Развитие гидроэнергетики в России в XIX веке

В 1810 – 1811 годы Василий Левшин выпустил шесть частей труда под заглавием: «Полное наставление, на гидростатических правилах основанное, о строении мельниц каждого рода: водяных, также ветром, горячими парами, скотскими и человеческими силами в действие приводимых, по которому каждый хозяин может то производить».

В 1815 году Николай Архангельский перевел с французского языка и издал труд: «Боссю и Виолетт. Исследования о наивыгоднейшем построении плотин».

В 1816 году Дмитрий Лачинов напечатал в Москве оригинальный труд: «Рассуждение о устроении и укреплении плотин». В 1817 году Василий Левшин издал новую книгу в двух частях, посвященную мельницам с водяным, ветряным и мускульным приводом. Водяным двигателям были посвящены труды и других авторов, особенно статьи в периодических изданиях.

В 1852 году в связи с очередным присуждением Академией наук «демидовских наград» (премий) великий русский ученый П. Л. Чебышев произвел обстоятельный обзор и показал оригинальность и прогрессивность нового исследования, опубликованного в 1851 году И. Рахманиновым: «Теория вертикальных водяных колес». Сочинение Рахманинова было премировано Академией. Этому же автору принадлежит ценный труд: «Правила для определения приблизительно наивыгоднейших размеров водяных колес, употребляемых при малых и средних падениях».

Чрезвычайно важные труды опубликовал В. Рожков, мастерски обобщивший русский опыт в деле сооружения горнозаводских плотин. Лучшее из сочинений Рожкова опубликовано в 1856 году как приложение к «Горному журналу» под названием «О гидравлическом горнозаводском хозяйстве, с описанием устройств, в нем употребляемых». Этот труд был премирован Академией наук. В. Рожкову принадлежат также другие выдающиеся исследования, опубликованные в «Горном журнале» в 1863 году: «Сведения об уральских плотинах вообще и в особенности о мерах к предохранению их от разрушения во время разлива вод», «О разрушениях, произведенных водополью прошедшего лета, на некоторых уральских частных заводах».

Заслуга Рожкова в том, что он создал один из первых русских печатных трудов о водяных турбинах, сохранив в нем память об Игнатии Сафонове – строителе первых русских водяных турбин. В 1842 году Рожков опубликовал свое «Описание турбин, устроенных в Алапаевских заводах». В 1849 году он опубликовал работу «О турбинах», а в 1851 году дал новый труд: «Описание хвостового молота с приводом от турбины».

На протяжении XIX века русские исследователи постоянно посвящали свои труды технике плотиностроения. Особенно важен капитальный трехтомный труд Д. Д. Неелова: «Устройство плотин». В этом труде, изданном в 1884 году, умело обобщен русский и зарубежный опыт.

13 марта 1894 года В. Добротворский выступил на заседании Русского технического общества с проектом использования водных сил порожистой части Волхова, Наровы и Вуоксы для снабжения электрической энергией Петербурга. 29 декабря 1899 года он повторил свой доклад на первом Всероссийском электротехническом съезде: «Электропередачи силы порогов Волхова, Наровы, Вуоксы в С.-Петербург».

Опираясь на данные мирового опыта, Добротворский доказал возможность построить гидростанции: на Нарове – 28 тысяч лошадиных сил, на Волхове и Иматре – по 38 тысяч лошадиных сил каждая. Он привел исчерпывающие доказательства исключительных выгод от осуществления такого нового снабжения энергией русской столицы с ее разнообразнейшими предприятиями.

Выступавшие в прениях на съезде такие выдающиеся деятели, как М. О. Доливо-Добровольский и другие, признали проект важным и осуществимым. Однако первый же вопрос во время обсуждения, заданный П. И. Садовниковым, правильно сосредоточил внимание на самом главном. И технически, и экономически все обосновано, все целесообразно, все разумно, но кто же будет осуществлять все это, кто даст средства? Осуществлять проект не пришлось. Среди государственных деятелей и промышленных воротил России девяностых годов прошлого века не нашлось таких передовых деятелей, как Макарий, помогший в начале XVI века отважному Невеже Псковитину.

Остались без всякого движения и многие другие проекты использования водных сил и упорядочения водных путей, сделанные в царской России во второй половине XIX века и в начале XX века.

В 1912 году во всей стране было 45 тысяч гидросиловых установок общей мощностью порядка 700 тысяч лошадиных сил. Из всей этой мощности 215 тысяч лошадиных сил приходилось на долю малых и несовершенных водяных турбин. Страна располагала десятками тысяч сельских водяных мельниц и ничтожным количеством мелких промышленных гидросиловых установок. Наибольшей гидростанцией была Мургабская, или Гиндукушская, у Байрам-Али, в так называемом «государевом имении» в районе Мары в Туркмении.

На Гиндукушской гидростанции на реке Мургабе были установлены три турбины по 530 сил. Они приводили в действие три электрических генератора. Электрическая энергия передавалась со станции на Мургабе в имение Байрам-Али на расстояние около сорока километров.

Александр III создал на Мургабе «государево имение» в надежде на огромные доходы от разведения хлопка. Первоначальный проект предусматривал здесь орошение 115 тысяч гектаров земли. Последующие неудачи свели масштаб орошения всего лишь до 21 тысячи гектаров. Русским инженерам Ю. С. Андрееву и затем А. М. Валуеву, соорудившим плотину на Мургабе для Гиндукушской станции, удалось успешно преодолеть большие трудности. Помимо Гиндукушской, здесь соорудили Султан-Бентскую и Иолатанскую плотину.

Сведения о построенных в России до 1917 года гидроэлектростанциях мощностью более 150 кВт приведены в таблице.

Даже в тяжелых условиях того времени русские инженеры внесли здесь много нового в технику: применение железобетона в гидротехнических сооружениях, сооружение дамб из лёсса путем отсыпки грунта в воду, замочка лёссовых оснований сооружений, применение крупных плоских металлических затворов. Внутри правобережного устоя Султан-Бентской плотины установили своеобразную автоматическую гидростанцию для подъема воды: турбина приводила в действие насос, расположенный на общем валу с турбиной. Одним из новшеств было применение здесь впервые алюминиевых проводов для электрической передачи высокого напряжения. Это новшество, однако, было вызвано не стремлением к техническому прогрессу, а иными соображениями. Гиндукушская станция должна была работать с перерывами. Опасаясь того, что когда провода, проходящие по пустынной местности, будут не под током, их могут похитить местные жители, решили применить алюминий, почти не имевший тогда места в среднеазиатском быту. Расчет был прост: алюминий легко будет отыскать у похитителей.

В то время как на Западе, особенно в США действовали мощные и совершенные по тому времени гидроэлектрические станции, в царской России союз водяной турбины и электрического генератора, по сути дела, не был заключен.