Так сталося, що вперше сісти в байдарку мені довелося лише 2015 року, розмінявши на цей момент 47 років. Взяв у руки весло, скуштував аромат романтики від сплаву річкою і зрозумів — це моє! На одному диханні була пройдена Клязьма від витоку до гирла, а потім довгими зимовими вечорами в голові почали виникати плани майбутніх подорожей: Волгою, Камою, Чусовою. Також не давало спокою давнє бажання здійснити «круїз» по Дону (зрозуміло, від самого верхів’я на Середньоруській височині до його дельти, що впадає в Азовське море). З походу цією річкою я і почав сезон 2016 року. Відразу уточню специфіку своїх експедицій. Я хоч і не екстремал-походник, але волію подорожувати поодинці. А через неможливість викроїти одразу багато вільного часу, змушений розбивати довгі маршрути на окремі етапи (іноді по два-три дні), починаючи кожен наступний з фінішу попереднього. У результаті, до липня я кілька прийомів дійшов від початку Дону до міста Задонська. А в серпні, вирішивши додати трохи географічного розмаїття, вирушив на Волгу, ставлячи за мету 400-кілометрову (за даними пікетажу лоції) ділянку від Нижнього Новгорода до Казані.
Однак моє стрімке знайомство зі світом водного туризму раптово зупинило травму, отриману на середині дистанції. Наступне за цією подією двомісячне перебування в гіпсі змусило серйозно переосмислити концепцію моїх подорожей. І насамперед хотілося знизити ризики, пов’язані із пошуками місць для стоянок. Відповідним варіантом, що дозволяє забезпечити нічліг безпосередньо на судні, зачаленим поряд з берегом, бачився катамаран з надувними балонами та алюмінієвою рамою. Але він важчий за байдарку, отже, веслувати на ньому одному буде складно, та й незручно через великі габарити. А оскільки порушувати річкову тишу тріском бензинового двигуна ніякого бажання не було, з’явилися нав’язливі думки про використання як основну рушійну силу електричного двигуна, запитаного від сонячної енергії.
Вивчення характеристик різних сонячних панелей та перегляд безлічі роликів в інтернеті про їх використання вселяли впевненість та теоретичну обґрунтованість задуманого. Я міркував так: одна сонячна панель потужністю 100 Вт видає струм трохи більше 5 А, а електричному мотору човна потужністю 360 Вт потрібно приблизно 30 А, значить для забезпечення його гарантованої роботи на повній потужності необхідно п’ять-шість таких панелей. Але це лише теорія, та й я не професійний енергетик, тому щоб перевірити на практиці розрахункові викладки і перш ніж витратитися на дуже недешеве спорядження, було вирішено провести попередній багатоступеневий тест на тому, що вже є, тобто на байдарці.
Сонячні панелі бувають трьох типів: монокристалічні, полікристалічні та на аморфних кристалах. Останні я відразу відкинув і більше не розглядав через високу вартість. Порівнюючи потенційні можливості моно- і полікристалів, дійшов висновку, що однозначної думки про те, які з них краще — не існує. Тим більше, що ефективність тієї чи іншої панелі багато в чому залежить від кута падіння на них сонячних променів. Одні дають максимальний ефект на кутах, близьких до 90 градусів (перпендикулярно до сонячних променів), інші дозволяють використовувати ширші діапазони нахилу. Водночас більшість практиків, звіти яких вдалося знайти в інтернеті, схиляли до думки, що жодної особливої різниці між ними немає, особливо у нестаціонарних умовах. Сонце рухається небосхилом. Панель, встановлена на транспортному засобі, теж знаходиться у постійному русі, причому у різних площинах. Зрештою, «те на те» і виходить. Тому, більше не мудруючи і керуючись виключно інтуїцією, я зробив вибір на користь пластин на монокристалах (зовні вони відрізняються злегка зрізаними куточками) і розпочав збирання своєї першої сонячної батареї.
Лицьова сторона пластини під сонячним промінням має негативний заряд, а тильна – позитивний. Кожна з пластин, за даними виробника, в піку видає приблизно 0,5 і 5 А. Відповідно, 40 таких елементів, з’єднаних послідовно, в сумі дають 20 і ті ж 5 А, забезпечуючи розрахункові 100 Вт.
