Недавняя катастрофа в Техасе обнажила весь спектр проблем бездумного использования "зеленой энергетики". Напомню, что 16-17 февраля 2021 года был пик холодов, столбик термометра опустился для немыслимой для Техаса температуры - 20 С. Из-за ледяных дождей остановились ветряки и обледеневшие провода на улицах обрывались со снопом искр, а сильный снегопад засыпал солнечные батареи. АЭС тоже остановилась — замерзла защита охлаждающего контура реактора. А годами раньше Техас последовательно вышел из общей системы электроснабжения, свёл на нет источники использования отопления природным газом, дизелем и мазутом. Техас — центр и основной добытчик сланцевого газа — остался и без сланцевого газа — замерзли качающие его насосы. Штат остался без электричества и без отопления. Температура в домах жителей, школах и больницах опустилась ниже нуля, повсеместно лопались трубы — Техас остался и без питьевой воды.
Произошедшее в Техасе обнажило несколько вопросов: возможно ли это в России? Тут можно ответить сразу, что в России это исключено: если будет где-то прекращено электроснабжение, этот регион без электричества не останется — спасибо Ленину за его ГОЭРЛО.
Что же касается локомотива "зеленой энергетики" — ветряков — есть ли что-то подобное в России? Было ли в СССР что-то похожее? Когда их стали устанавливать?
Мне попалась в руки инженера А. Фентеклюза, изданная в Ленинграде в 1927 году. Инженер её издаёт на собственные деньги. Книга называется "Ветродвигатели для мельниц, водокачек, станков и электростанций", со 124 рисунками (чертежами, иллюстрациями, картинками) в тексте[1]. У книги был тираж 5000 экземпляров. Однако поиск показал её наличие только в Ленинской библиотеке. Второй экземпляр лежит сейчас передо мной. Остальные по-видимому, не пережили военные события в Ленинграде.
Книга находится в уникальном библиофильском футляре, где наклеена уменьшенная копия её обложки.
Итак, 1927 год. Прошло всего 10 лет, как на обломках разрушенной Российской империи через голодные неурожайные годы, братоубийственную Гражданскую войну и Первую мировую, новая страна под названием СССР, почувствовала себя чуточку свободней. НЭП уже начал давать ощутимые плоды и в 1927 году был в самом разгаре. Страна буквально воскресала из руин.
В 1927 году Ленинград стал шестым в Европе по количеству населения — так быстро стал расти и развиваться город — за последние шесть лет его население увеличилось вдвое. В этом же году в Ленинграде начата массовая установка на улицах телефонов-автоматов. В 1927 году году стал издаваться знаменитый журнал "Вокруг Света". Вышел на пути первый паровоз серии «М», выпущенный "Красным Путиловцем", запатентован способ записи звука на кинопленку, сооружен самый большой в СССР закрытый плавательный бассейн, открыты несколько заводов, Домов культуры, построен НИИ по охране здоровья детей. Начато производство миниатюрных электрических лампочек для карманных фонарей... И это всё только в Ленинграде. В 1927 году.
Приятно прогуляться по страницам этой уникальной книги и насладиться самим фактом того, что инженерная мысль наших соотечественников двигала технику в мировом направлении.
Уникальность книги во многом. Во-первых, инженер предвосхитил время "зеленой энергетики" и написал свою книгу за 100 лет до массовой установки ветряных генераторов. Во-вторых, автор использует вполне доступные объяснения для изготовления ветряков своими руками для практического применения (как он пишет уже в своём названии "для мельниц, водокачек, станков и электростанций"), в книге приводится полная информация как рассчитать и изготовить крыло, передаточные и кулачные колеса, главный вал, цевочную шестерню, — любой колхоз или завод мог бы этого сделать. Если бы захотел. Но была серьёзная проблема — сделать динамо и достать аккумулятор. Последних был сильный дефицит.
Для полной картины имеет смысл привести оглавление книги. Оно очень информативно.
Как пишет автор, общее мировое количество энергии ветра превосходит в 5000 раз полную энергию годового потребления угля. В Дании и Германии уже есть установки для выработки электрического тока и уже таковые имеются мощностью до 150 лошадиных сил. В СССР же 3/4 всего хлеба перемалывается на ветряных мельницах, где их около 200 000.
