Добавил:

photo_life_spb Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Петербургский государственный университет путей сообщения им. императора Александра I

Предмет:

Грузоподъёмные машины

Файл:

3_2006marukhin

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.06.2019

Размер:

301.08 Кб

Скачать

☆

Ä È Ñ Ê Ó Ñ Ñ È ß

МАЛЫЕ И МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

SMALL AND MICROI HYDRO--POWER PLANTS

НЕКОТОРЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА РАБОТОСПОСОБНОСТИ НОВОГО ВОДОПОДЪЕМНОГО УСТРОЙСТВА КАК ИСТОЧНИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ

В. В. Марухин, В. А. Кутьенков, В. И. Иванов

Акционерная компания «Inversiones Mosten, S.A.L.» Навера, 38, отель «MENGY», Санта-Круз, Тенерифе, 38620, Испания

Òåë.: +34646847301; å-mail: aguagrpower@yahoo.com

In 2005 the new source of inexhaustible ecological clean and powerful energy is invented. This new converter of natural gravitational energy makes it possible, at negligible cost, to generate any commercial quantity of ecological clean electricity without dependence on a weather and climate continuously many years. The converter is capable of replacing heat & power and nuclear power station. This device has been successfully tested and it is ready to introduction in industry. In ninth number of this magazine it has been told about this invention. This article of magazine contains some basic formulas and new experimental results.

Â9-ì номере журнала [1] мы рассказали о разработанном нами новом водоподъемном устройстве как источнике экологически чистой и мощной энергии. Показали историю этого изобретения [2], принципиальную схему, теорети- ческие возможности и некоторые результаты экспериментальных исследований, подтверждающие работоспособность устройства и расчетные характеристики.

Âданной статье мы отвечаем на пожелания специалистов, которым хотелось бы ознакомиться с методикой расчета параметров, узнать, по- чему выходные характеристики такие, а не другие, какой конкретно КПД схемы и т. д., а также понять, каким образом удалось добиться себестоимости изготовления нашего электрогенерирующего преобразователя, не превышающей 100EUR/кВт в серийном производстве.

К сожалению, в рамках статьи полностью привести разработанную теорию, содержащую почти 500 основных формул, невозможно. Мы предлагаем только главные теоретические предпосылки и формулы, в частности математическое доказательство того, что создаваемый устройством напор воды H больше напора воды на глубине погружения, что является ключевым фактором, определяющим всю новизну и революционность изобретения. Кроме того, представлены некоторые результаты дальнейших экспериментальных исследований.

Согласно теории Жуковского [3], напор H, создаваемый «гидравлическим тараном», и часть начальной скорости U, затраченная на создание этого напора, связаны формулой:

g (H − pa	γ)	=U ,	(1)
C

ãäå C — скорость распространения «ударной волны» в трубе заполненной водой; pa — давление среды окружающую нагнетательную трубу; γ — удельный вес воды; g — ускорение силы притяжения.

Как было указано [1], в новой гидродинамической схеме каждая порция воды, закаченная в колпак в отличие от «гидравлического тарана», поскольку ударный клапан закрыт, будет вызывать невосполнимые потери массы всего продолжающего двигаться по инерции в направление к нагнетательному клапану столба воды. Вследствие этого в нагнетательной трубе со стороны ударного клапана уже с момента на- чала движения первой отраженной «ударной волны» должна появиться зона разрежения с давлением близким к нулю, в которой может находиться только некоторая часть растворенных в воде газов, или должна появиться «зона отрыва» (гидродинамический термин). Размер этой зоны во время закачки воды в колпак будет увеличиваться. В результате все последующие отражения «ударной волны» в направле-

Статья поступила в редакцию 18.12.2005. The article has entered in publishing office 18.12.2005.

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 3(35) (2006)		41
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ ¹	3(35) (2006)	41

EH = E0 −Eк − Eп.