Збирати пластини в батарею зручно за допомогою кондуктора, який дозволить рівно спаяти ланцюжок, але для експерименту я обмежився найпростішим шаблоном з обрізка фанери, розкресливши на ньому комірки. З’єднання виконував з використанням лужної мідної шини шириною 2 мм. Відрізану в розмір шину припаював одним кінцем до верхньої частини (до “плюсу”) першої пластини, а іншим кінцем до нижньої частини (до “мінуса”) наступної пластини, і так далі, поки вони не склали єдину батарею. Процес виявився нескладним, і навіть такий великий фахівець з паяння як я, легко з ним впорався: достатньо було провести гарячим паяльником вздовж шини, попередньо змочивши на пластині місце контакту спиртовим розчином каніфолі. У квітні 2017 року саморобна сонячна батарея була готова до встановлення на човен.
У будь-якій подорожі, а особливо на надувній байдарці, важливе значення має вага, тому по можливості будь-яке додаткове обладнання має бути багатофункціональним. Керуючись цим принципом, я використав як транця для навішування електромотора складаний візок, що служить на суші для транспортування човна та похідного скарбу. Доповнив її вантажну платформу фанерними пластинами, з’єднаними між собою шурупами, а сам візок закріпив у кормовій частині судна, притягнувши її спереду капроновим шнуром до поперечини з поліпропіленових труб, що залишилися в будинку після монтажу системи опалення. Підмоторну раму прив’язав до штатних римів, наклеєних на борти байдарки та до петлі на ахтерштевні. Вийшло просто, легко і, як показали наступні випробування, у тому числі 400-кілометровий похід, досить надійно.
Звичайно, мені не терпілося якнайшвидше перевірити в реальних умовах, на що здатна зібрана мною сонячна батарея. Хоча одразу було зрозуміло — якщо він і «потягне» човен, володіючи потужністю всього 100 Вт, витрачати час на зарядку доведеться більше, ніж перебувати безпосередньо в русі. Ідеальне рішення «сонячної електростанції» криється у грамотному поєднанні сонячних елементів достатньої потужності, сховища енергії у вигляді акумуляторної батареї, спеціального контролера, що стежить за процесом зарядки та віддачі, та споживачів цієї енергії. Причому важливою є правильна спільна робота всіх складових. І не тільки за наявності сонця, а й у похмуру погоду, а також у ранкові та вечірні години, коли кут променів не можна вважати ефективним. Розуміючи це і готуючись до першого тестового виходу, додатково до саморобної батареї було придбано легку сонячну панель, що ламінувала — модель TPS-105(32)-100W-SF. По периметру була виготовлена рамка з поліпропіленової труби, що дозволило закріпити її на візку-транці за допомогою кліпсів, розгорнутих між собою під 90 градусів. Ціна панелі становить близько 13 тис. руб. — це дорожче за аналоги на алюмінієвій рамі, але визначальним фактором стала її невелика вага (всього 2,2 кг).
Як буфер було використано невелику мотоциклетну акумуляторну батарею ємністю 12 А*год. Мотор – Minn Kota ENDURA C2 30 потужністю 360 Вт (12 В, 30 А). Має п’ять «швидкостей» уперед і три тому. Середня ціна на жовтень 2017 року – приблизно 15 000 рублів.
Окремо слід сказати про контролера. Їх сьогодні від різних виробників на ринку величезна кількість, але жодної принципової різниці серед усього цього достатку немає. Для установок потужністю в діапазоні 500-600 Вт конструктивні схеми таких пристроїв дуже близькі, а часто однакові. Для випробувань я придбав недорогий китайський контролер вартістю всього 700 рублів, і він успішно впорався зі своїми завданнями протягом кількох тестів і трьох подорожей. Щоб зручніше було вибирати передачі на електромоторі, витримуючи оптимальне співвідношення «швидкість-навантаження», доповнив його двома амперметрами: один показує струм розряду, а другий струм заряду. Для об’єднання всіх цих елементів в єдиний комплекс не потрібно мати ніяких спеціальних знань, достатньо подивитися на зовнішню панель контролера і розібратися, до яких клем, дотримуючись полярності, підключити панелі, а до яких АКБ і навантаження.
