История развития возобновляемых и альтернативных источников энергии в СССР насыщенна интересными экспериментами и источниками энергии. Энергетика СССР освоила энергию прилива и тепла земли, а так же были построены тысячи мини – ГЭС в малонаселенных пунктах. Необходимость электрификации для восстановления страны после разрушительной войны, вынуждала лучшие умы того времени в области энергетики искать те самые источники электрической энергии. То, что Советский Союз безнадежный аутсайдер в области возобновляемых источников – миф, очень многие направления «Энергетики 21 века» получили развитие именно в Советском Союзе более полувека назад.

Ветроэнергетика СССР

Энергия ветра – одна из самых первых форм энергии, которую человечество приспособило к своим нуждам. Энергия ветра на Земле – неисчерпаема.

До открытия сибирских нефтегазовых месторождений в СССР активно разрабатывали и внедряли альтернативные источники энергии. В то время почти 90% нефти добывалось на Кавказе, что делало энергетику СССР весьма уязвимой в случае начала войны.

Пионером производства ветроустановок был государственный авиационный центр – центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), который был создан в 1918 году. Упор делался на силовые агрегаты малой мощности, в то время энергию ветра ласково прозвали «голубой» уголь. Уже к 1925 году была создана серия отечественных ветроустановок мощностью до 30 кВт, одна из конструкций уже предполагала наличие гидравлического аккумулятора энергии — маховик – накопитель. При избытке энергии ветряк поднимал воду на высоту мачты, а когда ветра не было – сливал воду обратно, она крутила гидротурбину, соответственно генерировался ток.

Рис.1. Радиально — осевая турбина с горизонтальным валом и маховиком

Использовали такие ветроагрегаты, конечно же, в самых отдаленных уголках Советского Союза, куда трудно было дотянуть линии электропередач от крупных электрических станций, в основном установки стояли в Бурятии и на Дальнем Востоке.

В 1931 году под Балаклавой был построен самый мощный ветрогенератор на то время в мире, мощностью 100 кВт. Размах лопастей – 30 метров, общий весь конструкции – 9 тонн. К сожалению, до наших дней это чудо советской инженерии не дожило, уникальный ветрогенератор был разрушен во время оккупации Крыма немецкими войсками в 1941 году.

Советский Союз славился своей монументальностью в сооружениях, поэтому сразу возникла идея построить еще более мощную электростанцию в Крыму, в 4 километрах от вершины горы Ай – Петри. Высокая среднегодовая скорость ветра и высота 1324 метра над уровнем моря делало это местно привлекательным. Наркоматом тяжелой промышленности СССР был объявлен конкурс на строительство. Выиграл проект под названием «Икар», высота мачты должна была достигать 165 метров. На мачте должны были располагаться два трехлопастных генератора, 100 метров диаметр каждого. Проектная установленная мощность составляла 24 МВт. В 1937 был создан фундамент Крымской ветроэлектростанции, а в 1938 было принято решение о прекращении строительства в СССР мощных ветроэлектростанций, и проект был заморожен.

Рис.2. Транспортировка мачты ветрогенератора Vestas V — 164. Установленная мощность — 7 МВт, высота мачты — 200 метров.

После войны энергетика СССР сильно пострадала и осталось единственное предприятие, которое производило ветрогенераторы – «Ветроэн». С 1950 до 1955 года каждый год с завода выходило до 9000 ветроустановок, мощностью до 100 кВт каждая. Однако в то время советское оборудование проиграло конкуренцию западным образцам по цене, качеству и эффективности. В 70х года произошло стратегическое переориентирование на развитие большой гидроэнергетики и мирного атома, в отрасли начался застой. Усугубило ситуацию и открытие значительных нефтегазовых запасов в Западной Сибири. Все это заморозило развитие ветряной энергетики СССР до середины 80х годов. Диаметрально противоположная ситуация сложилась в западных странах, мировой энергетический кризис 1973 года заставил развивать энергосбережение и поиск альтернативных источников энергии, в том числе и ветровой.