Малые и микрогидроэлектростанции

нии нагнетательного клапана будут происходить не от ударного клапана, а от «зоны отрыва». При этом каждая порция закачиваемой воды изза уменьшения продолжительности действия давления под нагнетательным клапаном, будет уменьшаться.

Для такого механизма закачки количество закаченной в колпак воды qH в зависимости от начальной скорости воды V0 в момент возникновения «гидравлического удара» при учете всех факторов, в том числе и инерционности клапанов, определяется формулой

qH = ζ1 (1+ϕ) y,						(2)
ãäå
qH =	qH			,		(3)
qH =	γS	L		,		(3)
	0		0
ϕ = Vк =1−2n				U	,	(4)
V			0 V			(4)
0				0
	n0V0					(5)
y =			,			(5)
y =	C		,
ζ1 =θ1 −θ2 y +θ3 y2					—	(6)

безразмерные величины; LH — длина нагнетательной трубы; S0 — площадь ее проходного сечения; n0 — число «гидравлических ударов» на ударный клапан; Vк — конечная скорость воды в конце закачки; θ1, θ2, θ3 — коэффициенты, зависящие от n0 и ϕ, причем всегда ζ1 < 1. Без учета указанного механизма отражения «ударной волны» ζ1 = 1, что превращает формулу (2) в обычную формулу [4] для «гидравли- ческого тарана».

Тогда на основании формул (1)–(5)

H = p		γ+ζ	1−ϕ2	V 2
	a			0 .	(7)
		1 qH		2g

Из этой формулы можно получить отношение напора H к исходному напору h, т. е. относительный напор. Ввдем известное в гидродинамике выражение для предельно возможной скорости разгона воды V∞ , имеющей исходный напор h:

V∞ = 2gh,

(8)

также выражение для безразмерного коэффициента начальной скорости:

k =	V0	,	(9)

0	βуV∞

ãäå βy — коэффициент потерь скорости в ускорительной трубе из-за трения на стенках.

Из формул (7)–(9) получим

H	=	pa	+ζ	1−ϕ2	β2 k 2 .	(10)
h		γh		qH
			1		у 0

Так как для тела, погруженного вводу на глубину h, давление окружающей воды pa = γh, то из формулы (10) следует, что

H	=1+ζ		1−ϕ2	β2k 2 .	(11)
h		1 qH		у 0	(11)

Поскольку в процессе закачки 1 > ϕ > 0, то всегда H > h. Этот вывод можно получить и дру-

гим путем, в частности, рассматривая влияние
«ударной волны» на упругое растяжение стенки
нагнетательной трубы. Раз есть растяжение, на-
правленное от центра трубы к периферии, то дав-					«TATA»
Оценить, насколько H > h, можно следую-					«TATA»
ление в трубе должно быть больше, чем снаружи.
щим образом.					Centre
С учетом формулы (4) конечная кинетичес-					Centre
кая энергия столба воды в нагнетательной трубе					Technical
кая энергия столба воды в нагнетательной трубе
			2	(12)
Ек =(1 −qH )ϕ E0,				(12)	Scientific
а кинетическая энергия столба воды до начала					Scientific
а кинетическая энергия столба воды до начала
процесса закачки					2006
E	= γS	L	V 2		2006
E	= γS	L	0 .	(13)	©
0		0 0	2g	(13)

Разность начальной и конечной кинетической энергии идет на увеличение потенциальной энергии поступившей в колпак воды EH, на периодическое растяжение стенок трубы, на открытие нагнетательного клапана, закрытие ударного клапана и т. д. Если сумму всех потерь, а также небольшую прибавку дополнительной кинетической энергии, вносимой водой за время закрытия ударного клапана, обозначить как Eï, òî

(14)

Âсвою очередь, энергия EH тратится, как и

â«гидравлическом таране», на изменение потенциальной энергии количества закаченной в

колпак воды qH с начальной величины hqH на конечную — значение, равное HqH, или, другими словами, на подъем этого количества воды. В математическом виде

EH = qH (H −h).