Полігоном стало 5-кілометрове коло по озеру, «тароване» за допомогою навігатора. У не найясніший травневий день мені вдалося пройти ним 15 км тільки за рахунок сонця! Ефект відчувався більш ніж очевидно! Наведу хронометраж випробувань. Старт першого кола відбувся о 7 годині. Потім були 50 хвилин руху і зупинка на 1 годину 10 хвилин для зарядки, після якої рух продовжився до перетину фінішу о 9:40. Півторагодинна зарядка та старт другого «забігу» о 10:30, а о 12 годині, трохи не дійшовши до контрольного створу, чергова пауза. Після 40-хвилинної «заправки» друге коло було замкнуто і розпочато третє. На ньому була ще одна зупинка о 14 годині на 30 хвилин, а потім остаточний фініш о 15 годині. Усього, без використання весел, за 8 годин було пройдено 15 км. Час у русі становив 4 години 50 хвилин, але в зарядку було витрачено 3 години 10 хвилин.
Підсумки першого випробування потішили. По-перше, мені довелося, як то кажуть, власною спиною вперше відчути «рушійну силу сонця» — це незабутнє враження! По-друге, вони дозволили зробити важливі практичні висновки, що сумарну потужність сонячних панелей має сенс довести до 300 Вт, а ємність акумулятора збільшити вдвічі як мінімум. А ще мені помітно заважали дроти, безладно простягнуті байдаркою, тому всю електроніку було вирішено об’єднати в єдиний блок у вигляді фанерної скриньки: усередині нього розмістилися дві мотоциклетні АКБ, зовні контролер та амперметри. Також на передній стінці корпусу була змонтована стандартна розетка прикурювача на 12 В, яка потім активно використовувалася в походах — до неї постійно підключений супутниковий навігатор, що записує трек, і заряджаються телефони. Для зарядки акумулятора фотоапарата стаціонарно встановлено перетворювач напруги 12-220 В інвертор Mobile SP 150 потужністю 150 Вт.
Зазнала модернізації та силова установка. У новій версії вона вже складалася із трьох сонячних панелей, для чого довелося придбати ще одну TPS-105(32)-100W-SF. Для їх кріплення в носовій частині човна (перша поздовжньо, друга поперечно) була зібрана конструкція, аналогічна попередньої, з використанням поліпропіленових рамок труб. Вийшло дуже функціонально — у робочому положенні поперечна панель прикриває похідне спорядження від дощу, бризок та роси, а щоб завантажити носову частину та кокпіт достатньо її відкинути вперед, як кришку багажника. А ззаду під нею на самому видному місці розмістився блок електроніки з планшетом-навігатором, поряд знайшлося місце для фотокамери, паперової картки та інших речей, необхідних у дорозі.
Друга серія випробувань проводилася в ході реальної подорожі Доном на ділянці довжиною близько 140 км (від Задонська до Воронежа). Вільного часу було всього два дні, але сонячна погода, що несподівано сталася, посеред дощового літа не давала сидіти вдома. Приїхав на місце, де роком раніше закінчився останній етап ще «соняшникового періоду». Зібрав човен. Споряджена трьома панелями, вона стала схожою на маленький авіаносець, а вогні контролера і екран навігатора, що світяться, підкреслювали його зв’язок з явно «неземними» технологіями. Однак під час першого сплаву вирішив не відмовлятися від весла, використовуючи м’язову силу одночасно з тягою електромотора. Така тактика дозволяла не втрачати хід під час перекушування та відпочинку від веслування, а також суттєво допомагала на ділянках із зустрічним вітром.
У походах я дуже часто піднімаюсь ні світло, ні зоря. Сонце ще не зійшло, над водою стоїть туман і все найцікавіше попереду… Насолоджуюся природою, але не забуваю і про технічний бік. Досвідченим шляхом з’ясував, наприклад, що сонячні батареї починають впевнено видавати енергію на акумулятори, коли сонце підніметься на 20-30 градусів, що відповідає нашій середній смузі приблизно 7 годині ранку влітку. А підсумками ходового дня стали такі показники: пройдений шлях – 99,6 км, час руху – 15 годин 10 хвилин, максимальна швидкість – 11,9 км/год (з урахуванням попутного перебігу), середня швидкість руху – 6,6 км/год , Середня швидкість руху з урахуванням зупинок – 6,3 км / год.
