СИРОТЫ БАШНЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ
WINDMILL TOWER

Изобретение относится к ветроэнергетике.
Известна ветроэнергетическая башня (Патент Украïни 45294, Сироти башта вiтроенергетична). Особенность этой конструкции состоит в следующем.
Ветроагрегат, улавливающий энергию ветра с претворением ее в электроэнергию, закреплен в верхней части башни ВЭУ (Ветроэлектрическая установка). Главным элементом этого агрегата является кольцевая платформа, вращающаяся вокруг вертикальной оси, которой является вертикальная ось башни. К внешнему контуру кольцевой платформы периодически прикреплены ветроуловители.
Теоретические позитивы данного решения сдерживаются определенными конструктивными факторами, требующими значительного увеличения массы как непосредственно кольцевой платформы, так и башни в целом.
Негативы этого рода в значительной степени устранимы возможным решением башни ветроэнергетической, включающей собственную опорную конструкцию, размещенную и закрепленную в верхней ее части кольцевую платформу, к внешнему контуру которой периодически прикреплены ветроуловители, при этом сама платформа имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси башни, но кроме собственной опорной конструкции вокруг нее выполнены несколько вертикальных башен, которые служат дополнительными опорами кольцевой платформы, удерживаемой на опорах от вертикальных и горизонтальных смещений способом «магнитной левитации». Такое решение мы принимаем в качестве прототипа.
Но решение прототипа, при всей его позитивности, не исчерпывает заложенных в его идее преимуществ, позволяющих существенно повысить эффективность данного типа ВЭУ.
Поэтому техническим результатом нашего изобретения является обеспечение этих дополнительных преимуществ ветроэнергетической башни.
Технический результат достигается тем, что в башне ветроэнергетической с опорной конструкцией из нескольких отдельных башен, на верху которых создают устройство «магнитной левитации», обеспечивающее опирание на эти башни горизонтальной кольцевой платформы-ротора, согласно изобретению устройство «магнитной левитации», кроме вертикального держания платформы-ротора, обеспечивает горизонтальное удержание этой платформы-ротора при любом направлении ветра.
Сущность изобретения и его эффективность поясняются чертежами, где показан один из вариантов этого решения, полученного в процессе поисково-конструкторской разработки, выполненной в ТОВ "Укрстальконструкцiя" iм.. В.М. Шимановського. В частности, речь идет об экспериментальной ВЭУ мощностью 2 МВт, с габаритами - высота 25 метров, диаметр 100 метров, размещена на высоте 200 метров.
На фигуре 1 - вертикальный разрез, на фигуре 2 - план, на фигуре 3 - разрез Б-Б на фигуре 1, на фигурах 4 и 5 - узлы ВЭУ, на фигуре 6 - общий вид в аксонометрии, на фигуре 7 - то же самое, но без кольцевой платформы.
ВЭУ с предлагаемой башней включает собственную опорную конструкцию 1 и шесть дополнительных башен 2, 3, 4, 5, 6, 7, размещенных на основе 17 (хотя количество этих дополнительных опорных башен может быть иным, в зависимости от конкретных условий). Все башни, как отдельные опорные элементы, объединены в единую опорную конструктивную систему через переходные мосты между башнями - радиальными 14 и круговыми 15, размещенными периодически по высоте через пять этажей. Кольцевая платформа-ротор 9 с периодически установленными на ней ветроуловителями 8 опирается на шесть дополнительных опор 2, 3, 4, 5, 6, 7. Опирание осуществляется способом «магнитной левитации» через магнитную систему 10, установленную непосредственно на кольцевой платформе, и магнитную систему 11, установленную сверху на указанных шести дополнительных опорах. Для удержания кольцевой платформы от горизонтальных перемещений на ней создана магнитная система 12, которая взаимодействует с магнитной системой 13, установленной на тех же шести дополнительных опорах. В результате кольцевая платформа 9 пребывает в воздушном пространстве без непосредственного механического контакта с опорными конструкциями, которые обеспечивают стабильную ее ориентацию в одних и тех же координатах в процессе ее вращения вокруг вертикальной оси 18 всей ветроэнергетической башни, созданной из центральной башни 1 и шести дополнительных бешен 2, 3, 4, 5, 6, 7. Что касается конструктивного и технологического оформления выработки электроэнергии, мы его условно не показываем, считая, что эта задача надежно и эффективно решается любым известным способом. Но подчеркиваем, что все эти способы базируются на идее создания магнитоэлектрического генератора, в котором указанная система «магнитной левитации» одновременно является составной частью этого генератора. Хотя не исключаются и другие варианты, которые могут быть выявлены в процессе более основательной проработки. Но, не смотря на все множество подобных решений, идея самого принципа остается неизменной, и она достаточно эффективно проработана и исследована. Это же относится к съему тока с генератора и всех иных элементов ВЭУ, которые должны обеспечивать регулирование стабильных и надежных параметров вырабатываемой электроэнергии и надежных параметров ее накопления и сохранения. Т.е. речь идет о соответствующих контроллерах, инверторах, аккумулирующих устройствах. Что касается магнитных систем 10, 11, 12, 13, которые обеспечивают требуемую «магнитную левитацию», то их размещение в общей системе ВЭУ и варианты их создания могут быть разными. В том смысле, что можно применять постоянные магниты или электромагниты, не исключая в том числе совместное использование тех и других. Выбор варианта и соответствующего решения зависит от параметров ВЭУ во всех ее компонентах, учитывая диаметр кольцевой платформы, массу и скорость ее вращения.
