Волшебные 45°
Кое-где в глубинке, где нет мостов через реки, ещё сохранились допотопные паромы. С берега на берег переброшен трос, к которому привязана платформа. К днищу такого парома вертикально крепится жёсткий стальной лист, направленный под углом 45° к набегающему водному потоку. Он и перемещает паром поперёк русла.
Видимо, это древнее, как мир, устройство натолкнуло алтайского самоучку Николая Ленёва на идею бесплотинной электростанции. Точно так же под углом 45° к течению реки он разместил дощечки. Соединил их велосипедной цепью - получился замкнутый контур, вращаемый набегающим потоком. Раму с цепью установил на поплавках, которые крепятся к якорям или берегам. Осталось передать вращение на электрогенератор.
Первый образец, собранный в сарае из подручных материалов, весил чуть больше 20 кг, к воде его запросто переносили двое мужиков. А мощность позволяла освещать и отапливать домашнее хозяйство.
Себестоимость его была смехотворной - 3 тыс. рублей. Следующие изделия стали более солидными. Станция мощностью 10 кВт, сделанная из углепластика и титана, весила 240 кг и обошлась в 2000 долл. Мощность последней электростанции достигла 400 кВт, она предназначалась для реки шириной 6 м и глубиной 2,5 м.
Неожиданным оказалось, что после прохождения через «вертушку» скорость водного потока возрастает. Ленёв не раз замерял: поток набегает со скоростью 1 м в секунду, а вытекает - 3 м в секунду. Из-за этого электрическая мощность, получаемая от установки, в 2-2,5 раза превышает мощность набегающего потока речной воды. Опубликовано на ruslife.org.ua
Учебники физики объяснить эту странность не могут. Зато использовать не объяснимый пока эффект оказалось выгодно: следом за одной портативной станцией ставишь другую такую же - и разгоняешь воду ещё в два раза. Появилась уникальная возможность на любой, самой тихой речушке ставить каскады переносных электростанций и, не вредя природе, принимать от неё колоссальные ресурсы энергии. Причём в любом месте. Незачем тянуть сложные и дорогостоящие линии электропередачи.
Разработка не осталась незамеченной. Дошёл Ленёв аж до бывшего алтайского губернатора. Тот, ознакомившись с чудо-изобретением, обещавшим краю решение всех коммунальных проблем, возразил: мы уголь из Кузбасса составами гоним, а ты предлагаешь обходиться без него. Понял Николай Иванович: придётся искать счастья в других краях. Продал дом, фирму и подался с женой и детьми в соседний Красноярский край. Здесь изобретателя тоже не поняли. Правда, якутские энергетики, увидев бесплотинную ГЭС, тут же её купили. На эти деньги Николай с семьёй отправился в столицу - только здесь, рассудили они, их поймут и оценят.Опубликовано на ruslife.org.ua
Физики и инженеры из нескольких институтов пытались понять, откуда берётся энергия. Вопрос, надо сказать, отнюдь не праздный. Все мы знаем: кпд любой системы не может превышать 100%. Поскольку у бесплотинной электростанции коэффициент эффективности равен нескольким тысячам процентов, понятно, что это не кпд, - недостающая энергия каким-то образом извлекается из окружающего пространства.
- Я окончил восемь классов, в техникуме физику не учил, - отбивается от моего вопроса Николай Иванович. - Я своё дело сделал. Теперь пусть учёные разбираются, откуда идёт приток энергии.
Новая эра
Принцип работы бесплотинной ГЭС объясняет с научной точки зрения Юрий Рассадкин, кандидат физматнаук:
- За поставленной поперёк речного потока пластиной образуется вертикальный вихрь. А на стенке пластины возникают пузырьки. Взрываясь, они создают импульсы. Эти импульсы, соединяясь, создают силу, действующую на пластину. «Лишняя» энергия черпается из энергии межмолекулярных и межатомных связей молекул воды, поэтому вода и служит «топливом» для электростанции. Этот эффект усиливается, если температура воды минимальна - +4°: холодная вода более склонна к высвобождению дополнительной энергии. Поэтому изобретение Ленёва особенно эффективно в районах Севера и Сибири.
