Плавзасіб на річці

Реферат: Плавзасіб на річці, із закріпленим на ньому валом гребного/гребних колеса/коліс, вісь обертання якого/яких орієнтована поперек течії річки, і колесо/колеса служить для відбору з річки кінетичної енергії її течії. Плавзасіб є збірним з окремих плавзасобів зазначеного типу, сполучених між собою в єдину систему так, що осі обертання гребних коліс окремих плавзасобів збігаються, а їх вали з'єднані між собою в єдиний вал об'єднаного плавзасобу. UA 108900 U (54) ПЛАВЗАСІБ НА РІЧЦІ UA 108900 U UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до плавзасобів. Відомі такі плаваючі засоби, що призначаються для різних потреб - транспортних, енергетичних, видобувних та ін. (див. наприклад ПЛАВЗАСІБ Вікіпедія). Критикувати їх можна, але кожен по своєму. Ми ж вибираємо для аналізу специфічний варіант, зафіксований патентом України № 100162 Спосіб видобутку ґрунту з дна річки - прийнятий за прототип даної корисної моделі. І нас цікавить у цьому рішенні не питання видобутку ґрунту, а проблема використання кінетичної енергії річки для різних цілей. Тобто, замість видобутку ґрунту, може бути будь-яка інша виробничо-технологічна ситуація, що вимагає енергії для свого здійснення. Наприклад, досить придатним для даної потреби, може бути створення на цьому плавзасобі електростанції, для вироблення електроенергії. Створення насосної станції для перекачування води в потрібному напрямку на берег. І таких потреб, в залежності від конкретної ситуації, може бути багато і різних. Але в усіх випадках головним фактором плавзасобу, на якому вирішується та чи інша виробничо-технологічна задача, є відбір з річки кінетичної енергії потоку її води. Саме відібрана у річки енергія дозволяє здійснювати конкретну виробничо-технологічну діяльність на цьому плавзасобі. Що стосується відбору кінетичної енергії потоку води в річці, то здійснюється він досить ефективним і доцільним чином. На поплавцях плавзасобу (їх може, один, два і більше, у залежності від конкретної ситуації), орієнтованих уздовж течії річки, закріплюється вал з гребним колесом (коліс може бути декілька), при цьому вал орієнтований поперек течії води. Стабілізація стану плавзасобу в плані фіксується будь-яким відомим способом. Наприклад, створенням відповідних якорів, розміщених на дні річки, або на її березі/берегах. Гребеневе колесо, нижня частина якого розміщується в потоці води, виконує функцію турбіни, що перетворює потік води в крутний момент відповідної потужності, яку відомими конструкторськотехнологічними прийомами можна передавати на обладнання, що розміщене на цьому плавзасобі і виконує необхідну роботу. Отже, прототип являє собою виключно ефективне рішення, позитиви якого розглянемо в загальному комплексі з аналізом пропонованої корисної моделі. Так що, критикувати прототип начебто немає ні причин, ні потреби. Але замість критики, ми висловлюємо міркування типу того, що будь-яке вдале і досить ефективне рішення не виключає можливість його подальшого розвитку та вдосконалення. Саме ця обставина визначила мету даної корисної моделі. І стосовно цього, необхідно відзначити наступне. Ефективність прототипу (у всьому його різноманітті) все ж є обмеженою. У тому сенсі, насамперед, що дане рішення з'явилося, як запит на створення компактних і мобільних плавзасобів, що швидко монтуються і демонтуються, і якими можна оперативно розпоряджатися і користуватися в самих важко доступних місцевостях і регіонах. І саме ця компактність, здійснювана в рамках транспортних можливостей (у тому числі і авіації), нерідко створює ситуацію, коли енергетика річки, на якій передбачається використовувати цей плавзасіб, значно перевершує потенціал плавзасобу в частині обсягу енергії, що відбирається їм у ріки. І виникає суперечність - між досягнутою компактністю, та наданими річкою можливостями, якими неможливо скористатися у силу цієї компактності. Саме ця обставина визначила задачу корисної моделі, яка полягає в тому, щоб, зберігаючи позитиви прототипу, дати йому можливість в багато разів підвищувати здатність відбору кінетичної енергії з потоку річки, на якій даний плавзасіб працює. Задача вирішується тим, що плавзасіб на річці, з закріпленим на ньому валом гребного/гребних колеса/коліс, вісь обертання якого/яких орієнтована поперек течії річки, і колесо/колеса служить для відбору з річки кінетичної енергії її течії, згідно з корисною моделлю, плавзасіб є збірним з окремих плавзасобів зазначеного типу, сполучених між собою в єдину систему так, що осі обертання гребних коліс окремих плавзасобів збігаються, а їх вали з'єднані між собою в єдиний вал об'єднаного плавзасобу. Суть корисної моделі пояснюється кресленням з семи фігур. Перші п'ять фігур визначають цілеполягаючу основу корисної моделі, якою є прийнятий нами прототип. Тобто, плавзасібпрототип складається з поплавців 1, перекритих загальною палубою, а також закріпленого на цій основі вала 2, що несе турбіну 3, жорстко закріпленою на ньому. З прототипу збережена також технологія, яка споживає відібрану у річки кінетичну енергію, котра у вигляді крутного моменту через відповідну систему передається на пристрій, що добуває з дна річки ґрунт. Однак, це лише зручна ілюстрація, взята від того ж, прийнятого нами прототипу. Бо наше рішення являє енергодобувний плавзасіб, де видобуту з річки енергію, через крутний момент можна передавати на будь-яку іншу виробничу