Чтобы проанализировать позитивность предлагаемого решения необходимо подробнее изложить позитивы прототипа, которые мы хотим еще более усилить. Соображения на этот счет следующие.
«Мы устраняем практически все недостатки ветроэнергетики и выводим ее на уровень эффективности, вне конкурентный для всех остальных энергоресурсов Земли. Поднимаем на много витков диалектическое развитие эволюции человечества, которое не смогло бы выйти за пределы лесов, если бы не сообразило воспользоваться энергией ветра. Через шесть с лишним тысяч лет идея паруса получает качественный скачок, который догадку наших далеких предков трансформирует в незаменимый и абсолютно безвредный реальный энергетический ресурс Земли. Дождалась, наконец, Природа понимания человеком ее истины, гениальной своей простоты и безграничной важности.
В результате осуществляется общий диалектический прорыв в жизнедеятельности двуногого творения Природы. На нынешнем научно-инженерном уровне совершенно реально приступать к созданию глобальной водородной энергетики, где добыча водорода из воды электролизом будет стабильно и надежно обеспечена ветроэнергетикой, где все виды производства и все виды транспорта будут освобождаться от разрушительных последствий индустриализации последних полутора столетий. Тема необъятная и бездонная для осознания открывающихся возможностей.
Поэтому мы дополнительно обращаем внимание лишь на важнейшие факторы, которые подтверждают сказанное и иллюстрируют его доступным сегодняшнему представлению образом.
Общая трансформация бытия социума, кроме изложенных соображений, должна проявиться в следующем.
Прежде всего необходимо переосмысление политики градостроительства и урбанизации в целом. Территориальное их расползание прекращается, и начинается обратный процесс, освобождающий и восстанавливающий поврежденные цивилизацией территории Земной поверхности. Это касается всего, куда ступала нога человека. В том числе и гигантских водохранилищ, поглотивших многие сотни тысяч квадратных километров наиболее ценных земель. Причем возможно решить эту задачу так, чтобы не только сохранить ныне существующие ГЭС, но и увеличить их мощность. Высотное строительство превращается в принципиально новое деяние, которое качественно сопоставимо с переходом обезьяны, слезшей с дерева, на прямохождение. Поэтому уже практически достигнутый параметр высоты порядка 1000 метров, это лишь первоначальный ориентир для освоения человечеством высот во много раз больших. Не надо доказывать правомерность этого тезиса - сегодня уже разрабатываются и исследуются замыслы в этом направлении. В частности, в Японии имеется проект сооружения высотой 4000 метров (на 224 метра выше горы Фудзиямы - и это при их сейсмике). И не только Япония. Этот процесс будет интенсифицироваться глобально. Поэтому такой подход становится не только главной основой данной интенсификации, но и осуществления ее наиболее целесообразным и эффективным образом. Ибо ничего не может быть более позитивного, чем получение должного энергообеспечения непосредственно в зоне осуществления процессов жизнедеятельности человека. Да еще обеспечения этих процессов таким образом, чтобы последовательно ликвидировались уже свершившиеся экологические изъяны нашего бытия.
Кроме качественного преобразования всех видов транспорта, после освоения ими водородной энергетики, супервысотное строительство создает принципиально новую глобальную телекоммуникационную систему. Под супервысотным строительством понимается строительство многоэтажных зданий в сочетании с высотной ветроэнергетической установкой. Например, построив 100-этажное здание (совершенно рядовое событие уже сегодня, даже при большей этажности), венчаем его нашей высотной ветроэнергетической башней. Получаем комплекс, который не только утилитарен в вышеизложенном смысле, но и обеспечивает создание глобальной телекоммуникационной системы. Например, порядка 120-150 таких сооружений позволяют создать телекоммуникационную систему, покрывающую территорию всего СНГ. Распространение этого принципа на другие континенты, охватывает как минимум всю территорию земной поверхности. И т.д., осваивая и водные акватории, можно замкнуть всю поверхность Земного шара, причем Арктика и Антарктика не выпадают из этой зоны. Но возвращаясь к сегодняшней ситуации, мы не утверждаем ненужность существующих глобальных телекоммуникационных систем, базирующихся на космических технологиях. Однако, не возражая против этих систем, считаем очевидным, что освоение предлагаемых высотных сооружений создает материально-технологическую основу наземной инфраструктуры телекоммуникаций, которая во всех смыслах эффективнее телекоммуникаций космических. Но это не порочит и тем более не устраняет надобность космических телекоммуникационные системы. Наоборот, возникают уникальные и наиболее целесообразные условия создания единой комплексной телекоммуникационной системы, где наземные и космические средства дополняют и развивают друг друга. Это грандиозная тема, которая не посильна для одной заявки и которая получит самостоятельное развитие. Но нельзя не сказать особо, что отмеченный необозримый телекоммуникационный потенциал такого решения возможен только потому, что ветроэнергетические агрегаты избавляются от создаваемых ими радиопомех. Помех, которые нарушают работу телекоммуникационных аппаратов, функционирующих в зоне размещения таких ветроагрегатов.
Не прячутся ли за восторженными ожиданиями негативы, которые перечеркнут этот восторг и эти ожидания?
Главный недостаток такого решения - принципиально новый подход к высотной ветроэнергетике через высотное строительство. Ибо диалектику никто не отменял, и вся мощь традиционных представлений о том, что "хорошо" и что "плохо" будет мобилизована для максимального вскрытия в нашем решении "плохого". Будут обнаружены во множестве такие "плохие" факторы, о которых трудно даже предполагать. Хотя кое-какие очевидности можно было бы продемонстрировать. Но оставим это оппонентам, не забывая, что их (оппонентов) необходимо уважать и ценить за обостренную способность выявлять слабости и недочеты оппонируемого объекта. Без чего ни одно новое решение не может быть отшлифовано до максимально возможного совершенства вследствие устранения и преодоления именно оппонентами выявленных недоработок и слабостей нового решения.
