В экологической программе «Живое государство» развивается новый подход к процессам, происходящим в биосфере и влиянии человека на эти процессы. Целостность биосферы диктует свои подходы к организации природопользования, совместной жизни людей, к технологическим новациям.

Оглавление

1. Введение

1.1. Биосфера

1.1.1. Биосфера.

1.1.2. Биогоценоз.

1.1.3. Человек.

1.2. Естественнонаучные основания новой методологии

2. Живое (целостное) государство

2.1.Государство как часть природы

2.1.1. Разрешение противоречия между унитаризмом и федерализмом

2.1.2. Новые субъекты планирования

2.1.3. Экосистемный подход в управлении природопользованием

2.2.Биосферные губернии

2.3. Биосферные поселения

3. Биосферные поселения

3.1. Поселение – природа

3.1.1. Территория поселения как биогеоценоз

3.1.2.Мониторинг природных ресурсов

3.1.2.1.Состояние почвы

3.1.2.2. Состояние водных ресурсов

3.1.2.3. Состояние воздушного бассейна

3.1.2.4. Состояние электромагнитного фона

3.2. Поселение – общество

3.2.1.Самодостаточность энергетическая

3.2.2.Самодостаточность финансовая

3.2.3.Самодостаточность продуктовая

3.2.4. Независимость воспитательная

3.2.5.Взаимосвязь

3.2.5.1.Товарная

3.2.5.2.Финансовая

3.2.5.3. Информационная

3.2.5.4. Образовательная

3.2.6. Защита

3.2.6.1. информационная

3.2.6.2. физическая

3.2.7. Проникновение

3.2.7.1. Товарное

3.2.7.2. Финансовое

3.2.7.3. Организационное

3.2.8. Природосообразная архитектура

3.2.8. 1.Оздоровителная функция архитектуры

3.2.8.2. Экологические строительные мкатериалы и технологии

3.3. Поселение – станичник

3.3.1.Трудовые ориентиры

3.3.1.1.Удаленное оффшорное программирование

3.3.2.Развитие детей

3.3.3.Здравоохранение и здоровый образ жизни

3.3.4. хозяйственное объединение - кооператив

3.4. Поселение – технологии жизнеобеспечения

Введение (В.В. Устюгов)

3.4.1.Системы жизнеобеспечения

3.4.2.Сельскохозяйственное производство (В.В. Устюгов)

3.4.2.1. О воде и еде (В.В. Устюгов)

3.4.2.1.1 .«Лекарственная» вода (В.В. Устюгов)

3.4.2.1.2 «Лекарственное» мясо (В.В. Устюгов)

3.4.2.1.3 Устойчивость болезнетворных бактерий к антибиотикам (В.В. Устюгов)

3.4.2.1.4 Бутилированная вода (В.В. Устюгов)

3.4.2.1.5 Большие эффекты малых доз (В.В. Устюгов)

3.4.2.2. Трансгенные продукты и корма (В.В. Устюгов)

3.4.2.3. Хлеб наш насущный (В.В. Устюгов)

3.4.2.4. Технологии решения (В.В. Устюгов)

3.4.2.5. Технологии обеспечения (В.В. Устюгов)

3.4.2.6. Замкнутость технологического цикла (В.В. Устюгов)

3.4.3.Индустриальные технологии

3.4.3.1.Энергетика

3.4.3.1.1.Биоэнергетика

3.4.3.1.2.Ветроэнергетика (О.Г. Войцех)

3.4.3.1.3.Гелиоэнергетика

3.4.3.1.4.геоэнергентика

3.4.3.1.5.вакуумная

3.4.3.1.6. Двигатели внешнего сгорания (ДВС)

3.4.3.1.7. Технологии экономии электроэнергии

3.4.3.1.8. Домашние аккумуляторные станции

3.4.3.2. Новые виды связи

3.4.3.2.1.солитонная

3.4.3.2.2.ЭПР

3.4.3.3.Транспорт

3.4.3.4.Коммуникации

3.4.4.4.1. Проект МИССИЯ для сетевого управления

3.4.3.5. Тепло

3.4.3.6. Строительство

3.4.3.7. Утилизация

3.4.4. Технологические циклы

3.5. Границы поселения

3.5.1. Контроль и Охрана

3.6.Управление поселением

3.6.1. технология удаленного принятия решений ( электронный Собор)

