Водонапорная башня с ветряком. Проблемы энергоснабжения сельскохозяйственных предприятий и способы их устранения

ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ С ВЕТРЯКОМ

Во многих селах стоят силосные и водонапорные башни, а ветроустановок (ВУ) не видно. Особый интерес  представляют водонапорные башни (ВБ). Известно, что ВБ состоит из бака, установленного на значительной высоте, скважины и насоса. Для работы насоса нужна электроэнергия, которая не всегда имеется. Было бы интересно соединить ВБ и ВУ. ВУ удобно установить на ВБ, а привод насоса сделать от ВУ (см. рис.). В этом случае они дополняют друг друга, и не требуется электроэнергия для работы насоса. Бак выполняет функцию аккумулятора и не нужна отдельная  башня для ВУ, стоимость которой весьма велика. Когда имеется ветер, насос, приводимый во вращение ВУ, пополняет водой бак, а при сильном ветре его энергию можно применить для подогрева воды с использованием гидродинамического подогревателя (ГП). Это особенно важно зимой, т.к. обычно ветров зимой хватает и с использованием (ГП) можно исключить замерзание ВБ.

Если говорить конкретно о типе передачи от ветряка к насосу, то здесь возможны различные варианты. Может быть использована традиционная электропередача. Целесообразно, где это возможно, использовать механическую передачу, либо пневматическую (если применяется аэролифт), либо гидравлическую (с применением эжектора).

Интересно использовать специальный насос, который мог бы не только качать воду, но и при наполнении цистерны водой мог бы, работая в режиме рециркуляции, то есть многократного перепуска воды через себя, ее подогревать. При этом вся мощность ветряка идет на подогрев воды и, кроме того, осуществляется торможение ветряка, что облегчает условия работы тормоза. Практически это может быть любой насос, дополненный перепускной трубой и клапаном, управляемым поплавком.

Конкретная конструкция ВБ или модернизации существующей ВБ зависит от состояния дел на месте. Либо модернизация совмещается с ремонтом, либо строится новая ВБ.

Таким образом, установив (ВУ) непосредственно на ВБ можно решить сразу насколько проблем, которые обычно возникают при водоснабжении села.

Водонапорная башня с ветротурбинным насосом

1- Ветродвигатель, 2 - бак для воды, 3 - привод для насоса, 4 – башня, 5 – насос, 6 - скважина

Проблемы энергоснабжения (энергообеспечения) сельхозпредприятий и сел

1.  Рыбодобывающие предприятия; (Охлаждение, заморозка и переработка морепродуктов,  отопление)

2.  Животноводческие; Охлаждение молока, водоснабжение, мясопереработка, заморозка, отопление

3.  Полеводческие; (Водоснабжение, сушка, отопление)

4.  Другие; (Базы отдыха и т.д.)

Все эти и многие другие виды деятельности требуют энергообеспечения. Например, ферма на 100 коров требует только для навозоудаления гидронасос мощностью 10 кВт, не считая других потребителей. При использовании дизель-генератора расходы на топливо составляют более 100 000 руб/год.

Известны разные способы (кроме централизованных) получения энергии. В нашей стране на селе наиболее широко используются дизельные и бензиновые электрогенераторы. Они имеют ряд достоинств, но требуют топливо, а так как автономные потребители, как правило, расположены на в удаленных и труднодоступных местах, то к стоимости топлива добавляются значительные затраты на его доставку. Кроме того, топливо требует специальных условий хранения и защиты. Тенденция к повышению его стоимости с каждым годом усугубляет ситуацию с энергообеспечением.

Существуют различные проекты решения этой проблемы. Например, «Гидротекс» предлагает создавать ЛОЭС – локальные электрические сети, включающие в себя, кроме дизель-генераторов, различные возобновляемые источники энергии – ветро и гидрогенераторы и т.д. Подобные схемы существуют в различных странах и себя оправдывают, но для реализации требуют больших затрат. Кроме того, различные по устройству энергоисточники для обслуживания требуют квалифицированный персонал,  а также обеспечения запчастями, что затруднительно, особенно в зимнее время.

Проект газификации Приморского края предполагает широкое использование газа для получения тепла, но его использование для выработки электроэнергии затруднительно. Выпускаемые в США небольшие турбогенераторы, работающие на газе, селянам не по карману (30 кВт агрегат стоит более 25 000 дол. США).     

Таким образом, реалии сельской жизни требуют достаточно простых, надежных и самое главное недорогих энергоисточников. Большие перспективы имеют ветроустановки и солнечные установки. Их основное достоинство – не требуют топливо, но нестабильны по выработке энергии, громоздки и дороги. Для обеспечения стабильности энергообеспечения требуется оба этих агрегата, что удваивает стоимость. Значительное уменьшение стоимости может быть достигнуто при объединении обоих установок в один агрегат – ветросолнечную установку (ВСУ). ВСУ при правильном проектировании должна быть значительно дешевле двух независимых установок – ветровой и солнечной.

Такая установка разработана в ДВГТУ (ДВПИ). Ее элементы воспринимают  энергию и ветра и солнца. Несколько таких установок различной мощности и конструктивного устройства изготовлены и уже несколько лет успешно работают.