Энергия без плотин

Interfax-Russia.ru – ГЭС нового типа – без плотин на дне рек – будут испытывать сибирские ученые на Горном Алтае.

Сибирские ученые вот уже несколько лет работают над проектом создания бесплотинных ГЭС. Эти гидроэлектростанции принципиально нового типа они называют абсолютно экологичными и экономичными одновременно. Сейчас над их созданием трудятся специалисты Сибирского отделения Российской академии наук и Петровской академии наук и искусств (ПАНИ).

"Бесплотинная энергетика не требует строительства дорогостоящих плотин, не препятствует прохождению рыб и лодок и является экономически предпочтительным и экологически чистым способом извлечения энергии из потоков воды. Данная установка способна заменить бензоагрегаты, требующие подвоза дорогостоящего топлива в труднодоступные места и в ряде случаев исключить строительство капиталоемких линий электропередачи", - рассказал Interfax-Russia.ru кандидат физико-математических наук, член-корреспондент ПАНИ и руководитель испытаний Владимир Гетманов.

Так же они, по его словам, в отличие от так называемых "рукавных" ГЭС, которые тоже считаются экологичными, не требуют трудоемкой работы по установке водозабора и монтажу протяженного и тяжелого "рукава".

Бесплотинные ГЭС работают не за счет энергии падающей воды, как их стандартные "собратья", а за счет энергии речного потока. А потому не оказывают никакого влияния на окружающую среду – не останавливают поток и не меняют экологию рек.

"Гидроагрегат такой микро-ГЭС содержит гидротурбину поперечного типа, разделенную на секции. На торцах она подвешивается к боковинам несущей конструкции и через карданную муфту подключается к стандартному мультипликатору, на оси которого установлен автомобильный генератор переменного тока. Кабель от него передает электроэнергию в береговую сеть", - пояснил Владимир Гетманов.

Опустить эту установку в речной поток или поднять оттуда с помощью ручных лебедок могут несколько человек, настолько она немного весит. Стандартный гидроагрегат весит 240 кг, сопутствующие установки, которые располагают на берегу - еще около 50 кг. Всего получается не больше 300 кг. А между тем эта "малютка" может обеспечивать электропитанием, холодной и горячей водой небольшой поселок.

"Установка перспективна, на мой взгляд, для применения в пчеловодстве, фермерских и лесных хозяйствах, геологических и археологических партиях, на туристических базах, расположенных вблизи быстрых водотоков", - заявил собеседник Interfax-Russia.ru.

У разработчиков бесплотинных микро-ГЭС уже есть предельно конкретные расчеты, наглядно демонстрирующие преимущества их использования.

"Включение трех установок каскадом с общей мощностью 5 кВт позволит, например, организовать автодойку, обогрев телятника, питьевой воды и даст промышленный эффект. Такой каскад для бригад, забрасываемых вертолетом, сэкономит около 20 тонн бензина за сезон 6 месяцев, что ставит микро-ГЭС вне конкуренции", - сказал Владимир Гетманов.

По расчетам ученых, за сезон в 6 месяцев установка мощностью 1 кВт замещает бензоагрегат и 2,7 тонны бензина стоимостью около 55 тысяч рублей, а также предохраняет территорию от выбросов 15-20 кг ядовитых примесей, образующихся при сгорании бензина. С учетом стоимости бензоагрегата, эффект замещения, даже без учета важных экологических факторов, составляет около 65 тысяч рублей за полугодовой сезон.

А если к этому прибавить еще и расходы на доставку бензина, то получится, что затраты на строительство микро-ГЭС можно окупить за один сезон.

Стоимость изготовления установки (пока они делаются в единичных экземплярах) составляет $3-4 тысячи. В мелкой серии (10 и более экземпляров) она может существенно снизиться – до $2,5-3 тысяч.

Ученые уже успели опробовать свое изобретение на реке Чемал в Горном Алтае. Тогда они испытывали установку киловаттного диапазона мощности. Им удалось получить от речного потока мощность примерно 1 кВт на квадратный метр сцепления турбины с потоком. Стоит отметить, что скорость течения воды в том месте, где проходил научный эксперимент, была примерно 2 м/с, а глубина – чуть меньше метра. По словам разработчиков бесплотинных микро-ГЭС, работая на более глубоких и быстрых реках, например, алтайских Катуни и Чуе, они могут вырабатывать десятки киловатт энергии.

"Мощность таких установок возрастает с увеличением размеров ротора пропорционально площади его сцепления с потоком, и с ростом скорости потока, пропорционально ее третьей степени", - отметил Владимир Гетманов.

Еще одно достоинство бесплотинных гидроэлектростанций заключается в том, что их в одной реке можно установить несколько, формируя каскады. Так можно получить необходимую мощность.

"Модули бесплотинных ГЭС, размещенные вдоль течения реки с шагом около 10 метров, позволяют создавать каскады с большой суммарной мощностью, в которых отдельный модуль выступает в качестве кирпичика большого здания. Например, на естественных быстротоках Чуи и Катуни можно создавать каскады протяженностью не более километра с суммарной мощностью не менее мегаватта", - рассказал ученый.

Нынешним летом изобретателям предстоит испытать новый усовершенствованный образец бесплотинной микро-ГЭС мощностью до полутора киловатт. Тестировать установку будут опять же на реке Чемал.

С каждым разом ученые пытаются упростить конструктивные решения, сделать установку более надежной и долговечной. Стоит и еще одна цель – усовершенствовать устройство, с помощью которого гидроагрегат опускают в воду. Нуждаются в модернизации и используемые схемы электрических сетей. Когда эти задачи удастся решить, то, по их словам, можно будет думать и о серийном производстве. Надо отметить, что изобретатели уже разработали и методы построения аналогичных по структуре энергоустановок единичной мощностью до 15 кВт.

В целом же, определенное признание бесплотинные микро-ГЭС, разработанные сибирскими специалистами, уже получили. Изобретение уже запатентовано и отмечено Золотой медалью ВВЦ РФ. Кроме того, продолжать работу над проектом ученым рекомендовало собрание энергетиков Сибирского федерального округа. Так что не исключено, что уже в ближайшем будущем их разработка будет использоваться в качестве альтернативного источника энергии, ведь в последнее время на фоне экологических проблем и удорожания топлива важность таких разработок становится все очевиднее.

Обозреватель Вера Широкова