(15)

Тогда из формул (12)–(15) с учетом формул (8), (9)

β2уk02

=1+

1−ϕ

+qH ϕ

−

(16)

Сравнивая формулу (16) с формулой (11), получим

ϕ2

(17)

ζ1 =1+1−ϕ2 qH

− (1−ϕ2 )E0 .

В момент окончания закачки воды, когда у

«TATA»

столба воды в нагнетательной трубе закончится

центр

кинетическая энергия, т. е. когда ϕ = 0, получим

ζ1 =1−

Eп

(18)

технический-

Если конечную длину «зоны отрыва» X â

Научно

момент окончания закачки обозначить в безраз-

мерном виде:

(19)

то, при учете относительно небольшого увели- чения объема нагнетательной трубы из-за растяжения стенок и других факторов, в том числе и инерционности клапанов, получаем:

X = ζ2qH ,

(20)

42	International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE	¹ 3(35)	(2006)
42	Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ	¹ 3(35)	(2006)

В. В. Марухин, В. А. Кутьенков, В. И. Иванов Некоторые теоретические обоснования и экспериментальные доказательства работоспособности нового водоподъемного устройства как источника экологически чистой энергии

ãäå ζ2 — коэффициент, зависящий от n0, ϕ è γ,

рез открытый ударный клапан, образуется по-

причем всегда ζ2 < 1. Без учета растяжения на-

ток, имеющий некоторую среднюю скорость Vc.

гнетательной трубы объем «зоны отрыва» равен

Все параметры воды после смешения будут опре-

объему убыли воды из нагнетательной трубы, и

деляться законами сохранения массы, энергии

соответственно ζ2 = 1.

и импульса.

Тогда из формулы (11)

Очевидно, что автоматическое повторение

2 2 1−ϕ2

всего процесса будет возможно только в случае,

=1+ζ1ζ2βуk0

(21)

когда создадутся условия, при которых Vc = V0.

В этом случае, закон сохранения энергии, при

Следовательно, в момент окончания закач-

учете потерь энергии на трение в нагнетатель-

êè âîäû

ной трубе, можно представить в следующем виде:

β2уk02

+ ζ1ζ2

(22)

E0 = β0 Eу,

(26)

ãäå β0 — коэффициент потерь скорости потока в

Следует отметить, что при

ϕ = 0 в нагнета-

тельной трубе может остаться либо часть воды,

нагнетательной трубе из-за трения на стенках.

При учете трения 1 > β0 > 0. Из формул (25)–

не имеющей кинетической энергии ( X < 1), ëèáî

(26) получаем:

вообще может не остаться воды ( X = 1). Êîíê-

ретный случай зависит от коэффициента скоро-

ñòè k0. Однако и в том, и в другом случае при

k02

= β2

1−

kу

дальнейшем исчерпании кинетической энергии

(27)

воды избыточное давление в колпаке должно

1− k2

закрыть нагнетательный клапан, а почти пол-

ное отсутствие давления в нагнетательной тру-

Подставляя это выражение в формулу (22),

бе при разрушении целостности столба воды дол-

получаем окончательную формулу для возмож-

жно открыть ударный клапан, находящийся под

ного при автоматическом повторении всего про-

статическим напором воды со стороны ускори-

цесса относительного увеличения напора:

тельной трубы.

Через открывающийся ударный клапан

нагнетательную трубу через ускорительную тру-

бу опять начнет поступать вода, объем которой

H =1+ ζ ζ β2β2

1−

kу

(28)

1 2

у 0

за время поступления будет равняться объему

ln1− k2

«зоны отрыва». При этом на основании уравне-

ний, приведенных С. Чистопольским [4]:

= β

(23)

Òàê êàê kу2 < ln

при любом ky < 1, à 1 > β0 > 0,

L ln

− kу2

у у

1−kу

ãäå L

= L

— относительная длина ускори-

1 > βy > 0, 1 > ζ1 > 0, 1 > ζ2 > 0, òî

тельной трубы; Vy — конечная скорость разогнан-

ной воды в ускорительной трубе; k

—

2 2

kу

∞

ζ1ζ2βуβ0 1−

> 0.

