На Дніпрі є єдине унікальне місце, придатне для реалізації пілотного проекту по генеруванню струму з вільної течії річки. Воно знаходиться відразу за плотиною ГЕС в нижньому б’єфі і це - місто Канів.
Потужня течія нижнього б’єфу в обсягах добового стоку,обмежена на цій ділянці гідротехнічними спорудами,що унеможливлюють розмив берегів, саме там знаходяться потужні капітальні опори колишнього мосту.
Унікальність чинників полягає в тому,що судноплавний канал до шлюзу іде паралельно до нижнього б’єфу і що відстань від гідроагрегатів ГЕС (машинного залу) до опор мосту прорахована в проекті ГЕС так,що жодного впливу ці опри на роботу ГЕС мати не можуть.
По великому рахунку ці опори відносяться до юрисдикції м.Канів.
https://www.kaniv.net/news.php?p=13096
Таким чином,є всі умови для реалізації саме тут пілотного проекту «ГЕС без дамби». Ідея полягає у використанні модульного принципа будівництва.
Цікавим може бути варіант,якщо вся генерація від такого гідроагрегата буде спрямована не до енергосистеми країни, а спрямується до конкретного споживача – забезпечить функціонування електротранспорту в м.Канів. Тролейбус – це круто!
ЩО Ж ПОТРІБНО ВИГОТОВИТИ ТА ПОБУДУВАТИ?
Щоб пояснити всім учасникам платформи,що пропонується, мушу додати фото найближчих аналогів,що здатні мені полегшити пояснення.
В кораблебудуванні давно використовується кільце довкола гребного гвинта,як стаціонарне,так і поворотнє. При цьому гвинт активний і отримує крутний момент від силового агрегата судна.
В ГЕС без дамби теж буде використано гвинт,але в пасивному режимі.Обертатися він буде від природного потоку води.
Принципові відмінності у пропонованій ідеї наступні :
- Можливо зібрати касету з групи гвинтів ( від 2 до 12 штук) і тоді такі гвинти малого діаметру будуть функціонувати без додаткових технічних пристроїв.
- Якщо діаметр гвинта такого гідроагрегата буде рівним глибині потоку Дніпра у конкретному місці розміщення ГЕС, а це 3-5 метрів.
- Насадка,а вірніше – водозабірний раструб матиме такі розміри,щоб забезпечити не лише відведення частини річкового потоку на лопаті гвинта, але і слугувати несучою опорою для відрізка вала,на якому вільно обертається гвинт.
Ступиця гвинта повинна мати механізм,що мінятиме кут атаки кожної лопаті в залежності від глибини її занурення. Не буду перевантажувати технічними деталями, просто повірте на слово - це важливо і так треба.
Остаточне рішення яку схему застосувати : один високотехнологічний гребний гвинт, чи групове застосування гребних гвинтів малого діаметра,але без механізмів корекції кута атаки лопаті – після порівняльного аналізу математичних розрахунків.
Особисто я схиляюся до кількісного використання гвинтів у касеті, бо нижче буде показано спосіб передачі крутного моменту від гвинта до генератора. Спосіб простий і дешевий.
Опорно-упорнийпідшипники відрізку вала працюють за принципом взаємодії постійних магнітних полів.
Водозабірний раструб в пілотному проекті монтується на колишніх опорах мосту. Технічно та технологічно тут нездоланних складностей очікувати неварто.
Інша справа – вільний потік в руслі колишнього Каховського водосховища.
ГОЛОВНИЙ ПРИНЦИП ФУНКЦІОНУВАННЯ ГЕС БЕЗ ДАМБИ – НАЯВНІСТЬ КАМ’ЯНИСТОГО ДНА ПІД МІСЦЕМ РОБОТИ ГІДРОАГРЕГАТІВ.
Непорушне правило !!! Там де буде функціонувати ГЕС без дамби під гідроагрегатами повинна бути кам’яна гряда на дні русла річки !
Щось подібне як на фото,але каміння має бути на значній глибині.Без цього,водний потік вимиє глибочезну яму під любими конструкціями гідроагрегатів, що спробуюти чинити опір водяному потоку. Перевірено на практиці - неодноразово.
