàåòñÿ âåëè÷èíîé ïîðÿäêà 25 %.

Òàáëèöà 8 – Ñðåäíåå çíà÷åíèå Êèóì âåòðîóñòàíîâîê ñòðàí — ÷ëåíîâ OECD, %

Ñòðàíû

2000 ã.

2001 ã.

2002 ã.

2003 ã.

2004 ã.

Àâñòðàëèÿ

19,4

31,1

37,5

42,0

21,1

Êàíàäà

32,4

29,1

28,6

28,6

35,0

Äàíèÿ

20,0

19,2

19,3

20,4

24,1

Ãåðìàíèÿ

17,5

13,6

15,1

14,7

17,3

ßïîíèÿ

14,8

16,3

17,1

18,7

19,4

Èñïàíèÿ

24,3

22,5

21,6

23,1

21,6

Íîðâåãèÿ

27,2

23,7

8,8

25,7

30,4

ÑØÀ

26,9

19,6

26,1

20,9

24,8


Ê ñîæàëåíèþ, â òàáëèöå 8 ïðèâåäåíû îáùèå ñâåäåíèÿ î ÊÈÓÌ áåç ðàçäåëåíèÿ íà ñèñòåìû (àâòîíîìíûå ñòàíöèè, óñòàíîâêè), íå çàâèñÿùèå îò ðàñïðåäåëèòåëüíîé ñåòè (grid-off) è ñèñòåìû (ñòàíöèè, ïîäêëþ÷åííûå ê ñåòè), ïîñòàâëÿþùèå ýëåêòðîýíåðãèþ â ñåòü (grid-on). Îäíàêî öèôðû êðàñíîðå÷èâî ãîâîðÿò î íåîáõîäèìîñòè íàëè÷èÿ ðåçåðâíîãî èñòî÷íèêà, åñëè òðåáóåòñÿ áåñïåðåáîéíîå ýëåêòðîñíàáæåíèå.

Òåì íå ìåíåå, ñðàâíèòåëüíî íèçêèé Êèóì — îäèí èç ñóùåñòâåííûõ íåäîñòàòêîâ âåòðîâîé ýíåðãåòèêè, êîòîðûé íèâåëèðóåòñÿ, ïî êðàéíåé ìåðå, äâóìÿ ôàêòîðàìè: ýêîëîãè÷åñêèì (íåò ýìèññèè ÑÎ2 è íå íóæíî òîïëèâî) è ýêñïëóàòàöèîííûì. Ïîñëåäíèé ôàêòîð ñîñòîèò â òîì, ÷òî íà âåòðîýëåêòðè÷åñêîé ñòàíöèè (ÂÝÑ) ìîùíîñòüþ, íàïðèìåð, 200 ÌÂò, óêîìïëåêòîâàííîé ÂÝÓ åäèíè÷íîé ìîùíîñòüþ 2 ÌÂò, âûõîä èç ñòðîÿ îäíîé ÂÝÓ îçíà÷àåò îòêëþ÷åíèå îäíîé ñîòîé ÷àñòè ìîùíîñòè ÂÝÑ. Òîãäà êàê âûõîä èç ñòðîÿ ýíåðãîáëîêà ìîùíîñòüþ 200 ÌÂò òðàäèöèîííîé ÒÝÑ îçíà÷àåò ïîòåðþ 200 ÌÂò.

Äðóãèì, âåñüìà ïðåóâåëè÷åííûì íåäîñòàòêîì ÂÝÓ, ñ÷èòàåòñÿ «íåâîçìîæíîñòü» ïðîãíîçèðîâàòü âûðàáîòêó ÂÝÓ. Îäíàêî îïûò ñòðàí-ëèäåðîâ âåòðîýíåðãåòèêè ãîâîðèò î òîì, ÷òî ýòîò ïðîãíîç âîçìîæåí ñ âåðîÿòíîñòüþ 95 %, ò. å àíàëîãè÷íûé ãèäðîñòàíöèÿì. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ îïðåäåëåííûìè çàêîíîìåðíîñòÿìè â ïîâòîðÿåìîñòè ñêîðîñòåé âåòðà, à òàêæå íàêîïëåíèåì ñòàòèñòè÷åñêèõ äàííûõ ïî âûðàáîòêå ÂÝÓ çà ãîä, ìåñÿö è äíè ìåñÿöà [8].