3.6.2. технология оповещение

3.7. Взаимосвязь поселений

3.7.1. Связь электронная

3.7.2. Связь транспортная

3.8. Управление союзом поселений

3.8.1.Сетевое устройство

3.8.3. Защита информации

4 Технологии контроля среды обитания

4.1. Аспекты лаборатории по целостному анализу биосферы и биогеоценозов

3. 4. Поселение – технологии жизнеобеспечения

Цель внедрения технологий – формирование социально-культурной среды, обеспечивающей неисчезающие потребности людей в воде и пище.

Введение

Развитие любой социально-культурной системы немыслимо без обеспечения неисчезающих потребностей людей в воде и пище. Ядром любой социально-культурной системы является мировоззрение. Господствующее ныне мировоззрение основано на энтропийных идеях, применимых для замкнутых систем. Современная агроиндустрия основана на этих же идеях. Порожденная ею «зеленая революция» зашла в тупик. К 1984 году рост среднедушевой обеспеченности зерновыми, составляющими основу продовольственного обеспечения, прекратился и затем стал снижаться. Уже очевидны гибельные последствия «зеленой революции»:

- около 50% пашни подвержено водно-ветровой эрозии;

- монокультуры истощают и ухудшают структуру почвы (в промышленно развитых странах истощено до 90 % почв);

- продукция загрязнена гербицидами, пестицидами, фунгицидами, угнетающими почвенные организмы.

Потенциал «зеленой революции» исчерпан, а проблема обеспечения неисчезающих потребностей людей в продовольствии не решена. Растущая нехватка натуральных пищевых продуктов привела к массовому распространение суррогатных продуктов питания, прямо угрожающих здоровью людей.

3.4.2.Сельскохозяйственное производство

3. 4.2.1. О воде и еде

Многие эксперты обращают внимание на необходимость комплексного подхода к проблеме безопасности пищевых продуктов. Они указывают на то, что необходимо учитывать изменения экологии, влияние огромного количества химикатов – удобрений, дефолиантов, химических средств защиты растений…. В человеческом организме накапливается смертельный коктейль из множества вредоносных веществ, поступающих в него вместе с водой, пищей и воздухом.

Фармацевтические фабрики ежегодно выбрасывают на мировой рынок тысячи тонн лекарственных препаратов, которые затем поглощаются больными. До недавнего времени было принято считать, что после использования они полностью разрушаются. Однако это оказалось не так. Теперь установлено, что более половины «бывших в употреблении» лекарств покидают организм в биологически активной форме, практически не теряя своих свойств. Они попадают в сточные воды, а оттуда – в источники питьевой воды.

3.4.2.1.1.«Лекарственная» вода

Ученые обнаружили в реках, озерах и глубоких водоносных пластах и лекарства: для снижения веса и борьбы с ожирением; противовоспалительные (например, ибупрофен и диклофенак); антибиотики; стероидные гормоны; противозачаточные средства.

Даже поступление в организм на протяжении нескольких лет незначительных количеств этих лекарств наносит серьезный вред здоровью. Это ведет к сенсибилизации организма и развитию аллергических реакций. Большая часть обнаруженных препаратов беспрепятственно попадает в питьевую воду. Это лишь верхушка айсберга, ведь в поле зрения ученых попали только самые популярные лекарства. Регулярно попадающие в воду лекарства драматически меняют всю экологию рек и озер. Исследуя водоемы стран Северной Европы, куда долгое время сбрасывались «обогащенные» антибиотиками сточные воды из крупных госпиталей и клиник, ученые обнаружили у некоторых видов рыб глубокие изменения на генетическом уровне. Феминизированные колонии рыб первоначально были обнаружены вниз по течению речных сточных вод с заводов Великобритании. Ученые считают, что «лекарственная» вода способна разрушить и наследственный аппарат человека. Более того, по их данным в сточные воды попадают и высокотоксичные противоопухолевые препараты, основной мишенью действия которых как раз и является генетический аппарат клеток человека.