Не следует, однако, забывать и того, что оппонентов (как правило) во много раз больше, чем требуется для указанной отшлифовки принципиально новых решений и подходов. И среди множества этих добровольцев большую часть составляют пророки и прорицатели, не пытающиеся даже приблизиться к сути предмета (для чего надо выйти за рамки традиций), а только честно и добросовестно отрицающие и отвергающие новшество, скользя по его поверхности. Вот чего следует опасаться и чему не давать волю. Вся история цивилизации тому подтверждение. Применительно к нашей теме, классический пример - Эйфелева башня, которую осуждали и отрицали сверх всякой меры многие сотни добропорядочных и уважаемых граждан Франции (в т.ч. несколько с мировыми именами). И что же эти пророки, имена которых исчезли без следа? А "Железная леди" Густава Эйфеля остается гордостью и символом Франции уже 120 лет. И не просто остается в этом почетнейшем качестве, а работает как чрезвычайно полезный и необходимый для Парижа объект жизнедеятельности. Этот шедевр инженерного искусства, признаваемый давно забытыми критиками бессмысленностью, открыл эпоху высотного строительства, распространившегося в 20 веке по всему цивилизованному миру.
Так что не на пустом месте возникло наше решение. Мы идем дальше и выше по пути завоевания приземного пространства, где (как отмечено выше) 1000 метров это лишь ступенька для дальнейшего подъема. Подъема более продуктивного и важного, чем вышеупомянутый проект Японии. Подъема, вытаскивающего из экологической разрухи всю экономику Земли со всеми ее обитателями, представляющими жизнь во всех формах ее проявления. Мы не формулируем новую цель, которой является экологическое оздоровление и возрождение Природы на Земле. Но мы обозначаем принципиально новый путь достижения этой цели. Поэтому перечеркнуть данное намерение либо даже приостановить его можно и следует лишь в одном случае - если будет предложено решение более эффективное, чем наше.
В заключение о следующем.
Мы не изложили конструктивные и механические особенности взаимодействия кольцевой платформы с ветроуловителями, с одной стороны, и с электрогенераторами, размещенными на соответствующих перекрытиях, устроенных в пределах поперечного сечения высотной башни ветроустановки. Считаем, что уровень разработок и исследований в современном машиностроении позволяет совершенно надежно и эффективно решить эту задачу.
Что касается технологии возведения предлагаемой ветроустановки, то она полностью остается аналогичной прототипу. Т.е. речь идет о способе, изложенном в нашей заявке на изобретение а2008 15013 вiд 26.12.2008 Сироти вiтроенергетична башта та спосiб ïï спорудження. Суть способа в том, что последовательность сборки башни осуществляется сверху вниз с подращиванием башни снизу и постепенным подъемом ее смонтированной части. При этом по мере подъема смонтированной части ветроэнергетической башни ветроагрегаты собранной части башни включаются в эксплуатацию для выработки электроэнергии. Т.е. происходит выработка электроэнергии на башне уже в процессе основного периода ее строительства, что позволяет существенно сократить срок самоокупаемости этого сооружения. Причем комплекс вышеизложенных преимуществ нашего решения в сравнении с прототипом еще более интенсифицирует эту самоокупаемость.
Понятно, что предлагаемое решение сверхвысотных ВЭУ имеет фантастический привкус, из-за чего специалистами с самого начала все это дело будет восприниматься не более чем упражнения в виртуалистике, не имеющей никакого шанса в перспективе нынешнего столетия. Это изъян традиционного взгляда, ярко и наглядно демонстрирующего диалектику, которую никто не в силах отменить. Мы утверждаем этот тезис на основе наших же определенных наработок, главные идеи которых будут защищены серией патентов, начинающих исправление и устранение указанного негатива. Будет доказано, что главная препона, которую необходимо преодолеть для масштабного претворения наших решений - это не научно-инженерные сложности, а чрезвычайно тяжелый психологический барьер, который необходимо разрушить. Для этого будут задействованы все необходимые средства и приемы. Для иллюстрации того, насколько ограничен традиционный взгляд в любом деле, в том числе и в нашем конкретном случае, приведем следующий пример. Для добычи угля (и не только угля) человечество залезло под землю на глубину, значительно превышающую 1000 метров. И если посмотреть из этого подземелья на верх, то поверхность земли является сверхвысотным объектом. И ничего, привыкли. Т.е. сначала зарываются под землю, чтобы из этого подземного Ада добираться на сверхвысокий уровень света божьего. И для выдачи на этот верх, таким тяжким, смертельно опасным трудом добытого угля (или чего-то иного из недр земли), традиционно тратятся неимоверные усилия с постоянным уничтожением жизни шахтеров, которых отдают на заклание с циничным упорством, проливая крокодильи слезы.
Теперь представим себе, что одна наша ВЭУ обеспечивает энергетический потенциал, вдвое превышающий потенциал шахты им. Засядъка, глубина которой равняется 1100 метрам - и на эту супервысоту надобно поднимать ежегодно более двух миллионов тонн угля. В предлагаемом решении все эти несуразности отсутствуют, не говоря про целый ряд других, еще более важнейших позитивов, про которые будет отдельный и детальный разговор в специальных наших работах. Что после этого будут говорить оппоненты?
Не будем выдумать предполагаемый ответ апологетов традиционных подходов. Наша концепция энергетической революции, освобождающая от энергетической удавки экономику и прекращающая хищническое отношение к Природе, будет представлена достаточно основательно, чтобы все желающие критики могли проявить свои способности.»
Потенциал прототипа в предлагаемом решении не просто усиливается, а делается это в манере, позитив которой невозможно переоценить. Поэтому любая (в том числе и выше отмеченная) предполагаемая попытка оппонентов выявлять недостатки и предавать сомнению это решение становится абсолютно бесплодной. Более того, создавая принципиально новую парадигму высотного строительства, мы обеспечиваем целый ряд его позитивных факторов, про которые ныне никто не пытается даже мечтать. Освещению этой темы будет посвящена специальная поисково-исследовательская работа, которая будет включать и ряд заявок на выдачу патентов. Мы же кратко обращаем внимание на следующее.
Высотное строительство в 20-м столетии постоянно развивалось и совершенствовалось. Динамика его роста безостановочна, и сегодня оно стало массовым в глобальном масштабе. Преодолен 1000-метровый рубеж высоты, который стал ориентиром для роста массовости высотного строительства и одновременно переходным этапом для дальнейшего еще более захватывающего освоения высотного пространства Земли. Определенный период, последние десятилетия предыдущего века, существовал психологический барьер относительно преодоления высоты в строительстве. Архитекторы, медики, психологи и представители многих других наук и инженерии интенсивно дискутировали (дискуссия продолжается до ныне) о том, как чувствует себя человек в таких сверхвысоких сооружениях, и как это будет проявляться в его пребывании с течением времени в такой высотной среде. Как видим, не смотря ни на какие предостережения, жизнь берет свое, и динамика высотности как по высоте, так и по массовости только ускоренно возрастает. Т.е. вроде бы преодолен психологический барьер во всех сферах жизнедеятельности, которые связаны с этим строительством. Такое происходило не раз и продолжает происходить в эпоху научно-технического прогресса. Когда страх перед реально существующими угрозами не может прекратить деятельность всех видов транспорта, стабильно забирающего жизнь сотен тысяч людей. Людей, которые на уровне подсознания живут постоянно с этим страхом, но все интенсивнее продолжают пользоваться транспортом на земле, на воде и в воздухе. То же самое происходит с высотным строительством, где люди вынуждены, несмотря на реальный сознательный и подсознательный страх, жить и работать на высотах, в сравнении с которыми Эйфелева башня остается далеко внизу.
И все же страх людей перед всеми достижениями научно-технического прогресса и страх от пребывания в высотных зданиях имеет отличие. Допустим, в любом виде транспорта человек пребывает периодически и в известной мере относительно незначительное время. А в здании высотном, т.е. на работе или в жилом помещении, время пребывания многократно больше. В обычном здании этот фактор не имеет особого значения, ибо это достаточно безопасные сооружения, где, если и случается беда, типа пожара, эвакуация людей осуществляется без особых трудностей. А в высотных строениях проблема пожарной безопасности в целом и защиты людей прежде всего имеет несравненно большее значение и соответственно безмерно увеличивается сложность решения этой проблемы. И мы имеем удивительно тревожную ситуацию. Когда возрастающая массовость высотного строительства происходит так, что уровень пожарной безопасности не только не повышается, но и снижается. Ибо надежность и эффективность противопожарных мероприятий, не смотря на их усовершенствования, безнадежно отстает от требований высотного строительства. Где в отличие от всех иных сооружений, проблема эвакуации людей с определенного уровня высоты, как была, так и остается абсолютно не решенной. Если же идти по пути строительства высотных зданий, где каждое помещение или блок помещений претворяются в космический корабль (есть такие направления размышлений, хотя и они лишь снижают опасность, но не устраняют ее полностью), то высотное строительство будет зарублено под корень, оставляя лишь единичные объекты, которые будут экзотичными памятниками архитектурно-строительной беспомощности. Вот же, высотное строительство происходит под жестким принуждением объективных причин, когда интенсивно растущий дефицит земельных ресурсов в мегаполисах заставляет штурмовать простор высоты. Куда людей втискивают, не смотря на их страх перед реальной возможностью возникновения пожара, от которого защиты нет. Оценку негатива этой ситуации никто даже не пытается делать, ибо наперед известно, что другого выхода нет. Т.е. или создавать жизнедеятельность на высоте, понимая, что на случай пожара спасения не будет, или губить всю жизнь во всех ее проявлениях внизу, пребывая без высотных зданий.
В мировой практике строительства в целом, и в высотном в том числе, мы этот ужасный круг разрываем. Речь о следующем.
Вернемся к нашему чертежу, иллюстрирующему предлагаемое решение.
Платформу 9 поддерживают опорные конструкции в виде колонн-башен 2, 3, 4, 5, 6 и 7. Нет надобности пояснять, что, согласно вышеизложенному, все эти опорные конструкции кроме своей прямой (обозначенной) функции не только целесообразно, но и необходимо использовать для иных не менее важных надобностей. В частности, каждую из упомянутых колонн-башен можно и надобно создать как отдельное многоэтажное высотное здание со всеми требуемыми для соответствующей жизнедеятельности оборудованием, устройствами и коммуникациями. Вот же, мы получаем в нашей ветроэнергетической башне опорную для платформы 9 систему, которая сотворена из семи отдельных высотных зданий, объединенных сверху в единую пространственную опорную систему для платформы 9.
Но как же осуществляется противопожарная защита людей, которые пребывают в этих высотных зданиях?
