Эколого-экономический потенциал Башкортостана

Правительство РБ и Президент Башкортостана уделяют самое пристальное внимание развития нетрадиционной энергетики. При прямой поддержке руководства республики уже построены и введены в эксплуатацию несколько газотурбинных электростанций и мини-ГЭС на малых реках. Начала работать первая ветроэлектростанция «Тюпкильды» мощностью 2200 кВт. Персоналом Октябрьских электросетей ОАО «Башкирэнерго» уже накоплен достаточный опыт эксплуатации ВЭУ.

Но здесь есть свои преодолимые недостатки. Значительно больший экономический эффект даст размещение ветроустановок в районах повышенной ветровой активности. Как верно заметил профессор БГУ и РГТЭУ, академик М. Г. Муталов («Истоки», № 2, 10.01.07), в любой точке башкирского Зауралья ВЭУ будут работать круглогодично, так как безветренных дней в этих районах почти не наблюдается. Минниахмет Гильметдинович подчеркнул, что «по большей части в бездействии стоят ветряки у деревни Тюпкильды в Туймазинском районе», и выразил надежду, что энергетики и предприниматели Башкортостана прислушаются к рекомендациям автора данной статьи и начнут активно внедрять технические разработки наших земляков, о которых речь пойдет ниже.

Известно, что все ВЭУ как в нашей стране, так и за рубежом вырабатывают только переменный электрический ток. Большие трудности при этом возникают в связи с необходимостью удержания постоянства уровня напряжения и особенно поддержание частоты (50 периодов в секунду). Это вызвано непостоянством и периодическими колебаниями ветра. Поэтому создаются технические трудности при параллельной работе с энергосистемой.

По технико-экономической целесообразности возникает необходимость создания таких технических устройств генераторов, которые могли бы производить постоянный электрический ток с исключением резких колебаний уровня напряжения и с отсутствием сложных технических устройств по контролю за частотой колебательных процессов.

При этом существующие электроприемники без вращающихся частей будут успешно работать и на постоянном токе с увеличенным техническим ресурсом, а устройства с вращающимися частями, как, например, двигатели, будут изготовляться униполярными и также работать на постоянном токе. Автономная малая энергосистема, как правило, будет работать на одном уровне напряжения. При необходимости других уровней напряжения будут использоваться делители напряжения.

В решении вышеозначенных проблем успехов добились наши соотечественники – изобретатели из Уфы Н. Г. Ермилов и А. Н. Филиппов. Им удалось создать принципиально новый образец униполярного многовиткового торцевого генератора с самовозбуждением, а кроме того – устройство генератора постоянного тока с независимым возбуждением для дальних передач больших мощностей. При этом все устройства генераторов являются обратимыми.

Известно, что к устройствам, преобразующим энергию ветра, предъявляются требования по регулированию скорости вращения ветроколеса для обеспечения равномерности подачи и сохранения уровня выдаваемого напряжения. Существенным недостатком серийно выпускаемых коллекторных и вентильных электрических машин является наличие коллектора как средства токосъема и коммутации, которое резко снижает надежность и технический ресурс, а щеточно-контактные узлы в подвижной обмотке якоря не позволяют получить высокий уровень напряжения и необходимую мощность.

Магнитопроводы якоря и индукторы в целях устранения вихревых токов выполняются из наборных листов дорогой электротехнической стали, что резко повышает стоимость изготовления генератора. Есть и другие отрицательные нюансы технического характера.

Все эти и другие недостатки полностью устраняются в изобретенных уфимцами устройствах униполярных, бесколлекторных, многовитковых торцовых генераторах.

Скорость ветра в значительной части территории Башкортостана не бывает ниже 3–5 сек., что обеспечивает постоянную работу автономных ВЭУ, так как для трогания ветроколеса ВЭУ требуется 2,5 м/сек. Изобретатели из УГАТУ Ф. Р. Исмагилов, И. Х. Хайруллин и Ю. В. Афанасьев создали новый ветродвигатель с устройством регулирования скорости ветроколеса.

В новом устройстве многовитковость генератора обеспечивается весьма важной новизной – в электрическую цепь неподвижной обмотки якоря введено тело магнитопровода с созданием множества параллельных ветвей, а сама электросхема становится последовательно-параллельной, то есть многовитковой.

Отсутствие колебательной по величине и переменной по направлению электродвижущей силы, с обеспечением постоянства получаемого напряжения, позволяет использовать для изготовления якорной обмотки не дорогой цветной металл, а ферромагнитный сплав, что существенно удешевляет стоимость изготовления генератора.

КПД новых устройств генераторов не ниже 0,95. Мощность генераторов не менее 100 кВт, напряжение – до 1000 в. Мощность еще одного разработанного нами генератора – до 10000 кВт, а напряжение – до 10 кв.