Кроме того, их внедрение требует больших начальных затрат. Так, турбины приливной гидростанции останавливаются между приливами и отливами, ветродвигатели не работают при слабом и очень сильном ветре. Ослабить влияние этих недостатков можно объединением различных источников в одном агрегате с максимумом общих частей.

Россия занимает первое место в мире по запасам приливной энергии. Однако большинство прибрежных районов, где можно расположить станции, одновременно являются зонами сильных ветров, попеременно направленных с суши на море и обратно, не совпадающих по времени с приливами.

Автором предлагается схема объединенного ветроприливного агрегата, встроенного в плотину приливной станции. На нижнем конце его общего вертикального ротора располагается рабочее колесо ортогональной приливной гидротурбины. Под действием потока, возникающего при перепаде уровней по обеим сторонам плотины, колесо вращается в профилированном канале, соединяющем море и залив. На верхнем конце ротора над уровнем плотины располагается рабочее колесо ортогональной ветротурбины. Ротор опирается на шесть опорно-упорных подшипников.

Средняя часть ротора с насаженной шестерней, передающей вращение через промежуточную шестерню валу электрогенератора, отделена от валов гидро- и ветротурбин сцепными муфтами с тормозами. Эти муфты обеспечивают совместное и раздельное вращение турбин, а также соответствующее торможение их.

Использование ортогональных турбин обеспечивает вращение ротора в одну сторону, независимо от направления ветра и протекающей воды, а также расположение генератора и других частей над водой на устойчивой поверхности плотины.

Для нахождения оптимальных частот вращения гидро- и ветротурбин и увеличения поверхности сбора и мощности ветротурбины перед рабочим колесом последней устанавливается конический концентратор. Полный круг с центром на оси вращения ротора разделяется четырьмя боковыми стенками концентратора на четыре сектора. Это обеспечивает восприятие ветра с любого направления. Впрочем, преобладающие направления ветра в приморских районах, как уже отмечено - с моря на сушу и обратно.

Боковые и верхние стенки концентратора могут быть выполнены из прочной ткани. Шторные механизмы будут сворачивать тканевые стенки при особо сильном ветре. На входах концентратора могут быть установлены редкие решетки для предотвращения попадания птиц и крупных летящих предметов в ветротурбину.

При соответствующем включении сцепных муфт генератор может приводиться только от гидротурбины или только от ветротурбины. Гидротурбина также может быть остановлена тормозом, что требуется при переходе от прилива к отливу. При небольших перепадах воды и слабом ветре обе турбины могут работать совместно.

При сильном ветре не требуется мощный тормоз во избежание разгона ветротурбины до недопустимого по прочности высокого числа оборотов ротора. В этом случае при соединении с гидротурбиной последняя является мощным гидротормозом, не позволяющим разгоняться ротору.

Таким образом, в новом агрегате ветротурбина может работать при силе ветра, недопустимой для автономной установки, а также выдерживать шквальные порывы ветра.

Предварительные расчеты показывают, что в типичных приморских районах ветротурбина может генерировать до трети мощности приливной части. В частности, такие ветроприливные агрегаты могут быть установлены на проектируемой Мезенской приливной электростанции.

Новый ветроприливной агрегат по сравнению с автономными агрегатами позволяет существенно сократить стоимость и материалоемкость конструкции вследствие исключения одного мультипликатора, электрогенератора, преобразователя и мощного противоразгонного тормоза ветротурбины, составляющих значительную часть начальных расходов; расширить диапазон работы ветротурбины и сгладить неравномерность генерации электроэнергии; увеличить надежность генерации.

В заключение хотелось бы отметить, что автор не собирается патентовать изобретенную им конструкцию. Она открыта для свободной реализации - разумеется, со ссылкой на автора изобретения.

Александр БАЙБИКОВ, доктор технических наук

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber