В Украине не первый год идут разговоры о необходимости использования альтернативных источников энергии, ведь в Европе и США этим занимаются давно. Еще в 2016 году суммарная мощность всех работающих в мире ветряных станций превысила суммарную мощность атомных электростанций. Тем не менее, западные установки не достигли пока мощности даже в 15МВт. Для ее увеличения нужны принципиально новые конструктивные решения. И такое решение появилось, но не на Западе, а в Украине.
К счастью, у нас еще есть талантливые специалисты. Речь пойдет о разработках Николая Степановича Голубенко, долгие годы работавшего в КБ «Южное» главным конструктором бюро ракетных двигателей на твердом топливе. В КБ «Южное» в плане конверсии военного производства, под руководством Николая Степановича, еще в 90-х годах занялись разработкой и изготовлением ветроэнергетических установок. Выйдя на пенсию, Голубенко вплотную занялся ветряками. «Вечерка» рассказывала об этом три года назад (статья размещена также на сайте «Днепр вечерний» в рубрике «Общество» 1 .02.2017 года).
Еще тогда наш конструктор отмечал, что западные установки слишком тяжелые и требуют больших затрат на их изготовление.
Например, германская фирма «ЭНЕРКОН» первой создала безредукторную ветроустановку, что было шагом вперед. Однако такая установка мощностью 7,8 МВт имела генератор диаметром ни много ни мало 12 метров и весом 250 т.
В 2000 году Николай Голубенко запатентовал принципиально новую турбогенераторную схему. Он предложил неожиданную конструкцию – установить генераторы с маленькими турбинами непосредственно на лопастях ветряка. Это стало принципиально новым решением, открывающим большие перспективы.
Жители и гости Днепра по дороге в аэропорт могли видеть первый ветряк такой конструкции, установленный еще в 2006 году. К сожалению, изначально проблему создал генератор, который разрабатывал московский институт (МЭИ, проект профессора Русакова). В этом генераторе возникала немыслимая вибрация – до 50 мм/сек. (допустимая вибрация не должна быть больше 8-10 мм/сек), а шум от его работы можно было услышать за километр. Очень большие вибрации и некачественная сварка привели к разрушению части стальной лопасти на втором году эксплуатации.
Николай Голубенко создал собственный генератор, который имел вибрацию ниже минимальной и работал тихо даже при максимальной нагрузке. Но, чтобы возобновить работу ветроустановки, нужны большие деньги, а их у частной фирмы (ООО «CONCORD»), которая занималась изготовлением первого ветряка, не оказалось. Тем не менее, за два года конструктор смог собрать бесценную информацию о работе своего детища.
Специфика конструкции украинской ветряной установки
Следует отметить, что этот первый ветряк был мощностью всего 750 кВт, а у новой конструкции она будет 2,1 МВт., т.е. в 3 раза больше. И изготовление этого ветряка уже на стадии завершения. Изготовлен фундамент и основные комплектующие. Над этим усердно потрудилось специально созданное в г. Днепре КБ «Голубенко» в составе ООО «ЗГОДА», что в переводе на английский тоже означает «CONCORD».
Новый ветряк будет гораздо дешевле зарубежных аналогов. Дело в том, что Николай Голубенко отказался от привычной стали и предложил изготовить опору из стеклопластика. Дело в том, что стеклопластик в четыре раза легче стали и прочнее в два раза. Изготавливать опору пришлось из американской стеклоткани (стеклонить из Китая), а смола - французская. Тем не менее, общие затраты на такую опору в два раза меньше, чем на аналогичную стальную опору, изготавливаемую даже у нас в Украине.
К счастью, вовремя появился отечественный инвестор, который создал специальные цеха на своих заводах для изготовления всех элементов новой ветроустановки ВЭУ ТГ-2,1 МВт.
Генераторы изготавливаются в Новой Каховке, устройство для поворота лопастей и токосъемник – в Харькове, опора и лопасти – в Александрии, - с удовлетворением отмечает наш изобретатель. - В этом году в Кировоградской области предполагается смонтировать первый ветряк мощностью 2,1 МВт (2100 кВт). Следует отметить, что зарубежные ветроустановки окупаются в течение 8-10 лет, а наш должен окупиться всего за 3-4 года. Работать он будет четверть века, потом после обслуживания и мелкого ремонта продолжит работу еще на десятилетия.
Но самое главное - принцип действия. Он, как и все гениальное, достаточно прост. Как отмечалось выше, Голубенко предложил располагать генератор не в центре ветряка (в гондоле), как во всех известных в мире, а непосредственно на лопастях. Т.е. три маленьких генератора на трех основных лопастях ветряка с маленькими лопастями. Оказывается, скорость вращения лопастей в этом случае в 3-4 раза больше, а так как мощность зависит от скорости, то вес и габариты генераторов в 4 - 5 раз стали меньше, чем один генератор, расположенный в гондоле, как это делается в зарубежных аналогах.
Это будет первый в мире ветряк с опорой из стеклопластика и генераторами на лопастях. Такая ветроустановка в 3 раза легче и в 2 раза дешевле аналогов. Феноменальный результат. Уже этим летом такой ветряк даст первый ток в энергосистему Украины. Планируется запустить его в серию и изготавливать по 12 ветряков в год, а в перспективе - по 30.
Но конструкторы не думают почивать на лаврах. В США создают огромный ветряк мощностью 12 МВт. Николай Голубенко поставил себе задачу «переплюнуть» американцев, и КБ начало работу над проектом ветряка мощностью 18 МВт. Высота его опоры будет 130-150 м, а лопасти – более 100 м.
-Это вполне реально! - заверяет конструктор Голубенко.
Стенд в музее Новопавловки
Что это даст?
Строительство электростанции из таких ветряков позволит подать в сеть дешевую электроэнергию. А заключив договор с ветряной станцией, предприятия или населенные пункты в любой части страны смогут получать электроэнергию на 15-20% дешевле, чем покупают сейчас.
Наша справка
Николай Степанович Голубенко работал в КБ «Южное» главным конструктором бюро ракетных двигателей на твердом топливе. Отмечен многими регалиями. Лауреат государственной премии СССР, награжден Орденом Дружбы народов, медалями «М.К. Янгель», «В.Ф. и А.Ф. Уткины», а также медалью «Ю.В.Кондратюк». Кандидат технических наук, академик инженерной академии Украины и академик международной инженерной академии, заслуженный изобретатель Украины, имеет 200 авторских свидетельств на изобретения по ракетной технике и более 30 патентов на ветроэлектрические установки.
Тем временем
Недавно в музее школы села Новопавловка Межевского района Днепропетровской области, где Николай Голубенко был одним из самых лучших учеников, создали посвященный ему стенд. На малой родине помнят своего земляка, ныне выдающегося конструктора.
Валерий Ткаченко
Метки: безредукторная ветроустановка, ветряки, ветряная станция, источники энергии, Николай Голубенко