потребу, про що вже сказано і ще скажемо докладніше. Так ось, суть нашої корисної моделі, беручи за основу схему прототипу, розвиває і 1 UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 посилює її тим, що замість одного плавзасобу влаштовується три, див. фігуру 3, де рішення показано в плані, а на фігурі 4 те ж саме, але в аксонометрії. В результаті, три плавзасоби (може бути більше або менше, залежно від конкретної ситуації) об'єднуються в один плавзасіб шляхом з'єднання валів 2 через вставки 4, котрі перетворюють три вали 2 в єдиний вал, що передає крутний момент на систему видобутку ґрунту з дна річки грейфером. Зрозуміло, що в результаті такого з'єднання потужність крутного моменту зростає у три рази, з усіма витікаючими з цього позитивами, про які також ще скажемо докладніше. При більшій кількості збірних елементів, збільшення сумарної потужності відповідне. Але при цьому обов'язкова умова - не тільки з трьох валів 2 створюється єдиний, загальний вал для трьох турбін 3, бо, крім цього, об'єднання валів, повинні об'єднуватися і поплавці 1 суміжних плавзасобів - через відповідні пристрої з'єднання 5. Варіанти конструкції пристроїв 5 можуть бути найрізноманітнішими, але у всіх випадках головною вимогою є максимальна простота і технологічність виконання цих з'єднань із забезпеченням максимальної їх надійності в процесі експлуатації запропонованого об'єднаного плавзасобу. Враховуючи багатий досвід створення та експлуатації об'єднань і з'єднань частин конструкцій з самих різних сфер діяльності, в тому числі і плаваючої техніки, вирішити належним чином цю задачу для нашого об'єднаного плавзасобу - цілком реально з забезпеченням максимальної технологічності та надійності. До сказаного необхідно додати наступне. Зазначене об'єднання валів 2 і поплавців 1, створюючи єдину конструктивну систему збірного плавзасобу, повинно забезпечувати його цілісність і працездатність, як єдиної просторової конструкції, котра постійно піддається безлічі силових впливів на неї, насамперед потоку води, на якому і всередині якого ця конструктивна система перебуває. Зрозуміло, що ця конструктивна система, внаслідок цих дій, буде піддаватися і певним деформаціям. Так от, задача повинна бути вирішена так, щоб цілісність цієї системи дозволяла їй деформуватися при мінімальному утворенні небажаних зусиль, якими є зусилля вигину. Зокрема, в першу чергу, мова йде про єдиний вал, створений з окремих валів 2, з'єднаних за допомогою вставок 4 між ними. Тому, повторюємося, щоб усунути появу в єдиному валу і у всіх його елементах згинальних зусиль, вставки 4 з'єднуються з валами 2 через карданні з'єднання, що забезпечують поставлене завдання. На кресленні карданні з'єднання умовно не показані, бо це найнадійніший конструктивний шедевр, що має практично необмежену масовість і багатющий досвід свого застосування, починаючи з 1550 року, коли Джероламо Кардано (1501-1576) сповістив світ про дане рішення. Цю ж ідеологію, безпечної та надійної деформативності пропонованої конструктивної системи розглянутого плавзасобу, необхідно забезпечити при створенні між поплавками 1 з'єднувальних елементів 5. Тобто, мається на увазі, що ці елементи позначені схематично, передбачаючи обов'язковість їх влаштування у шарнірному варіанті, що забезпечує з'єднання між собою поплавців з надійністю передачі між поплавками тільки нормальних зусиль (вертикальних, горизонтальних або похилих), але без появи зусиль вигину в цих вузлах з'єднання між поплавками 1. Вузли подібного типу також є надзвичайно масовими конструкціями, тому обмежуємося лише схематичним їх позначенням на кресленні, стверджуючи, що в кожному конкретному випадкувузли 5, для нашого плавзасобу, можуть бути створені найбільш ефективним чином. Продовжимо аналіз пропонованого рішення, розкриваючи більш повно його позитиви. Насамперед, повернемося до того, що пропонована корисна модель іменується терміном плавзасіб, що забезпечує найбільш ефективний видобуток енергії річки для самих різних промислово-виробничих потреб. Бо, показаний на кресленні варіант видобутку ґрунту з дна річки, ілюструє конкретний, і не самий затребуваний випадок, якщо виходити з усіх можливих потреб і потреб видобутої енергії. Тому, на місці показаного обладнання для видобутку ґрунту може влаштовуватися будь-яке інше устаткування. Не повторюючи і не перераховуючи всіх можливих ситуацій стосовно цього, відзначимо найбільш затребуваний варіант - створення плавучої ГЕС. Зрозуміло, що це буде мала ГЕС, за існуючою номенклатурою градації таких електростанцій. Повторюємо і наголошуємо - це плаваюча ГЕС. Особливо звертаємо увагу на плаваючий аспект, бо практика таких електростанцій досить обмежена. І ця обмеженість пояснюється насамперед відсутністю позитивів, які забезпечуються даною корисною моделлю. Здавалося б, плаваючий варіант ГЕС має таку кількість і різноманітність переваг у порівнянні з необхідністю створення гребель - неодмінного атрибута традиційних ГЕС, в тому числі і малих. Однак справа не йде, бо все упирається в сумарний комплекс нетехнологічностей створення плавучих ГЕС. Тобто, є комплекс факторів, що перекреслює всі, зовні начебто абсолютно очевидні переваги плавГЕС. Нетехнологічності плавГЕС, як конструктивні, так і експлуатаційні досить кваліфіковано проаналізовано та викладено - напр. інтернет 2 UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Свободнопоточные