В ідеї водозабірний раструб не лише відокремить частину потоку, але,фкнціонально, забезпечить унеможливлення вимивання донних відкладень. Тобто,замінить собою природню кам’яну гряду.
Для піщаного ложа нижньої течії Дніпра така особливість конструкції водозабірника –важлива.
Китай побудував супер греблю і через деякий час усвідомив,що зупинив рух донних відкладень повністю. Довелося вирішувати їм таку проблему. Пропонований водозабірник вільно пропустить рух піску і не створить перешкод,тобто,негативного впливу на екосистему не передбачається.
Та без додаткових гідротехнічних споруд обійтися не вдасться. Чому ?
Перше: ідея передбачає використання лише частини потоку, десь до 1/3 максимум. Тобто, ГЕС не стане перешкодою для судноплавства.Відпадає потреба турбуватися стосовно руху риби до її нерестилищ.
Друге : водозабір можливий тільки там,де яр,а це -
крутий берег та глибина. А з протилежного боку річки – коса,мілковод,пляж.
Саме берег під кручею потрібно укріпити напівзапрудами.
Окрім них потрібні ще гідроспоруди,які функціонують на гідровузлі Середньодніпровської ГЕС
Особливістю нижнього б’єфа гідровузла є бетонна стіна що відокремлює відпрацьований гідроагрегатах водний потік від судноплавного каналу до шлюзової камери(порівняйте це фото з першим). В кінці бетонної стіни є два комоподібних залізобетонних плавця,що відсікають потік в бік лівобережжя тим самим рятуючи річкові судна від перспективи бути викинутими течією на правий берег.
У ПІДСУМКУ: НА РУСЛІ ДНІПРА,ЩО ВІЛЬНО ТЕЧЕ
Визначаємо придатну ділянку русла,укріплюємо її напівзапрудами, встановлюємо декілька секцій водозабору та 2-3 потокоспрямовуючі комоподібні плавці.
При цьому водозабірні секції не будуть вишикувані в одну лінію,перпендикулярну до берега. Вони повинні утворити клин по відношенню до укріпленого берега. Така пастка для потоку води зумовить підняти в межах утвореного клину рівень води на 20-30 сантиметрів вищий по відношенню до вільного русла,що поруч. З точки зору використання кінетичної енергії це неймовірно велика позитивна різниця. Хоча мова ведеться про ГЕС середньої потужності. При цьому кількість таких ГЕС може бути великою – мінімум, по одній на кожний 1 км русла Дніпра.
Монтуємо навігаційне обладнання для забезпечення судноплавства. Вмикаємо його.
Лишилося сама дрібничка – передати крутний момент від гвинта до генератора.
ПЕРЕДАЧА КРУТНОГО МОМЕНТУ.
Найближчий аналог одометр.
Він є в кожного автовласника,та нас має цікавити не сам прилад, а трос в оболонці,що з’єднує цей прилад з шестернею трансмісії.
Ідея ГЕС без дамби полягає у використання саме принципу передачі крутного моменту тросом в герметичній оболонці під тиском. Оптимальна довжина такого тросу надійно поєднає гвинт з генератором,який може бути як на березі, так і на борту баржі.
Ідея ще має чимало цікавинок, як то : у гідроагрегатів може бути функція примусової аерації води після гребного гвинта. Такої інформації я не знаходив в мережі. Це, ноу-хау. І це абсолютна протилежність тому,що людина бачить,дивлячись на кільватерний слід судна. Кардинальна різниця. Варто сказати,що до моменту індустріалізації в ХХ сторіччі (затоплення Дніпровських порогів плотиною Дніпрогесу) саме Дніпровські пороги забезпечували аерацію води і тому нижня течія Дніпра була чи не самим ідеальним місцем на третій планеті від Сонця для річкової риби як по різновидам так і їх кількісному показнику популяції .
В цей стислий презентаційний матеріал не має потреби вносити все напрацьоване по цій темі.
Головне,щоб пан Дмитро побачив позитив та перспективу такої ідеї і погодився долучитися до її реалізації.
З повагою.
Олександр Товмач.
Березень 2024 року. Канівщина.
Підписуйтесь на наш Telegram канал Enigma