«Ветряные мельницы в Богородском районе. Проект ветряного двигателя»

Работу выполнил Калинин Кирилл Александрович. Научный руководитель Калинина Н Г

Введение.
Современный человек не может представить себе жизнь без электричества: наши дома освещаются электролампочками, почти все бытовые приборы и техника работают на электрическом токе, станки и механизмы огромных заводов и фабрик не могут прийти в движение без электричества.

 

В нашей стране, как и во всем мире, построены и действуют мощные тепловые, гидро и атомные электростанции. Более 80% мирового потребления энергии обеспечивается ископаемыми не возобновляющимися видами топлива - нефтью, каменным и бурым углем, торфом, газом, ядерной энергией.

 

Это вызывает беспокойство по многим причинам: наряду с тем, что природные запасы топлива ограничены, разработка энергетического сырья нарушает экологическое равновесие и отрицательно влияет на окружающую среду. Это значит, что перед обществом встает необходимость перехода на новые виды энергии, не связанные со сжиганием топлива.

Человек давно задумывается об использовании нетрадиционных возобновляемых источников энергии: энергия солнца, приливов, геотермальных вод, ветра. Строительство малых ГЭС и ветровых установок является, по мнению ученых, перспективным направлением в развитии электроэнергетики нашего региона.

 

Но, оказывается, эта идея для нашей местности не нова. Еще в 1921г. в Ухтыме была построена микро ГЭС на ручье, текущем с Каменной Горки, ГЭС была мощностью 80Вт – всего на две лампочки. Перед Великой Отечественной войной в районе вошли в строй 4 межколхозные ГЭС, а в 1947 – 1949 гг. Были построены еще 10 электростанций на реках нашего района.

 

Кроме того, были попытки использования и энергии ветра: в 50-е гг. ХХ в. В д.Барашки Барашковского с/с действовала ветровая установка, состоящая из двух ветряков. Электроэнергия, вырабатываемая ими, шла на обеспечение работы местной радиостанции и телефонной связи между деревнями.

 

На радиостанции с момента ее установки до 1957 г. Работал мой дед Банников Геннадий Дмитриевич, который и рассказал мне о ветряках. Услышав рассказ деда, мне пришла мысль сделать модель этой ветровой установки. ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ было сделать действующую модель ветровой установки – приблизительно копию Барашковской.

ЗАДАЧИ:

- разработать проект модели ветровой установки
- подобрать необходимые материалы и сделать действующую модель ветряка.
- в целях расширения кругозора познакомиться с материалами по истории электрификации нашей области и нашего района.


Начало развития энергетики в нашей стране относится к концу ХIХ в. когда были созданы электрические генераторы для производства электроэнергии и освоена ее передача на значительное расстояние. После Октябрьской революции 1917 г. началось восстание и реконструкция электроэнергетического хозяйства страны, разрушенного в годы 1-й мировой (1914 – 1918гг.) и Гражданской (1918 -1920гг.) войн.

 

В декабре 1917 – июне 1918гг. были национализированы крупнейшие электростанции страны. Одновременно началась подготовка к строительству крупных ГЭС и районных ТЭС. В 1920г. по инициативе В.И.Ленина был разработан первый план электрификации России – план ГОЭЛРО, в основу которого была положена ленинская формула «Коммунизм – это есть Советская власть плюс электрификация всей страны».

 

В 1922г. были введены в строй Каширская ГРЭС и «Уткина заводь» (позднее названная 5-й ГРЭС Ленэнерго); в 1924г. - Кизеловская ГРЭС на Урале, в 1925 – Горьковская и Шатуровская ГРЭС.

 

18 ноября 1927г. состоялась торжественная закладка Днепровской ГЭС. К 1931г. основные задания плана ГОЭЛРО по наращиванию мощности районных электростанций и по производству электроэнергии были выполнены. В послевоенные годы электроэнергетика страны развивалась быстрыми темпами. К 1947г. СССР вышел на 2-е место в мире (после США) по производству электроэнергии, а в 1975г. производил электроэнергии больше, чем ФРГ, Франция, Италия, Швеция и Австрия вместе взятые.[1]


Впервые электричество жители Вятки увидели в конце Х1Хв. на проплывающих по реке пароходах. В 1899 году был электрифицирован вокзал железной дороги Пермь – Котлас, через год – городской театр. 15(28) ноября 1902г. Вятская городская дума постановила устроить в Вятке электроосвещение. 6(19) декабря 1903г. первая в губернии городская электростанция общего пользования была введена в действие.

