Накануне Всемирного дня науки, который прогрессивное человечество отметит 10 ноября, я созвонилась с магистрантом второго курса Саяно-Шушенского филиала Сибирского федерального университета Анатолием Амельчаковым и направила стопы в единственную высшую школу Саяногорска. Перед собой поставила вполне понятную цель: выяснить отношение современной молодёжи к науке и инновациям.
Будущее - за локальной генерацией
С первых шагов по территории университета, когда увидела Анатолия с какими-то измерительными приборами в руках, стал напрашиваться вывод: учебный процесс в хороших вузах тесно связан с исследовательским. Вот и Анатолий с помощниками - настоящий студенческий научный авангард!
Мы расположились в небольшой аудитории, которая, судя по нагромождению учебного оборудования, предназначена для лабораторных работ. Анатолий Амельчаков обозначил тему своей магистерской диссертации: "Разработка предложений по внедрению возобновляемых источников энергии в схему собственных нужд малых ГЭС". Мне невдомёк, но он-то знает, что направление работы - поле непаханое. Это и солнечные панели, и ветрогенерация, и энергия приливов.
- Я занимаюсь разработкой такой системы, чтобы она была надёжной, автоматизированной, работала без вмешательства человека. Пока таких нет, но я приведу пример показателей солнца и ветра в районе предполагаемой мини-ГЭС на ручье Черёмуховом в посёлке Черёмушки. Это значит, что к системе гидрогенерации будет подключена ветрогенерация и энергия солнца.
Подобных предложений ещё не поступило ни от одного практикующего энергетика, ни от одного учёного. А если задуматься, малые ГЭС просто необходимы в труднодоступных таёжных посёлках: поставил пару металлических генераторов, и станция работает, энергию вырабатывает.
- Анатолий, но это же авантюрный проект…
- Ну и что? - смеётся мой собеседник. - Мне это интересно, потому что я гидроэнергетик. У нас в университете преподаётся дисциплина "Проектирование и эксплуатация турбин", на занятиях студентам говорят о том, что малая генерация имеет перспективу. Если тему разработать, то малая генерация сослужит человечеству добрую службу. Её можно и большой компанией построить, а можно просто поставить установку или агрегат, не перегораживая реку, который будет вращаться, вырабатывая энергию. Я этим загорелся!
Оппонент Анатолия, студент четвёртого курса Вячеслав Кожемякин, в корне не согласен с выводами Анатолия Амельчакова:
- Гидроэлектростанции на сегодня - самые эффективные технические сооружения. Всё остальное пока только в теориях, проектах. В масштабах страны актуальны разбег, увеличение мощностей. Нагрузки распределяются неравномерно: то резкое увеличение, то снижение. Чтобы эти пики перекрывать, сети микро-ГЭС недостаточно. Чем больше в системе элементов, тем меньше надёжность (безопасность) станции. Микро-ГЭС маленькая, и следить за множеством таковых сложнее, чем за одной большой. Наконец, локальную генерацию - малые ГЭС - нельзя рассматривать в рамках Единой энергосистемы России или Сибири.
- Анатолий, это противоречит вашим убеждениям?!
- Он говорит про энергосистему в целом, я - про изолированную гидросистему. Возьмём Туву, где есть районы, которые ещё не электрифицированы. То есть если там построить малые ГЭС на небольших речках, то для региона с малоразвитой промышленностью это лучше, чем гидроэнергетические гиганты.
Заиление водохранилищ? Демонтаж плотин?
Третьекурсник Алексей Бондаренко с начала учебного года изучает специальные дисциплины, раскрывающие базу специальности. Он уже начал задумываться о теме выпускной работы, перебирает в уме основные проблемы гидроэнергетики, которые надо решать молодым. По его мнению, глобальная головная боль станций - заиление водохранилищ. Мусор и песок перекрывают потоки воды, стремящиеся к водоводам, наносы не справляются с поставленной задачей. В конце концов, угроза может перерасти в аварию…
- У меня появляются мысли, как решить проблему. Можно включить мощные насосы, но таковых пока не существует в природе. Попробовать заказать специальные корабли, которые будут откачивать песок и мусор? Но это экономически невыгодно. Заложить водовод выше к гребню плотины? Тогда донные отложения будут долго скапливаться, но всё равно дойдут до критической отметки. У каждой плотины есть срок эксплуатации, в среднем - 100 лет. Когда он истечёт, никто не знает, как её демонтировать…
- Мы всегда были уверены, что Саяно-Шушенская ГЭС построена на века…
- Но когда-то её ресурс всё равно истечёт. Она огромная, её просто так не разберёшь. Наконец, что делать с водохранилищем?
- Ваше предложение?
- Пока думаю…
А студент третьего курса Дмитрий Непомнящий ни минуты не сомневался: самая главная проблема гидроэнергетики - демонтаж плотин. Наверное, поэтому в настоящее время крупные станции, типа Саяно-Шушенской, уже не возводят. Подобного опыта в мире пока нет, поэтому гидростроители стараются перекрывать не очень полноводные реки. Упаси Бог, случись нечто техногенного характера…
- После аварии 2009 года СШГЭС была полностью реконструирована. Риски сохранились?
- Риски были, есть и остаются на любом производстве, - невозмутимо парирует Дмитрий. - Поэтому и строят малые станции, безопасные в разы. Если они не такие мощные, но их много, то могут дать электроэнергии больше, чем огромная ГЭС.
Вот как! В стане союзников Анатолия прибыло! Но Дмитрий пошёл дальше, озадачившись проблемой накопления и сохранения энергии. Дело в том, что в настоящее время сколько вырабатывается электричества, столько и потребляется.
- Вопрос вообще нерешённый?
- Частично. Можно накапливать воду в водохранилище, которое по сути своей является большим аккумулятором. Пусть не в чистом виде, но энергия всё же хранится.
Творить, и мыслить, и дерзать
Вячеслав Кожемякин ни минуты не сомневается в том, что при решении проблем гидроэнергетики надо сделать крен в сторону безопасности эксплуатации ГЭС.
- Вопрос новый, я пока разбираюсь в общих чертах. Но одно знаю определённо: на сегодня универсального решения не существует.
Однако откуда у парня "гидротехническая грусть"? С его слов, в детстве он не отличался тягой к техническому творчеству. Но в РусГидро действует программа для учащихся школ "От школьной парты - к рабочему месту". Более того, детей энергетиков возят на действующие станции, а экскурсии проводят ветераны-гидроэнергетики, которые в своё время строили и эксплуатировали ГЭС.
- Они рассказывают с характерным огоньком в глазах, которым я заразился.
И Вячеслава, как и его товарищей, волнуют очень серьёзные проблемы гидроэнергетики. Например, способы слияния Объединённых энергосистем России, Сибири и Дальнего Востока. Над решением вопросов бьются светила науки, и у Вячеслава есть видение выхода из, казалось бы, тупиковой ситуации.
Он не стал посвящать меня, дилетанта, в суть проблемы и переключил внимание на маленький компактный стенд для лабораторных работ по физике и электростатике, разработанный конструкторским бюро университета вместе со студентами. Здесь полная комплектация - и элементы, и катушки, и конденсаторы, и резисторы. Прошлогодние выпускники СШСФУ, собирая стенд, включили передовую инженерную мысль, проделали колоссальную работу!
"На посошок" Анатолий Амельчаков поведал о том, что в университете не было определённой методики получения кривых связей для створа, и при проектировании курсовых работ необходимо было получать в выбранном створе на реке характеристики по нижнему и верхнему бьефам. Например, увеличивается напор воды - увеличивается отметка в верхнем бьефе и наполняется водохранилище.
В рамках предмета "использование водной энергии" Анатолий разработал методическое пособие. Нате вам, господа студенты, подарок от начинающего учёного, молодого рационализатора!
Для специальности "гидравлика" Анатолий по своим чертежам вместе со столяром университета Григорием Ивановичем Гогунским изготовил стенд "гидравлический лоток": два бака соединяет лоток, здесь же стоит насос, который закачивает воду в верхний бак. Лоток перегораживает плоскостенная "плотина", в которой есть "водоводы". С помощью этого стенда можно отслеживать такие параметры, как напор на плотине, расход воды через плотину, высота верхнего и нижнего бьефов. Как влияет величина расходов на величину гидравлического прыжка? Это необходимо знать, чтобы предотвратить размыв дна плотины. Студенты должны ориентироваться в том, что некоторые расходы могут стать критическими, то есть привести к разрушениям.
И Анатолий, и Алексей, и Дмитрий, и Вячеслав нацелены на исполнение здоровых желаний быть первыми. И пусть пока не удаётся им решить глобальные проблемы энергетики в один присест, зато волнений, исканий, открытий у них не счесть! Но это же хорошо, что нет ребятам без наук житья?!