3. 4.2.1.2. «Лекарственное» мясо

Американские производители говядины, свинины и мяса птицы ежегодно используют около 10 тыс. тонн антибиотиков и гормональных препаратов. По данным «Союза Обеспокоенных Ученых», некоммерческой организации, основанной в Кембридже (шт. Массачусетс), почти 70 % всех антибиотиков, произведенных в США, используются как ускорители роста животных.

По данным Германского союза фармакологов, в странах ЕС и Швейцарии ежегодно используется свыше 5 тыс. тонн антибиотиков и лекарственных препаратов для производства говядины, свинины и мяса птицы (55 мг на 1 кг живого веса). Столь значительное использование фармацевтических препаратов, накапливающихся в мясе, небезопасно для здоровья людей, поскольку может повлечь различного рода непредсказуемые побочные эффекты. Единственный выход – сокращение использования антибиотиков (объем продаж = $20 млрд.) в сельском хозяйстве, быту и медицинской практике. Иначе инфекции в скором времени будут выкашивать сотни тысяч людей.

А в начале сентября 2001 года было опубликовано заявление генерального директора Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), отмечавшего, что неоправданно широкое применение антибиотиков резко повышает опасность возникновения патогенных микроорганизмов, устойчивых к воздействию современных лекарств.

3.4.2.1.3. Устойчивость болезнетворных бактерий к антибиотикам

Не потерявшие своих свойств антибиотики попадают в водоемы, используемые для поения домашнего скота, выращивания овощей и фруктов, питьевых нужд людей. Постоянно сосуществуя в природе с патогенными микроорганизмами, антибиотики делают их невосприимчивыми к лекарствам.

Эти гены устойчивости также могут подолгу сохраняться в почве (попадая туда через испражнения животных) и перемещаться водой. Таким образом, они могут переходить к потенциально опасным бактериям в окружающей среде или к людям, которые пьют эту воду.

3.4.2.1.4. Бутилированная вода

Исследование, проведенное по заказу швейцарской природоохранной организации «Всемирный фонд природы», свидетельствует о том, что продающаяся в бутылках вода далеко не всегда полезнее той, что течет из водопроводного крана.

Результаты исследования, проведенного специалистами Женевского университета, свидетельствуют о том, что бутилированная вода продается порой в тысячу раз дороже водопроводной воды, а качество ее зачастую то же самое. В 50% случаев единственным отличием является то обстоятельство, что в бутылки добавляют минералы и соли, от которых вода вовсе не становится более полезной для здоровья.

3.4.2.1.5. Большие эффекты малых доз

Считается, что если концентрация вредного вещества не превышает некоторой величины (ПДК), то оно не оказывает никакого отрицательного влияния на здоровье людей.

Однако, группа профессора Е.Б. Бурлаковой Института химической физики АН СССР (ныне Институт биохимической физики РАН) еще в начале 80-х годов обнаружила, что при снижении концентрации некоторых биологически активных веществ ниже обычного уровня 10^-2 — 10^-3 моля на литр эффект действительно исчезает. Но, при концентрации порядка 10^-17 моля на литр, возрастает почти до прежнего уровня! Наличие такого эффекта подтверждено многими примерами, указывающими на бесспорное существование двух (а иногда и нескольких) пиков биологической активности. Из данных исследований можно сделать вывод: существующие нормы ПДК вредных веществ должны быть пересмотрены с учетом возможности всплеска их активности даже после очистки выбросов промышленных предприятий или их разбавления.

Проблема биологического действия веществ в малых и сверхмалых концентрациях (ПДК) заслуживает самого серьезного внимания.

Современная пищевая промышленность, особенно в развитых странах Запада, ориентирована на выпуск дешевых пищевых суррогатов, содержащих концентраты, консерванты, химические красители, «идентичные натуральным» заменители и химические добавки. Это относится к таким товарам, как кола, чипсы и различные готовые завтраки. Синтетические пищевые добавки, витамины, жиры состоят из правых и левых изомеров, а живые клетки усваивают только одну из этих двух форм молекул, в то время как вторая форма может нанести им вред. Не усвоенная клеткой пища (например, трансизомеры жирных кислот, содержащиеся в маргарине) затрудняет протекание энергообменных процессов. Исследования стран ЕС по проекту TRANSFAIR подтвердили, что трансизомеры жирных кислот на 40% повышают риск возникновения рака груди у женщин. В итоге, обилие синтетических ингредиентов в пище ведет к хроническому голоданию организма.

