«Зеленые» технологии: в Россию возвращается рекуперация энергии
Мало кто догадывается, что часть современных технологий — это не недавние разработки. Как правило, в их основе лежат идеи, придуманные людьми прошлых столетий. Например, модные сегодня системы рекуперации, активно рекламируемые европейскими производителями электромобилей и преподносимые как «зеленая» технология и новейшее средство экономии энергии, давно известны. Еще в начале XX века они уже использовались в нашей стране, в частности на рельсовом транспорте.
Что такое рекуперация
Под понятием «рекуперация» подразумевается возвращение части материалов или энергии в технологический процесс и их повторное использование в производстве. Проще говоря, отходы, образующиеся при первичном производстве, перерабатываются и снова пускаются в дело. Например, на металлургических комбинатах повторно используются окалина, шламы, высечка, металлическая стружка и т.д. На химических предприятиях — растворители, которые восстанавливают до первоначальной формулы. С точки зрения экономики использовать переработанные материалы часто оказывается дешевле, чем покупать изначальное сырье. Помимо этого, достигается и экологический эффект — чем меньше мусора и отходов выбрасывается в окружающую среду, тем меньший ей наносится вред.
Но чаще, когда говорят про рекуперацию, подразумевают энергию. Сегодня она нередко расходуется бездумно и в немалых количествах. В связи с чем даже появился новый термин — «энергетические отходы». Это энергия, которую вырабатывают электромашины при торможении или на холостом ходу, когда электродвигатель работает как генератор в момент снятия напряжения. Производимая им энергия сегодня, как правило, выбрасывается в атмосферу через тормозные резисторы или систему охлаждения. Но, как и в случае с физическими материалами, ее можно собрать и повторно использовать с помощью систем рекуперации энергии торможения.
Новое — хорошо забытое старое
Впервые оборудование рекуперативного торможения было опробовано еще в 1932 году на первом советском электровозе ВЛ19-01. Тяговые двигатели этой машины постоянного тока на спусках и при остановках работали как генераторы. Они уже не потребляли энергию, а вырабатывали электрический ток и через установленную систему напрямую отдавали его в сеть.
Но в такой системе обязательным условием является разгоняющийся локомотив, который примет эту энергию. В противном случае всплеск энергии просто выводит из строя ближайшую подстанцию, то есть без перестройки инфраструктуры электросетей и дорогостоящей модернизации тяговых подстанций, такое решение не работает.
К сожалению, уже в 1939 году с ВЛ19-01 сняли оборудование для рекуперативного торможения. Оно не показало достаточной эффективности на равнинных участках, где электровоз планировали использовать. В серию машина пошла уже с более простой электросхемой, реализованной на системе реостатного электрического торможения (в этом случае электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями в режиме генератора, поглощается на самом подвижном составе в тормозных резисторах).