“Salus populi suprema lex est”
Международное общественное объединение

1872 - 2017

Russian Physical Society, International

Международное общественное объединение Русское Физическое Общество (сокращённо – РусФО, RusPhS) - добровольное объединение учёных, инженерно-технической интеллигенции, изобретателей, предпринимателей для совместной интеллектуальной и научно-практической деятельности в области естествознания, - науки о природе.
Научная цель: построение единой физической картины мира и поиск основной целевой функции человечества.

Ленёв Н.И. Безплотинные ГЭС нового поколения






БЕЗПЛОТИННЫЕ  ГЭС НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ



Ленёв Н.И.


В изобретении предлагается оригинальный, ранее не использовавшийся ни в одной из существующих конструкций, способ использования энергии как водного потока любого вида (рек, ручьёв, приливов, морской волны и т.д.) так и движения воздушных масс. При этом используется естественный поток, без предварительного преобразования (строительства дамб, каналов, напорных труб).

Данный способ отъёма мощности водного потока является наиболее выгодным и с экологической точки зрения, так как совершенно не нарушает естественного русла реки, занимая от 1% до 10% площади, тем самым, не препятствуя свободному перемещению речной Фауны и Флоры в отличие от существующих ГЭС.

Для того, что бы понять, ощутить, как и какие силы действуют в ГЭБе, достаточно провести эксперимент в собственной квартире: наберите воды в свою ванну, отмерьте 1метр и поставьте метки, для начала - просто проведите ладонью этот метр за одну секунду. Попробовали? Теперь возьмите на кухне разделочную доску и сравните её площадь с площадью моей лопасти - 180•500 мм. Скорее всего, она будет 0,5 площади лопасти. Осторожно проведите потихоньку несколько раз, стараясь приблизиться к скорости 1м/сек. Почувствовали - какое усилие?

Но это ещё не всё! Поверните свою доску на 45 градусов и попробуйте вновь, стараясь удержать руку параллельно длине ванны, по-прежнему стремясь к 1м/сек. Впечатляет!?
И даже это ещё не всё. У меня в установке, имеющей габариты 0,6•0,7•1,5м - 16 таких лопастей. Вот и перемножьте, кто на 16, а кто и на 32, в зависимости от размеров своих досок.

Только это всё предыстория. История началась тогда, когда её начали смотреть специалисты.
Как сразу же определил профессор Л. Н. Бритвин, - она создаёт перед собой небольшой подпор сантиметров 10 при скорости потока 1м/сек, а за собой - разряжение; и потому вода, падая с этого подпора, воздействует на лопасть уже с иной скоростью, чем в окружающем потоке. А при наличии ещё и разряжения на выходе установки поток под действием центробежной силы и гравитационной постоянной увеличивает свою скорость! В чём не трудно убедиться на представленных фотографиях по выходящему потоку и буруну, который он создаёт.
Как говорит д.т.н. Чапкевич А.Л., - работает, как насос.

Самое же интересное на сегодня, то есть 04.02.2005г., увидел внутри установки старший научный сотрудник ФИАНа к.ф.-м.н. Захаров С.Д., - два ряда лопастей движутся навстречу друг другу - следовательно, происходит закручивание потока, причём с образованием двух встречных вихрей. Число Рейнольдса у рассматриваемой установки равно 170 000. Вода буквально «кипит» внутри, даже цвет немного меняется!

Как я понял из его ещё далеко не законченных изысканий, - явление кавитации заставили производить полезную работу, не разрушая (из-за малых скоростей и давлений) тело установки.
Несомненно, кто-то в ней ещё что-то найдёт...

Поток на входе в установку (работающую не реке Базаихе) V=1м/сек. Поток на выходе установки V=3,14м/сек. И никаких торсионных полей.



Конструкция представляет собой систему (два ряда) лопастей прямоугольной формы (плоская пластинка) оси которых делят их на две (1/2) неравные части, большая из которых всегда (за счёт действия потока) находится за осью дальше по потоку. Тем самым достигается её минимальное вращение вокруг своей оси и, следовательно, наименьшие турбулентные завихрения. Оси лопастей, своей верхней и нижней частями, в свою очередь, закреплены на верхней и нижней, замкнутых в кольца - цепях ПРЛ (либо на любом другом гибком элементе). Цепи передают усилие через звёздочки (рабочие колёса) на два вертикальных вала, с которых механическая энергия движущейся среды (воды, воздуха и т.д. и т.п.) через гибкую муфту и промежуточный вал передаётся на валы электрогенераторов. Валы установки через подшипники скольжения (качения) жёстко закреплены на каркасе установки, имеющем закрытые на 2/3 боковые и глухую нижнюю стенки, что не препятствует поступлению дополнительной воды из окружающего потока через верх и 1/3 боковых стенок установки. В одном каркасе рационально размещать минимум три установки. Положение лопастей по отношению к основному потоку регулируется неподвижными направляющими для цепи и подвижными для большей из сторон лопасти. Кроме того, меняя расстояние между подвижной направляющей для лопасти и неподвижной для цепи - мы задаём необходимый угол поворота между лопастью и направлением основного потока от 00 до 450, добиваясь тем самым оптимального режима работы установки либо останавливая её полностью. Таким образом, поток воздействует на лопасть фактически перпендикулярно, под 900. Один из валов установки имеет натяжное устройство, регулирующее натяжение цепей. Лопасти должны иметь свободу вращения на своих осях, а оси так же свободно вращаться в креплениях к цепям. Между лопастью и местом крепления к цепи на осях должны устанавливаться ролики, которые и будут катиться по неподвижным направляющим, удерживая тем самым цепь постоянно в перпендикулярном положении относительно направления основного потока. 


В отличие от ныне существующих источников электроэнергии данная конструкция создавалась «подручной», приемлемой для ручного изготовления, монтажа и обслуживания. Она позволяет использовать комплектующие из уже выпускающегося на сегодня оборудования, как-то сельскохозяйственная техника, отслужившего свой срок автотранспорта и прочего подходящего «железа». А это многократно удешевляет изготовление первого изделия, которое за два-три месяца окупит как своё изготовление, так и заработает на следующее при сегодняшних тарифах на электроэнергию! 20кВт • 24часа • 30 дней • 0,48 руб (тариф региона) = 7 000 рублей в месяц. 


Геометрические размеры такой детали, как звёздочка (рабочее колесо) для любых размеров установок желательно выдерживать в пределах не более 500÷350мм., так как от этого напрямую зависит число оборотов вала. Диаметр самого вала рассчитывается под каждые конкретные нагрузки и условия эксплуатации и колеблется от 25 до 50 мм. Размеры лопастей, их количество, соответственно - и прочность цепи, - подбираются в зависимости от ширины и глубины реки, а количество штук установок в длину реки - от необходимой мощности потребления! 


Под принятые характеристики изготавливается соответствующий корпус, желательно из трубы, для получения дополнительной плавучести. Каркас делается разборным, что позволит собирать его на месте эксплуатации без привлечения грузоподъёмных механизмов. 


Размеры блоков не ограничены, в зависимости от необходимой мощности и размеров реки. Как пример, возьмём: ширина - 1200мм, глубина - 700мм, длина - 1250мм, то есть объём - 1куб. метр. Он позволяет разместить в нём три установки с 17 лопастями в каждой, имеющих, в свою очередь: ширину - 150мм и глубину - 500мм. То есть каждая площадью 0,075кв. м. А так как две лопасти всегда будут находиться на поворотах, то общая рабочая площадь одной установки - I,125кв. м, а сумма трёх в одном каркасе (1 кубометр потока) будет - 3,375 кв. метра! 


Именно это и позволяет наиболее полно использовать каждый кубический метр потока движущейся среды. 


Именно это и позволяет использовать возникающие центробежное и центростремительное ускорения, значительно увеличивающие как скорость движения потока, так и действие силы тяжести, разделённого на секции, потока движущейся среды. В нашем случае - реки. 


Из каких материалов следует изготавливать данную установку?! Из любых подручных. Дерево, пластмасса, алюминий, железо, титан - всё что угодно, что по карману. От этого будут зависеть только сроки эксплуатации вашей установки, и всё. На выработку электроэнергии это никак не повлияет. 


Назовите мне хотя бы одну из ныне существующих конструкций, допускающих такой выбор материалов для изготовления?! Нет таких, не вспоминайте. 


Обратите внимание, число оборотов у неё довольно низкое (45÷60), да и работает она постоянно в воде, то есть износ материалов будет минимальным. 


