2.4. Бесплотинные гэс нового поколения (бгэс).

Новые интересные решения гидропривода предлагают изобретатели. Один из них – житель Красноярска Николай Ленёв (патент № 2166664 от 10.05.01 г.).

В изобретении отмечается оригинальный, ранее не применявшийся 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.

Рис. 2.6. Гидропривод Ленёва

«Для того, чтобы понять, ощутить, как и какие силы действуют в бесплотинной ГЭС (БГЭС – Бесконечной Гравитационной Энергетической Системы), – пишет автор, – достаточно провести эксперимент в собственной квартире: наберите воды в свою ванну, отмерьте 1 м и поставьте метки, для начала просто проведите ладонью по этому отрезку за 1 секунду. Попробовали? Теперь возьмите на кухне разделочную доску. Осторожно проведите потихоньку несколько раз, стараясь приблизиться к скорости 1 м/с. Почувствовали, какое усилие? Но это ещё не всё! Поверните свою доску на 45° и попробуйте вновь, стараясь удержать руку параллельно длине ванны, по-прежнему стремясь к скорости 1м/с. Впечатляет!?»

Рис. 2.7. Фото работающей установки на р. Базаихе перед погрузкой

По заключению проф. Л. Н. Бритвина, такая установка создаёт перед собой небольшой подпор сантиметров 10 при скорости потока 1 м/с, а за собой – разряжение, и потому на лопасть вода, падая с этого подпора, воздействует 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. Два ряда лопастей движутся навстречу друг другу – следовательно, происходит закручивание потока, причём с образованием двух встречных вихрей. Вода «кипит» внутри, даже цвет немного меняется. Явление кавитации заставляет производить полезную работу, не разрушая из-за малых скоростей и давлений тело установки.

Конструкция представляет собой систему (два ряда) лопастей прямоугольной формы (плоская пластинка), оси которых делят их на две неравные части, большая из которых всегда (за счёт действия потока) находится за осью дальше по потоку. Тем самым достигается минимальное её 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 (либо на любом другом гибком элементе).

Рис. 2.8. Свободнопоточная мини-БГЭС Н. Ленёва: 1 – пластина; 2 – приводной ремень - цепь Галя; 3 – «звёздочка»; 4 – корпусные конструкции

Цепи передают усилие через звёздочки (рабочие колёса) на два вертикальных вала, с которых механическая энергия движущейся среды (воды, воздуха и т. д.) 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. Меняя расстояние между подвижной направляющей для лопасти и неподвижной для цепи, мы задаём необходимый угол поворота между лопастью и направлением основного потока от 0° до 45°, добиваясь тем самым оптимального режима работы установки, либо останавливая её полностью. Таким образом, поток воздействует на лопасть фактически перпендикулярно, под 90° (рис. 8). 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.

Возможны любые другие комбинации данных размеров, например, для ручья – уменьшенная глубина, но за счёт количества блоков вдоль длины ручья набираем любую необходимую мощность. 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.

Некоторые технические и иные характеристики предлагаемой установки приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.2 - технические и иные характеристики предлагаемой установки.

• Размеры рабочего колеса («звёздочка») • Диаметр вала • Объём воды, поступающий на установку • Количество блоков лопастей • Количество лопастей в блоке • Размеры лопастей • Площадь, пересекаемая потоком • Мощность • Стоимость выработанной за месяц энергии   (тариф региона с 1 января 2009 г.) • Стоимость затрат на изготовление установки   в кустарных условиях • Материалоёмкость • Сроки изготовления (серийное производство) • Сроки монтажа

500–350 мм 25–50 мм 1,200 × 0,700 × 1,250 = 1 м3 3 17 150 мм × 500 мм 3,375 м2 20 кВт 20 кВт × 24 часа × 30 дней × 2,06 руб. = 29660 руб./мес. 100 у.е. до 2–3 кг/кВт (в зависимости от применяемого материала) 1–2 ч 1–1,5 ч

Количество блоков не ограничено и зависит от необходимой мощности и размеров реки. Данную установку следует изготавливать из любых подручных материалов: дерево, пластмасса, алюминий, железо, титан – всё что угодно, что «по карману». От этого будут зависеть только сроки эксплуатации установки. На выработку электроэнергии это никак не повлияет. Следует обратить внимание, число оборотов у неё довольно низкое (45/60), да и работает она постоянно в воде, т. е. износ материалов будет минимальным.