Ïðè âûáîðå ïëîùàäêè äëÿ óñòàíîâêè ÂÝÓ èñõîäÿò èç îñîáåííîñòåé ìèêðîðåëüåôà ìåñòíîñòè (íåáîëüøèå õîëìû è êîòëîâèíû, âûñîêèå íàñûïè, îâðàãè, áàëêè è ò.ä.), à â ãîðíûõ ðàéîíàõ — îñîáåííîñòåé ìèêðî-è ìåçîðåëüåôà ìåñòíîñòè (ãðåáíè, ñêëîíû, ïëàòîîáðàçíûå ó÷àñòêè, äíèùà äîëèí, ìåæãîðíûå äîëèíû è ò. ï.).

Äëÿ ÂÝÓ, óñòàíîâëåííûõ â óñëîâèÿõ, ñïîñîáñòâóþùèõ ðåçêîìó óâåëè÷åíèþ ñêîðîñòåé âåòðà (âûñîêèé áåðåã áîëüøîé ðåêè, ðåçêî âûäåëÿþùàÿñÿ íàä îêðóæàþùåé ìåñòíîñòüþ âîçâûøåííîñòü, ãðåáíåâûå çîíû õðåáòîâ, ìåæãîðíûå äîëèíû, îòêðûòûå äëÿ ñèëüíûõ âåòðîâ, ïðèáðåæíàÿ ïîëîñà ìîðåé è îêåàíîâ, áîëüøèõ îçåð è âîäîõðàíèëèù â ïðåäåëàõ 3 – 5 êì) ïðè îòñóòñòâèè äàííûõ íàáëþäåíèé ñêîðîñòü âåòðà ñëåäóåò óâåëè÷èâàòü íà 20 % ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðèíÿòîé äëÿ äàííîãî ðàéîíà.

Äëÿ óòî÷íåíèÿ âåòðîâîãî ïîòåíöèàëà, â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè, ìîæíî ïîëüçîâàòüñÿ òàêæå òàáëèöåé 9 [3].

Òàáëèöà 9 – Ïîïðàâî÷íûå êîýôôèöèåíòû íà âîçðàñòàíèå ñêîðîñòíûõ íàïîðîâ âåòðà äëÿ âûñîò áîëåå 10 ì (çà èñêëþ÷åíèåì ãîðíûõ ìåñòíîñòåé)

Âûñîòà íàñûïè, ì

Äî 5

5 – 10

11 – 20

21 – 30

Ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò

1,0

1,17

1,39

1,63


È â çàâåðøåíèå î çàáûòîì ñïîñîáå èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè âåòðà