ГЕСС. Публікація від 19.11.2012 користувачем Прес-служба. В результаті, ця ж публікація підводить підсумок цього непорозуміння, стверджуючи, Кінетична енергія річок перспективний ресурс відновлюваної енергетики, але ефективно взяти її, поки, що не виходить. Ось такий парадокс виникає в реальності, незважаючи на зовнішню принадність плаваючих ГЕС. А ми це непорозуміння усуваємо. Насамперед, зберігаючи непереоціненний позитив прототипу, в частині забезпечення можливості доставки нашого плавзасобу в будь-яку, для багатьох інших варіантів практично недоступну зону, або навіть цілий непрохідний регіон. Більше того, цій непереоціненості, надаємо необмеженість (практичну) забезпечення нарощування потужності вироблення електроенергії. Тобто, забезпечення максимальної можливості відбору цієї потужності від річки, не створюючи ні річці, ні її басейну екологічних потрясінь, що усувають сам сенс створення ГЕС в таких умовах. Яскравою ілюстрацією сказаного є екологічна катастрофа, котра вже позначилася в Карпатах, де заплановано будівництво 550 малих ГЕС. Незважаючи на потужне громадське обурення і спротив цьому злочинного наміру, катастрофа наростає, буквально з перших кроків демонструючи в натурі свою вбивчу для екології сутність (див. напр. інтернет Еколог розповів чим загрожує будівництво малих ГЕС… ВІДЕО). І ми бачимо, що громадськість, при всій своїй рішучості, безсила протистояти фінансово-загарбницькій бездушності, що знищує все на своєму шляху заради сьогочасної вигоди. Ця трагедія, унікального регіону не тільки України, але і всієї Європи, не тільки зростає, але в сутності, відверто курується самою владою України на всіх її рівнях. Владою, котра спекулює на найгострішій енергетичній дефіцитності в країні в цілому, і в даному регіоні особливо. Владою, яка підтверджує, що така проза життя, де немає нічого більш розумного, ніж створення малих ГЕС у такій приголомшливій для екології ситуації. Ми вибиваємо з рук мало-ГЕСних знищувачів Карпат цей владно-бізнесовий і злочинний жупел, даючи громадськості можливість не лише посилити протест і опір, але й озброїти їх науково-інженерним інструментом, яким є дана корисна модель. Бо наше рішення енергетичної проблеми, шляхом використання кінетичної енергії річок, є тим проривом, до якого прагнула науко-інженерія протягом понад століття, і ось, нині вона отримує можливість досягати цієї жаданої мети без варварських наслідків руйнування та знищення Природи. Справді. Кому і чому шкодить або створює хоч найменші незручності пропонована плавуча ГЕС? Жодного квадратного метра земної поверхні не захоплюється. Існуючий режим річки зберігається. Всі види життєдіяльності в річці не отримують ніяких утисків, і тим більше знищень. Ясно, що виникає потреба створення ЛЕП (від ГЕС до споживачів електроенергії), що є певним втручанням в існуючу ситуацію в регіоні при створенні ГЕС. Але, по-перше, воно незрівнянне (навіть найменшою мірою) з жахами і втратами при традиційних спорудженнях малих ГЕС, згаданих вище. А головне, про це скажемо нижче, найближча перспектива така, що можна буде уникнути навіть цього мізерного втручання в Природу, яким є зазначені ЛЕП. Однак продовжимо аналіз пропонованого рішення, в частині його позитивності, яка навряд чи могла передбачатися при відсутності даної корисної моделі. Насамперед, слід підкреслити, що це рішення являє собою енергетичний об'єкт, потенціал використання якого багато разів перевищує нинішні можливості пристрою малих ГЕС. І його масовість забезпечується саме в силу зазначених вище позитивів нешкідливості таких ГЕС для екології. Так що, якщо (для прикладу) орієнтуватися на згадану ситуацію Карпатського регіону, то загальна кількість наших ГЕС може становити кілька тисяч об'єктів такого роду. І вся ця множина плавГЕС має поза конкурентною індустріальністю, що забезпечує максимальну якість створюваних об'єктів при мінімальних витратах часу їх спорудження. Бо, повторимося, зберігається перевага прототипу, котра полягає в тому, що всі елементи плавзасобу і все обладнання на ньому виробляються в стаціонарних заводських умовах, при максимальній збірності всіх елементів, транспортування яких до місця призначення забезпечується найбільш зручним і доцільним чином. З наступним складанням з цих елементів всієї споруди даної плавГЕС. Зрозуміло, що (повторимо вкотре) перевага такої технології (в частині якості та продуктивності робіт) абсолютно незрівнянна з традиційними методами та способами спорудження традиційних малих ГЕС. Але навіть ця безперечна перевага, у випадку з ситуацією, наприклад, у згаданому Карпатському регіоні, виявляється великою дрібницею в порівнянні з позитивом, що абсолютно несподівано проявляється при використанні даної корисної моделі в цьому ж найунікальнішому центральному регіоні Європи. Мається на увазі наступне. 