Предпосылки
Традиционно большая энергетика западных стран, в отличие от России, использовала в энергосистемах генерирующие источники относительно небольших мощностей. Введение в энергосистемы генерирующих мощностей в миллионы киловатт (особенно атомных электростанций) - это, по сути, издержки преодоления энергетического кризиса 1970-х. Сегодня этот курс на Западе признан ошибочным.
Развитие энергетики в России ещё со времен ГОЭЛРО приняло тенденцию к интегрированию в составе энергосистем генерирующих источников гигантских мощностей.
Однако, учитывая пространственные особенности России, малую энергетику нам всё-таки придется развивать.
Для осуществления структурной перестройки в энергетике требуется внедрение децентрализованных энергосистем локального применения с системообразуюшими генерирующими источниками, работающими от возобновляемых и невозобновляемых источников энергии. При этом подобного рода энергосистема должна быть едина при обеспечении потребителя всеми видами энергии (электричество, тепло, горячая вода), а доля сжигаемого в ней энергетического ресурса в целях выработки энергии не должна превышать 30-50%. Стоимость такого рода систем не должна превышать стоимости реконструкции традиционных централизованных энергосистем.
Среди многообразия предлагаемых решений особо необходимо выделить вихревой гидравлический теплогенератор (ВГТГ), вихревую ветроэнергетическую установку (ВВЭУ) и технологии электроэнергетических комплексов (ТЭЭК).
Вихревой гидравлический теплогенератор
ВГТГ преобразует энергию движущейся в нем жидкости в тепловую энергию. Теплоноситель - вода, антифриз. Нагрев воды осуществляется за счет циркуляции её в замкнутом контуре теплогенератора с помощью гидронасоса и вихревой системы закрутки потока жидкости.
Теплогенератор предназначен для отопления и горячего водоснабжения объектов промышленного и сельскохозяйственного производства, бытовых объектов - особенно в местах, лишенных централизованного тепло- и газоснабжения.
Преимущества ВГТГ относительно известных генераторов тепла:
- коэффициент преобразования ~ 98%;
- устройство экологически чистое, экономичное, надёжное, достаточно простое в конструктивном исполнении и с минимальными трудозатратами в эксплуатации;
- вихревой теплогенератор не использует ни электрических ТЭНов, ни топлива (газ, уголь, нефть) - только электроэнергию для питания привода гидронасоса.
На сегодняшний день в 44 регионах России и за рубежом (Корея, Китай, Латвия, Казахстан, Украина) установлено более 200 таких теплогенераторов.
Вихревая ветроэнергетическая установка
ВВЭУ - принципиально новое нетрадиционное направление в ветроэнергетике. В основе ВВЭУ - «генератор вихря», - устройство, преобразующее равномерный поток ветра в вихреобразные струи, являющиеся концентратором энергии, организующим и аккумулирующим энергию ветра и низкопотенциальных воздушных тепловых потоков, аналогично тому, как в природных условиях кинетическая энергия ветра, распределенная в значительном объёме потока, концентрируется до огромных величин в компактном ядре природного смерча.
Преимущества ВВЭУ относительно традиционных ветроустановок:
- рабочая скорость ветра и массогабаритные параметры меньше в 1,5-2 раза;
- нет вала и карданной системы - их заменяет система «ротор-генератор»;
- нет системы ориентации ветроприемного устройства на ветер;
- конструктивная схема ВВЭУ предполагает ее модульное использование;
- номинальную мощность ВВЭУ в целом можно задавать набором определённого количества модулей;
- стабилизация числа оборотов ротора обеспечивается только изменением ширины воздухозаборника;
- благодаря своеобразной конструкции ВВЭУ обладает повышенной устойчивостью к резким порывам ветра и ураганам, что обеспечивает работоспособность установки при любой скорости ветра.
Технологии электроэнергетических комплексов
Технологии электроэнергетических комплексов - это технологический цикл преобразования нестабильных энергетических параметров разнородных возобновляемых источников в стабильные параметры электрического тока на базе специального энергетического оборудования с единой комплексной системой управления и с обеспечением реального энергетического баланса в системе «выработка - потребление электроэнергии».
Таким образом, предлагается микроэнергосистема, работающая с возобновляемыми источниками энергии, которая:
- создает локальные системы бесперебойного энергоснабжения любого стандарта с любой мощностью и в любом месте;
- работает с любым видом возобновляемых источников и с любым видом генерирующего оборудования в единой системе управления;
- создается непосредственно рядом с потребителем, что позволяет отказаться от дорогостоящей прокладки ЛЭП;
- позволяет обеспечить потребителя необходимыми мощностями;
- обеспечивает реальный энергобаланс в системе «выработка-потребление электроэнергии»;
- полностью автоматизируется, компьютеризируется и защищается от неквалифицированного вмешательства;
- полностью экологически безопасна;
- может быть подключена в параллельную работу с централизованными энергосистемами, снижая затраты на использование невозобновляемых источников энергии на 80-100 %;
- позволяет по требованию потребителя создавать специальные возможности, например разные стандарты тока в одной системе.