Много вопросов о её заиливании, зарастании водорослями и т.д. Брёвна, крупные ветки, прочий крупногабаритный мусор мы сеткой отвернём. Ну а всё остальное пройдёт через неё как по конвейеру. В зимний период применим давно используемый плотогонами способ поднятия тёплых нижних слоёв воды с помощью нескольких брёвен перед установкой, имеющих на одном конце груз, а на другом - поплавок. Вода, поднимаясь, размоет во льду необходимую нам майну. 


Размеры рассматриваемой установки: длина - 1250 мм, ширина - 1200 мм, глубина - 700 мм. Итого 1кубометр занимаемого объёма реки. Возможны любые другие комбинации данных размеров, для ручья - уменьшенная глубина, но за счёт количества установок в вдоль длины ручья набираем любую необходимую мощность. Ведь скорость в ручьях значительно выше. 


Полная стоимость установки мощностью 20кВт будет не более 50000 ÷ 120000 рублей, то есть не более 5000 рублей за 1кВт установленной мощности. Или в у.е. от $50 до $150, возьмём в среднем 100 у.е. 


Материалоёмкость одного киловатта нашей установки, в зависимости от используемых материалов на изготовление, будет варьироваться от нескольких сот грамм (пластмасса) до 2÷З кг (сталь) на 1кВт установленной мощности. 


Сроки изготовления будут, в зависимости от технической подготовленности изготовителя, - месяцы, недели, дни; а при серийном изготовлении на профильном заводе на выпуск 1кВт установленной мощности - часы и минуты!
Сроки монтажа - это в зависимости от того, о какой установке идёт речь. Если мы говорим о переносной установке для туристов, охотников, рыбаков и т.д., то на её развёртывание и установку в реку (вместе с надуванием наплавного понтона) потребуется полчаса - час. Если же мы говорим о ГЭС мощностью несколько МВт или ГВт для крупного города или промышленного предприятия, то это будет 1 - 2 - 3 года, в зависимости от того, кто и как будет монтировать, какие средства будут на это сразу отпущены. И тому подобные вопросы, никак не зависящие от самой конструкции. 


Эксплуатационные потребности - следить, конечно, надо. А в остальном - установка получилась не сложнее граблей. Потому и персонал на обслуживание скорее честный нужен, чем образованный.
Вот и сравните с любым из ныне существующих источников энергии. По любому из показателей наша установка на порядок, а то и на два имеет преимущества перед аналогами. 


Установка (БГЭС), позволяет получать электроэнергию как со свободного течения рек (безплотинная гидроэлектростанция), так и с любого (даже самого незначительного) движения воздуха (ветроэлектростанция).
Для понимания преимуществ данной станции по отношению к аналогам остановимся, для начала, на особенностях данной конструкции. 


Что отличает нашу установку от других?


Первое. Мы увеличили рабочую площадь. В нашей установке нет ни одной лопатки, которая бы не работала в каждый отдельно взятый момент или противодействовала работе остальных. Лопасти расположены двумя рядами, каждый из которых является рабочим. На развороте - лопасти также работают. 


Сравнивая нашу модель с существующими аналогами, мы не можем назвать ни одной конструкции, которая бы имела такое соотношение рабочей площади к общей площади конструкции (рабочего окна). 


Второе. Мы поставили рабочие лопатки по отношению к движущемуся потоку под 45 градусов. Тем самым мы не только на останавливаем движение воды, отнимая у неё всю энергию, но провоцируем возникновение дополнительных сил, значительно увеличивающих мощность водного потока, а, соответственно, и нашей установки. Так, при скорости течения реки 1 м/с, удалось снять 11 кВт с установки, размерами 1,5•0,7•0,6м. 


Третье. Мы задействовали два вала. В отличие от всех существующих турбин, где (так или иначе) присутствует форма винта, правда в некоторых случаях несколько видоизменённая, - мы ушли от этой формы. Объясню почему. Винт обязывает нас соблюдать точность изготовления, нужны и особо прочные материалы из-за высоких оборотов вращения турбин. В нашей же конструкции использование двух валов со множеством рабочих лопаток позволяет сосредоточить всю механическую энергию на цепи (тросе, фале, ленте и т.д.), что автоматически снимает с нас обязанность точности и особой прочности изготовления лопаток, валов и прочих элементов. 


