Ветер
Шрифт:
Устроен ветро-гидродвигатель так.
Рядом с глубокой шахтой установлен обыкновенный современный ветродвигатель с генератором (то есть с динамомашиной для получения электрической энергии). В шахте, на глубине двух — двух с половиной километров (такие шахты мы уже умеем делать), помещается водяная турбина также с генератором. Ниже ее устроен резервуар для воды, объемом в несколько десятков кубических метров. Вода в турбину может подаваться по особому каналу из ближайшей речки с поверхности земли.
Чтобы лучше понять, как ветряк и водяная турбина помогают друг другу в работе, представим себе ветро-гидродвигатель в действии.
Дует ветер. Работает ветряк на поверхности земли. Водяная турбина в это время выключена, вода в нее не поступает (канал закрыт). Но вот ветер прекращается, с ним прекращает свою работу и ветродвигатель. Но тут же его сменяет турбина. Смотритель ветро-гидродвигателя пускает воду по каналу в шахту. Падая с высоты в два километра, вода приобретает огромную силу и легко приводит в движение лопасти водяной турбины. Генератор турбины начинает вырабатывать электрическую энергию, а отработанная вода стекает в подземный резервуар. Расчеты показали, что в генераторе турбины, если через нее в одну секунду проходит всего один стакан воды, будет вырабатываться более двух киловатт мощности. Так турбина работает до нового ветра. И как только вверху вновь заработает ветряк, подача воды в турбину прекращается.
Но как же быть с водой, заполнившей подземный резервуар?
Воду можно выкачать наверх с помощью насоса, работающего от ветряка во время ветра. На эту работу затрачивается лишь часть вырабатываемой ветродвигателем электроэнергии, так что остальная энергия может использоваться потребителями.
Когда вся вода из резервуара шахты будет поднята наверх, турбина снова готова к работе.
Так предполагается заставить работать ветер даже тогда, когда он прекращается.
В самом деле, выкачивая воду из шахты, ветер тем самым подготовляет работу водяной турбины; он как бы передает ей часть своих сил на случай безветрия.
Конечно, установка таких гидро-ветродвигателей практически выгодна только в том случае, если имеется готовая шахта. Рыть шахту глубиной в два — два с половиной километра специально для установки гидро-ветродвигателя — дело очень дорогое. Но это и не нужно. Для этого можно использовать готовые шахты, в которых уже прекращены работы в связи с полной выработкой полезного ископаемого. Такие заброшенные шахты имеются во многих местах.
Итак, вы видите, что современные ветродвигатели способны более или менее успешно накапливать (аккумулировать) в себе на случай прекращения ветра количества энергии, достаточные для расходования ее на всё время безветрия.
Однако запасать голубой уголь в кладовке можно и еще проще. Как указывает в своих работах инженер Фатеев, аккумулирование энергии ветра может осуществляться не только путем запасания самой энергии в том или ином виде. Можно запасать на случай безветрия и самый продукт! Пусть, скажем, у вас работают от ветросиловой установки лесопилка, камнедробилка и водяной насос. Чтобы обеспечить производство бесперебойным снабжением пиломатериалами, щебнем и водой, необходимо добиться лишь одного — организовать работу этих установок таким образом, чтобы в ветреные дни они полностью использовали всю энергию ветродвигателя. Тогда энергия ветра будет поступать в запас — на склад — не в виде какой-либо другой энергии (электрической, тепловой и т. д.), а в виде продуктов производства. Такой путь аккумулирования ветроэнергии — самый простой и дешевый. Для его осуществления не нужно никаких дополнительных затрат на переоборудование ветроустановок.
Запасать таким образом энергию голубого угля можно при самых различных хозяйственных работах: при помоле зерна, обеспечении водой, заготовке пиломатериалов, приготовлении корма для скота, заготовке брикетов и чурок для газогенераторных машин и т. д.
Но, конечно, любые ветродвигатели пригодны лишь в тех местностях, где по крайней мере 150–180 дней в году дует ветер.
Последнее обстоятельство, однако, не вызывает теперь у инженеров тревоги. Дело в том, что, когда ученые стали более внимательно изучать ветры в различных местах, выяснилось, что ветер дует не так-то уж случайно. В очень многих областях каждый год в одно и то же время дуют постоянные, изученные ветры. И если два-три дня безветрия — обычное дело, то безветренная неделя в большинстве мест почти не встречается.
Ветряки работают
В новом послевоенном пятилетием плане восстановления и развития народного хозяйства нашей родины записано:
«…Обеспечить массовое строительство в сельских местностях небольших гидроэлектростанций, ветростанций и тепловых электростанций…».
В осуществление этого раздела пятилетнего плана наши заводы выпускают ветродвигатели «Д-12» и «ТВ-8». В 1946 году Киевский завод имени Артема освоил производство ветроэлектрического двигателя марки «ВД-3,5». Устройство этого ветряка несложно. Основные части его: ветровое колесо, распределительный щит, электромотор и два аккумулятора — для запаса энергии на безветренное время. Ветряк устанавливается на деревянном столбе высотой в двенадцать метров.
К 1950 году у нас будут восстановлены все ветросиловые установки, разрушенные во время войны; кроме того, в колхозах будет работать около 50 тысяч новых машин голубого угля.
Но что же могут сделать ветродвигатели? На что они способны?
Самые различные работы могут выполнять ветряки. Особенно ценны они в колхозах и совхозах.
Размол зерна, измельчение кормов, освещение полевых станов и токов, освещение домов колхозников, орошение полей и огородов, снабжение водой скотных дворов, небольших поселков, железнодорожных полустанков, распиловка дров, обеспечение очень дешевой движущей силой различных сельскохозяйственных машин и предприятий местной промышленности — крупорушек, льнотеребилок, маслобоек, бань, прачечных и мастерских, вентиляция, — все эти и многие, многие другие работы может с успехом выполнять могучий помощник человека — ветер.
А во многих отдаленных районах нашей обширной родины энергия голубого угля просто незаменима.
Так, в степных, засушливых областях, где трудно доставать воду, ветряки могут поднимать ее с больших глубин и орошать поля.
При ветре в четыре-пять метров в секунду небольшой ветряк за час работы может поднять на поверхность из колодца десятиметровой глубины несколько тонн воды. А за весну и лето один ветродвигатель орошает семь — десять гектаров. Установленные в достаточном количестве ветродвигатели могут не только обеспечить полное орошение засушливых земель, но и создать возможность богатых урожаев на пустынных, безжизненных сейчас пространствах. Поливка полей и огородов с помощью ветра применяется во многих наших колхозах и пригородных хозяйствах.
Рис. 21. Ветроэлектрическая станция «ЦВЭИ-Д-30» на 100 лошадиных сил; была установлена в 1931 г. в Крыму, близ Балаклавы.
В колхозах Киевской, Сталинградской, Челябинской, Курганской и других областей успешно используются ветроустановки для различных хозяйственных работ. Так, в колхозе «Новая жизнь» (Макаровский район Киевской области) ветроэлектроустановка «ВИМЭ-Д-12» работает на генератор постоянного тока мощностью четыре с половиной киловатт и на трансмиссию, от которой приводятся в движение колхозная мельница, поршневой насос, просорушка, зерноплющилка и жмыходробилка.