Ïîñêîëüêó ÂÝÓ ýòî äîâîëüíî ñëîæíàÿ êîíñòðóêöèÿ, ãîðàçäî ëåã÷å ïîñòðîèòü ïðîñòî òåïëîâóþ ìàøèíó ñ ïðèâîäîì îò âåòðà, òàê íàçûâàåìóþ «äæîóëåâóþ» ìåøàëêó. Ñâåòà îò íåå êîíå÷íî íå áóäåò. Íî áóäåò òåïëî. Ýòè âåòðîâûå òåïëîãåíåðàòîðû ìîæíî ïðîèçâîäèòü â ëþáîé ìåõàíè÷åñêîé ìàñòåðñêîé. Äåëàåòñÿ ïðîñòîå âåòðîêîëåñî — èç æåñòè, ëèñòîâîãî æåëåçà, òåêñòîëèòà, äåðåâà. Íàïîìèíàåò îíî êîëåñî êîëåñíîãî ïàðîõîäà, òîëüêî âðàùàòüñÿ áóäåò â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè. Ïîëîâèíà êîëåñà ïðèêðûâàåòñÿ êîæóõîì, ÷òîáû âåòåð âîçäåéñòâîâàë òîëüêî íà îäíó ÷àñòü, èíà÷å âðàùåíèÿ íå áóäåò. Íà êîæóõå — ôëþãåð, ÷òîáû êîëåñî ñàìî îðèåíòèðîâàëîñü ïî âåòðó. Ëó÷øå äåëàòü êîëåñî ìåòðà òðè â äèàìåòðå. Ëîïàñòè óêðåïèòü ðàñòÿæêàìè äëÿ æåñòêîñòè èëè óãîëêè ïîäâàðèòü. Êîëåñî ñòàâèòñÿ íà ìåòàëëè÷åñêîì èëè äåðåâÿííîì øåñòå íàä êðûøåé. Ýòîò øåñò ïåðåäàåò âðàùåíèå êîëåñà è íèæíèì êîíöîì óõîäèò â áî÷êó ñ âîäîé, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ â äîìå.  áî÷êå ñ âîäîé — ïåðåãîðîäêè, ïðèâàðåííûå ê ñòåíêàì, íà øåñòå — ëîïàñòè. Ìåæäó ïîäâèæíûìè ëîïàñòÿìè è ïåðåãîðîäêàìè — íåáîëüøèå çàçîðû. Âðàùàÿñü, ëîïàñòè íàãðåâàþò âîäó. Îáû÷íîå î÷åíü ïðîñòîå óñòðîéñòâî äëÿ ïåðåâîäà ìåõàíè÷åñêîé ðàáîòû â òåïëî. Âîäà â áî÷êå ìîæåò íàãðåâàòüñÿ äî êèïåíèÿ. Ãîðÿ÷óþ âîäó ìîæíî îòâîäèòü è íàïðàâëÿòü ïðÿìî â îòîïèòåëüíûå áàòàðåè, îíà áóäåò öèðêóëèðîâàòü, è ãðåòü äîì.  êîíñòðóêöèè äîëæåí áûòü ïðåäóñìîòðåí ñòîïîð, ÷òîáû å¸ íå ñëîìàëî ïðè ñèëüíûõ âåòðàõ.

À òåïåðü íåìíîãî èñòîðèè

Åñëè âîçüìåòå íàøè ñàìûå õîäîâûå (â ÑÑÑÐ è ñîâðåìåííîé Ðîññèè) êóïþðû — ÷åðâîíöû, òî òàì íàðèñîâàíû ïëîòèíû ýëåêòðîñòàíöèè. È íå çðÿ. Ëèöî ÑÑÑÐ î÷åð÷èâàëîñü, ñ îäíîé ñòîðîíû, åãî âåëè÷åñòâåííûìè ïëîòèíàìè è ðóêîòâîðíûìè ìîðÿìè, ñ äðóãîé — çàëèòûìè ýòèìè ìîðÿìè ëó÷øèìè ïàøíÿìè, òîð÷àùèìè èç âîäû êóïîëàìè öåðêâåé, ãèáíóùåé ïîä ïëîòèíàìè ðûáîé. È ýòîò îáëèê ìîëîäîé Ñîâåòñêîé ñòðàíû áåðåò ñâîå íà÷àëî â äâàäöàòûõ ãîäàõ, êîãäà Ëåíèí ñêëîíèëñÿ ê ïëàíó ÃÎÝÐËÎ. À ìîã ñêëîíèòüñÿ è ê äðóãîìó ïëàíó ýëåêòðèôèêàöèè. Òîãäà ñèìâîëîì ìîùè ñòðàíû áûë áû âîâñå íå Äíåïðîãýñ.

Ñåé÷àñ â Êóðñêå ñòîèò äîì-ìóçåé Óôèìöåâà. Óôèìöåâ åù¸ â òðèäöàòûå ãîäû ðåøèë ïðîáëåìó, êîòîðóþ íåìöû ðåøàëè â ïðîãðàììå «Ýëüäîðàäî-âåòåð». Îí ïîñòðîèë â Êóðñêå ïåðâóþ âåòðîñòàíöèþ, êîòîðàÿ äàâàëà òîê, äàæå êîãäà íå áûëî âåòðà.