3 UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Коли вище згадували вбивчі для екології Карпат малі ГЕС, характеризуючи позитиви пропонованих плавГЕС, незримо було присутнім питання про те, що проблема енергетики даного регіону цілком вирішувана і використанням вітрових електростанцій. При цьому цей напрямок енергетики також вже почав здійснюватись (див. інтернет, Заробила найпотужніша вітроелектростанція в Карпатах. ФОТО 20.02.2015 19:24). Планується цей процес вітроелектризації продовжити, але поки що, у меншому темпі, ніж передбачуване масове спорудження малих ГЕС. І це при тому, що фахівцям чудово відомо - ВЕУ аж ніяк не подарунок, в тому сенсі, що при начебто очевидних позитивах цього альтернативного і поновлюваного джерела енергії, утворюється безліч не менш (мабуть, навіть більш) вбивчих для екології впливів, ніж від малих ГЕС. Дана обставина вельми відома, і немає потреби конкретизувати її прикладами. Але не можна не помітити - у створенні ВЕУ присутня вище викладена теза про те, що в унікальнішому регіоні Європи, яким є Карпати (ще не загажених і не знівечених людською діяльністю), виявляється все той же владно-грошовий фактор. Коли злука бізнесу з владою, не дивлячись ні на що, рветься в максимально стислі терміни починати зривати прибуток, прирікаючи дану територію на екологічне знищення. Більш того, в силу нестабільності вітрів, вітроенергетика в цілому, і в даному регіоні в тому числі, викликає необхідність створення резервних джерел електроенергії. І зовсім, не тільки не виключено, але більш ніж імовірно, що владно-бізнесове мислення прийде до природного для нього висновку про те, що серед можливих варіантів, таким джерелом можуть бути і малі ГЕС. Тобто, коло злочинного енергетичного захоплення Карпат логічно замикається, коли один вбивчий для екології фактор підкріплює собою необхідність створення ще більш руйнівного для Природи впливу. При цьому навіть з позицій цієї злочинно-загарбницької логіки, енергетичний виграш від створення ВЕУ в Карпатах досить жалюгідний. Бо, традиційні лопатеві ВЕУ з горизонтальною віссю вітроагрегата можуть працювати лише в межах швидкості вітрового потоку 25 метрів в секунду. Якщо швидкість вітру перевищує цей рівень, ВЕУ автоматично вимикається і її вітроротор загальмовується для неможливості свого обертання - щоб уникнути руйнування всієї споруди ВЕУ. І це при тому, що в регіоні Карпат, на його вершинах (тобто, там, де найбільш доцільно влаштовувати ВЕУ) швидкість вітру може значно перевищувати зазначені 25 м/с, досягаючи 40 м/сек. Якщо ще не забувати, що потужність вітрового потоку і відповідно потужність ВЕУ, що сприймає цей потік, зростає в кубі від зростання швидкості цього потоку, нескладно бачити, що традиційна вітроенергетика в Карпатах в науково-інженерному сенсі є абсолютно нікчемною, і в сутності безглуздою. Бо ця енергетична нісенітниця перевантажується безліччю негативів для екології, що ніякими енергетичними крихтами виправдати неможливо. Додайте сюди вбивчу для Карпат масу запланованих малих ГЕС, якими (як показано вище) владно-бізнесова когорта буде обґрунтовувати ще більш руйнівні для екології ВЕУ. І тоді, нескладно передбачити перетворення Карпат з головної екологічної перлини Європи, в її відхідну, брудну і вмираючу зону, де не буде залишатися нормального життя ні людині, ні всій іншій живності як флори, так і фауни. І це не фантазії від надмірної строгості ставлення до антиекологічних проявів, які є поширеними по всій Україні. Це вже прогресуюча реальність, згадана вище, відповідно до якої немає навіть натяків на те, щоб виникали належні бажання і можливості їй перешкоджати, не кажучи вже про її ліквідацію взагалі. Певна річ, громадська незгода з цими діяннями існує, але ж вона не спроможна перешкодити цій навалі. Наше ж рішення, повністю усуває всі згадані негативи, як створення малих ГЕС, так і спорудження вітрових електростанцій в Карпатському регіоні. При цьому обидва цих енергетичних напрямки в нашому виконанні виявляються взаємопов'язаними унікальним чином, що не має аналога в практиці енергетичного будівництва. Передусім, наголошуємо особливо. Вище сказане засноване на тому, що ми є також авторами та ініціаторами принципово нового підходу у вітроенергетиці, зафіксованого в патентах РФ № 2480620, № 2506452, № 2508470 і України № 70593, № 75558, № 79847. Головний зміст цього підходу - максимальне дотримання принципів Природи, котра створює вітрову енергію і використовує її в своєму вирі. Вважаємо, читач ознайомиться з зазначеними патентами. Тому, не повторюючи їх суті, звертаємо увагу на те, що Карпати є ідеальною територією для здійснення даної науково-інженерної доктрини, котра забезпечує створення в Україні потужного вітроенергетичного комплексу, що не має нічого подібного у світовій практиці. Для посилення обґрунтування сказаного, до опису цієї корисної моделі додаємо аналітичні міркування Башни термоядра Сонця (БТЯС), представлені окремим документом. Ця аналітика є розділом більш потужного дослідження енергетичної теми, яка ще не опублікована, що і визначило потребу зазначеного додатка до опису даної корисної моделі. Так от, наша концепція звільняє вітроенергетику від властивих їй традиційних негативів, причому негативів досить болючих для екології і для середовища існування всіх видів живності, 4 UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 включаючи людину. Забезпечується досягнення жаданої мети - отримання електроенергії, поза конкурентною всім іншим способам і технологіям її видобутку. І якщо Карпати для здійснення даної концепції є найбільш доцільним регіоном, так ця доцільність ще більше зростає в силу появи корисної моделі, викладеного в даному описі. Мається на увазі наступне. Зрозуміло, що створення ВЕУ нашого типу, як і будь-якого іншої споруди, вимагає витрат електроенергії, неодмінного атрибута будівництва 21-го століття. Але освоєння Карпатського регіону стикається з проблемою відсутності даного фактора, що пов'язане з безліччю