Практически все витамины и минеральные добавки, выпускаемые в настоящее время, не являются экстрактами из пищевых продуктов. Коммерческие витамины синтезируются фармацевтикой из того же сырья, из которого делают лекарства (смолы, нефтепродукты, животные отходы, перемолотые минералы, ракушки, металл и т.п.).

Выпускаются витамины не только для людей, но и как кормовые добавки для животноводства.

Очень долго казалось, что витамины нельзя передозировать, за исключением витамина Д. Появилась тенденция поглощать витамины без всяких ограничений. Но исследования Дж. Двайера из Tuffts University в Бостоне, проведенные в 1994 году, показали, что у нормально питающихся здоровых пожилых людей, которые старательно выполняют рекомендации реклам, наблюдается передозировка витаминов. Очень редко можно найти информацию о противопоказаниях к их применению. А передозировка витаминов может привести даже к изменению метаболизма, который является основой жизни.

Врачи-диетологи согласны с тем, что лучше всего людям служат витамины, содержащиеся в продуктах питания. Этот вывод очень прост и не требует особых доказательств.

3.4.2.2. Трансгенные продукты и корма

В 2001 году площадь земель, отданных под трансгенную сою, кукурузу, картофель, хлопок и прочие культуры, превысила 50 млн. гектаров. На долю США приходилось 68 % таких полей. За Америкой следуют Аргентина, Канада и Китай. До 63% площадей отведено под ГМ сою, устойчивую к пестицидам и составляющую почти 50% всей выращиваемой в мире сои. Производители категорически отказываются отделять ГМ сою от обычной. Более того, поставщики зачастую смешивают эти культуры. Вспышка «коровьего бешенства» привела к тому, что Европейская Комиссия ввела запрет на использование костной муки при откорме скота.

Датские ученые пришли к выводу, что употребление в пищу ГМ продуктов приводит к существенному ослаблению иммунитета людей. Предполагается, что недавняя эпидемия менингита среди детей в Великобритании, была спровоцирована ГМ соей, используемой для изготовления обожаемых детьми вафельных бисквитов и молочного шоколада.

Недавние исследования показывают, что искусственный генный материал, выпущенный в окружающую среду с сельхозпродуктами, медпрепаратами и промышленными веществами, может внедриться в генетический материал клеток всех видов, включая и наш. Этот процесс, называемый горизонтальным перемещением генов, уже известен как создатель новых вирусов и бактерий, вызывающих заболевания и ведущих к страшным мутациям, заболеванию раком, острым токсикозам и автоиммунным реакциям.

По данным Национальной академии США 90% фунгицидов, 60% гербицидов и 40% инсектицидов способны вызывать у человека рак.

В России закупка и разрешение на применение пестицидов находятся в ведении Госхимкомиссии Минсельхоза. Контроль этой комиссии за деятельностью региональных сбытовых посредников, представляющих интересы крупнейших зарубежных фирм-производителей, или минимальный, или отсутствует вовсе. Россия почти не производит собственные пестициды, а закупает их за рубежом, причем зачастую уже запрещенные в странах-производителях. Около 90% пестицидов только загрязняют землю и водоемы, применяясь во вред природе и людям.

В 1995-98 годах только 50% производимого в стране сельскохозяйственного пищевого сырья использовалось без серьезных санитарно-гигиенических ограничений для изготовления пищевых продуктов. В 1997 г. контролирующими организациями по показателям безопасности из числа проверенных образцов было забраковано:

- 35 % сливочного масла;

- 35 % рыбы и рыбопродуктов;

- 35 % хлебопродуктов;

- более 30% мясопродуктов;

- 5% кондитерских изделий и сахара.

По тестам, позволяющим выявить скрытую токсичность, ею обладали 60% проверенных образцов пищевых продуктов и кормов для животных. В России проверка кормов для животных на содержание диоксинов никогда не являлась обязательной. Среди проверенных образцов импортных продуктов не соответствовали требованиям показателей безопасности:

- более 50 % сливочного масла;

- 40 % рыбы и рыбопродуктов;

- 40 % колбасных изделий и сахара.

И это притом, что в России пищевые продукты не проверяются по таким важнейшим показателям безопасности как мутагенность, канцерогенность и скрытая токсичность, то есть на регистрируемую токсичность, природа которой не установлена. Сама система контроля качества и безопасности пищевых продуктов не эффективна и не может гарантировать безопасность нашей еды.

3.4.2.3. Хлеб наш насущный

Кажущееся зерновое изобилие никого не должно обманывать, поскольку экологической безопасности зерна никто гарантировать не может. В основных зернопроизводящих регионах России накоплен громадный инфекционный потенциал токсинообразующих грибов. Мощным фактором, определяющим повышенное токсинообразование, является систематическое воздействие на них фунгицидов и протравителей семян. Устойчивые к ряду этих пестицидов штаммы увеличивают образование микотоксинов в сотни раз. В настоящее время нет эффективных химических способов борьбы с загрязнением продуктов урожая злаковых культур микотоксинами.

Более 40 видов фитопатогенных грибов загрязняют продукты урожая микотоксинами. Некоторые из них обладают сильнейшим канцерогенным, психотропным и токсическим действием, чрезвычайно опасным для людей и сельскохозяйственных животных. Исследование микотоксинов в России в основном ограничивается определением содержания 5 микотоксинов (из более чем 2000 известных) в сельскохозяйственном пищевом сырье, пищевых продуктах и кормах. Проверка образцов из партий зерна, пораженного токсиногенными грибами, биотестами на наличие скрытой токсичности обнаружила ее в 70% проверенных образцов. Установлена связь уровня скрытой токсичности зерна и зерно продуктов с токсичностью продукции животноводства и птицеводства, полученной при использовании токсичного зерна на корм.

Продукция птицеводства	Доля образцов с отдаленной скрытой токсичностью с проявлениями тератогенных и кожно-резорбтивных свойств, %
Белок яйца	37
Желток яйца	65
Окорочка	81

Расширение масштабов экспорта и импорта зерна способствует быстрому распространению фитопатогенных грибов фузариев по всему миру. Среди них наибольшей токсиногенностью обладают виды и штаммы, поражающие злаки, возделываемые на зерно. Высоко токсиногенные штаммы фузариев, заражающие злаковые, уже составляют более 70% популяции этих грибов в агроценозе. В зараженном зерне грибы не прекращают токсинообразования при хранении в зернохранилищах: через 4 месяца в зерне может накопиться до 300 ПДК фузариотоксина зеараленона. Употребление загрязненных им продуктов приводит к тяжелейшим нарушениям обмена половых гормонов, поражению половых органов, общему отравлению организма. России реально угрожает загрязнение зерна фузариотоксинами фумонизинами. Помимо острого обще токсического действия, они оказываются еще и сильнейшими канцерогенами.

В конце 70-х годов большая часть населения России перешла барьер толерантности к биологически неполноценным и экологически опасным продуктам питания. С тех пор скрытая токсичность в России стала одним из основных факторов долговременного и прогрессирующего ухудшения здоровья нации, ее вырождения.

Если уже сегодня не обратить самое серьезное внимание на само обеспечение населения России качественным и безопасным продовольствием, то все, что еще «можно» есть сегодня, лет через 10 уже будет непригодно для пищи.

Сложившаяся в России демографическая ситуация, которая служит интегральным показателем социального развития, указывает на глубочайший кризис здоровья населения России. Депопуляция и деградация населения России стала общенациональной проблемой.

Прогнозируемая динамика численности населения России

Годы	2000	2015	2025	2050	2075
Население, млн. чел.	145.1	123.1	116.0	80-97	50-60

Источник: «Доклад о развитии человеческого потенциала в Российской Федерации», М., ПРООН, 2000г.