 

Мощность станции была 490 кВт (постоянного тока). «Человеческий ум овладел силами природы…» - так провозгласил на ее освещении Никон, епископ Вятский и Слободской. В Вятскую губернию пришла «волшебная сила» - электричество. Городскую электростанцию построили в рекордно короткий срок – всего за один год. Из Перми был приглашен опытный инженер немец Гецен, из Москвы завезли итальянское оборудование. Из необходимых на строительство электростанции 100000 рублей городская казна выделила 10000, остальные деньги собрали вятские купцы.[2]

 

На торжественное открытие станции собрались все почетные лица Вятки, в т.ч. член городской управы Аркадий Михайлович Васнецов, с гордостью сообщивший брату, известному художнику Виктору Васнецову, что и в Вятке теперь есть своя электростанция С 1906г. начинается использование электроэнергии и для промышленных предприятий.

 

Строится ряд местных ЭС при относительно крупных фабриках и заводах. Перед революцией в губернии уже насчитывалось 37 промышленных ЭС и 4 общего пользования. Самая крупная их них на Омутнинском металлургическом заводе имела мощность 1000 кВт. Коренные изменения в энергетике области произошли после Октябрьской революции. В 1927 году была пущена в строй электростанция спичечной фабрики «Красная звезда» мощностью 750 кВт (переменного тока).

 

В 1932 году дала ток электростанция ГЭС-2 мощностью 4000кВт в г. Нововятске при лесозаводе № 1. В 1934 году пущена в строй первая ТЭЦ мощностью 5000 кВт на комбинате «Искож». В этом же году был организован Вятский энергетический комбинат с единым диспетчерским управлением, благодаря чему через подстанцию «Фидерная» были объединены ТЭЦ комбината «Искож», ГЭС-2, ЭС фабрики «Красная звезда». Фактически родилась Кировская энергосистема.

 

В 1942 году из состава энергокомбината выделились Северные электрические сети. В этом же году вошла в стой Кирово-Чепецкая ТЭЦ-3. По решению Государственного Комитета Обороны срок ее ввода в эксплуатацию был установлен 1 ноября 1942г. - максимально сжатый срок, обусловленный недостатком электроэнергии для эвакуированного машиностроительного завода, производившего особо важное вооружение.

 

На первой очереди К-Чепецкой ТЭЦ устанавливалось эвакуированное оборудование в составе турбогенератора напряжением 12000 кВт и 2 котлов, которые должны были работать на местном топливе – торфе Каринского торфопредприятия Кировской области.

В 1943 г. включена первая высоковольтная линия 110 кВ Кирово-Чепецкая ГЭЦ-3 – Северная подстанция. Энергокомбинат преобразован в РЭУ «Кировэнерго».
В 1944 г. организовано предприятие «Теплосети».
В 1958 г. создан участок строительного управления, начавший сооружение ТЭЦ-4. Строительство первой очереди ТЭЦ завершилось в 1965г.

 

18 декабря 1964 г. Кировская энергосистема по ЛЭП 220 Киров – Балезино была заключена на параллельную работу с объединенной энергосистемой Урала (ОЭС).

 

30 сентября 1964 г. по участку железной дороги Киров – Зуевка – Балезино прошел первый электропоезд. Замкнулся электрифицированный ход на всем плече Москва – Горький – Киров – Пермь – Свердловск, являющемся одной из важнейших железнодорожных магистралей страны.
В 1974 г. полностью было завершено подключение сельских электросетей к государственной энергосистеме.
В 1976 г. в Кировскую область через подстанцию «Вятка» пришла электроэнергия с Урала от Воткинской ГЭС.
В 1981 г. была введена в работу Кировская ТЭЦ-5.
В 1986 г. завершено строительство ЛЭП-500 Костромская АЭС-Вятка.
В 1990 г. все паровые и водогрейные котлы Кирова были подготовлены к работе на природном газе.
В 1993 г. «Кировэнерго» преобразовано в АО «Кировэнерго».