(29)

ln 1− k2

коэффициент скорости в ускорительной трубе.

Вода со скоростью Vy должна вносить в нагнета-

тельную трубу и определенную кинетическую

В пределе, когда kу →1, потери энергии на

энергию, полученную от разгона воды в ускори-

тельной трубе:

трение и другие потери пренебрежимо малы.

kу

Тогда

Eу = ∫

dq,

(24)

ãäå q — количество воды, вытекающей из уско-

ζ ζ β2β2 1−

→ 1.

(30)

рительной трубы.

1 2

у 0

Согласно С. Чистопольскому [4]:

1− k2

V 2

Таким образом, в реальном процессе

= γS L β

− k

∞

у у

1− kу

2 2

kу

1>ζ1ζ2βуβ0 1−

> 0,

(31)

1−

E .

(25)

1−k2

1− k2

Следовательно, всегда

В результате смешения воды, оставшейся в

2 >

>1.

(32)

нагнетательной трубе, и воды, поступающей че-

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 3(35) (2006)		43
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ ¹	3(35) (2006)	43

Малые и микрогидроэлектростанции

Отсюда следует, что максимальный напор

где ω — угловая скорость вращения; t — время

не может превышать 2h, т. е. высота струи над

набора скорости; j — момент инерции, Nт(t) —

поверхностью воды не может быть больше глу-

мощность турбины с учетом времени ty; Nã(ω) —

áèíû.

мощность генератора в зависимости от скорости

Энергию EH в процессе закачки воды в кол-

вращения ω. Скорость вращения достигнет сво-

пак, так же как в «гидравлическом таране»,

его максимального значения, когда Nтmax = Nгmax.

«TATA»

следует считать полезной энергией процесса, а

Анализ этого уравнения показывает, что

потенциальную энергию

сравнительно малый период времени ty будет вли-

E∞ = γS0LH h

Centre

(33)

ять только на время набора заданной угловой

массы воды в нагнетательной трубе перед за-

скорости гидротурбины и электрогенератора, а

Technical

получаемая максимальная электрическая мощ-

крытием ударного клапана и началом торможе-

ность будет зависеть только от КПД гидроэлект-

ния с возникновением волны гидравлического

роагрегата.

Scientific

удара — «располагаемой» энергией. Тогда от-

По результатам испытаний малогабаритно-

ношение полезной энергии к располагаемой бу-

дет коэффициентом полезного действия η. Из

го энергетического модуля, представленного на

2006

формул (15), (33)

рис. 11, 12 [1] при конструктивных параметрах:

LH = 1 ì, h = 50 ì, S0 = 0,0314 ì2 и расчетных па-

раметрах: q

= 0,938 è N /S

= 3102 êÂò/ì2

áûëî

η=

= qH

−

1 .

(34)

E∞

экспериментально получено: H – h = 31,53 ì, Nò =

Или, используя формулы (20), (22), (27), в окон-

= 92,73 êÂò, tH = 0,068 с. Из приведенных в ста-

чательном виде:

тье формул следует, что экспериментально по-

лучено ηò = 0,692 и η = 0,592. Эксперименталь-

ное значение Nò/S0 = 2953 êÂò/ì2 оказывается

даже несколько выше, чем указано на рис. 7 [1],

η=ζ β2β2

1−

kу

X .

(35)

что объясняется несколько иными конструктив-

ными параметрами. Для используемого элект-

1−kу

рогенератора КПД составлял 95 % и практичес-

Поскольку

ки не менялся при изменении угловой скорости.

Следовательно, ηò = 0,692/0,95 = 0,728. Ýòî çíà-

чение близко к реальным значениям КПД для

таких гидротурбин.

1 >ζ β2β2 1 −

kу

>0,

При использовании нового водоподъемного

устройства в качестве гидрореактивного движи-

−k2

(36)

теля, реактивная сила в период времени tH, ïîêà

X ≤1,

ударный клапан закрыт и в замкнутую систему

то всегда η < 1.

не вносится никакого движения, определяется

как динамическая составляющая выходного

Средний объемный расход воды GH, истека-

импульса:

ющий из колпака за время tH:

R =

γGHVт

(42)

(37)

γtH

ãäå Vт — скорость истечения воды из колпака

Тогда мощность гидротурбины Nт примени-

при наличии на выходе колпака цилиндричес-

тельно к рассматриваемому устройству при ис-

кого выходного насадка. При этом

течении воды с повышенным напором H â îêðó-

Vт

2g (H −h).

(43)

жающую воду с напором h равна:

Nт = AηтGH (H −h),

(38)

Однако в период времени ty [1] истечения

«TATA»

где η — КПД турбины; A = 9,81 êÂò ñ/ì4 — ïåðå-

воды из колпака практически нет, поэтому реак-

тивная сила отсутствует. Таким образом, реак-

центр

водной коэффициент при размерности GH â ì3/ñ è

тивная сила по времени носит пульсирующий

H — в метрах.

характер. В силу этого основным показателем

-технический

На основании формул (3), (34), (37), (38)

для такого гидрореактивного движителя будет

можно записать:

являться средняя по времени реактивная сила,

Nт

L0h

определяющая за время действия полный им-

= Aηтη

(39)

Научно

пульс силы.

Rт

èëè

Rтср =

Rт =

(44)

2006

tH +tу

tу

Nт

= Aηт

qH L0

(H −h).

(40)

1+tH

Тогда на основании формул (3), (37), (40), (43),

Совместное вращение системы «турбина – ге-

(44):

нератор» описывается уравнением:

Rср

γq

2g (H −h).

dω

= Nт (t )− Nг (ω),

jω

g (1+tу

tH )tH

(45)

(41)

44	International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE	¹ 3(35)	(2006)
44	Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ	¹ 3(35)	(2006)

Можно вычислить, что при тех же исходных

вырабатывать одновременно и электроэнергию

данных и при экспериментальном значении

мощностью, близкой к приведенной на рис. 6 [1].

ty = 0,041 с, тот же энергетический модуль мог

Детальная технико-экономическая оценка

бы при отсутствии гидроагрегата создать реак-

возможностей нового водоподъемного устройства

тивную силу Rтср

S0 = 21,82 ò/ì2, что с точностью

как генератора электроэнергии при создании на

~2 % совпадает с расчетным значением

Rтср S0 ,

их базе электростанций мощностью более 100 МВт,

а также как источника горячей воды показывает,

приведенным на рис. 6 [1].

что наиболее целесообразно использовать схему с

При определенном режиме работы новое во-

вертикальным расположением модуля при единич-

доподъемное устройство, как и «гидравлический

ной выходной мощности ~0,5–1 МВт.

таран», способно нагревать проходящую через

В 2005 г. промышленный энергетический

него воду, причем как при горизонтальной, так

модуль с расчетной мощностью более 500 кВт был

и при вертикальной схеме модуля. Особый ин-

разработан и создан в Испании для использова-

терес представляет получение нагретой воды в

ния в проекте электростанции выходной мощно-

вертикальной схеме модуля, поскольку эта схе-

стью 100 МВт (рис. 1). Масса

ма при установке в искусственном резервуаре

модуля при использовании

требует меньшего количества воды. В такой схе-

модернизированного электро-

ме можно создать такие условия разгона воды в

генератора «IFC4-Siemens»

ускорительной трубе, что полученная кинети-

(Германия) с номинальным

ческая энергия будет превышать суммарную энер-

напряжением двухфазного

гию, необходимую для вертикального подъема

электрического тока 6,3 кВ и

воды и для автоматического повторения процес-

специально созданной для

са. При этом максимальное увеличение темпе-

этих целей реактивной гидро-

ратуры ∆Tmax при прохождении воды через такое

турбины «PHY-500P» (Испа-

ния) составляет 6,2 т. Номи-

устройство за время tH

можно определить по

нальная частота тока 50 Гц,

формуле:

длина 8,1 м, диаметр опорно-

= h 1 − L0

−k 2

∆T

го основания 2 м. Принципи-

max

(46)

альная схема его размещения

cв

ãäå câ — удельная теплоемкость воды.