Факторы депопуляции и деградации:

- бесплодны 30 % женщин репродуктивного возраста;

- оканчивается выкидышем 20 % беременностей;

- рождаются больными 36 % детей;

- практически здоровых подростков – около 14 %.

При сохранении сложившихся тенденций к 2015 г. численность работающих и пенсионеров сравняется и произойдет крах социальной системы России.

Причина: Мир переживает одновременно два кризиса: духовный и экологический.

Имеет место духовная и физическая деградация российской нации.

Путь решения проблемы - возрождение духовного и физического здоровья нации.

Творец даровал людям все необходимое для Жизни. И для сохранения этого великого дара нам следует обратить свое творчество на всемерное развитие потенциальных возможностей биосферы.

3.4.2.4. Технологии решения

Решение продовольственной проблемы возможно при воплощении в социально-экономической политике стратегии, основанной на законе развития Жизни. Реализацией этого закона служит метатехнология повышения продуктивности работы живых организмов посредством оптимизации параметров рабочей (водной) среды, позволяющая:

- придать развитию энергообменных процессов наиболее выгодное направление (при ферментативном окислении расход энергии минимален);

- оптимизировать различные технологические процессы на основе резонансных биокаталитических процессов.

Экологический кризис заставляет пересмотреть наши отношения с окружающим миром. Растительный, животный и человеческий миры взаимосвязаны. Достижения современной научной мысли приводят к необходимому духовному восприятию и необходимому использованию в повседневной человеческой деятельности технологий устойчивого развития биосферы, основанных на принципе единства и целостности сотворенного Богом мира.

Осуществление настоящей Программы на основе достижений российских ученых в сфере технологий устойчивого развития позволит изменить сложившуюся ситуацию в биосфере, так как технологии устойчивого развития позволяют «встроиться» в естественный природный кругооборот, устраняя антропогенные факторы.

Применение в повседневной жизни технологий устойчивого развития позволит решить следующие задачи:

- устранить влияние антропогенного фактора на естественный природный кругооборот;

- обеспечить обеззараженной и чистой водой жизнеобеспечение экосистем и населения;

- обеспечить экологически чистым продовольствием население и кормами животных, птицу и пр.;

- улучшить физическое здоровье населения и увеличить продолжительность жизни;

- повысить социальное благополучие за счет снижения себестоимости производства продуктов питания, улучшения условий труда и быта;

- повысить культуру отношения населения к природе, через формирование нового мировоззрения;

- обеспечить естественный процесс обучения и воспитания населения технологиям устойчивого развития.

Реализация Программы на основе технологий устойчивого развития обеспечит улучшение демографической ситуации.

 Основа физического здоровья народа – экологически чистые вода и пища. Обеспечение населения обеззараженной, биологически чистой водой и экологически чистыми продуктами питания и, прежде всего хлебом, как важнейшим продуктом питания является первоочередным направлением реализации Программы.

Обеспечить население обеззараженной, биологически чистой водой необходимо в кратчайшие сроки, т.к. в России не пригодны для питья 80% поверхностных и 30% подземных вод. В результате население получает воду, опасную для здоровья.

Водоподготовка, основанная на принципах технологий устойчивого развития, позволяет управлять параметрами воды и обеспечивает практическую реализацию метатехнологии, в которой вода рассматривается как «энергетическая машина» на всем технологическом цикле.

3.4.2.5. Технологии обеспечения

При решении продовольственной проблемы необходимо задействовать технологии обеспечения, которые позволяют резко сократить затраты на производство электроэнергии, выработку и транспортировку тепла, обеспечить его сбережение в построенных домах.

Особое внимание следует уделить технологиям переработки и утилизации отходов, как производства, так и жизнедеятельности людей и животных.

3.4.2.6. Замкнутость технологического цикла

Замкнутость общего технологического цикла означает, что

1. затраты энергии на производство основополагающих продуктов для жизнеобеспечения поселка меньше или равны стоимости произведенных продуктов;

2. объем произведенной в поселке энергии, направляемой на обеспечение жизнедеятельности поселка, больше или равно потребленной энергии;

3. произведенной внутри поселка электроэнергии хватает на утилизацию и переработку отходов.