Пока теоретики ломают голову, бесплотинные электростанции дают свет и тепло в Хакасии и Якутии, Пермском и Красноярском краях, первые договоры с Ленёвым заключили за рубежом.
Если немного приподняться над изяществом той «игрушки», которую сегодня вместе с Ленёвым испытывают московские учёные, и заглянуть чуть вперёд, мы увидим удивительную картину. Больше незачем сбрасывать каменные глыбы в воды могучих сибирских рек. Гидроэлектростанции ближайшего будущего смогут обходиться без гигантских бетонных плотин. Не будут разливаться искусственные моря, изменяя климат окрестных мест, затапливая поля и луга. Не будут гнить водохранилища. Трещины в плотинах перестанут угрожать безопасности поселений. Исчезнет опасность таких аварий, как прошлогодняя на Саяно-Шушенской ГЭС. Начнётся новая эра в энергетике - бесплотинных электростанций.
Нефть на Земле вычерпают лет через 20-30, ещё через полвека иссякнут запасы «голубого золота», но мир не погрузится в тьму и холод. Нас спасут инженерные решения, подобные тем, что нашёл Николай Ленёв. Независимо от того, дадут добро начальники от науки на их реализацию или не дадут.
Опубликовано на ruslife.org.ua
и ещё один опыт
Энергетика ЧАРБАЯ
Давным-давно, в незапамятные времена, когда мы только обосновались в тайге, было у нас в доме темно по вечерам. Летом-то ещё ничего, день длинный, ночь короткая, жить можно, а вот зимой... Сумерки начинаются в четыре часа вечера, а в пять – уже ночь на дворе. Мало того, что спать ещё неохота, но даже и по хозяйству управиться не успеть, ужин, там, приготовить, съесть его, в конце концов... темно! Пробовали обходиться разными способами: свечки (сразу выяснилось, что свечки продаются ужасного качества – больше обтекают и коптят, чем светят, а, стало быть, не напасёшься их); керосиновую лампу (стекла легко и быстро трескаются и разбиваются, а ещё быстро покрываются копотью и опять становится темно). Потом взяли с машины аккумулятор и повесили везде малюсенькие лампочки. О, как нам было светло – после свечек и керосинки! Одна беда – аккумулятор быстро разряжался и долго заряжался при помощи бензинового генератора, и очень быстро терял ёмкость от такого режима работы и приходил в негодность. Стало быть, все вышеперечисленные способы освещать нашу жизнь, были в той или иной мере неприемлемы.
И тут, в один прекрасный день, нам на глаза попалась вырезка из старого (за 80-какой-то год) журнала «Наука и жизнь» со статьёй об изобретателях рукавной микроГЭС.
МикроГЭС
Речь шла о разработке Киргизского научно-исследовательского отдела энергетики, запатентовавшим свое изобретение, когда Киргизия была еще одной из советских республик – в 1985 году. Их изобретение просто, как все гениальное, и в настоящий момент широко используется во всем мире – кроме России. То есть, в России тоже, говорят, где-то используется, и даже производится, но приживается как-то туговато. Изобретение это - рукавная ГЭС – заключается в следующем: по брезентовому (у разработчиков; а реально удобней пластиковый) составному рукаву общей длиной до 100м из ближайшего ручья на лопатки турбины направляется поток воды (разумеется, вниз по склону).
На фото виден шкив, соединяющий валы турбины и генератора. Видны и ярко горящие пятнадцать стоваттных лампочек. Оборудование и материалы, идущие на строительство такой ГЭС, суть вещи широко распространенные и недорогие, что позволяет сделать станцию кустарно, т.е., собственноручно. Основные технические параметры агрегата, изображенного на фото и на принципиальной схеме, таковы: мощность – 1,5 кВт, (у разных модификаций, разумеется, может быть и больше, и меньше).