Четвёртое. Форма установки, а также преимущество, описанное в п.2 (лопатки под 45 градусов, не останавливающие поток) позволяют говорить о блочном строительстве наших станций. Мы имеем возможность ставить наши станции вплотную друг к другу по длине, ширине или глубине реки. Тем самым мы можем говорить о блочном строительстве БГЭС (ВЭС) любой необходимой потребителю мощности: и для небольшого потребителя (десятки КВт установленной мощности), и для среднего (сотни КВт у. м.), и для большого (мегаватты и гигаватты). Реки-то в России дли-и-инные, а конструкция позволяет максимально использовать любую реку наиболее эффективно - только размеры блоков изменяй... 


Отметьте: в нашей установке частота вращения валов - всего 30÷60 оборотов в минуту. Согласитесь, совсем немного мы сместили акценты (два вала вместо одного, плюс множество одновременно работающих лопастей вместо одной), - а в итоге получаем малые обороты при большой мощности, позволяющих нам не соблюдать особую точность и отказаться от каких-то особых материалов при изготовлении конструкции, плюс возможность эффективного использования свободного течения рек. 


Всё вместе взятое позволило нам получить значительные преимущества при позиционировании нашей установке на рынке источников энергии.
Актуальность внедрения подобных конструкций - очевидна.


Во-первых, - на фоне истощения, уже в обозримом будущем, рентабельных запасов не возобновляемых энергоносителей - нефти и газа. 


Мы используем возобновляемый источник энергии - движение воды в реках, причём движение свободное, без плотин и дамб. 


Отмечу, что эта же конструкция, изготовленная из более лёгких материалов - например, пластмассы, позволит использовать и энергию ветра. 


Во-вторых, - с точки зрения состояния сегодняшней экономики России: у нас нет возможности вкладывать деньги в долгосрочные проекты со сроком окупаемости 10÷15 лет. 


В нашем случае нет необходимости единовременно вкладывать большие средства в строительство станций. Здесь применяется блочная система. Достаточно найти денег на строительство первой партии установок (1÷5 блоков), а остальные строить, когда уже первые введены в эксплуатацию. 


В-третьих, - экологическая сторона вопроса. Сегодня уже все понимают, насколько важно для людей сохранять экологическую безопасность той территории, где они проживают. Именно из-за этого фактора многие проекты на сегодняшний день либо заморожены, либо, вообще, остаются многие годы только на стадии проектирования. Примером может служить строительство Катунской ГЭС и проект строительства ГЭС в верховьях реки Абакан (Хакассия). 


В предлагаемом проекте мы используем лишь свободное течение рек, именно поэтому нам нет необходимости перегораживать всю реку, достаточно использование 1÷10% течения, что в свою очередь никак не будет влиять ни на движение водной фауны (количество оборотов на валу установки - всего 30÷60 об/мин.), ни, к слову сказать, на судоходство. 


В-четвёртых, - не маловажный вопрос: капитальные вложения на 1 кВт установленной мощности. На сегодняшний день имеется достаточное количество, казалось бы, перспективных проектов в области энергетики, единственным недостатком которых является высокая себестоимость получаемой электроэнергии. 


Свои деньги сегодня умеет считать каждый. Поэтому наша установка и в этом случае является оптимальной: стоимость 1 кВт установленной мощности здесь - не более 100 евро. 


В-пятых, - с точки зрения сложности изготовления конструкции. Следует учитывать и этот вопрос. Сегодня в России осталось не так уж и много работающих предприятий, тем более не много квалифицированных рабочих, а тем более - современного оборудования. 


Наша установка создавалась именно в расчёте на эти условия. Одна из опытных конструкций изготавливалась на предприятии коммунального хозяйства. То есть для её изготовления не требуется специального оборудования, как впрочем, и высокой квалификации специалистов. 


В-шестых, - очень актуален на сегодня вопрос развития энергетики России, где генерирующие объекты и линии электропередач становятся самостоятельными хозяйствующими субъектами. 


В нашем случае мы, строго в духе данной программы, имеем возможность автономной эксплуатации наших станций даже в очень удалённых от существующих ЛЭП населённых пунктов.
Так что выбор за Вами, господа.