В СССР, где наиболее компактно строились и располагались ветряные мельницы в то время, была, например, Республика немцев Поволжья: в 1930 году там было 420 ветряных мельниц, перемалывающих 1 096 800 пудов в год. Но кроме ветряных там были и другие мельницы: 78 водяных мельниц (1 142 400 пуд.), 7 комбинированных мельниц (2 470 000 пуд.), 69 мельниц с работой от двигателя внутреннего сгорания (5 676 000 пуд.), 7 мельниц, работающих от газогенератора (1 578 000 пуд.), 6 мельниц паровых (Lokomobilbetrieb) (204 000 пудов в год)[2].
Автор пишет, что "Окончательно же человечество будет обеспечено ветровой энергией только тогда, когда удастся использовать ей на больших высотах (500-800 метров), где ветры значительно сильнее и постояннее. Тогда в любом пункте земного шара мы будем иметь ветровые электрические станции в воздухе (на высоте облаков), которые будут давать в желательном количестве свет, тепло и силу".
И после обзора разных видов мельниц (немецкой, голландской, шведской, крестьянской), автор переходит к самому интересному: оказывается, ещё в 1924 году московский ЦАГИ сделал ряд практических усовершенствований для ветряных мельниц, уделив особое внимание правильной форме деревянного крыла (инж. Красовский). Это способствовало повышению мощности ветросиловых установок на 50% и более.
А вот и таблица размеров и веса крыльев типа ЦАГИ: бери, ставь и применяй.
Далее по тексту автор рассматривает американские колесные ветродвигатели, но этот обзор будет интересен уже специалистам.
Отдельным обзором стоит рассмотрение ветро-водокачек.
А вот и конкретные цифры: количество воды, подаваемое ветряным двигателем при нормальной силе ветра в 4 м в секунду, при непосредственной (штанговой) насосной передаче (без зубчатой передаче или трансмиссии), показано в следующей таблице:
Далее по тексту приводится расчет такой ветро-насосной установки. Считаем. Ставим. Куда? Да хоть к себе на дачу.
Артезианский насос? Ветро-насосные установки для орошения и осушения? Хотите скомбинировать с гидроустановкой? — Пожалуйста. В книге приведены и такие возможности и есть соответствующие иллюстрации.
Ну а теперь, к современному ветряку. Тому, что вырабатывает электроэнергию и запасает её избыток в аккумуляторах.
Это американский ветродвигатель Aerolektric. Диаметр крыльев 4,25 м, высота башни 15,25 м.. Для небольших селений в 15-20 дворов завод изготавливает электрические станции напряжением 110 вольт. Цена установки 2000 руб.
Немецкая фирма Сименс тоже производила свои новейшие ветряки. Шунтовая динамо, компаундная обмотка, аккумуляторная батарея и автоматический выключатель.
ЦАГИ не отставал от зарубежных разработок, однако слабым местом было аккумулирование энергии. Было придумано гидравлическое аккумулирование, мощностью 100 л.с. для электрификации Крыма.
Центральный Электротехнический Совет Госплана высказался за целесообразность постановки крымского опыта.
Возможно, нынешняя Сакская ВЭС, которая построена недалеко от Евпатории, где крутят лопастями 158 ветряков и вырабатывает мощность 19 МВт, и есть продолжение этой истории.
У этой книги есть одна тайна: почему автор издает эту книгу на собственные деньги, при этом ссылаясь на разработки и расчеты ЦАГИ? Мне кажется, что перед ЦАГИ были поставлены военные задачи по расчетам самолетов и ему было не до ветряков и мельниц.
Возможно у вас есть свои соображения на это счёт.
[1]. Фентеклюз, А. Л. Ветродвигатели для мельниц, водокачек, станков и электро-станций : С 124 рис. в тексте / Инж. А. Фентеклюз. - Ленинград : автор, 1927 (типо-лит. "Вестник Ленингр. совета"). - 175 с. : ил., черт., карт.
[2]. Schmidt, D. Studien über die Geschichte der Wolgadeutschen. — Pokrowsk-Moskau-Charkow, 1930.