В настоящее время АО «Кировэнерго» обеспечивает почти 100% электроснабжения Кировской области и централизованное теплоснабжение городов Кирова и Кирово-Чепецка. Электроэнергетика области представлена 4 тепловыми электростанциями: в г.Кирове- ТЭЦ-1, ТЭЦ-4, ТЭЦ-5, в г.Кирово-Чепецке ТЭЦ-3 и несколькими блок-станциями при крупных заводах в Омутнинске, Вятских Полянах и Нововятском районе г.Кирова.

 

Общая установленная мощность всех электростанций составляет более 900 МВт. Самой крупной является ТЭЦ-5 мощностью 450 МВт. ТЭЦ используют различные виды топлива: уголь, мазут, торф, природный газ. Перспективным направлением в развитии электроэнергетики области является строительство малых ГЭС и ветровых установок, но в современных условиях реализация данного проекта вряд ли осуществима из-за высокой себестоимости электроэнергии подобных станций. К тому же их доля в производстве электроэнергии минимальна.


В дореволюционное время на территории Вятской губернии действовали всего две сельские электростанции: Шуклинская в Глазовском уезде и Гороховская в Орловском уезде. Их общая мощность составляла 9 кВт. К 1940г. в Кировской области работали уже 33 колхозные электростанции общей мощностью 550 кВт. Для скорейшего восстановления разрушенного войной хозяйства, обеспечение населения продовольствием, а промышленность сырьем, необходимо было повысить производительность сельского хозяйства.

 

Большая роль в этом отводилась электрификации деревни. В своем постановлении от29 мая 1948г.[5] «О плане развития сельской электрификации на 1948 -1950 годы» Совет Министров СССР отметил, что электрификация сельского хозяйства является важнейшим средством повышения производительности труда в колхозах, совхозах, МТС и поднятия культурного уровня сельского населения.

 

Электрификация сельского хозяйства должна была осуществиться на базе строительства сельских гидроэлектростанций, а в районах, не имеющих гидроузлов, - на базе сельских ТЭС, работающих на местных видах топлива.

 

При строительстве сельских ГЭС рекомендовалось в первую очередь использовать имеющиеся плотины мельниц и других гидротехнических сооружений. Указывалось считать необходимым развивать строительство ГЭС укрупненной мощности (межколхозных), как наиболее экономичных и надежных в работе, предусматривалась возможность создания местных энергосистем.

 

В постановлении говорилось, что электроэнергией в сельском хозяйстве должны обеспечиваться в первую очередь трудоемкие производственные процессы: работа мастерских МТС, молотьба, очистка, сортировка, сушка и размол зерна, орошение, водоснабжение, кормоприготовление, дойка и стрижка, а так же переработка продуктов сельского хозяйства.

 

Выполняя постановление Совета Министров, колхозы развернули широкое строительство электростанций. В течение четвертой и пятой пятилеток в Кировской области ежегодно вводились в эксплуатацию от 50 до 70 мелких тепловых и гидроэлектростанций. Многие колхозы объединяли свои усилия по строительству межколхозных ГЭС.

 

Так были построены Фаленская ГЭС мощностью 320 кВт, Пушминская – 400 кВт. Одновременно в 1955-1960гг. на селе были построены государственные ГЭС: Кырчанская и Перевозская на р.Воя, Быстрицкая на р.Быстрице, Медянская на р.Великой общей мощностью 1800 кВт. В годы семилетки колхозы и совхозы начали переходить к централизованному электроснабжению.

 

Окончательное полное подключение сельских электросетей к государственной энергосистеме завершилось только к 1974 году. Местные электростанции прекратили свое существование за ненадобностью.


Появление электричества в Богородском районе относится к началу 20-х годов ХХв. В районе имелись электростанции трех типов, в зависимости от источника энергии: ГЭС, располагавшимися, в основном, около водяных мельниц или построенные на их месте; ТЭС, работавшие на дровах или нефти и ветряные, использующие энергию ветра.

