Ветер - [21]

Решить эту задачу можно только одним способом — это научиться «откладывать» часть голубого угля при работе ветряка в запас и затем, во время безветрия, использовать этот запас до тех пор, пока не подует снова ветер.

Но куда же, в какую кладовую лучше всего откладывать этот запас?

Было предложено много проектов аккумулирования (запасания) энергии голубого угля. Вот главные из них:

Запасать часть вырабатываемого ветроэлектростанциями электричества в особых хранилищах — аккумуляторах. По этому предложению построены и работают много типов ветродвигателей. Но аккумуляторы стоят дорого, и запасти в них много электрической энергии невозможно.

Было предложено расходовать часть ветровой энергии на нагревание воды с тем, чтобы при безветрии использовать энергию нагретой воды. Этот способ плох тем, что мы умеем использовать только энергию кипящей воды — в паровых котлах. Значит, в течение двух-трех безветренных дней нам нужно сохранять не просто горячую, а кипящую воду, или непрерывно подогревать ее, тратя топливо.

Часть энергии ветра можно использовать на разложение воды. Известно, что вода состоит из водорода и кислорода, а водород можно использовать как горючее в особых газовых (взрывоводородных) двигателях. Значит, если при работе ветряка получать из воды водород, то при безветрии этот водород можно использовать как горючее и тем самым не прекращать подачи энергии.

Можно, наконец, запасать энергию ветра в виде энергии воды, то-есть строить спаренные установки ветряного двигателя и водяной турбины (водяного колеса типа колеса водяной мельницы). Построенные по этому принципу до настоящего времени установки не смогли, однако, обеспечить бесперебойную работу электростанции. Часто запасов воды не хватало на весь период безветрия. Но вот в 1923 году проф. Погоржельский и позднее другие предложили новое остроумное сочетание ветряка с водяной турбиной (иначе говоря, ветро-гидродвигатель), которое, по расчетам, заставит ветер работать все дни года! В этом двигателе обе его основные части — ветродвигатель и водяная турбина — работают по очереди. В ветреную погоду трудится ветряк, отдыхает турбина. Прекращается ветер — начинает работать водяная турбина, бездействует ветродвигатель.

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.