не простих і дуже дорогих заходів щодо забезпечення доставки електроенергії в необхідні місця будівництва ВЕУ. Тому ефективність таких ВЕУ стає практично не здійсненною в осяжній перспективі. Однак дана корисна модель дозволяє усунути цей традиційний організаційнотехнологічний провал сучасного енергетичного будівництва. Тобто, можливість оперативного і надзвичайно ефективного створення плавГЕС пропонованого типу, з мінімальними витратами часу і матеріально-фінансових ресурсів, забезпечує створення електроенергетичної бази, необхідної і достатньої для спорудження зазначених ВЕУ нашого типу. Природно припускаючи, що ця база створюється в максимальному наближенні до місця будівництва такої ВЕУ. При всіх розкладах і варіантах можливих ситуацій, ця схема буде багато разів ефективніша будь-якого традиційного рішення, що вимагає великих капітальних витрат по забезпеченню доставки електроенергії від віддалених джерел її генерації. Не кажучи вже про те, що спорудження для цієї ж мети вище згаданих традиційних малих ГЕС на річках Карпат, створює ситуацію ще більш жахливу і буквально життєвбивчу, у всіх сенсах цього поняття. У нашому підході (повторимося), плавГЕС створюються в необхідній кількості в максимально стислі терміни, з максимальним наближенням до місця будівництва ВЕУ. Оперативність цього процесу забезпечується максимальною збірністю плавГЕС, що дозволяє без будь-яких ускладнень і труднощів доставляти їх з заводу-виробника в потрібне місце. Більш того, не виключається доставка плавГЕС в місце призначення вже в повнозбірному стані, наприклад вертольотом відповідної вантажопідйомності. Зокрема, наші опрацювання цього питання дозволяють стверджувати, що даний варіант цілком не тільки реальний, але й у переважній більшості випадків може виявитися найбільш ефективним і доцільним. Що стосується забезпечення подачі електроенергії, видобутої нашими плавГЕСами до місця будівництва ВЕУ, ця тема не виходить за межі існуючих умов рішення цієї задачі, при тому, що, на відміну від традиційних умов, наше рішення забезпечує багаторазове зменшення відстаней, на які потрібно передавати електроенергію. До сказаного можна додати, що, крім вертолітного варіанта вирішення транспортування готових плавГЕС, не виключається використання в перспективі дирижаблів відповідної вантажопідйомності. Враховуючи, що відбувається досить активне і динамічне вивчення і дослідження відродження цих літальних апаратів. Відродження на основі сучасного науково-інженерного прогресу. Так що, розуміючи, що наша концепція створення найфективнішого поєднання плавГЕС з нашими ж ВЕУ - цей процес потребує досить солідного часу, можна цілком обґрунтовано стверджувати, що використання дирижаблів у нашій енергетичній доктрині справа аж ніяк не міфічна. Тим більше, що у транспортному відношенні використання дирижаблів стане найбільш доцільним і ефективним після створення пропонованого електроенергетичного великомасштабного комплексу. Маючи на увазі, і скажемо про це додатково, що цей комплекс потребує експлуатаційного транспортного обслуговування, з урахуванням створення в найближчій перспективі принципово нових можливостей акумуляції електроенергії. Таким чином, викладене поєднання даної корисної моделі з нашими ж ВЕУ, забезпечує результативність вирішення енергетичної проблеми не лише Карпатського регіону, але і значно перевищуючи цю потребу. Теорія і практика енергетичного будівництва не знає нічого подібного, в тому сенсі, щоб настільки ефективне використання альтернативних поновлюваних джерел енергії здійснювалося практично при повному усуненні негативного впливу на навколишнє середовище. Можливе питання - чи не спотворять наші ВЕУ унікальний природний ландшафт Карпатського регіону? Адресуючи читача до прикладеної аналітичної роботи Башни термоядра Сонця (БТЯС), стверджуємо, що, на відміну від традиційних вітряків, наші ВЕУ є не рукотворна потворність, що суперечить Природі, і в буквальному сенсі вбиває і знищує все живе, а споруда, що народжується самою Природою, за аналогією з вітрильними кораблями, які є нешкідливими творчими шедеврами-аналогами цієї Природи. Так що, наші ВЕУ - це науковоінженерна плоть від плоті самої Природи. Тому візуальне сприйняття цих споруд, позбавлених зорово-гнітючої метушні і невидимого знищення всього живого традиційними вітряками, стане процесом створення досконалості і величності, котра уподібнюється величі і гармонії з Природою вітрильних суден, що залишаються досі не перевершеними зразками як в естетичному, так і енергетичному відношенні. Тому не випадково, проблема відродження 5 UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вітрильних суден не тільки обговорюється, але і реалізується вже сьогодні - див. інтернет, Японці придумали вітрила для морських суден. 