Напри-

в подземном резервуаре с во-

дой и использования его в

ìåð, ïðè L0 = 1 ì, h = 50ì, k0 = 0,8 возможное зна-

качестве источника электри-

чение ∆Tmax — 0,04 ãðàä.

ческого тока и горячей воды

Однако, если энергетический модуль разме-

для отопления дома пред-

стить в полностью заполненным водой тепло-

ставлена на рис. 2.

Ðèñ. 1. Модуль мощ-

изолированном резервуаре высотой h и внутрен-

ней площадью Sð, то через определенное время

Модернизированный элек-

ностью 535 кВт

трогенератор «IFC4-Siemens»

можно создать увеличение температуры всей на-

состоит из динамо-машины,

ходящейся в резервуаре воды на температуру ∆Tр,

блока возбуждения и синхронизации напряже-

во много раз превышающую ∆Tmax. Повышение

ния и тока по частоте. Блок автоматики конст-

температуры ∆Tр и время t, за которое оно дости-

руктивно встроен в корпус модуля. Блок-схема

гается, связаны в первом приближении уравне-

управления мощностью модуля представлена на

íèåì:

рис. 3. Энергетический модуль предназначен как

cвγSрh∆Tр = ∆TmaxcвλGH t.

(47)

для включения в действующую электрическую

Из формул (3), (37) можно найти, что

	t	=	Sрh∆Tр	.		(48)
		=		.		(48)
	tH		S0L0qH ∆Tmax
Для рассматриваемого примера при Sр =
= 0,1963 ì2 нагрев воды на ∆T					р	= 70 ãðàä îò íà-	1
чальной температуры может быть осуществлен							1
чальной температуры может быть осуществлен							7	8
за время t = 11 ч. Более детальные расчеты с уче-							7	8	9
за время t = 11 ч. Более детальные расчеты с уче-							2		9
том того, что нагретая вода истекает из устрой-							3
ства не на глубине h, а выше, на уровне выхода							3
из гидротурбины, вследствие чего интенсивно
прогревается верхняя часть колодца, показыва-							4
ют, что время t оказывается в 2–3 раза меньше.							5
В частности, вертикально расположенный еди-							6
ничный модуль на глубине 20 м при определен-
ном соотношении длин ускоряющей и нагнета-
тельной трубы и отсутствии мер к охлаждению							Ðèñ. 2. Схема размещения модуля: 1 — резервуар с водой;
окружающей воды может уже через 4 ч работы							Ðèñ. 2. Схема размещения модуля: 1 — резервуар с водой;
окружающей воды может уже через 4 ч работы							2 — электрический кабель; 3 — трос погружения/подъе-
нагреть всю массу воды в подземном или назем-							2 — электрический кабель; 3 — трос погружения/подъе-
нагреть всю массу воды в подземном или назем-							ìà; 4 — электрогенератор; 5 — гидротурбина; 6 — преоб-
ном резервуаре с +15 до +75 °C. При этом он будет							разователь; 7 — насос; 8 — радиатор отопления; 9 — äîì

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 3(35) (2006)		45
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ ¹	3(35) (2006)	45

Малые и микрогидроэлектростанции

Сеть

Ток

Автом. Реле

нагрев вкл./выкл.

Регул. оборотами

Ðèñ. 3. Блок-схема управления модуля

сеть, так и для работы на локальную нагрузку. Блок синхронизации сохраняет напряжение и частоту тока при отклонении угловой скорости оборотов ротора ±10 %, а автомат нагрузки предохраняет от повышенной нагрузки. Включение модуля в сеть осуществляется через реле после выхода модуля на рабочий режим. Блок синхронизации позволяет регулировать угловую скорость вращения гидротурбины от нуля до максимального значения. Таким образом при необходимости достигается вторая (резервная) обратная связь регулирования по мощности.