Ответом на данный вопрос является необходимость создания между этими зданиями переходных мостов, система которых может иметь множество вариантов исполнения. Но во всех случаях должна быть обеспечена возможность эвакуации людей с любого высотного здания, на любом его этаже. Например, с периодичностью, допустим через пять этажей (как показано на чертеже, хотя этот параметр надо специально исследовать), многоэтажное здание в башне 1 имеет переходные мостки на все смежные здания в башнях 2, 3, 4, 5, 6 и 7. В частности, в конкретном варианте нашего чертежа показаны радиальные мосты 14 и круговые 15. Т.е. при пожаре из здания в башне 1 люди имеют шесть вариантов эвакуации в смежные здания. И на какой бы высоте не возник пожар, эта возможность для всех жильцов или работников здания сохраняется в полной мере. Если же взять любое иное здание в смежных башнях, то из каждого из них аналогичным образом можно обеспечить минимум три варианта эвакуации людей. Например, через соответствующие мостки из здания в башне 2 можно через каждые пять этажей переходить в смежные здания в башне 1, в башне 7 и в башне 3. В результате получаем высотное жилищное или любого назначения здание, где проблема безопасности людей решается не только на уровне высотных зданий, но она доводится практически до уровня обычной деревенской избы, из которой в случае необходимости при пожаре можно выбежать на улицу при абсолютном отсутствии препятствий, которые имеют многоэтажные здания. Хотя понятно, что в отличие от деревенской избы, в предложенной системе высотных зданий при эвакуации людям придется перемещаться на большие расстояния, чем выбегать из избы. Но этот «негатив» абсолютное НИЧТО в сравнении с нынешней ситуацией, когда в высотках при возникновении пожара, на этажах, размещенных выше пожара, практически отсутствуют возможности для эвакуации. Кроме выбрасывания из окон, что является самоубийством.
Отмеченный позитив защиты людей в высотных зданиях не имеет меры оценки в обычном понимании этого слова. Хотя любители меркантилизма найдут свою меру и будут пытаться о чем спорить. А вот, что абсолютно бесспорно, так это (кроме отмеченного позитива защиты жизни людей) обеспечение максимальной эффективности деятельности службы пожарной охраны. Речь о следующем.
Хорошо известно, что в больших городах в случае пожара нередки ситуации, когда пожарные машины даже не имеют возможности подъехать к пылающему зданию. Не говоря уже о том, что современная пожарная техника практически непригодна для работы на высотных зданиях. Что уж говорить про сверхвысотки, которых становится все больше. Что касается разнообразных автоматических противопожарных устройств и приборов, которыми начиняются высотки, так достаточно значительный опыт свидетельствует про их отказ в самый горячий момент с известными последствиями. В предлагаемом же решении высотных зданий все эти недоразумения решаются наиболее эффективно и надежно. Речь о том, что представленная система переходных мостов и автономная локальная электроэнергосистема ветроэнергетической башни позволяют создать на этом высотном комплексе свою локальную систему противопожарной охраны. Системы, укомплектованной нужным штатом пожарных, которые будут нести круглосуточную службу. Кроме всего названного, надобно еще на самом верху башен или даже вне их создать емкости для хранения воды и всех противопожарных компонентов, потребность в которых возникает при пожаре. Таким образом, мы создаем должно укомплектованную противопожарную структуру, которая в кратчайшее время выявляет пожар (ибо все происходит в непосредственной зоне размещения этой противопожарной структуры, что абсолютно исключает потери времени на поездку к пожару), и что не менее важно, обеспечивает с минимальными усилиями и затратами времени практически немедленно приступать к локализации и гашению пожара. Для этого пожарные с потребным оборудованием и инструментами по переходным мостам в минимальное время добираются к очагу пожара и осуществляют все необходимые действия. Особо необходимо отметить, что наличие воды в высшей зоне строения практически устраняет досадные ситуации, когда из-за недостатка или ее отсутствия в самый важный период борьбы с пожаром (имеется в виду начало пожара) делает все усилия этой борьбы бесполезными. То же самое необходимо сказать про электрообеспечение высотного сооружения. Традиционно отключение этого обеспечения из-за пожара достаточно не простая задача, учитывая, что пожар происходит в какой-то локальной зоне здания, а отключение высотки в целом вызывает массу не просто неудобств, а недопустимостей во множестве случаев. Поэтому в нашем варианте, когда электроэнергосистема высотки абсолютно локальна и когда можно в несравнимо короткий период времени (в сравнении с традиционными технологиями борьбы с пожарами) выявить эпицентр пожара, тогда осуществляется электроотключение минимальной части высотки с обеспечением возможности борьбы с пожаром всеми необходимыми средствами и методами, включая применение воды. Вот же, если подвести итог всего сказанного, можно утверждать, что кроме практически абсолютно надежной защиты обитателей высотного строения от гибели предлагаемое решение обеспечивает локализацию и гашение пожара с минимальными материально-финансовыми потерями. К этому необходимо добавить несколько важных соображений.
Представленная концепция принципиально новой организации пожарной безопасности не исключает кроме изложенного, что вся противопожарная структура в высотках предлагаемого типа может иметь определенную рассредоточенность в пространстве этого сооружения. Т.е. отмеченная идея преимущественного размещения противопожарных средств и устройств в верхней части строения дополняется системой противопожарных постов или участков, так размещенных в высотке, чтобы выявление пожара и борьба с ним начинались с минимальными потерями времени, что в конечном итоге доводит пожарную безопасность в высотных зданиях до идеала, абсолютно недостижимого в традиционной сфере противопожарной охраны.