27.04 2012, 02:11. судно з телескопічними вітрилами. Токійський університет розробив проект Wind Challenger, який може повернути вітрила на великі кораблі. За словами розробників, вони завершили фундаментальні дослідження і будівництво перших макетів. Протягом кількох років буде споруджено прототип (1-5), на якому пройдуть реальні випробування вітрил. А у відкрите море судно повинно вийти до 2016 року. Проведене комп'ютерне моделювання показало, що таке судно на стандартному маршруті Йокогама - Сіетл буде споживати в середньому на 30 % менше палива, ніж чисто дизельне. Вітрила, в залежності від середньої швидкості вітру на маршруті, повинні окупити себе лише за 5-10 років. І зауважте, мова йде про найбільші сучасні судна, що курсують у світовому океані між континентами. Як бачимо, час і рівень науково-інженерного прогресу, в умовах енергетичних обставин, змушують повертатися до геніальності Природи, вимоги і можливості якої останні півтора сторіччя були потоптані і зневажені. Ми ж виконуємо цей позитив, ще більш доцільно і ефективно. Бо, забезпечуємо роботу ВЕУ на багаторазово більших висотах, при багаторазово більш високих швидкісних параметрах вітру, енергетичний потенціал якого (вже згадано вище) зростає в кубі збільшення швидкості вітрового потоку. Отже, наші ВЕУ, поява яких забезпечується нашими ж плавГЕСами, не тільки не спотворить природну привабливість і унікальну красу Карпат, але і додають їм ще більш притягального і неповторного образу, аналогічно тому, як світовий океан звеличували рукотворні вітрильні шедеври, деякі з яких досі функціонують і радують погляд. І як бачимо, це геніальне слідування Природі повертається в сучасні океанські простори, на новому витку спіралі науковоінженерного прогресу, на основі сучасного рівня знань і технологій. Так що, ми працюємо саме в лоні напрацювань практично багатотисячолітньої давнини, коли творцями і новаторами в освоєнні глобального простору удосконалювалася і відточувалася інстинктивна потреба слідувати Природі, а не знищувати її на догоду миттєвим бажанням і потребам. Однак це не означає, що поставлене питання стосовно візуального сприйняття наших ВЕУ не повинно зазнати серйозного дослідження архітекторів, дизайнерів і всіх фахівців і вчених у цій сфері діяльності. Тим більше, що сучасні інформаційно-технологічні можливості дозволяють виконати цю роботу на рівні та з якістю, абсолютно неможливому ще зовсім недавно. Ми показали несподіваний і абсолютно неможливий при традиційних підходах комплекс позитивів і буквально проривних факторів, що забезпечує дана корисна модель. Але і це не все, бо є не менш (мабуть навіть більш) вагомі обставини, які забезпечують результати, ніде і ніким не передбачувані. Наприклад, представлений як ілюстрація Карпатський регіон вельми доречний і напевно найбільш вірогідний для освоєння даної корисної моделі. Хоча цю тезу можна і потрібно сприймати лише як локальний підхід. Бо ясна річ, Карпатами Земля не обмежується і можна показати (і ще покажемо), що є безліч регіонів і більш ніж відповідних річок, де створення наших плавГЕС зверхраціонально, виходячи з усього вище викладеного. Приводити обґрунтування сказаного немає потреби, настільки очевидно дане твердження для кожного, хто має найменші пізнання про географію і сучасну гідроенергетику. Але на один найсуттєвіший фактор необхідно звернути особливу увагу. На різних річках традиційним способом побудовані тисячі ГЕС від малих до найбільших. Спосіб один - спорудження греблі через річку, що створює певний напір води, дозволяючий створений потенціал перетворювати через турбіни на електроенергію, що виробляється генераторами, обертання яких забезпечують турбіни. Ця схема відбору енергії класична. Але дивно, що досі ніхто не реагує на те, що після виходу потоку води з турбін вона зберігає в собі кінетичну енергію потоку в річці. Потоку, який в певній зоні русла річки нижче ГЕС має швидкість багато більше швидкості природної течії води у цій же річці. І ця збільшена швидкість у зазначеній зоні створює досить значну кінетичну енергію, яка стає багато разів більшою, якщо врахувати, що в певні періоди часу протягом року через греблю ГЕС здійснюються спеціальні скиди води, щоб уникнути переповнення водосховища під час паводків, або при великих природних опадах, які можуть з'явитися в будь-який інший час. Так ось, при всіх таких скидах, це абсолютна втрата енергії, бо скидані об'єми води йдуть повз турбіни, що виробляють через генератори електроенергію. Та й пропускна здатність турбін не в змозі провести через себе ці об'єми скидання води. В результаті, напір колосальних обсягів води є, а користі від нього ніякої. Мало того, також безглуздо і марно проноситься по річці потік скинутої води. Так ось, якщо підрахувати всі зазначені втрати, то попередній чисельний аналіз свідчить, що мінімум 10÷15 % 6 UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 існуючого гідроенергетичного потенціалу на існуючих ГЕС втрачається. Якщо повернутися до запланованих в Карпатах 550 малих ГЕС, то, на Дніпровському каскаді з шести ГЕС, зазначені втрати багаторазово перевищують проектну сумарну потужність згаданих 550 малих ГЕС у Карпатах. При нашому ж підходу, цей бездарно втрачуваний гідроенергетичний ресурс на Дніпрі, нашими ж плавГЕСами використовується без жодних негативів для Славутича, і в максимально сприятливих умовах. Тобто весь комплекс означених проблем вирішується з максимальною ефективністю. Настільки максимальною, що позитиви прийнятого нами прототипу, у нашій постановці зростають на порядок. В тому числі, і насамперед, це стосується концентрації видобутої електроенергії на одному плавзасобі. Тобто, йдеться про те, що, відсутність проблеми доставки такого плавзасобу у важкодоступні місця (за аналогією з Карпатами), дозволяє створювати плавГЕС на плавзасобі значно більшої вантажопідйомності. При тому, що плавзасоби можуть бути побудованими на суднобудівних заводах безпосередньо на Дніпрі, і з мінімальними зусиллями (не виключено, що і своїм ходом) вплав