Из этого цикла нужно выделить малый технологический цикл, связанный с подготовкой, производством и переработкой продуктов питания. Эта замкнутость должна обеспечивать производство экологически чистых, дешевых продуктов питания.

3.4.3.1.2.Ветроэнергетика (О.Г. Войцех)

Использование в биосферных поселениях бесшумного высокоэффективного ветроэлектрогенератора, коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ) которого, как минимум, больше 1.2

Введение

Потребность в энергетике в мире возрастает в 2 раза каждые 10 лет и, несмотря на широкое развитие тепловых, гидроэлектростанций и АЭС, развитие экономики во многих странах требует небольших, легко транспортируемых на место работы, источников электроэнергии, которые могли бы быть использованы в любой географической точке. По сей день универсальным, автономным источником, безусловно, является дизель-генератор. Он находит широкое применение благодаря высокой надежности. Кроме того, он обеспечивает не только электроэнергией, но и теплом. В связи с непрекращающимся ростом цен на традиционные энергоносители – нефтепродукты, которые используются сегодня для выработки электроэнергии дизельными электростанциями в удаленных регионах, становится экономически целесообразным, а значит и актуальным, переход на использование природных возобновляемых источников – энергии ветра и безнапорного (без плотины) течения рек. Многие регионы мира обладают на побережье высоким ветровым потенциалом (среднегодовой скоростью ветра). К таким источникам электроэнергии относятся ветроэнергоустановки, которые располагаются везде, где дуют постоянные ветры. Попутно решаются проблемы экологии, энергосбережения, снижаются транспортные расходы (на доставку ГСМ). Наиболее широко распространёнными являются ветроустановки с рабочей частью в виде воздушного винта (пропеллера) с несколькими лопастями.

В России к началу нынешнего века вращалось около 2500 тысяч ветряков общей мощностью миллион киловатт. В США к 1940 году построили ветроагрегат мощностью в 1250 кВт. К концу войны одна из его лопастей получила повреждение. Ее даже не стали ремонтировать – экономисты подсчитали, что выгодней использовать обычную дизельную электростанцию.

Построенная в 1980 году в городке Бун (США) ветроэлектростанция, дающая 2 тысячи киловатт, действовала безотказно, но вызывала нарекания жителей городка, концы лопастей крупной установки, двигаясь с большой скоростью, создают шум. Во время работы ветряка в окнах дребезжали стекла и звенела посуда на полках. Было установлено, что шестидесятиметровый винт при определенной скорости вращения издавал инфразвук. Он не ощущается человеческим ухом, но вызывает низкочастотные колебания предметов и небезопасен для человека. После доработки лопастей от инфразвуковых колебаний удалось избавиться.

Традиционная компоновка ветряков – с горизонтальной осью вращения – неплохое решение для агрегатов малых размеров и мощностей. Когда же размахи лопастей выросли, такая компоновка оказалась неэффективной, так как на разной высоте ветер дует с разной скоростью. В этом случае не только не удается оптимально ориентировать агрегат по ветру, но и возникает опасность разрушения лопастей. Например в Калмыкии построена ветроустановка с лопастью - 56 метров. На конце лопасти - сверхзвуковая скорость. После аварийного разрушения, станция до сих пор не восстановлена.

Однако главное препятствие на пути использовании энергии ветра все же экономическая – мощность агрегата остается небольшой и доля затрат на его эксплуатацию оказывается значительной. В итоге себестоимость энергии не позволяет ветрякам с горизонтальной осью оказывать реальную конкуренцию традиционным источникам энергии.

В большой ветроэнергетике только при массовом строительстве можно рассчитывать на то, что цена киловатт-часа снизится до десяти центов.

Есть страны традиционного применения «ветряков», например Голландия, где мощность ветроустановок достигает нескольких тысяч киловатт, а длина лопастей установок доходит до 50 и более метров. По прогнозам фирмы Боинг (США) – длина лопастей крыльчатых ветродвигателей не превысит 60 метров, что позволит создать ветроагрегаты традиционной компоновки мощностью 7 МВт. Сегодня самые крупные из них – вдвое «слабее».

Вращающаяся часть ветроустановки требует постоянного наблюдения и ухода. Скорость ветра при урагане может достигать 70 метров в секунду. Если скорость ветра доходит до значений выше критических, то лопасти ломаются. Их замена часто связана со значительными трудностями и затратами. Технические характеристики зарубежных аналогов, предлагаемых на российском рынке, определяющие их экономические показатели, не являются высокими. Сравнение их удельных энергетических характеристик с характеристиками предлагаемых, в которых использованы наши теоретические наработки, позволяет сделать аргументированный однозначный выбор в пользу последних.

Бесшумный высокоэффективный ветроэлектрогенератор для производства ветроэнергетических установок единичной мощностью 10 - 25 – 50 –100 кВт.

Ветроэлектростанция мощностью 5 киловатт

Суть предлагаемого технического решения – принципиально новый способ снятия энергии с ветрового потока без движущихся открытых лопастей, обладающих большой массой и напряженностью конструкции, измененная структура установки и применение для получения электроэнергии быстроходного высокоэффективного электрогенератора без повышающих редукторов с их низким КПД. опирающиеся на особенности ветровой энергии – зависимость мощности, которую может развить поток движущейся среды, от его скорости в третьей степени. Для достижения необходимой генерируемой мощности, ветроэнергетические установки на основе высокоэффективного трансформатора и концентратора энергии воздушного потока с последующими вариантами преобразования с помощью турбоэлектрогенератора или волнового резонансного ветроэлектрогенератора, могут объединяться в генераторные кластеры или в ветроэлектрофермы. Для обеспечения потребителей энергией при отсутствии ветра и пиковых нагрузках, предполагается комплектовать энергетические станции на основе ветроэлектрогенераторов – накопителями энергии (аккумуляторами)

и силовыми полупроводниковыми преобразователями, обеспечивающими стабильность напряжения и частоты на нагрузке.

Ветроэлектростанция мощностью 1 мегаватт

Достижимый предельный выигрыш в энергии, при одинаковых размерах ветроэлектрогенераторов и при равных ветровых потенциалах (или скоростях течений), в 5-10 раз по сравнению с лучшими существующими. В отличие от неуправляемых человеком атмосферных процессов в природе, в предлагаемой установке возможно регулирование, как величины разрежения, так и расхода воздуха, а значит, и управления процессом формирования воздушного потока в сопловом аппарате. Это позволяет существенно расширить область экономически целесообразного применения ветроэнергетических установок за счет местностей с меньшим ветровым потенциалом и с большим диапазоном возможных скоростей ветра (от 1 до 100 м/сек). Исключением дефицитных материалов и упрощением конструкции максимально снижается цена ветроустановок, а значит и цена вырабатываемой электроэнергии, что позволяет понизить тарифы и уменьшить сроки окупаемости по сравнению с дизельными в 3-3,5 раза. Применение герметичного быстроходного генератора, позволяющего соединить его непосредственно с валом первичного двигателя (турбины низкого давления) без повышающей передачи, и импульсного преобразователя, обеспечивающего стабильность выходного напряжения и частоты, независимо от скорости вращения первичного двигателя, позволяет получать на их базе высокоэффективные ветроэлектрогенераторы (смотри рисунки).

Встроенная ветроэлектростанция мощностью 15 -25 мегаватт

Для примера:

Установка мощностью 10 квт имеет высоту 12 метров с панелью генератора расхода диаметром 4 м;

Установка мощностью 25 квт имеет высоту 15 метров с панелью генератора расхода диаметром 6 м;

Установка мощностью 50 квт имеет высоту 20 метров с панелью генератора расхода диаметром 8 м.

Установка высоко технологична, действует бесшумно, позволяет плавное бесступенчатое регулирование частоты вращения вала и крутящего момента, имеет высокий коэффициент полезного действия. При разработке установки, для защиты авторских прав, будет оформлено более десятка патентов на изобретения. Совокупность предлагаемых технических решений, позволяет создать высоконадежные, необслуживаемые, автономные энергетические установки, технико-экономические показатели которых значительно превышают показатели аналогов, а качество выходного напряжения удовлетворяет всем требованиям потребителя.