 

Первую микрогидростанцию в районе построил в 1921г. житель села Ухтым, механик-самоучка, директор столярно-слесарной школы Геннадий Анатольевич Ардашев. Находилась она на р.Ухтымка в районе Каменной Горки. Двигатель первой ГЭС был мощностью всего 80 Вт – на две лампочки, одна из которых была установлена на столбе на улице, другая в доме Ардашева.[9]

 

Перед Великой Отечественной войной а 1939г. на р.Ошланке вошла в строй Ковардинская межколхозная ГЭС, которая принадлежала колхозам «Комбайн» (д.Коварды), «Красный Октябрь» (д.Бошары), «Красный Восход» (д.Омут) и «Красный Пахарь» (д.Быки) Башарского с/с.[10] Пик строительства ГЭС в районе относится к 1947-1949гг.

 

В эти годы было построено 10 электростанций на реках: Белая Лобань, Хорошевская и Ожеговская, р. Воя – Рождественская, Верховская и Мухачевская, р.Ошланке – Ошланская, Слобожанская, на р. Яранке- Шмагинская, на р. Идоловке – Уфимская, на р. Плоская - Плоскинская. По переписи местной промышленности за 1949 год все ГЭС района дали 113782 кВт/ч электроэнергии.

 

Протяжность всех электросетей, отходящих от ГЭС, была 12061 км. Мощность турбин электростанций была от 20 до 80 кВт. Почти вся вырабатываемая энергия шла на обеспечение работы сельхозмашин: молотилок, сушилок, веялок, освещались также улицы деревень.

 

Первая тепловая электростанция была построена в 1923г. Ухтымской кооперацией. Для станции был использован нефтяной двигатель, вывезенный из г.Глазова при наступлении колчаковцев еще в 1919г. Геннадий Анатольевич Ардашев с помощниками отремонтировали и установили его. Новая станция давала мощность в семь лошадиных сил. Из пяти киловатт три использовались для освещения и два работали на молотилку и мастерские.

 

ТЭС работала в течение 10 лет.[12] В с. Богородском первая электростанция, по словам краеведа М.И.Чиркова была открыта в 1932г. Находилась она во дворе бывшего Суслопаровского дома. Работала электростанция на нефти. В 1937г. на берегу р. Талый Ключ в районе мастерских колхоза «Богородский» была построена новая электростанция, которая просуществовала до 1946г.

 

В середине 60-х годов (1955-56гг.) станция после ремонта возобновила свою работу и вплоть до 1962г. освещала центральную часть села. В 1962 образовались районные электросети. Первым начальником был В.И.Еремин. Годом раньше, в 1961г. была закончена стройка линии электропередач Сунна – Богородское, а в 1963-64гг. совхозы и колхозы были подключены к государственной энергосистеме Кировского совнархоза. В окнах зажглись электрические лампочки, на фермах заработали электродвигатели.

 

В 1975 году вошла в строй новая высоковольтная линия Мухино – Богородское , район получил дополнительный источник энергии. В 1977г. был создан районный участок «Коммунэнерго». В 1978г. введена в строй новая ЛЭП Суна-Богородское. В 70-ые годы через территорию нашего района прошла ЛЭП-500, после пуска которой район и область в целом стала бесперебойно снабжаться электроэнергией.

 

В настоящее время, в связи с изменившейся в стране общественно-политической ситуацией, все чаще целые населенные пункты и отдельные объекты остаются без электроэнергии из-за несвоевременных платежей за ее пользование. Поэтому, возможно, снова встает вопрос об использовании небольших местных электростанций для обеспечения работы сельхозпредприятий или использования электроэнергии в личном подсобном хозяйстве.

 

Нельзя отрицать, что телефон и радио играют в нашей жизни большую роль. Работают они также на электроэнергии. Особенно велика и важна была роль телефонной и радиосвязи тогда, когда в районе были десятки мелких колхозов. Для обеспечения связи между ними и нужны были телефон и радио, а для их работы, опять же, необходимо было электричество.

 

В 1954г. решено было радиофицировать колхоз «Имени Маленкова» Барашковского с/с. В колхоз входили 9 деревень: Липы, Телянды, Храмы, Чешки, Токманцы, Самороки, Селезни, Доронинцы, Барашки. Электричества в то время в сельсовете не было, поэтому были построены два ветряка. Оборудование закупил колхоз, монтировали ветряки монтажники из г.Кирова. Ветряк представлял из себя следующее: 2 столба метров по десять каждый были соединены между собой так, что получался стояк высотой около 20м.

 

Стояк был вкопан в землю и для прочности крепился двумя ярусами растяжек. На верху на металлической трубе крепился 18-ти вольтовый генератор переменного тока. На генератор были насажены две металлические лопасти по метру каждая. В зависимости от силы ветра лопасти автоматически регулировались – поворачивались относительно ветра. В этом помогали грузики, прикрепленные к лопастям.

 

При сильном ветре лопасти устанавливались вдоль ветра. Ток от генераторов шел в радиоузел, где была установлена радиоаппаратура КРУ-10. Ток, проходя через селеновые выпрямители, из переменного превращался в постоянный и заряжал два больших аккумулятора 6-СТ-12, от которых питалась аппаратура. От радиоузла к деревням по столбам шли провода радио и телефонной связи. Ветряки просуществовали с 1954 по 1961г. в связи с ликвидацией Барашковского с/с ветряки были демонтированы.[14]

 

Мелкие электростанции исчезли с лица нашего района, но, несомненно они сыграли большую роль в истории района на заре развития энергетики.

Выводы.

1. Современный человек не может представить себе жизнь без электричества. В нашей стране, как и во всем мире, построены и действуют мощные электростанции.
2. 80% мирового потребления энергии обеспечиваются ископаемыми не возобновляющимися видами топлива: нефтью, каменным и бурым углем, торфом, газом, ядерной энергией, что вызывает беспокойство по причине конечности запасов этих видов топлива и загрязнения окружающей среды при их разработке и использовании.
3. Все актуальнее становится идея использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии: энергии солнца, приливов, геотермальных вод, ветра.
4. Идея использования энергии воды и ветра для получения электроэнергии не нова для нашего района. В 20-е – 50-е гг. XX столетия на реках Богородского района были построены ряд мини гидроэлектростанций, а в д. Барашки Барашковского с/с действовала ветровая установка, обеспечивающая работу радиоузла и телефонной линии.
5. Действующая модель ветровой установки – приблизительная копия Барашковской установки испытание прошла успешно. Поставленные задачи были выполнены. Под действием потока воздуха электродвигатель вырабатывает ток, о чем можно судить по загоранию лампочки.
6. Данная модель ветряной установки может быть использована как наглядное пособие по нетрадиционной электроэнергетике, как иллюстрация к рассказу о становлении электроэнергетики в нашем районе, а также как просто игрушка.
7. Настоящие ветровые установки могут вполне использоваться для получения электроэнергии в личном подсобноом хозяйстве.

Приложение
Устный источник №1
Банников Генадий Дмитриевич
Родился в 1937г. в д. Липы Богородского района Кировской обл.
Воспоминания относятся к 50-м годам XX века.
Профессия – инженер СХТ Пенсионер.
Адрес: п. Богородское, ул. Некрасова 4 Тел. 2-14-91

В 1954 году решили радиофицировать колхоз «Имени Маленкова», который входил в Барашковский с/с. К нему относились деревни: Липы, Телянды, Храмы, Чешки, Токманцы, Селезни, Самороки, Доронинцы, Барашки. Электричества в сельсовете не было, поэтому пришлось строить два ветряка, высотой метров по 20. На каждом ветряке был установлен генератор 18-ти вольтового переменного тока.

 

На генератор были насажены две лопасти, которые вращались за счет ветра. Ток от генераторов шел в радиоузел, где была установлена радиоаппаратура КРУ-10. Ток от генераторов поступал к селеновым выпрямителям (выпрямитель из переменного тока делал постоянный). Этот ток заряжал два больших аккумулятора 6-СТ-12, от аккумуляторов питалась аппаратура.

 

Ветряк представлял из себя следующее: 2 столба по 1Ом. были соединены друг с другом по длинне, стояк был вкопан в землю и крепился растяжками. На самом верху была смонтирована площадка, с которой можно было обслуживать весь ветряк. Лопасти были металические, длинной по метру каждая, может больше, всего длина винта была 2м.

 

В зависимости от силы ветра лопасти автоматически регулировались. На лопастях были грузики, которые поворачивали, ргулировали угол наклона лопасти, при сильном ветре устанавливали лопасти вдоль ветра. От ветряков радиоузел был на растоянии 50-60 м. Ветряки стояли рядом друг с другом. По столбам были забиты штыри, связанные друг с другом проволокой, с боку получалась как лестница.

 

Радиоузел был обыновенный рубленый дом, разделенный на две половины: в одной был радиоузел, в другой жили девки-специалисты: зоотехник и агроном. Каждое утро, часов в 5-6, по радио делали разнарядку: говорил председатель колхоза Иван Васильевич Останин или я говорил, когда председателя не было, а надо было сделать какое-нибудь объявление.

 

На радиста я учился в Кирове после школы, потом работал до 1957 г. Ветряки в 1954 году монтировали два монтажника из Кирова, оборудование закупил колхоз. Радиоузел обслуживал все 9 деревень Барашковского с/с. По столбам к деревням шли провода радио и телефонов. Утром,если поступит сигнал, чтот телефон или радио не работают, я сажусь на лошадку верхом и еду в деревню исправлять поломку.

 

В 1957 я уехал учиться в Киров, радиоузел передал председателю. Он один раз полез на ветряк и упал. После меня ветряки побыли, наверное, с год всего. Сельский совет реформировали, разделили между таранковским колхозом «Имени Ильича» и Верховойским совхозом «Чирковский». До 1961 г. ветряки демонтировали. Я и демонтировал.

 

Один ветряк (генератор с лопастями и трубой, хвостом) я установил на родительском доме в д. Липы – в доме горела лампочка. Второй ветряк отдал бригадиру тракторной бригады Сану-Вояке – Александру Зиновьевичу из д. Воя. Гидроэлектростанции в районе были в д. Уфимцы – специально строили после войны; в Таранках на электростанции генератор крутил тракторный двигатель, обслуживал Таранки и д. Мырмык.

Воспоминания записаны 28.09.2001г.

Требования к конструкции.

1. Конструкция должна быть прочной и компактной.
2. Материал должен быть экологически чистый.
3. Модель должна быть максимально похожа на оригинал.
4. Ветряк при воздействии на него потока воздуха должен вырабатывать электрический ток.

Выбор лучшей идеи.

Монолитную конструкцию ветряка сделать невозможно, в нем будут сочетаться металл и дерево, как в настоящей установке. Передача на генератор может быть зубчатая или ременная, но на настоящем ветряке лопасти были насажены прямо на генератор, поэтому и у модели лопасти должны находиться на генераторе.

Библиография.

01. БСЭ. – в 30 томах – т.30 – М. 1978 – с. 126-127
02. Энцилопедия земли Вятской: Откуда мы родом? – в 10 томах – т. 1:Города – Киров,1994 – с 93-94
03. Решения партии и правительства по хозяйственным вопросам (1917-1967гг.) – в 5 томах – т. 3: 1941-1952гг. – М. 1968 – с.490-502
04. Кировская область: Пятьдесят советских лет 1917-1967гг. – Киров 1967 – с.53-55
05. Население и хозяйство Кировской области. –Киров 1997 – с.135-137
06. Мы – Вятские//Энергия – это движение. Главы истории энергетики Урала – Еатеринбург 1998 – с.42-55
07. Шулепов Н. Лампочка Геннадия Ардашева// Заря – Богородское 1968 – 27 июля
08. Районный архив Ф.9.Оп.1.д.131.л.2.// Ф.9.Оп.1.д.112.л.22-42.
09. Воспоминания Банникова Геннадия Дмитриевича / Записаны Калининым Кириллом – Даны в приложении
10. Воспоминания Чиркова Михаила Ивановича / Записаны Калининым Кириллом – Даны в приложении