доставлятись до місця своєї служби. Що передбачає можливість руху і по зворотному маршруту, коли в процесі експлуатації такої плавГЕС будуть виникати планові ремонтно-профілактичні та експлуатаційні потреби. Таким чином, узагальнення і підсумовування наведених переваг пропонованої корисної моделі, в Україні тільки, враховуючи потенціал, крім Дніпра і інших річок, що мають сприятливі умови для пропонованого рішення, так от, за найскромнішими оцінками, належна реалізація цієї корисної моделі рівнозначна спорудженню мінімум двох Київських ГЕС. Якщо ж врахувати, супутній ефект від створення вітроенергетичного парку з наших ВЕУ в Карпатах, цей показник як мінімум зростає на порядок. Що в загальному підсумку, не має аналога в сучасній енергетиці, як за найефективнішими капіталовкладеннями, так і найсприятливішому взаємовідношенні з навколишнім середовищем. Все сказане щодо позитивності пропонованої корисної моделі необхідно доповнити наступними міркуваннями, маючи на увазі найближчу перспективу - чітко позначеного прогресу в сфері електроенергетики. Зокрема, історія виникнення і функціонування цієї найважливішої сфери економіки, у всіх її різновидах, котра потерпала і продовжує потерпати від неможливості запасання і складування електроенергії. Різного роду традиційні способи її акумуляції, абсолютно не вирішують проблему по суті. Бо, по-перше обсяг акумуляторів досить малий, і навіть гідроакумулюючі ГЕС не є виходом з цієї ситуації, в результаті чого всі види електростанцій змушені мати серйозні енергетичні і експлуатаційні витрати і втрати. Але нещодавно, чітко позначився шлях виходу з цього глухого кута, - див. інтернет, Суперпотужний акумулятор створений з графену і бору 20.05.2013. Щоб усвідомити значимість цього успіху, вчених з Університету Райса спільно з фахівцями дослідницького підрозділу компанії Honda, досить повідомити деякі головні тактико-технічні показники такого акумулятора. 1. Швидка зарядка - заряджаються приблизно в 100-1000 разів швидше акумуляторів. 2. Дешевизна: якщо звичайні літій-іонні батареї коштують близько 500 доларів за 1 КВт-год. накопичуваної енергії, то суперконденсатор - 100, а до кінця року творці обіцяють знизити вартість до 40 доларів. За своїм складом це звичайний вуглець - один з найпоширеніших на Землі хімічних елементів. 3. Компактність і щільність енергії. Новий графеновий суперконденсатор вражає не тільки своєю фантастичною ємністю, перевершує відомі зразки приблизно в тисячу разів, але і компактністю - за розмірами він в невелику книгу, тобто раз в сто компактніше використовуються нині конденсаторів на 1 Фарад. 4. Безпека і екологічність. Вони значно безпечніше акумуляторів, які гріються, містять небезпечну хімію, а іноді ще й вибухають. Сам графен є біологічно розкладеною речовиною, тобто на сонці він просто розпадається і екологію не псує. Він хімічно неактивний і екологію не псує. 5. Простота нової технології отримання графену. Величезні території і капіталовкладення, маса робітників, отруйні і небезпечні речовини, використовувані в технологічному процесі літійіонних батарей - все це різко контрастує з вражаючою простотою нової технології. Справа в тому, що графен (тобто найтонша, одноатомна плівка вуглецю) в компанії Sunvault отримують… за допомогою звичайного CD-диска, на який наливається порція суспензії графіту. Потім диск вставляється в звичайний DVD-привід, і пропалюється лазером за спеціальною програмою - й шар графену готовий! Що випливає з означених п'яти пунктів знайденого безпрецедентного способу акумуляції електроенергії, стосовно до розглянутої нами корисної моделі і супутніх їй вище згаданих унікальних позитивів? 7 UA 108900 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перше і головне, полягає в тому, що розглянуті наші варіанти електроенергетичних рішень стають ще більш вагомими і значущими при використанні зазначених акумуляторів електроенергії. Бо, відпадає потреба у влаштуванні ЛЕП, як для плавГЕС, так і для наших ВЕУ. Це зовсім інша система розповсюдження і транспортування електроенергії, звільнена від попереднього глухого кута - неможливості складування електроенергії. А маючи можливість безпечно і компактно її накопичувати - до чого влаштовувати ЛЕП? Якщо можна складувати електроенергію на місці її генерації, а потім, запасену в компактних і малогабаритних пристроях, транспортувати будь-яким відомим способом в потрібне місце призначення, де вона буде використовуватися для конкретних потреб. Тобто, отримуємо можливість створення замкнутої, нічим не обмежуваної транспортної системи заміни заряджених акумуляторів на акумулятори розряджені, і навпаки. Процес абсолютно безпрограшний на всіх етапах його здійснення. Якщо опоненти заявлять, причому тут ми зі своєю корисною моделлю?, так відповіддю є твердження саме в нашій корисній моделі зазначений позитив графенових акумуляторів не тільки проявляється в загальному його позитиві. Але і проявляється максимальною мірою, в порівнянні з будь-якими іншими електрогенеруючими варіантами. Бо, на відміну від усіх інших варіантів, саме в нашому комплексному вирішенні є максимальна масовість електрогенеруючих об'єктів, які треба найбільш доцільно і ефективно об'єднати єдиною системою транспортного забезпечення. У такому ж розумінні можна охарактеризувати будь-який з інших згаданих позитивів графенових акумуляторів. Наприклад, саме у нас, найбільш затребувана і відповідно, найбільш ефективно вирішується проблема нестабільності електрогенерування протягом як добового, так, і більш тривалого періоду вироблення електроенергії, як на плавГЕС, так і ВЕУ. Тобто, цей фактор притаманний і іншим варіантам, але у нас він найбільш загострений, що додатково підвищує ефективність його рішення, максимально об'єднує в собі всі види безпроблемної акумуляції електроенергії - від погодинної, добової і т. д. У підсумку, максимально ефективна цілорічна електрогенерація, де не пропадає даром жодна секунда часу роботи електростанції. Приділивши головну увагу плавГЕС і ВЕУ в нашому виконанні, не можна не повернутися до інших варіантів використання даної корисної моделі. Зокрема, не повторюючи всіх його можливих рішень, необхідно детальніше охарактеризувати варіант, представлений на фігурі 15, де показана технологія прототипу, що передбачає видобуток ґрунту з дна річки, використовуючи безпосередньо видобуту з цієї ж річки кінетичну енергію. Яка у вигляді крутного моменту передається робочим органам грейферного пристрою, що опускається на дно річки, завантажується там здобутим ґрунтом, подається на поверхню з розвантаженням його у відповідні транспортні плавзасоби, які доставляють ґрунт в потрібні місця призначення. Ця технологічна схема гранично проста і максимально ефективна у всіх сенсах, в тому числі і використанні видобутої енергії річки. Енергія, безпосередньо, при мінімальних технологічних втратах використовується для видобутку ґрунту. Грейферна схема лише ілюструє один з варіантів, які можуть бути й іншими. Зокрема, при певних умовах найбільш доцільними та ефективними можуть бути ерліфтні або ежекторні технології видобутку ґрунту з дна водойми. Але у всіх випадках, забезпечуваний даною корисною моделлю ефективний відбір енергії річки для роботи цих варіантів, залишається незмінним. До цього необхідно додати наступні міркування. Прийнятий нами прототип і створена на його основі корисна модель, забезпечуючи доцільний і ефективний видобуток ґрунту з дна річки, належить до ситуацій, коли мова йде не про рядовий і традиційний видобуток ґрунту, що масово здійснюється для безлічі потреб, переважно у сфері будівництва. Нами ж розроблений зазначений прототип, явився результатом вирішення специфічної задачі, найбільш доцільною для розробки ґрунту в зонах розсипів особливо цінних витворів Природи, наприклад алмазів. Зокрема, мова йде про безліч річок Африки, де здійснюється підрусловий видобуток ґрунту, з якого потім відповідними технологічними процедурами вилучаються цінні творіння Природи. Умови таких видобувних регіонів надзвичайно важкі, що ускладнюється відсутністю транспортних комунікацій та енергетичного забезпечення. Тобто, розробка прототипу, і створення на його основі даної корисної моделі, це (повторимося) не рядова ситуація, а рішення надзвичайно специфічного завданнявидобутку ґрунту для надзвичайно важливою виробничої сфери - потреба в якій постійно зростає. Це означає - актуальність даної корисної моделі для зазначеної сфери буде підвищуватися. Що, в свою чергу, викликає необхідність патентування даного рішення не тільки в Україні, і не тільки в Африці, але і у всіх регіонах світу, причетних до викладених обставин видобутку цінностей, котрі вилучаються і виділяються з добутого ґрунту. Більше того, це не обмежується сказаним. Бо, в будь-якому виробничому процесі, в тому числі і при видобутку алмазів, крім витрати енергії на розробку ґрунту, потрібно додатково не менше енергії (мабуть, і 8 UA 108900 U 5 10 більше), для безлічі інших виробничих потреб, пов'язаних з отриманням алмазів з видобутого ґрунту шляхом його промивання, збагаченні, сортування та іншого. Так от, наша корисна модель вирішує і цю найважливішу проблему, без чого весь задум видобутку цих цінностей позбавлений сенсу. Вирішує так, що всі необхідні технологічні процедури можуть здійснюватися безпосередньо на цьому плавзасобі. При цьому так здійснюватися, що на цьому ж плавучому виробничому об'єкті генерується електроенергія, яка потрібна для багатьох із зазначених процесів, до яких додадуться і потреби в електроенергії для побутових потреб персоналу, що працює безпосередньо на плавзасобі, чи навіть на березі поблизу. Якщо при цьому згадаємо про вище вказані, прийдешні графенові електроакумулятори, нескладно бачити, що виникає найважливіший додатковий позитив. Полягає він в тому, що процес генерації електроенергії на нашому плавзасобі буде відбуватися безперервно. Тобто, у нічний час, при перериванні на ньому зазначеного комплексу виробничих процедур, виробіток електроенергії буде тривати більш інтенсивно, з тим, щоб запасати її в графенових акумуляторах, а потім більш повно використовувати запасену електроенергію в денний час на головному виробництві. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Плавзасіб на річці, із закріпленим на ньому валом гребного/гребних колеса/коліс, вісь обертання якого/яких орієнтована поперек течії річки, і колесо/колеса служить для відбору з річки кінетичної енергії її течії, який відрізняється тим, що плавзасіб є збірним з окремих плавзасобів зазначеного типу, сполучених між собою в єдину систему так, що осі обертання гребних коліс окремих плавзасобів збігаються, а їх вали з'єднані між собою в єдиний вал об'єднаного плавзасобу. 9 UA 108900 U 10 UA 108900 U 11 UA 108900 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12