Техника - молодёжи 1989-12, страница 36

гатель, вращающий генератор. И тот и другой установлены на платформе внизу башни.

Предполагаемая мощность такого агрегата — 10—20 МВт при се бестоимости электроэнергии в несколько раз меньшей, чем у одноро торной конструкции.

Как и для любого продукта, для электроэнергии применимо понятие качества, которое определяется в основном уровнем напряжения и частотой тока. Для исследования этого вопроса в 1958 году была построена в Целиноградской области ветроэлектрическая станция рабочей мощностью 400 кВт (ВЭС-400), состоящая из 12 агрегатов по 42 кВт. Их расположили по двум концентрическим окружностям (диаметр внешней — 600 м). Уп равление всеми агрегатами осуществлялось дистанционно с единого пульта. В систему входил также резерв на случай безветрия — два быстроходных дизель-генератора по 200 кВт.

ВЭС-400 питала три крупных колхоза в годы освоения целинных земель и выработала 12 млн кВт-ч электроэнергии. Из них ветер, среднегодовая скорость которого в этом районе составляла 5 м/с, дал 55%, а 45% — дизель-генераторы Полная автоматиза ция станции увеличила бы выработку еще на 15%. Что же касает ся качества электроэнергии, то оно оказалось вполне приемлемым.

Можно было бы еще рассказать о проектах и уже работающих ВЭС. Однако остается фактом: несмотря на огромные запасы энергии у ветра, мы берем лишь мизерную их до лю, и это ни в какое сравнение с тем, что люди получают от других источников, не идет. Причина прос та и объективна — непостоянство воздушных потоков, безветрие. А выход пока видится один: накапливать энергию впрок, что называется, складывать в закрома, а затем стабильно использовать. Ее можно аккумулировать во вращающемся маховике,в перекачанной на высоту воде, в сжатом воздухе. Но наиболее эффективным представляется — заставить ветер производить водород. Он обладает повышенной плотностью энергии на единицу массы по сравнению с традиционными энергоносителями: в 4,5 раза дольше, чем у лучших сортов антра цита, втрое — чем у бензина или метана

Одна из первых в мировой практике схем ветроводородного акку

мулирования была предложена в 1947 году научно-исследовательской лабораторией № 1 «Севморпу-ти» (а. с. №78033). Переменный ток, вырабатываемый генератором 1 (на центральном развороте слева внизу), может поступать либо не посредственно в сеть потребления, либо— после выпрямления в прео бразователе 2 — в электролизер 3. Там под его действием вода в присутствии катализатора будет разлагаться на водород и кислород (в соотношении 2 1), которые зака чиваются по газопроводам 4 и 5 в накопители 6 и 7. Оттуда по магистралям 8 и 9 — они подаются под давлением в парогенератор 10, куда добавляется еще и вода по трубопроводу 11. В парогенераторе водород сгорает в атмосфере кислорода, при этом образуется пар с давлением порядка 10⁵ атм., который вращает турбину 12 и электрогенератор 13 - электроэнергия поступает в сеть потребления.

Специально для этой схемы был разработан парогенератор (в его создании довелось участвовать и мне) с производительностью до 4 т перегретого пара в час. Масса конструкции 25 кг, объем испарительной камеры — 1,5 л, КПД — 99%. В 1960 году в бывшей Центральной научно исследовательской лаборатории по ветроиспользованию провели стендовые испытания этой системы с генератором трехфазного переменного тока мощностью 100 кВт. Подтвердилась возможность бесперебойного электроснабжения различных потребителей

Теперь рассмотрим конкретный проект: разработанную в 1972 году ветроэнергетическую систему Кольского полуострова. Она образует кольцо протяженностью 1100 км; Мурманск - побережья Баренцева и Белого морей — Кандалакша — Мурманск. Внутри его расположены ветроэнергетические группы. В каждой — подвести 5-мегаваттных агрегатов. Всего же намечалось 238 групп. Стоимость 1 кВт-ч энергии, вырабатываемой такой системой, по расчетам, составит 0,1 коп. (без ветроводородного аккумулирования). А вообще-то исследования показывают, что только в европейской части Крайнего Севера довольно стабильные ветры позволят вырабатывать мощность, превышающую 1,8 млн. мВт.

Полученную здесь электроэнергию можно было бы передавать в центральные районы страны, однако сооружение ЛЭП в суровых при-

Шатровая мельница

полярных условиях — дело весьма непростое. А вот газопроводы и обойдутся дешевле, и окажутся надежнее воздушных линий. Следовательно, применяя на Севере ветро-водородное аккумулирование, можно снабжать Центр топливом водородом и кислородом. Это, кстати, быстро окупит создание всей системы.

Нужно сказать, что водород и кислород вовсе необязательно сжигать в парогенераторах. Газы могут служить топливом для электрохи мических генераторов (ЭХГ) (см. статью А. Саламова «Новые перс пективы старых знакомых» в «ТМ» № 11 за 1989 год). В них идет реакция, обратная электролизу воды, при этом на электродах возникает разность электрических потенциалов. КПД такого преобразователя превышает 70%. Еще в 1966 году у нас была разработана система ветроводородного аккумулирования с ЭХГ (а. с. №455401). Этому изобретению давали высокие оценки академики А. Н Фрумкин и М. А. Стырикович. Оно успешно прошло лабораторные испытания Конечный продукт преобразования энергии в ЭХГ — вода, которую можно вновь использовать в замкнутом цикле ветроводородного аккумулирования.

Как видите, определенный опыт в освоении сил Эола уже накоплен Можно было бы приступить к серьезной проработке мощных и надежных ветроагрегатов, многоцелевых ветроводородных систем. Однако Минэнерго СССР предпочитает отделываться «бумаготворчеством» по этому вопросу. Бумага же — непродуктивный вид топлива, ее беречь надо...

34