пятница, 27 января 2017 г.

Принесённые ветром

Для индивидуального использования.
В середине 70-х годов прошлого века в борьбу за призрачный рынок ветряных турбин бросились не только одиночки, но и целые компании, маленькие и средние, только крупный бизнес не вошёл в этот ветряной раж. Последующая четверть века ветроэнергетической промышленности напоминает классический капитализм с его конкуренцией, падениями, взлётами, слияниями и поглощениями. Поклонники книжек "Чипполино", "Капитал" и пр., могут найти подтверждения логическому концу этой борьбы -- появлению сверхкомпании-монополиста, но это не совсем так, точнее, совсем не так, всё получилось намного сложнее. Я не уверен, что история этих компаний и есть история ветроэнергетики последней четверти XX-го века, но и обойти её стороной я тоже не могу. Причина тому -- недостаток информации, который вызван, в значительной степени, коммерческой тайной, которая хотя уже и потеряла всякий смысл, но вместе с ним было утрачено и всё остальное. Придётся отталкиваться от официальных источников, где авторами выступают лица моральные, а не физические.

Йенсен с моделью своего ветряка, начало 80-х годов.
Из рекламного буклета Nordtank
на сайте "Ветер перемен".
Молодой датчанин Торкильд Йенсен (Thorkild Rørbaek Jensen, ушёл из жизни месяц назад), техник-самоучка, перепробовал множество работ, прежде чем в 1962 году занялся собственным бизнесом. Его идея была настолько же проста, насколько удачна. Он устанавливал на грузовики ёмкости для жидких и сыпучих грузов, превращая их в специализированные автоцистерны. Автопромышленности было тяжело одновременно обеспечивать и массовый выпуск, и большое количество модификаций, это и сейчас непросто, поэтому такие "тюнинговые" фирмы существуют до сих пор, но тогда их роль была ещё выше. Любопытно, что приблизительно в тоже самое время в Дании сходным тюнингом занималась компания, которая в последующем поглотит бизнес, начатый Йенсеном, но пока всё ещё только начиналось. Дело Йенсена шло в гору, в 1967 году он построил собственную фабрику и основал фирму Nordtank (подверглась слиянию в 1997 году, а в 2004 была поглощена). После войны Судного дня дела на фабрике пошли хуже: и возить меньше стало и перевоз вздорожал. Йенсен задумался о реструктуризации. Как было написано в одной официальной презентации, точно неизвестно, что вдохновило его на новую идею; то ли переезд семьи на ферму со старой мельницей, то ли просто ветром принесло, но в 1979 году компания Йенсена переключилась на производство ветряных мельниц.

Эскиз ветряков NTK фирмы "Нордтанк",
с сайта "Ветер перемен".
Как уже было сказано, Твинд породил волну подражателей. Поскольку полномасштабные копии большого ветряка Твинд были не по силам маленьким компаниям, они копировали меньший, "тренировочный" ветряк Твинд. Таким образом стала массовой компоновка турбины, получившая название "Датский концепт" (Danish concept). Первым датский концепт реализовал Юуль, он включает в себя трёхлопастный ротор с наветренным расположением, фиксированные лопасти с воздушными тормозами на своих кончиках и ограничением скорости вращения за счёт отрыва потока, а также асинхронный генератор и, по мнению некоторых, вращение ротора по часовой стрелке, если смотреть на турбину по ветру. О выборе направления вращения рассказывают анекдот про жену и стол, но в разных вариантах, поэтому я воздержусь от цитирования. Как турбинист я хорошо понимаю, что вопрос о хиральности не имеет никакого технического значения, но с эстетической точки зрения правило буравчика вроде как выигрывает (возможно, это как-то связано с тем, что большинство людей правши), что выступает дополнительным аргументом против анекдота, хотя да, Риисагер крутил ротор в другую сторону. Но оставим этот спор тупоконечников с остроконечниками.

Эскиз башни ветряка NTK,
с сайта "Ветер перемен".
Так вот. "Нордтанк" взялся за производство небольших турбин для отдельных домохозяйств на основе стандартного датского концепта, они даже лопасти закупали у стороннего производителя, не говоря уже об электрике. Примкнул к армии клонов, можно сказать. Инженером в компании на тот момент числился Эрик Нильсен (Erik Ørum Nielsen, не тот, что был партнёром Риисагера, тот потом пытался работать самостоятельно, другой, в Дании много и эриков, и нильсенов). Нильсен ли до того додумался, или ему спустили идею сверху, но для производства башни было решено воспользоваться прежним опытом компании. Башню свинтили из цистерн. В 1980 году был построен второй в истории ветряк с башней в виде металлической трубы. В машине Андрё, которая была первой, труба нужна была лишь как воздуховод, её дополнительно крепили с помощью растяжек, не рассчитывая на её надёжность. В "Нордтанке" несомненно знали о прекрасных несущих качествах металлического цилиндра, поэтому возложили на него всю нагрузку и не прогадали. По неизвестным мне причинам дизайн башни не был запатентован, что, впрочем, несложно понять. События развивались слишком быстро, фирмы производители ветряных турбин появились буквально в течении пары лет. Никто не знал как пойдёт дальше развитие техники, что в будущем окажется полезным, а что нет. К тому же, за патент надо платить, а денег было немного. Да и когда их бывает много?

Danregn (Bonus), полезен
тем, что серия этих
машин развивается
 до сих пор. С сайта
"Ветер перемен".
Уже в том же году фирма "Датский дождь" (Danregn, изначально производила оборудование для ирригации, после смены ориентации, в 1983 году, стала называться Bonus, продана в 2004 году) скопировала башню "Нордтанка". За ней последовали другие, в наши дни дизайн "Нордтанка" является классическим и почти безальтернативным. "Нордтанк" молодец, конечно, но и "Датский дождь" ложку мимо рта не проносил, недаром он стал единственной датской ветряной компанией, которая не потерпела экономического краха в конце XX-го века. Ведь отнюдь не все бросились строить башни из пустых бочек, некоторые отнеслись к новшеству скептически. К скептикам присоединилась и компания, впоследствии поглотившая "Нордтанк".

В народе бытует мнение о необычных прочностных свойствах труб. Специалисты знают, что это не так. Труба вовсе не прочнее стрежня того же диаметра и даже стрежня той же поперечной площади. У трубы есть некоторое преимущество перед стержнем в деле противостояния кручению. Отчасти поэтому победило фланцевое соединение лопастей со ступицей в споре с балочным (лонжеронным) креплением. Башня тоже подвергается кручению, но её никто никогда и не делал в форме монолитного стержня. Конкурентом "бочковой" башни выступала ферменная. Ажурная ферменная башня может быть легче бочковой, но она будет чуть шире, т.е., вынос будет больше. Бочковая башня проще в производстве и, что важнее, в сборке, поскольку сборку ветряных турбин приходится выполнять под открытым небом и в местах с сильными ветрами. Даосы говорят, что нет ничего полезнее пустоты. Пустота в бочковой башне оказалась очень полезной. Туда можно было прятать кабеля и прочее электрооборудование, в ней персонал добирался до механизмов гондолы. И те, и другие были защищены непроницаемыми стальными стенками от неблагоприятных факторов окружающей среды, включая сильный ветер, разумеется. Металла на такую башню уйдёт больше, но это же простая дешёвая сталь. Жёсткость тоже может быть меньше, но, как показал опыт и прежде упомянутые эксперименты НАСА, избыточная жёсткость ветряку вредна.

В завершении этого сверхкраткого обзора новорождённой ветряной индустрии, я бы дал самую общую характеристику ветряку "Нордтанка", как представителю датских клонов. Прежде я сравнивал Балаклавский ветряк с австралопитеком. Ветряки NTK в этой сравнительной антропологии я бы отнёс уже к человеческому роду, хотя и к самому его началу, к хомо эректусам. Уже человек, но ещё неразумный, хотя и с микропроцессором.

7 комментариев:

kachur_donald комментирует...

про видео не поняла - чем там жёсткость мешает?

Ночной директор солнечных часов комментирует...

если бы труба была жёсткой, то там всё бы разнесло, удар был бы как молотом по наковальне, а так получилось как молотом по матрасу.

Анонимный комментирует...

Где-то в сети прочитал, что «датский концепт» это соединение Гедсера и ветроколеса Хюттера. А Гендсера я назвал бы «датский канон» :))
Борис

Анонимный комментирует...

Может быть «датский концепт», с учётом вышесказанного, и есть суть концепта всех современных ветряков?!

Анонимный комментирует...

А с другой стороны, причём здесь Гедсер и Датский канон, если WE-10 Хюттера и есть тот канон, который стал современным ветряком!?
Борис

Анонимный комментирует...

Кому можно засчитать первенство в использовании трубчатой башни?
Борис

Ночной директор солнечных часов комментирует...

Конкретного автора теперь вряд ли получится найти, у Нордтанка просто не было другого, более удачного и понятного им варианта.