Нельзя не сказать о следующем.
Любое строение, тем более высотное, должно проектироваться и строиться с расчетом того, что затраты на его строительство и эксплуатационные расходы при его жизнедеятельности должны быть необходимыми и достаточными, но со стремлением к разумному минимуму - конечно же с достаточным запасом надежности. Что касается первой части этого утверждения, так именно создание переходных мостов между отдельными башнями нашей ветроэнергетической системы является важным фактором его обеспечения. Т.е. такая система мостов между отдельными башнями высотки создает наилучшие условия сооружения такого строения в виде пространственной конструктивной системы, которой можно придать максимально надежную прочность и жесткость. И что особо важно, абсолютное большинство этих элементов прочности и жесткости, при любом варианте пожара в здании, будут пребывать вне зоны больших температур, которые возникают при пожаре. Поэтому понятно, что от такого качества общей пространственной конструкции высотки ее жизнестойкость будет существенно повышаться.
Что касается эксплуатационных характеристик предлагаемого решения высотного строения, то кроме отмеченных преимуществ противопожарной охраны необходимо сказать вот о чем.
Понятно, что любое строение прежде всего должно иметь необходимые и достаточные возможности обеспечения его водой, теплом и электроэнергией. При традиционном подходе все эти главные компоненты обеспечения жизнедеятельности решаются преимущественно созданием мощных внешних систем, которые доставляют их в высотку. В нашем решении такая задача не только значительно упрощается, но и вообще в определенной мере может отсутствовать. Т.е. электроэнергия вырабатывается непосредственно на месте ее использования. А это означает, что и теплообеспечение осуществляется без создания внешних энергосистем и соответствующих коммуникаций. Остается внешним водообеспечение. Но и тут возникает существенное преимущество. В том смысле, что именно в нашем случае из-за автономности элетрообеспечения непосредственно в пределах объема пространства высотки можно создавать достаточной емкости резервуары для воды, которые можно разместить как в нижней части строения, так и сверху, хотя не исключаются оба варианта в одной высотке. В результате получаем наиболее эффективную систему водообеспечения с точки зрения независимости ее от всех внешних факторов и минимальных затрат электроэнергии при ее эксплуатации. Это в свою очередь обеспечивает аналогичный позитив создания и эксплуатации системы теплообеспечения здания в зимний период и эффективнейшие возможности его кондиционирования летом.
Особого внимания заслуживает позитив, который состоит в оперативной возможности перемещения людей в пределах эксплуатационного пространства всего комплекса строений нашей ветроэнергетической башни. Это касается как жилых высотных объектов, так и (еще больше) административных и всех иных вариантов их предназначения, и особенно при комплексной их предназначенности, когда люди имеют возможность максимальной доступности ко всем объектам при минимальной потребности перемещения и соответственно затрат времени для этого.
Обобщая и подытоживая все вышесказанное, утверждаем следующее.
Предлагаемое решение не имеет аналога с точки зрения позитива, который обеспечивается всем комплексом преимуществ этого решения. Достаточно лишь еще раз повторить фрагмент описания прототипа, чтобы только на основании этого утверждать нашу претензию.
«Поэтому мы дополнительно обращаем внимание лишь на важнейшие факторы, которые подтверждают сказанное и иллюстрируют его доступным сегодняшнему представлению образом.
Общая трансформация бытия социума, кроме изложенных соображений, должна проявляться в следующем.
Прежде всего необходимо переосмысление политики градостроительства и урбанизации в целом. Территориальное их расползание прекращается, и начинается обратный процесс, освобождающий и восстанавливающий поврежденные цивилизацией территории Земной поверхности. Это касается всего, куда ступала нога человека. В том числе и гигантских водохранилищ, поглотивших многие сотни тысяч квадратных километров наиболее ценных земель. Причем наше предложение позволяет решить эту задачу так, чтобы не только сохранить ныне существующие ГЭС, но и увеличить их мощность. Наше решение превращает высотное строительство в принципиально новое деяние, которое качественно сопоставимо с переходом обезьяны, слезшей с дерева, на прямохождение. Поэтому параметр высоты порядка 1000 метров, это лишь первоначальный ориентир для освоения человечеством высот во много раз больших. Нам не надо доказывать правомерность этого тезиса - сегодня уже разрабатываются и исследуются замыслы в этом направлении. В частности, в Японии имеется проект сооружения высотой 4000 метров (на 224 метра выше горы Фудзиямы - и это при их сейсмике). И не только Япония. Этот процесс будет интенсифицироваться глобально. Поэтому такое решение становится не только главной основой данной интенсификации, но и осуществления ее наиболее целесообразным и эффективным образом. Ибо ничего не может быть более позитивного, чем получение должного энергообеспечения непосредственно в зоне осуществления процессов жизнедеятельности человека. Да еще обеспечения этих процессов таким образом, чтобы последовательно ликвидировались уже навороченные экологические изъяны нашего бытия.»
Представленный фрагмент еще раз подчеркивает главную суть прототипа, которая предлагаемым решением многократно усиливается. Поэтому на основе данного утверждения планируем в дальнейшем отдельно издать развернутое аналитическое исследование, которое должно стать стратегическим путеуказателем реконструкции всей экономики и всей социальной системы в глобальном измерении. Но ныне необходимо особо отметить уже затронутые аспекты, которые позволяют, не ожидая разработки грандиозных программ и планов, приступать немедленно к наиважнейшему улучшению жизнедеятельности на любом уровне ее функционирования. Прежде всего речь идет о водородной энергетике, которая считается одним из фундаментальнейших средств спасения экологии во всех смыслах этого понятия. Научно-инженерная основа этой энергетики уже наработана, и именно наше решение ликвидирует все главные препятствия массовой реализации этих наработок.
