Компания приступила к производству уникальных установок, которые позволяют любому предприятию на треть снизить потребление общей электроэнергии. Но как сделать, чтобы экономия электроэнергии сопровождалась экономией ресурсов, и в частности газа, в масштабах всей энергетической системы страны? На этот вопрос знает ответ Назим Агаев, доктор наук (энергетика), профессор, член-корреспондент МАИТ.
Будучи автором и владельцем банка интеллектуальной собственности в сотни изобретений, развивающегося на потенциале 50 пионерных идей в области экологической энергетики, профессор Н. Агаев абсолютно уверен в энергетической независимости нашей страны.
Разделение кислорода и азота, CO2 и водяного пара в процессах горения, интенсификация окислительных реакций, радиационный электролиз и водородной энергетике, векторная рекуперация тепловых выбросов, вакуумные термопары, емкостный генератор без магнитного поля, геотермальная энергетика, гидрогенератор, световая турбина, зеркальный и емкостный нагреватели, пассивные трансформаторы тепловой энергии – основной научный арсенал «вооружения», который сможет защитить человечество от глобального потепления. А начинать предполагается с самого простого.
В чем же загадка ФКТФ (ИТН)?
При резкопеременной нагрузке (сварка, плавка металла, работа мельниц, конвейеров, деревообработка, распиловка камней, где присутствуют частые «стоп-пуски», и т.д.) требуется определенное количество энергии в заданный промежуток времени для совершения конкретного рабочего цикла. Импульсы тока в соответствии с инерционностью носителей электрического заряда приводят к «провалам» напряжения (фликкер-эффект) и еще большему увеличению тока нагрузки (электропривод). Активные потери в сетях и собственно электроприемника могут на 2 порядка превышать номинальные значения. Электросистема начинает «мерцать» (к примеру, сварка, правка, пуск). Динамический КПД электроприемников уменьшается в 3-4 раза. Именно в эти «критические» отрезки времени ФКТФ обеспечивает электроприемник электрической энергией, подзаряжаясь в режиме синусоидальной нагрузки, обеспечивая экономию электрической энергии до 30-40% и полностью шунтируя реактивную энергию электроприемника.
В сущности, при повсеместном и индивидуальном подключении ФКТФ к электроприемникам получается идеальная автоматическая система электроснабжения.
Но ФКТФ(ИТН) на предприятиях – это только одно из звеньев в концепции «нулевой реактивной мощности». Как известно, основными источниками индуктивной реактивной энергии являются генераторы на электростанциях, а потребителями – электроприемники с индуктивным сопротивлением (трансформаторы, электродвигатели, индукционные печи и т.д.). Пропускная способность электросетей напрямую зависит от индуктивного сопротивления всей электросистемы. Повышающие, понижающие и передающие трансформаторы потребляют реактивную энергию в зависимости от полной величины прокачиваемой мощности. Чем больше требуется электрической энергии предприятиям, тем больше потребляют трансформаторы реактивной энергии. Процесс раскачивается до веерных отключений. По самым скромным подсчетам, при внедрении ФКТФ во всей электросистеме мощность генераторов можно снизить в 2 или более раза или увеличить электроснабжение дополнительного производства без реконструкции сетей. Средняя окупаемость ФКТФ различного класса – 1-5 лет.
Одним из явных и реализуемых направлений Н. Агаев считает водородную энергетику, энергетическим потенциалом которой является освобождающаяся мгновенная мощность электростанций различного типа. КПД серийных установок по производству водорода и кислорода составляет 80%. КПД известных ТЭЦ и ТЭС по производству электрической энергии колеблется от 40 до 45%. ТЭЦ и ТЭС в Беларуси работают в основном на газе, что позволяет, используя «провалы» мгновенной потребляемой мощности, получать на электролизерах водород и кислород и направлять их непосредственно для горения, смешивая с основным видом топлива. Установки по обеспечению стехиометрической смеси (с учетом температурных режимов) – известный технический уровень. Такое потребление электрической энергии обеспечивает постоянный тормозящий момент на валу турбин в оптимальном режиме, стабилизируя частоту и повышая КПД. Существует теоретическая разработка по повышению КПД установок, что позволит довести экономию до 30-40%.
Однако любой незамкнутый цикл горения представляет опасность для экологии. Азот, которого в воздухе 78%, потребляет тепловую энергию и кислород, а при температурах выше 1200°C – особенно активно. При горении образуется водяной пар. За последние 50-100 лет относительная влажность атмосферы Земли, как и ее естественный радиационный фон, повысилась на 3-5%, что, собственно, и сформировало условия для развития парникового эффекта. Содержание водяного пара в атмосфере в несколько раз выше, чем CO2, который к тому же преобразуется в процессе синтеза биомассы в кислород. Да и спектр поглощения инфракрасного излучения водяными парами (льдом) более интенсивный.
Научные разработки систем разделения кислорода и азота, CO2 и водяного пара в химических реакциях горения, рекуперация тепловых выбросов, развитие солнечной и ветроэнергетик и использование тепловой энергии Земли – это и есть наше будущее.
Наиболее перспективным направлением, конечно, является тепловая энергия Земли. От Парижа до Владивостока минимальная температура на глубине 3-3,5 км - 120°C. После Великой Отечественной войны белорусские ученые вплотную занимались исследованиями тепловых линз Припятской впадины и Брестской области. В некоторых скважинах на глубинах до 2,5 км температура недр - 180°C и выше.
В конце ХХ в. Патентное ведомство республики Беларусь зарегистрировало заявку на тепловую трубу, которая без энергетической накачки позволяет осуществлять «добычу» тепловой энергии. В течение 5 лет это изобретение считалось лучшим в республике.
Мощность тепловой трубы – до 1000кВт, теплоноситель – воздух, цикл – замкнутый. Холодный поток, поступая по внутренней трубе, нагревается по внешнему контуру и разгоняется до скорости звука.
Обеспечение экологически чистым теплом и электричеством тепличных хозяйств- принципиально новый виток в развитии сельского хозяйства Беларуси. Это возможность круглогодичного производства сельхозпродукции, цены на которую во всем мире будут расти.
«Ресурс экономии – в интеллектуальном ресурсе нации» - уверен профессор Агаев.