Попутного ветра, смелая мысль!

Избавиться от энергетической зависимости можно, убежден изобретатель с Тернопольщины Михаил Гнатьо.

Для этого, по мнению инженера-конструктора, необходимо активно использовать нетрадиционные виды энергии. Прежде всего, энергию ветра и тепла, полученного от сжигания биомассы. Речь идет о разработке принципиально новых технологических установок, позволяющих повышать эффективность возобновляемых видов энергии. А это, в свою очередь, позволит сэкономить миллионы тонн горючего, а следовательно, избавиться от энергетической зависимости государства.

Ветер в уздечке

Еще в юношеские годы Михаил из мотоциклетно-тракторного хлама, которого немало было возле отцовской кузницы, сделал… аэросани. Это «чудо техники» катало несколько зим ребятишек всего села. С годами мир техники, механики захватил мальчика, избравшего себе нелегкий путь рационализатора и изобретателя.

Михаил Васильевич Гнатьо, имея высшее образование по специальности «конструирование автомобилей и тракторов», прошел школу сельского кузнеца, мастера, главного инженера, руководителя Козивской сельхозтехники. Он создал технологию восстановления коленчатых валов методом электродугового напыления, сконструировав дополнительные устройства, значительно облегчившие обработку земли. Специалисты-аграрники отовсюду ехали к нему за опытом и удивлялись: уникальные и вместе с тем простые новинки позволяли экономить сотни тысяч рублей.

Сейчас Михаил Гнатьо, преподаватель Бережанского агротехнического института, передает свои технические знания будущим специалистам.

— Всегда интересовался проблемами возобновляемой энергетики, альтернативными источниками энергии, — рассказывает Михаил Васильевич. — Главное преимущество каждого из возобновляемых источников (а это ветер, вода, солнце, биомасса) в том, что они позволяют сохранить запасы традиционных энергоресурсов и к тому же экологически чистые. Кстати, ветроэнергетика в США, Германии, Дании, Великобритании развивается сейчас фантастическими темпами. В этих странах она уже обеспечивает до 15% энергопотребления. А Украина завершает список из сорока государств мира, использующих энергию ветра. В то же время, по данным специалистов, в нашем государстве можно соорудить ветровые электростанции общей мощностью 16 тыс. МВт. А это до 40% потребности в электроэнергии.

Но, как отмечает Михаил Васильевич, не во всех регионах Украины можно применять ветроэлектростанции. Причина не столько в высокой стоимости таких станций, сколько в небольшой скорости ветра.

— Существующие ветродвигатели пропеллерного типа не могут ловить ветер, скажем, со скоростью до трех метров в секунду, — говорит Михаил Васильевич. — Здесь нужен более чувствительный двигатель с большей активной площадью лопастей. Так возникла идея сделать двигатель с лопастями парусного типа. Чтобы вращался сам двигатель вокруг вертикальной оси, и в зоне попутного ветра лопасти были максимально раскрыты, чтобы площадь их была большей, а в зоне встречного ветра паруса поворачивались назад, складываясь. Для этого я использовал планетарный редуктор, кривошипно-шатунный и колесный механизмы. По своим конструктивным параметрам этот ветродвигатель может быть довольно большим. Если использовать легкие композитные материалы, то он начнет запускаться от скорости ветра в один метр в секунду, а при скорости 5 метров уже станет вырабатывать электроэнергию.

Украине крайне необходимо разработать и ввести механизмы преобразования интеллектуальных ресурсов нации в производство материальных и духовных благ, на государственном уровне определить, с какими технологиями мы можем конкурировать в мировом сообществе.

Михаил Гнатьо изготовил действующую модель своего двигателя. Два года ветер ее ломал, разрывал в клочья, не всегда она выдерживала удары стихии. Но, главное, модель действовала. Ее запатентованный образец имеет двигатель, состоящий из двух ветровых колес. Три специальные мачты уравновешивают крутящий момент, чтобы он был плавным, а не скачкообразным. Общая площадь парусов — до 25 квадратных метров. По подсчетам Михаила Васильевича, коэффициент полезного действия такого устройства не меньше 45%. Модель изобретатель сделал собственноручно, за свои средства. Он говорит, что для него было важно убедиться в правильности своих соображений, проверить действие всех механизмов. И все точно совпало с его расчетами. Более того, в процессе экспериментов обнаружилась еще одна принципиальная особенность этого изобретения: на специальную мачту высотой даже в несколько сотен метров можно ставить много парусных колес — на разной высоте. Они, реагируя на ветер, создают соответствующий крутящий момент, а следовательно, дают возможность работать двигателю, производящему электроэнергию.

За разработки «Ветродвигатель» и «Ветродвигатель с вертикальной осью вращения» Михаил Гнатьо получил два патента на изобретение. Все предусмотрел новатор: и то, что при малых оборотах нужно ставить солидные редукторы, и то, какой именно электрогенератор следует подобрать к тому или иному ветродвигателю.

Энергия огня и сила мысли

— Оглянитесь вокруг, — говорит Михаил Васильевич. — Всюду полно древесины, которая гниет, и причиняя вред окружающей среде… Везде есть возобновляемые ресурсы, а мы сжигаем дорогой газ. Проблем с обогревом жилья, прежде всего финансовых, все больше. В то же время на наших землях достаточно биомассы, которую можно превращать не только в удобрения, но и в биогаз и горючее.

По мнению Михаила Гнатьо, техническое обеспечение технологий биоэнергетики в Украине не отвечает современным требованиям и нуждается в специальной технике. Сейчас в стране потенциал возобновляемых источников энергии только по биомассе составляет до 12,3 млн тонн условного топлива в год. По крайней мере, такие данные приводит НПЦ «Биомасса».