Напряжение – 220, но может быть и 380 В, при частоте 50 Гц; кпд – 0,5; неплохо для такой маленькой ГЭС! Забавно, что до 1985 года ничего подобного создано не было, хотя сам принцип известен еще со времен Бернулли, эффект давления столба воды проходят в пятом классе, если не ошибаемся! Вот, основываясь на этой скромной информации, мы и начали наши эксперименты с добыванием электричества из подручных и подножных средств...
Первая наша ГЭС была создана лет семь назад. Обзаведясь семьюдесятью метрами пожарного шланга, мы начали наш скромный великий эксперимент. Шланг был проложен вдоль горного ручья, прямо в воде. Перепад воды между началом и концом шланга составил шесть метров. Расход воды в рукаве получился около 1,5 л/сек. Мощность, которую выдала наша ГЭС, составила аж 35 Ватт!:-). В конструкции гидроагрегата была использована маленькая турбинка воздухонагнетателя от охлаждения бензинового двигателя, а низкооборотистый генератор – от дизельного трактора (мощностью 700 Вт).
Корпус изготовлен из рабочей ёмкости старой стиральной машинки. Расход воды в этой ГЭС регулировался сменным диффузором на выходе из шланга. Набор сменных диффузоров вы видите на фото в маленькой коробочке.
Эта ГЭС благополучно заряжала автомобильный аккумулятор емкостью 55 ампер-часов в течение трёх месяцев, потом наступили сильные холода и вода в шлангах замёрзла... Пару раз их пытались оттаивать в бане :), что, как вы можете себе представить, было очень непросто (только представьте себе ледяной цилиндр длиной 70м, заключённый в пожарный шланг, который из замерзшего ручья надо транспортировать в баню!). Но в январе мы сдались стихиям и опять завели генератор...
На следующий год мы докупили шлангов до общей протяжённости 400м и закопали их вдоль ручья. Получился перепад между началом и концом шланга 27 метров, при этом расход воды стал около 3-х литров. Эта ГЭС работала дольше, но зимой тоже замёрзла, - оказалось, что закапывать надо ещё более основательно... Эта ГЭС давала 150 Вт. То есть, сравнительно с количеством закопанных шлангов и затраченного труда, её кпд был слишком низким. Мы сделали вывод, что многочисленные соединения в рукаве и сила трения съедают львиную долю преимущества, данного большим перепадом воды...
Ещё через год мы зарыли в землю 200м пластиковой трубы диаметром 120мм!
Перепад воды составил 13м, расход воды – около 7л. ГЭс выдаёт 300Вт. Эта ГЭС благополучно работает и по сей день. Её низкий кпд объясняется не вполне подходящей турбиной, приспособленной всё от такого же воздушного охлаждения бензинового двигателя. Дело в том, что заводская турбина для микроГЭС такого размера стоит около 300 долларов! Но даже и при такой маленькой производительности наша ГЭС обеспечивает нас достаточным количеством энергии летом (когда есть достаточное количество воды в нашем маленьком ручье): работает большой холодильник, компьютер, водопровод, освещение мощными лампами без ограничений, связь, и прочие необходимые нам приборы, включая мелкий ручной инструмент. Энергоснабжение осуществляется через группу аккумуляторов суммарной ёмкостью 215 ампер-часов (36 Вольт) и преобразователь напряжения, который на выходе выдаёт 220 В при максимальной мощности до 1 КВт. Таким образом. Наша ГЭС круглосуточно заряжает аккумуляторы, выдавая мощность 300Вт, а мы, по мере необходимости, можем использовать электроэнергию для приборов до 1КВт при помощи буфера из аккумуляторов и преобразователя напряжения. Вот этот текст, который вы читаете, набран на компьютере, который работает от энергии горного ручья!
Зимой воды в нашем ручье маловато, и электроэнергии становится гораздо меньше.
Так как такое положение вещей не вполне нас устраивает, мы хотим сделать более мощную бесплотинную ГЭС на речке, в которую впадает наш маленький ручей. Расчетная мощность этой ГЭС – около 4,5КВт, длина трубы – 200м, диаметр от 300 до 200мм, расчетный расход воды – 250л/сек. Для этой ГЭС уже всё приготовлено, осталось только смонтировать.
http://charbay.narod.ru/ges.htm