Необходимо также дополнить соображения о дважды уже упомянутом переосмыслении политики градостроения и урбанизации, которое должно существенно усилиться на основе предложенного решения.
Ведь нежелание задумываться о последствиях нынешней деятельности в мегаполисах достигло уровня, после которого становится невозможным существование человека. Поэтому наше решение является главным инструментом устранения этого откровенного уничтожения жизни во всех формах ее проявления. Возможно ли вообще преодолеть этот парадокс цивилизации?
Как уже было сказано, развернутый ответ на этот фундаментальный вопрос БЫТИЯ будет представлен в отдельном нашем исследовании. Но сегодня позволим себе утверждать, что на власть и деньги имущих надобно воздействовать с позиций выгоды, к которой они стремятся. Поэтому мы даем им эту возможность в максимальной мере. Но при этом получаемая выгода (несравнимая с любыми иными возможностями) должна автоматически работать и на общую пользу Державы со всеми ее гражданами. Т.е. пусть богатеют без ограничений, но при надлежащем обогащении (а не обнищании) и без уничтожения всех иных граждан, что происходит уже более 20 лет. Что надобно для этого? Наверное нужен определенный ориентир, который позволит сообразить, о чем идет речь. Для этого приводим один из них в следующей информации. В США считается бесспорным - цена установленной мощности любой электростанции не должна превышать 2000 Евро за один киловатт электроэнергии. Несколько детальнее этот вопрос изложен в таблице, которую дает институт возобновляемой энергии НАН Украины (см. Национальные проекты - шаг к энергетической независимости Украины [12:33 11 октября 2010 года] [Зеркало недели. №37, 9-15 октября 2010]).
Таблица
СРЕДНИЕ УДЕЛЬНЫЕ ИНВЕСТИЦИИ В РАЗНЫЕ ВИДЫ ГЕНЕРАЦИИ
Технология генерации
Средние удельные инвестиции, долл./кВт
Ветроэнергетика
1208
ТЭС на угле с очисткой выбросов
1290
ТЭС на газе (комбинированный цикл с очисткой CO<sub>2</sub>)
2134
АЭС
4100
Степан КУДРЯ, диктор технических наук, профессор, директор Межотраслевого научно-технического центра, ветроэнергетики НАН Украины, Виктор РЕЗЦОВ, член-корреспондент НАН Украины, заместитель директора по научной работе Института возобновляемой энергетики.
Не будем особо сопоставлять американские и украинские оценки, тем более, что в целом разбежности не очень значительные, и это вообще не имеет принципиального значения для беспрецедентной эффективности ветроэнергетики, обеспечиваемой нашим решением. В частности, представленный на чертеже вариант ВЭУ имеет установленную мощность одного киловатта электроэнергии, не превышающую 1000-1200 Евро. К этому прибавьте все позитивы нашего решения, изложенные выше, и спросите, существует ли в нынешней действительности что-либо подобное этой суммарной эффективности??? Представленная таблица института возобновляемой энергетики вроде бы приводит аналогичный результат для ветроэнергетики, что усиливает наши позиции. Но ведь традиционная ветроэнергетика только этим и ограничивается, сохраняя все отмеченные ее негативы. А наши показанные позитивы, это своего рода еще только отправной пункт на пути к поставленной цели. Потому, что высотность сооружений данного типа должна увеличиваться, чтобы выработка электроэнергии и все иные связанные с ней преимущества становились значительно более весомыми. Чтобы не повторять этот тезис, начиная с описания прототипа, приводим потенциал энергии ветра в зависимости от высоты ВЭУ. Представленные ниже результаты в целом соответствуют и большей территории Украины, не говоря уж про регионы, где и без того имеется повышенный потенциал ветровой энергии.
«Проведенные исследования [2] показывают, что вероятная продолжительность и скорость ветра резко возрастают с высотой от поверхности земли.
Так, на высоте 12 м в течение года в средней полосе России скорость ветра колеблется от 2 до 18 м/с с вероятной продолжительностью от 1,3 до 2,6%;
на высоте
50 м
соответственно
от 4 до 6 м/с,
от 43 до 77%;
на высоте
100 м
соответственно
от 9 до 11 м/с,
от 44 до 85%;
на высоте
200 м
соответственно
от 12 до 24 м/с,
от 81 до 98%;
на высоте
300 м
соответственно
от 14 до 30 м/с,
от 81 до 98%;
на высоте
500 м
соответственно
от 18 до 36 м/с,
от 82 до 98%.
Таким образом, начиная с высоты 100 м выпускаемые сегодня в России ветроэнергетические установки мощностью от 0,1 до 1000 кВт могут работать круглый год с обеспеченностью от 44 до 85%.
2. Шурхал В.В. Ветроэнергетическая установка с вертикальным профилем выбора энергии ветров из атмосферы // Вестник. - 2003. - №3.»
