К мобильным группировкам относятся объединения сил и средств различного назначения, выполняющие свои задачи на удалении от мест постоянной дислокации. Они могут относиться к Министерству Обороны, МЧС и другим ведомствам. Нельзя не упомянуть и группы медиков, развертывающие полевые госпитали для борьбы с пандемией коронавируса.
Одним из важнейших условий успешного выполнения своих задач такими группировками является их обеспечение электрической энергией. Хотя они, как правило, имеют свои штатные источники питания, однако иногда, и не так уж редко, возникают нештатные ситуации, когда выработка электроэнергии становится трудноразрешимой проблемой. Из множества исторических примеров наиболее ярким можно считать дрейф во льдах ледокола Седов, который длился 812 дней - с апреля 1938 до января 1940г. Все это время 15 моряков во главе с капитаном поддерживали связь с большой землей и проводили научные исследования. Данных об энергообеспечении корабля нет, но, несомненно, это была непростая задача.
Целью диссертационного исследования является разработка технических предложений по обеспечению надежного электроснабжения мобильных группировок, действующих автономно длительное время в нештатных ситуациях.
В соответствии с указанной целью поставлены следующие задачи:
1. Определение электроэнергетических потребностей мобильных группировок.
2. Анализ возможностей солнечных батарей и ветроэлектрогенераторов в различных условиях и определение способов принятия решения по их использованию.
3. Разработка конструкции термоэлектрогенератора мощностью не менее 0,5 кВт для группировок, действующих в условиях неограниченного количества топлива.
Современные мобильные группировки имеют гораздо больше шансов на своевременную помощь, чем вышеупомянутый ледокол «Седов», но нужно рассматривать и наихудшие варианты и заблаговременно к ним готовиться. При этом условия можно разделить на 4 группы по первичным источникам энергии [16]:
1. Много солнечного света.
2. Постоянно дуют сильные ветры, например, в горах или на побережье.
3. Неограниченный запас топлива, например, лесистая местность.
4. Нет ничего, кроме собственной мускулатуры.
В нормальном режиме работы группировок предполагается наличие доступа к местным электрическим сетям или достаточный запас моторного топлива для работы бензиновых и дизельных электроагрегатов. В случаях нарушения планового режима работы в результате катаклизмов, а также при увеличении продолжительности периода работы может возникнуть необходимость поиска новых источников электропитания. В настоящей работе исследуются возможности использования альтернативных источников питания, к которым относятся [8]:
1. Солнечные батареи,
2. Ветроэлектростанции,
3. Термоэлектрогенараторы,
4. Генераторы с ножным приводом.
Мобильные группировки различного назначения, действующие длительное время в отрыве от основных сил, часто сталкиваются с проблемой электроснабжения. Острота данной проблемы и возможные пути ее решения зависят от конкретной ситуации. В одних случаях требуется срочно принимать сложные технические решения, а в других - вспоминать давно забытые способы выработки электроэнергии. Иногда разрушения местной инфраструктуры таковы, что рассчитывать на скорое восстановление энергоснабжения не приходится. Такая ситуация имела место после землетрясения в Армении. В настоящее время ситуация с пандемией коронавируса показала, что многое в современной жизни может меняться самым непредсказуемым образом.
В магистерской диссертации исследованы проблемы электроснабжения мобильных группировок с целью повышения их живучести и функциональной эффективности в нештатных ситуациях. Кратко рассмотрены хорошо известные способы их решения - использование местных электросетей и электрогенераторов с двигателями внутреннего сгорания. Основное же внимание уделено энергоснабжению в нештатных ситуациях.
Несмотря не различие мобильных группировок по составу и задачам, их электроснабжение имеет много общего. В качестве базового варианта мобильной группировки был выбран полевой госпиталь. Полученные применительно к его энергетическим потребностям решения могут быть легко адаптированы к другим видам группировок.
В работе проанализированы возможности солнечной и ветряной энергетики. Представленный материал позволяет обоснованно принимать решение о выборе способов электроснабжения в нештатных ситуациях. Также доказана возможность и перспективность применения термоэлектрогенераторов там, где много топлива.