Îí àêêóìóëèðîâàë ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ òàê æå êàê Êóëèáèí — ñ ïîìîùüþ èíåðöèîííîãî àêêóìóëÿòîðà, òî åñòü ìàõîâèêà. Ïîêà äóåò âåòåð, îí íå òîëüêî êðóòèò ýëåêòðîãåíåðàòîð, íî è ðàñêðó÷èâàåò ìàõîâèê. Êîãäà âåòåð ñòèõàë, ýòîò îãðîìíûé ìàõîâèê ïî èíåðöèè âðàùàëñÿ è êðóòèë ãåíåðàòîð. Ñòàíöèÿ îñâåùàëà äâóõýòàæíûé äîì Óôèìöåâà, ïèòàëà åãî ñòàíêè, êîòîðûå ñòîÿëè â ïîäâàëå, è îñâåùàëà ÷àñòü óëèöû Ñåìåíîâñêîé â Êóðñêå. È ýòî ïðè òîì, ÷òî â Êóðñêå ñèëüíûõ âåòðîâ íå áûâàåò. Àêêóìóëèðîâàííîé ìàõîâèêîì ýíåðãèè õâàòàëî íà íåñêîëüêî ÷àñîâ.  1936 ã. Óôèìöåâ óìåð, è ïîñëå åãî ñìåðòè ñòàíöèþ çàïóñòèòü óæå íèêîìó íå óäàëîñü, ïîòîìó ÷òî íèêòî íå ìîã ïîíÿòü, êàê îíà ðàáîòàåò. Ýòîò âåòðÿê âûñîòîé 40 ì äî ñèõ ïîð ñòîèò â Êóðñêå. Ïðîôåññîð Íóðáåé Ãóëèà, êîãäà ðàáîòàë ñåìü ëåò â Êóðñêå çàâêàôåäðîé Ïîëèòåõà ïûòàëñÿ ñî ñòóäåíòàìè çàïóñòèòü óôèìñêóþ âåòðîñòàíöèþ. Íè÷åãî íå âûøëî. À îí, ïî åãî ñëîâàì «íå ïîñëåäíèé ÷åëîâåê â ìåõàíèêå». Äëÿ òîãî âðåìåíè êîíñòðóêöèÿ Óôèìöåâà áûëà ïðîñòî ôàíòàñòè÷åñêîé! Îí íà ñòî ëåò îïåðåäèë ñâîå âðåìÿ.

Âî-ïåðâûõ, Óôèìöåâ âìåñòå ñ äîâîëüíî èçâåñòíûì òîãäà àýðîäèíàìèêîì ïðîôåññîðîì Âåò÷èíêèíûì ñîçäàë ïåðâîå â ìèðå âåòðîêîëåñî ñ ïîâîðîòíûìè ëîïàñòÿìè è ïåðåìåííûì óãëîì àòàêè — êàê â ñîâðåìåííûõ âåðòîëåòàõ! Âî-âòîðûõ, çíàìåíèòûé ìàõîâèê íà äâóõ ïîäøèïíèêàõ, êîòîðûé âåñèë 320 êã, áûë ïîìåùåí â ñïåöèàëüíóþ âàêóóìíóþ êàìåðó, ÷òîáû âîçäóõîì íå òîðìîçèëñÿ. È ýòî â òðèäöàòûõ ãîäàõ!  êîíöå ÕÕ âåêà Ãóëèà ñ íåìöàìè ïûòàëèñü ïîâòîðèòü êîíñòðóêöèþ Óôèìöåâà. Íà ñîâðåìåííîì óðîâíå òåõíèêå è ìàòåðèàëîâåäåíèÿ.

Óôèìöåâ íà ïðàêòèêå ïîêàçàë, ÷òî íàøà ñòðàíà ìîãëà ïîéòè äðóãèì ïóòåì. Íå íóæíî áûëî áû ïëîòèíû ñòðîèòü, çàòîïëÿòü ãîðîäà. Óôèìöåâ è Âåò÷èíêèí ñâÿçûâàëè ðàñöâåò Ðîññèè ñ òîòàëüíûì èñïîëüçîâàíèåì âåòðà. Îíè ýòî íàçûâàëè «ñïëîøíîé àíåìîôèêàöèåé Ðîññèè». Ó íèõ áûëè äàæå ñòàòèñòè÷åñêèå ðàñ÷åòû ïî ðàéîíàì Ðîññèè, êîòîðûå ïîäòâåðæäàëè, ÷òî âñÿ ýíåðãåòèêà Ðîññèè ìîæåò áûòü îñíîâàíà íà ýíåðãèè âåòðà. Íî, ê ñîæàëåíèþ, áûë âûáðàí äðóãîé ïóòü. Êàê çàâåùàë âîæäü.