Подпишитесь на рассылку

Солнечная энергетика в СССР

Одни из первых фотоэлектрических элементов для получения электрической энергии от солнца были созданы в СССР. Случилось это в 1938 году под руководством академика А.Иоффе. Изобретение произвело настолько сильное впечатление, что Иоффе был уверен в успехе применения фотоэлектрических элементов и еще тогда предложил размещать их на крышах зданий.

В 1957 году СССР впервые применил фотоэлектрические панели, установив их на спутник, годом позже США повторили этот опыт. Даже сегодня космос единственное место, где солнечные панели раскрывают весь свой потенциал, ведь в космосе нет переменных метеоусловий. Серьезный прорыв в области фотовольтаики произошел в середине 70х годов опять же из-за упомянутого выше нефтяного кризиса, именно он заставил американских ученых активно работать в этой области. В результате были установлены более трех тысяч фотоэлектрических систем, многие станции работают до сих пор. Выше сказано, что в это же время в СССР были разведены большие запасы углеводородов, и государство было не заинтересовано в развитии «наземной» солнечной энергетики.

Но если фотовольтаика считалась дорогим удовольствием, то развитие тепловой солнечной энергетики шло своим ходом. Энергетический институт им. Кржижановского в Москве действительно активно занимался вопросами использования энергии солнца с целью создания солнечных печей и тепловых электростанций. Серийно выпускались солнечные концентраторы для установок горячего водоснабжения.

В итоге все это вылилось создание солнечной печи «Солнце» в 1981 году близ Ташкента. До сих пор остается одной из крупнейших в мире солнечных печей. Высота концентратора – 54 метра, ширина – 47 метров. Установлено 62 гелиостата, но построена она не для обеспечения нужд населения, а для научно – исследовательских работ по изучению материалов при очень высоких температурах. Обеспечивая нагрев свыше 3000°С за несколько секунд, печь позволяет изучать влияние термических ударов, что в первую очередь важно для авиационной и аэрокосмической отраслей.

Рис.3. Гелиокомплекс «Солнце»

После успешного опыта с гелиокомплексом «Солнце» стало возможно строительство солнечной электростанции для нужд населения. Так появился проект СЭС – 5. Станция была спроектирована по аналогичному принципу: система из 1600 гелиостатов с системой автоматического слежения за солнцем отражала лучи на вершину 99 метровой башни. На вершине башни находился паровой котел, нагретый пар поступал в турбинный зал в основании башни.

Рис.4. Солнечная тепловая станция СЭС — 5

Были предусмотрены тепловые аккумуляторы, которые могли поддерживать работу станции в течение четырех часов, в случае если солнце резко исчезло за тучами.

Станция была построена на востоке Крыма, суммарная установленная мощность – 5000 кВт. Это была одна из самых мощных солнечных станций в мире на 1985 год. Опять же это был только прототип, планировалась постройка станций с установленной мощностью 300 000 кВт, для электрификации средней Азии. Распад СССР сыграл злую шутку с этими планами, СЭС – 5 перестала работать и была разобрана на металлолом, но даже разобранная выглядит монументальной.

Рис.5. Солнечная тепловая станция СЭС — 5

Геотермальная энергетика СССР

Поиск энергетического «Эльдорадо» вызывал интерес к не самым очевидным видам электростанций в то время. Помимо экспериментов с мирным атомом, солнечной и ветроэнергетикой изучались и другие источники.

Пионерами развития геотермальной энергетики в СССР стали два региона – Камчатка и Северный Кавказ. Притом, что тепло термальных вод на Кавказе использовали еще до войны, и даже до сих пор город Лабинск (Краснодарский край) с населением 60 тысяч человек полностью отапливается за счет геотермальных вод.