Вот же, если анализировать высоты более двухсот метров (это не фантастика - ибо давно уже в высотном строительстве сооружаются объекты высотой многократ более), то абсолютно ясно, что выше приведенный беспрецедентный позитив нашего ВЭУ является лишь мелочью от того, к чему сегодня следует стремиться, чтобы решить проблему энергетики наиболее эффективно и разумно, не ожидая жарптицу-термояда или чего-то подобного, что уже поглотило и продолжает поглощать десятки и сотни миллиардов долларов - без обоснованной надежды на успех в нынешнем столетии. В нашем же подходе, увеличение высоты ВЭУ на каждые 100 метров увеличивает фактически вдвое эффективность ВЭУ предыдущего уровня высоты. Так что, энергия ветра, океан которой непрерывно пребывает непосредственно над нами, это конвертированный термояд СОЛНЦА, который оно посылает и будет посылать нам еще миллиарды лет. Так что пора осознать эту истину, которую ПРИРОДА ни от кого не прячет. Осознать, когда общий нынешний научно-инженерный уровень и достигнутый уровень всех нужных технологий обеспечивает реализацию предлагаемого изобретения наилучшим образом.
И наконец, нельзя не сказать, что предлагаемое решение не только не ограничивает, но и создает благоприятнейшие условия для использования высотного строения ВЭУ в комплексе с устройствами солнечной энергетики, которая вместе с ветроэнергетикой приобретает все большую эффективность и использование. Так вот, в нашем решении эта комплексность энергии ветра и солнца имеет максимальный потенциал, учитывая, что для солнечных батарей пригодна не только гигантская поверхность кольцевой платформы 9, но и (что несравненно больше) поверхность стен внешних опор-башен. К этому необходимо добавить, что предлагаемый подход в высотном строительстве создает практически неограниченную основу для применения его в любой сфере функционального предназначения таких строений. Это значит, что представленная тема являет собой неограниченное поле для поиска и исследований, которые будут продолжены и зафиксированы новыми заявками на изобретения и полезные модели.
Мы показали позитивы предлагаемого изобретения, сохраненные из принятого прототипа. Но цель наша, эти позитивы сделать более весомыми, о чем идет речь ниже.
Для должного понимания данного утверждения вернемся к чертежу предлагаемого решения, общие параметры которого полностью совпадают с решением прототипа. Т.е., как уже было сказано, речь идет об экспериментальной ЕЭУ мощностью 2 МВт, с габаритами - высота 25 метров, диаметр 100 метров, размещена на высоте 200 метров. Для прототипа масса кольцевой платформы составляет 700 тонн, a в нашем изобретении 600 тонн. Это очень существенное снижение для сверхвысотного ветроагрегата, что соответствующим образом повышает эффективность всей ВЭУ при повышении ее эксплуатационной надежности во всех ее компонентах, которые трудно даже осознать в полной мере, ибо для этого надобно провести весь комплекс поисково-конструкторской проработки и соответствующего полномасштабного экспериментального исследования с надлежащей проверкой его в реальной экспериментальной конструкции е реальных условиях ее эксплуатации. Без всяких сомнений имеем право утверждать, что этот дополнительный позитив предлагаемого решения становится главнейшей предпосылкой устранения практически любых вероятных и выдуманных минусов сверх высоких ВЭУ такого типа. Для того, чтобы это внеконкурентное направление ветроэнергетики в максимально сжатые сроки становилось массовой и главной основой энергетики всей экономики.
Позитивом предлагаемого решения, причем позитивом, равноценным вышеотмеченному преимуществу этого решение, является также возможность создавать сверхвысотную ВЭУ, представленную на чертеже, без коренной башни, обозначенной на чертеже позицией 1. Это означает следующее.
Можно сохранить все вышеотмеченные позитивы предлагаемого решения при существенном повышении эксплуатационных качеств общей опорной конструкции ВЭУ, функцию которой выполняют шесть опорных башен, хотя количество их может быть и иным, как в сторону увеличения, так и уменьшения - в зависимости от конкретных условий. Т.е. речь о том, что согласно нашему чертежу опорная основа ВЭУ из шести опорных башен являет собой сверхвысотное сооружение, функциональное предназначение которого (кроме держания ВЭУ) состоит не в менее, а по сути в более важном смысле. А именно, в смысле создания супервысотного многоэтажного здания, которое может служить для жилищных, административных, социальных, торговых и многих других потребностей, существующих в мегаполисах. И понятно, что речь идет о пребывании в этих зданиях чрезвычайно большого количества люден, условия жизнедеятельности которых в этих зданиях должны быть максимально благоприятными во всех смыслах, понимания этого фактора. Так вот, в процессе конкретной проработки зданий этого типа, обеспечение максимально возможной природной освещенности и проветривания такого гигантского многоэтажного комплекса будет иметь наиважнейшее значение, чтобы не превращать такие сооружения в каменные (или из другого материала) мешки и колодцы для огромного количества обитателей этих зданий. От этого пока еще нет спасения, когда жажда сверхприбыли создает полутюремные условия для тех, кого втискивают в эти ловушки, лишая божьего света.
К этому можно добавить, что в общем-то коренная опорная башня 1 может и оставаться, но в нашем решении ее можно сделать максимально изящной. С тем, чтобы соответственно уменьшить ее затеняющие габариты, сохраняя при этом максимально эффективно ее главное функциональное предназначение, которое пояснено в вышеприведенных рассуждениях. Но понятно, что только конкретные условия каждого объекта диктуют выбор окончательного варианта, выбор, который учитывает весь огромный массив требований к созданию эффективного проекта такого сооружения. Тем более, что каждый такой объект становится по сути целым микрорайоном в пределах мегаполиса, что накладывает еще большие и более жесткие требования к его проектированию и строительству. Поэтому подчеркиваем дополнительно, что предлагаемое решение, это принципиально новое направление не только в сфере энергетики и в создании сверхвысоких сооружений, но и новая наиболее благодатная основа для превращения ныне убийственного урбанизма в наиважнейший фактор максимального содействия Природе и человеческой цивилизации…