— Но остановимся на твердом топливе, — продолжает Михаил Васильевич. — Качество такого топлива формируется еще на этапах выращивания, хранения и переработки биомассы. А эффективность его использования зависит от технического совершенства тепловых генераторов. По утверждению ученых, ежегодно агропромышленный комплекс Украины использует на собственные нужды до двух с половиной миллионов тонн жидкого топлива. Замена даже пяти процентов такого топлива на биотопливо — это 125 тысяч тонн в год автономного энергообеспечения! Поэтому так важно эффективно использовать имеющиеся у нас биоресурсы. То есть необходимо устройство, которое бы при сжигании сырья максимально отдавало всю накопленную в нем энергию Солнца. И при этом важно, чтобы сокращался выброс в атмосферу вредных веществ и образовывался не угарный, а углекислый газ.

И Михаил Гнатьо сконструировал такое устройство. Он разделил свой прибор на теплогенератор и теплообменник. Современные котлы нагревают воду до 90°, а температура газа, выходящего из котла, намного выше. Аппарат Михаила Васильевича позволяет эффективно использовать газы, в современных котлах просто выбрасываемые в воздух. Его теплогенераторы имеют два патента. Третий патент изобретения под названием «Кассетный теплогенератор с автоматической подачей дров в зону горения» Михаил Гнатьо надеется получить в скором времени. В новом устройстве процесс горения регулируется четырьмя параметрами. В специальной горизонтальной трубе сделана поддувная решетка и решетка для выхода газов, снизу — две камеры: режимного горения и ускоренного сжигания. Еще есть две поддувные камеры. Биосырье в трубе находится под давлением, специальный шток прижимает его и продвигает вперед, на место сгоревшего вещества.

Главное, объяснил Михаил Васильевич, что здесь регулируется сам объем сгорания. Это делает специальная заслонка. Устройство имеет еще одну особенность. Газ, выделяющийся из трубы через выходные каналы, полностью не сгорает. В нем очень много примесей, в том числе газы пиролиза, угарный газ. И чтобы все эти продукты сжечь, вокруг трубы есть специальная воздушная «рубашка», в которую подается чистый воздух. Он подогревается от стенок трубы и уже горячий идет навстречу газам, что дает дополнительный тепловой эффект. Кроме того, в устройстве есть камеры с рефлекторами-отражателями, создающими высокую температуру, отражая от стенок тепловые лучи и концентрируя их в зоне горения. Таким образом происходит полное сгорание твердого топлива. А уже продукты сгорания из этого теплогенератора подаются на теплообменник. Оригинальный двухконтурный конусный теплообменник также запатентовал Михаил Гнатьо.

А всего у 59-летнего изобретателя — около сорока запатентованных изобретений. Недавно он разработал роторный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом. При определенных технических новациях этот двигатель может поднимать… летательные аппараты.

Главное — мыслить нестандартно

Михаил Васильевич убежден, что изобретателем может быть человек с неординарным, нестандартным мышлением. Он говорит, что важно преодолеть в себе психологический барьер: дескать, это невозможно, а значит, и браться за дело не следует. А ты пробуй, ошибайся и снова пробуй! Для этого нужны знания, притом системные. Мышление у изобретателя временами парадоксальное, так сказать, «панорамное». Здесь действует механизм такой триады: новая идея, полностью захватывающая тебя, сильная воля и желание ее реализовать. Плюс к этому поиск оптимального способа, технологии для материального воплощения идеи.

Михаил Гнатьо очень рад, что в конце концов нашел человека, заинтересовавшегося его разработками и готового реализовать его технические идеи. Это директор тернопольского завода газового оборудования «Альфа-Газпромкомплект» Степан Лукасевич. Возглавляемая им фирма активно внедряет в производство технологические новинки, причем как отечественные, так и зарубежные.

Михаил Васильевич считает себя счастливым человеком, поскольку дома его понимают и поддерживают родные — жена Надежда, учитель математики, сыновья Владимир и Петр, которые, как и отец, увлечены техникой и механикой.

Размышляя над судьбой своих изобретений и вообще над изобретательством в Украине, Михаил Гнатьо говорит, что в этом деле многое зависит от власти, ведь оно нуждается в государственной поддержке. За последние семь лет в Украине зафиксировано свыше 36 тысяч патентов на изобретения, почти столько же — на полезные модели, 15 тысяч — на промышленные образцы. Но часто рассмотрение заявок на изобретения затягивается, а технология экспертиз не всегда отвечает мировым стандартам. Во внедрении изобретений и новых технологий тоже целый пласт проблем.

Михаилу Васильевичу импонирует мысль главы Госдепартамента интеллектуальной собственности Министерства образования и науки Украины Николая Паладия о насущной необходимости разработать и ввести механизмы преобразования интеллектуальных ресурсов наций в производство материальных и духовных благ. Именно на государственном уровне нужно определить, с какими технологиями мы можем конкурировать в мировом сообществе, чтобы инвестиции были действительно инновационными. Государство должно предоставить определенные гарантии и создать оптимальные условия для того, чтобы мысль изобретателей приобрела реальные очертания, а не обрывалась на этапе регистрации патента об изобретении. Это касается и изобретений Михаила Гнатьо, бывшего сельского кузнеца, мечтающего «взять в уздечку» ветер и дать людям как можно больше тепла из огня, который пока что горит только в его экспериментальных котлах-теплогенераторах.

Фото автора