Первые электрические геотермальные, и до сих пор работающие, были Паужетская и Паратунская, построены они с 1965 по 1967 год, при этом Паратунская станция суммарной установленной мощностью 600 кВт – первая в мире станция с бинарным циклом. Все благодаря советским ученым: С.С. Кутателадзе и А.М. Розенфельду из Сибирского отделения академии наук СССР, а конкретно из института теплофизики.

Мощность Паужетской электростанции введенной в действие в 1966 году составляла 5 МВт, и в 2006 году был установлен еще один блок на 6 МВт. В настоящее время идет строительство бинарного блока на 2.5 МВт. Геотермальная энергетика СССР тормозилась открытием новых месторождением углеводородов, но ее развитие никогда не прекращалось. Мутновская и Верхе-Мутновская станции уникальное достижение в области геотермальной энергетики. Станции стоят у подножия вулкана Мутновский, на высоте 800 метров над уровнем моря, и работают в экстремальных климатических условиях. Уникальность станций заключается еще и в том, что оборудование электростанций полностью создано на отечественных предприятиях.

Рис.6. Верхне — Мутновская геотермальная станция

Приливная энергетика СССР

Место размещения Кислогубской приливной электростанции в губе Кислой было выбрано в 1938 году, при исследовании Мурманского побережья экспедицией Л.Б. Бернштейна. Бернштейн на тот момент студент Московского инженерно – строительного института. ПЭС стала его дипломным проектом, и в следствии Бернштейн стал главным инженером проекта.

В том же 1938 году предложения по строительству Кислогубской ПЭС были представлены А.И. Микояну, а летом 1939 года проект был одобрен. Кислогубская ПЭС эксплуатируется с 1969 года, компоновка гидроузла состоит из здания ПЭС, дамб высотой до 15 метров и длиной 35 метра. Установленная мощность составляет 400 кВт. Однако станция так же не избежала проблем после распада СССР и с 1992 по 1995 год была законсервирована из-за финансовых трудностей, не было денег на ремонт агрегата. В 1995 году почти сразу после закрытия присвоили электростанции статус «Памятника науки и техники Российской Федерации» и деньги сразу нашлись. Позже, в 2007 присвоили имя создателя – Л.Б Бернштейна, который умер в 1996 году и сам видел взлет и падение собственного творения. В 2000 году руководством РАО «ЕЭС России» принято решение станцию спасать, и в настоящее время установленная мощность составляет 1.7 МВт.

Рис.7. Приливная электростанция имени Л.Б. Бернштейна

Малая гидроэнергетика СССР

Грустно сложилась судьба малой гидроэнергетики в СССР, по причинам не связанным с ископаемым топливом. Задумка была интересная, строились малые станции почти без земляных работ, иногда замещая уже существующую инфраструктуру водяных мельниц. Их мощность варьировалась от нескольких десятков до нескольких тысяч кВт. Наибольшее распространение малая гидроэнергетика достигла в середине 50х годов, таких станций было 6500. Но развитие большой гидроэнергетики и особенно строительство магистральных линий электропередач привело к тому, что в 1962 году таких станций было уже 2665, а в 1990 их осталось 55.

Подписаться на рассылку

Заключение

Логика развития ВИЭ в такой богатой углеводородами стране как СССР понятна, чем больше можно заменить нефть, тем больше останется на нужды армии. Тем более сама вторая мировая война показала, как многое зависит от топлива. Но после энергетического кризиса, когда с середины 70х нефть подорожала в четыре раза. И возможность решить все экономические вопросы СССР и ее союзников подтолкнула страну в сторону нефтяной иглы. О пагубности такого пути говорили и сами первооткрыватели Сибирской нефти – Салман Фарманов и Николай Байбаков. Они предупреждали что экономика, основанная на торговле энергоресурсами, влечет технологическую зависимость, но, видимо, уже было поздно. Возможно, новая инженерная школа России сможет предложить что-то новое в области «новой» энергетики, главное эти разработки должны быть востребованы не только на мировом рынке, но и в самой России. История советского подвига в области альтернативной энергетики и необъяснимый отказ от достижений может служить хорошим уроком для других стран

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *