Принцип действия и устройство
ветрогенератора в многоквартирном высотном доме
Всем, наверное, известно
такое неприятное явление, как сквозняки. Из за них мы часто
болеем, в ветреный зимний день, даже не слишком морозный, в
квартире бывает холодней, чем в самый сильный мороз - сквозняки
выдувают теплый воздух через малейшие щели. Сейчас, правда, с
появлением хороших окон и дверей по евростандарту эта проблема
уже не стоит так остро. Но все же...
Из - за
чего появляются сквозняки? Ведь они появляются почти всегда ,
стоит только открыть форточку -даже тогда , когда на улице, как
нам кажется, при этом ни ветерка! Особенно это ощутимо в
многоквартирных высотных домах.
Механизм
их возникновения весьма прост. Это тот же самый механизм , что
позволяет летать птицам и летательным аппаратам тяжелее воздуха.
Любое тело в потоке воздуха (газа) создает аэродинамическое
сопротивление. При этом во фронтальной части тела, "встречающей"
воздушный поток, возникает избыток давления, а в тыловой,
соответственно, - разрежение. Естественно, этот избыток давления
пытается найти выход, давит на это тело. В случае с самолетом
это вызывает подъемную силу. Дом этому избытку давления,
конечно, сдвинуть не под силу - хотя как сказать. Например, при
сильном урагане нередки случаи, когда у здания сносит плохо
закрепленную крышу и выдавливает окна. В нашем же случае, когда,
как нам кажется, на улице ни ветерка - на самом деле даже в
самый полный штиль движение воздуха все же есть - но оно
настолько мало, что нами не ощущается. Сквозняк при этом очень
даже ощущается, при том настолько, что при определенных условиях
можно даже простыть в разгар лета! Почему? А потому, что дом (и
чем он больше и выше, тем сильнее), работает как своего рода
воздушная плотина. Создающееся по ходу движения воздуха давление
в соответствии с законом Бернулли вызывает сильный поток воздуха
через многочисленные щели или открытое окно и затем дальше
через комнату, площадь сечения которых, ясное дело, намного
меньше, чем площадь всего дома. Ну и в соответствии с законом
Бернулли скорость потока газа (или жидкости) при уменьшении
сечения для ее прохода возрастает. Но ведь это же прекрасный
источник энергии, получаемой по тому же принципу, что в
гидроэнергетике! Аналогия прямая - как и в случае с водной
плотиной, мы можем делать в теле плотины проходы для сброса
давления и в них устанавливать - в данном случае -
ветрогенераторы! Полученную дармовую электроэнергию можно
использовать для обогрева дома или других нужд. Кроме того, мы
сбрасываем воздушное давление, и тем самым уменьшаем вредные
сквозняки, выдувающие из дома тепло - это особенно актуально
для сурового климата северных районов нашей страны! А если еще
вспомнить, какие проблемы возникают в связи с "северным завозом"
- доставкой топлива в наши северные территории и частыми
размораживаниями целых городов на севере и северо-востоке России
- это втройне актуально! Плюсы такого ветрогенератора очевидны -
например, не нужно делать поворотно-флюгерное устройство - ведь
дом будет все равно концентрировать давление, даже если ветер
будет дуть не прямо ему в лоб, а под углом. Мало того - даже
если ветер будет дуть в анфас дома, что мешает нам сделать и в
боковой стене дома соотв. отверстие и с помощью систем
трубопроводов и автоматически управляемых шиберов и клапанов
опять таки подавать давление и крутить ветрогенератор?
Ветрогенератор можно расположить в каком либо помещении дома,
там же расположить автоматику, аккумуляторы и преобразователи
напряжения. Аккумуляторы и преобразователи нужны потому, что
вырабатываемое ветрогенератором напряжение непригодно для
прямого использования. Хотя в данном случае есть исключение - в
зимнее время года его вполне можно использовать и напрямую, для
обогрева дома в дополнение к основной системе отопления - в
этом случае нестабильность напряжения и частоты не имеют
никакого значения. Это очень существенно увеличит КПД и весьма
удешевляет установку такого ветрогенератора - и это еще один
плюс такой установки. Даже и летом его можно использовать
напрямую - для нагрева горячей воды в системе водоснабжения. Все
же какую то маломощную систему аккумуляции и преобразования
полученной энергии можно сделать, поскольку в любом случае -
стоить это будет недорого ,зато:
1.Обеспечит энергией автоматику самой ветроустановки,
2.В
случае отключения энергии (а это по-прежнему нередкое явление на
нашем Севере и Дальнем Востоке) - обеспечит людям какие то
минимальные удобства - лампочку включить, посмотреть телевизор,
и т.д.
Вообще
же можно смело сказать - данная идея может вполне сделать
многоквартирный дом полностью энергоавтономным! Причина -
вышеописанные особенности сквозняка. Он по квартирам гуляет
практически всегда, а значит, в отличие от обычного ветра,
является гораздо более стабильным источником энергии. Конечно,
слабенький сквознячок никак не может полностью удовлетворить
все потребности множества людей, проживающих в таких домах. Но
не будем забывать -сильные ветра - весьма частые гости нашего
северо-востока, а значит -при наличии соответствующих вложений -
могут стать весьма серьезным источником энергии. Конечно,
вложения в этом случае должны быть довольно солидными -
необходимо ставить серьезную систему аккумуляции энергии -
возможно даже, пневматическую или гидравлическую -
электроаккумуляторы здесь явно не справятся, а затем и вторичной
генерации - но зато в результате таких вложений мы получим
собственную маленькую электростанцию. Электроэнергия, как
известно, в наших северных городах стоит весьма недешево -
энергетики объясняют это большими затратами на поддержание сетей
и собственно само производство электроэнергии, причем даже когда
электроэнергия произведена на гидростанциях - т.е. без каких
либо затрат на собственно генерацию. Вот мы и поможем нашим
болезным энергетикам - освободим их от трудов их тяжких :).
В заключение - есть еще
один немаловажный плюс такой домашней ветроустановки - в отличие
от обычного ветрогенератора она совершенно не боится ураганных
ветров. Обычный ветрогенератор даже при не слишком сильном
урагане будет выведен из строя - и никакой серьезной защиты от
этого пока не придумали. В нашем же случае - все очень просто -
при превышении некоего критического значения скорости ветра в
канале воздуховода срабатывает автоматика(по току генерации или
по оборотам) -и клапан на входе (и выходе) воздуховода
закрывается. Хотя вообще то совсем не обязательно закрывать его
полностью - в случае не очень сильного урагана - зачем лишаться
источника энергии?! Достаточно просто перекрыть часть канала,
уменьшить скорость воздуха в воздуховоде и продолжать
вырабатывать электроэнергию. Кроме того, если предусмотреть
резервный ветрогенератор (на случай поломки основного) - его
тоже можно включать при большой скорости ветра и вырабатывать в
2 раза больше энергии.
|