  29 июня 2007 года

 

 


Примечание.
На ОАО «ДМЗ-Камов» изготовлены первые образцы безплотинных ГЭС нового поколения.
Безплотинная гидроэлектростанция - это установка нетрадиционной гидроэнергетики, которая позволяет использовать энергию любого водного потока без строительства гидротехнических сооружений.
Новый принцип трансформации энергии потока, предложенный красноярским изобретателем Н. И. Ленёвым, одновременно с уменьшением размеров установки увеличивает её энергоотдачу в несколько раз. Базовый элемент предложенной конструкции имеет вид тракторной гусеницы, в которой прямоугольные пластины-траки ориентированы под углом 45 градусов к направлению течения. Пластины, действуя как паруса, под напором воды заставляют двигаться цепь, соединённую с генератором. При скорости воды в реке, равной 1 м/с, такая установка, занимающая один кубический метр объёма реки, снимает от 5 до 20 кВт энергии. Этой мощности достаточно для обеспечения потребностей отдельного коттеджа или фермы.
В настоящее время на ОАО «ДМЗ-Камов» изготовлено 10 безплотинных ГЭС. Проводятся стендовые испытания для определения рабочей мощности установок, подбора необходимых мультипликаторов и генераторов. Окончание испытаний назначено на конец декабря 2005 года.

« назад

Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 89, Выпуск № 1 (2017г.)
ЖРФМ, 2016, № 1-12 (ЖРФХО, Т. 88, вып. № 4)
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 3 (2016г.)
Шпеньков Г.П. Динамическая модель элементарных частиц. Видео лекция
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 2 (2016г.)
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 1 (2016г.)
Журнал
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 87, Выпуск № 3 (2015г.)
Журнал Русской Физической Мысли, 2015, № 1-12
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 87, Выпуск № 2 (2015г.)
Журнал Русского Физико-Химического Общества ЖРФХО, Том 87, Выпуск № 1 (2015г.)
Энциклопедия Русской Мысли. Том 24
Энциклопедия Русской Мысли. Том 23
Энциклопедия Русской Мысли. Том 22
Энциклопедия Русской Мысли. Том 21
Армянская секция Русского Физического Общества
Энциклопедия Русской мысли. Том 20
Энциклопедия Русской мысли. Том 19
Энциклопедия русской Мысли. Том 18
Энциклопедия русской Мысли. Том 16
Энциклопедия русской Мысли. Том 15
Энциклопедия Русской Мысли. Том 14
Энциклопедия Русской Мысли. Том XIII
Украинская секция Русского Физического Общества
Санкт-Петербургская секция Русского Физического Общества
Иркутская секция Русского Физического Общества
Новосибирская секция Русского Физического Общества
Катрен 12. ГМО - ГЕНОФАШИЗМ
Водородное топливо Юрия Краснова
Алиев А.С. Российская астрономия. Часть 2. - 2011г.
Жигалов В.А. Уничтожение торсинных исследований в России
ЭРМ 12: Колесников И.В. Природа глобальных катаклизмов. - 2010 г.
Алиев А.С. Российская астрономия. - 2010 г.
Открытое Заявление Президента Русского Физического Общества Родионова В.Г. Президенту Российской Федерации Медведеву Д.А.
ЭРМ 11: Оше А.И. Поиск единства законов природы (Инварианты в природе и их природа). - 2010 г.
ЭРМ 10: Петракович Г.Н. Биополе без тайн. Сборник научных работ. - 2009 г.
ЭРМ 1: Гриневич Г.С. Праславянская письменность. Результаты дешифровки. Том 1. - 1993 г.
ЭРМ 6: Хачатуров Е.Н. Элиминация значительной части ДНК... - 1995 г.
ЭРМ 3: Иванов Ю.Н., Иванова Н.М. Жизнь по интуиции. - 1994 г.
ЭРМ 4: Гудзь-Марков А.В. Индоевропейская история Евразии. Происхождение славянского мира. - 1994 г.
Два открытия
Официальный доклад Аполлон-11. Лунные карты составлены безграмотно
Ральф Рене. Как NASA показало Америке Луну
НЛО: соседи по Солнцу.16.05.2011
Бутусов. Раджа Солнце. Глория. 9.01.2012
Катрен 18. Технология спаивания
Фильм С. Веретенникова
Энциклопедия русской Мысли. Том 17

Ссылки:

rodionov@rusphysics.ru - ПОЧТОВЫЙ ЯЩИК РЕДАКЦИИ ЖУРНАЛА "ЖУРНАЛ РУССКОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ МЫСЛИ"
Главный редактор Родионов В.Г.
Денежные пожертвования направлять в Сбербанк РФ на карточку № 63900240 9014875013.


Rambler's Top100