Äëÿ ñïðàâêè: ïëîùàäü âîäîõðàíèëèùà Ðûáèíñêîé ÃÝÑ — 4580 êì2. Ïðè ìîùíîñòè ÃÝÑ 346 ÌÂò âûðàáîòêà ýëåêòðîýíåðãèè ñîñòàâëÿåò 644 ìëí êÂò∙÷ â ãîä. À çíà÷èò óäåëüíàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü ðàâíà âñåãî 0,075 ÌÂò/êì2, è ñ 1 ì2 âîäîõðàíèëèùà â ãîä âûðàáàòûâàåòñÿ 0,14 êÂò∙÷ ýëåêòðîýíåðãèè. Ñðåäíåãîäîâîé Êèóì ÃÝÑ ñîñòàâëÿåò îêîëî 21 %.

Êàê âèäíî èç èçëîæåííîãî, òåõíîëîãèè ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé è âåòðîâîé ýíåðãèé ïðè âûðàáîòêå ýíåðãèè ìàëûõ ìîùíîñòåé ìîãóò è äîëæíû äîïîëíÿòü è ïîääåðæèâàòü äðóã äðóãà, ïîòîìó ÷òî êàæäûé èç ýòèõ ÂÈÝ äàëåêî íå èäåàëåí.

Îíè ìîãóò ðåøàòü çàäà÷è, âîçëàãàåìûå íà ìàëóþ è íåòðàäèöèîííóþ ýíåðãåòèêó Ðîññèè, ê êîòîðûì îòíîñÿòñÿ:

1. Îáåñïå÷åíèå ãàðàíòèðîâàííîãî ìèíèìóìà ýíåðãîñíàáæåíèÿ íàñåëåíèÿ è ïðîèçâîäñòâà â çîíàõ öåíòðàëèçîâàííîãî ýíåðãîñíàáæåíèÿ.

2. Îáåñïå÷åíèå óñòîé÷èâîãî òåïëî- è ýëåêòðîñíàáæåíèÿ íàñåëåíèÿ è ïðîèçâîäñòâà â çîíàõ äåöåíòðàëèçîâàííîãî ýíåðãîñíàáæåíèÿ.

3. Êîìïåíñàöèÿ ñíèæåíèÿ çàâîçà òîïëèâà â òðóäíîäîñòóïíûå ðàéîíû è íà Êðàéíèé Ñåâåð ïðè îäíîâðåìåííîì óâåëè÷åíèè íàäåæíîñòè è ýêîíîìè÷íîñòè ýíåðãîñíàáæåíèÿ.

4. Ñíèæåíèå âðåäíûõ
âûáðîñîâ îò ýíåðãåòè÷åñêèõ óñòàíîâîê â îòäåëüíûõ ãîðîäàõ è íàñåëåííûõ ïóíêòàõ
ñî ñëîæíîé ýêîëîãè÷åñêîé îáñòàíîâêîé.


Àâòîð ìàòåðèàëà: Îñàä÷èé
Ãåííàäèé Áîðèñîâè÷, èíæåíåð, àâòîð 140 èçîáðåòåíèé ÑÑÑÐ



  • Äàòà ïóáëèêàöèè: 10.02.2016
  • 6744
Immediate Peak
ÎÎÎ «ÄÅËÎÂÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ ÑÂßÇÈ»
Îòðàñëåâîé èíôîðìàöèîííî-àíàëèòè÷åñêèé ïîðòàë, ïîñâÿù¸ííûé ýíåðãåòèêå Áåëàðóñè. Àêòóàëüíûå íîâîñòè è ñîáûòèÿ. Ïîäðîáíàÿ èíôîðìàöèÿ î êîìïàíèÿõ, òîâàðû è óñëóãè.
220013
Ðåñïóáëèêà Áåëàðóñü
Ìèíñê
óë. óë. Á. Õìåëüíèöêîãî, 7, îôèñ 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

191611654
5
5
1
150
150