Пакет модулей для электростанции любой мощности требует резервуар, заполненный водой, имеющий высоту 21 м и площадь из расче- та 8 м2/ÌÂò (ðèñ. 4).

В настоящее время энергетический модуль прошел основные испытания в Атлантическом океане по той же схеме, что и горизонтальной модуль мощностью ~97,4 кВт. В результате этих испытаний на глубине 20 ± 0,1 м получена выходная электрическая мощность ~535 ± 6 кВт (теоретическое значение при условиях — 565 ± 3кВт).

Обработка диаграммы «мощность – время» в период «разгона» гидротурбины (электрогенератора) и во время его работы показала, что закон изменения выходной мощности электрогенератора на фиксированной глубине описыва-

ется формулой:
Nг = Nгmax (1 −e−ψt ),	(49)

21 м			«TATA»
			Centre
			Technical
	40 м	20 м	Scientific
			Scientific

Ðèñ. 4. Схема размещения пакета модулей	2006
	©

ãäå Nгmax = 535 кВт — максимальная выходная мощность; ψ = 0,189 ± 0,006 — коэффициент, полученный в результате экспериментов.

Экспериментально определено, что угловая скорость ω = 0,99ωmax и соответствующая ей выходная электрическая мощность достигается за ~15,6 с. Это и есть время разгона.

В настоящее время разработана специальная технология изготовления модуля применительно к определенным заводам «Siemens», обеспечивающая стоимость в серийном производстве: водоподъемного устройства ~11,9 тыс. EUR, электрогенератора с блоком управления ~20,3 тыс. EUR, гидротурбины ~15 тыс. EUR, т. е. полная себестоимость изготовления модуля в серийном производстве по существующим ценам ~47,2 тыс. EUR. Удельная себестоимость изготовления такого источника энергии ~94,4 EURO/кВт — минимальная из всех известных источников энергии.

Следует отметить, что такая себестоимость изготовления достигнута в большой степени благодаря использованию нестандартной конструкции гидротурбины, позволяющей для собственного производства снизить затраты почти в 10 раз.

	Список литературы
	1. Марухин В. В., Кутьенков В. А., Иванов В. И.
	Новое водоподъемное устройство как источник	«TATA»
	экологически чистой энергии // Альтернативная	«TATA»
	энергетика и экология. 2005. ¹ 9. С. 39–46.	центр
	2. Пат. ¹ 005489. Евразийская патентная	центр
	2. Пат. ¹ 005489. Евразийская патентная	технический-
	организация (ЕАПВ). МКИ F04F7/02. Водоподъ-	технический-
	организация (ЕАПВ). МКИ F04F7/02. Водоподъ-
	емное устройство/Марухин В. В., Кутьенков В. А.
	// Бюллетень ЕАПО. 2005. ¹ 1.
	3. Жуковский Н. Е. Теория гидравлическо-	Научно
	го тарана // Бюллетень Политехнического об-	Научно
	го тарана // Бюллетень Политехнического об-
	щества. 1898. ¹ 1.	2006
	4. Чистопольский С. Д. Гидравлический та-	2006
	4. Чистопольский С. Д. Гидравлический та-	©
	ран. М.: Сельхозгиз, 1930.	©
	ран. М.: Сельхозгиз, 1930.

46	International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE	¹ 3(35)	(2006)
46	Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ	¹ 3(35)	(2006)

Соседние файлы в папке Энергия гидротарана

#
12.06.2019301.08 Кб583_2006marukhin.pdf
#
12.06.20191.84 Mб1039_2005marukhin.pdf
#
12.06.20193.36 Кб40GTR_1.PNG
#
12.06.20193.5 Кб45GTR_2.PNG
#
12.06.2019394.06 Кб57The Folk Ram Pump.pdf
#
12.06.201988.58 Кб89Водоподемное устоойство.doc