Ніколи раніше мені ще не доводилося проходити одним «кидком» більше 60 км, і ніколи раніше загальна середня швидкість не перевищувала 5 км/год! На жаль, ні цей день, ні наступний, так і не дозволили мені зробити однозначні висновки, яка частка в цих результатах припадає на м’язові зусилля та перебіг, а яка забезпечена сонячною енергією. Оскільки я поспішав вкластися у відведений час, то активно працював веслом, збільшуючи кілометраж, але й власноруч вносячи постійну помилку в статистику.
Відповідь на це питання було отримано під час серпневого сплаву 2017 року від Воронежа до Білогір’я. Дистанція становила 250 км та була пройдена за три дні. І вже в перші години на маршруті, аналізуючи об’єктивні показання приладів, стало зрозуміло, що при одночасної роботі весла і мотора на 3-й передачі швидкість байдарки нижче, ніж від веслування з піднятим мотором. Став поперемінно змінювати рушії: спочатку веслувати, доки контролер не покаже максимальний заряд АКБ, потім вмикати мотор на 5-й передачі і рухатися на ньому до моменту, коли «розумна електроніка» заборонить підключення навантаження (на контролері є такий індикатор).
У комбінованому режимі «тільки весло — тільки мотор» йти стало помітно легше і вивільнився час для споглядання навколишніх пейзажів, які на середньому Доні дуже мальовничі. Якось залюбувався красою, водночас маніпулюючи з навігатором, і… випадково вилучив із пам’яті приладу сумарну статистику походу за два дні. Зафіксованим залишився лише трек трохи менший за 100-кілометрову ділянку: пройдений шлях — 95,13 км, час руху — 14 годин 50 хвилин, максимальна швидкість — 9,3 км/год, середня швидкість руху — 6,4 км/год, середня швидкість руху з урахуванням зупинок – 5,4 км/год (зупинок було чимало).
Незважаючи на те, що ці показники виявилися цілком порівнянними з даними, отриманими в попередньому поході, я втомився помітно менше. Хоча підтвердити цю «помітність» об’єктивними даними поки що не вдалося. З цієї причини в третій ходовий день було вирішено провести новий експеримент: включити двигун, як тільки дозволить сонце, і рухатися виключно на ньому, підбираючи передачу, на яку вистачатиме сонячної енергії. Щоправда, щоб забезпечити «чистоту» досвіду і не відстати від графіка, про всяк випадок піднявся вночі та ще затемно відмахав вручну майже 35 км. Зустрів світанок на воді, але увімкнути мотор не було можливості через надто гострий кут сонячних променів, що освітлювали панелі. Нарешті о 7:40 гвинт закрутився. Весло убік! Мені залишалося лише іноді ворушити румпелем, дивитися на всі боки і розмірковувати про тонкощі використання альтернативних джерел енергії…
Отже, рух розпочинався на 2-й передачі. Ближче до 10-ї години ранку заряду АКБ впевнено вистачало, щоб переключитися на 3-ту передачу, а в середині дня, коли сонце наближалося до зеніту, близько години використовувати навіть четверту швидкість! Підсумки ділянки, пройденої тільки на електромоторі: шлях – 35 км, час руху – 6 годин 35 хвилин, максимальна швидкість – 8,5 км/год, середня швидкість руху – 5,3 км/год, середня швидкість руху з урахуванням зупинок – 4 9 км/год. Не погано! Причому до настання сутінків, коли кут падіння сонячних променів перестане бути ефективним, у такому темпі можна було рухатися ще три-чотири години. А це означає, що можна довести денний пробіг без використання весел до 50 км.
Звичайно, не варто забувати, що течія теж працювала на сумарний результат. Воно зазвичай додає до скарбнички кілька кілометрів за кожну годину, проведену на воді. Але така допомога з боку природи не применшує досягнутого результату. Та й не завжди таке трапляється — буває і зустрічний вітер, який «компенсує» найшвидшу попутну течію. Резюмуючи, можна зробити висновок, що енергія, що видається трьома сонячними панелями сумарною потужністю 300 Вт, цілком дозволяє конкурувати з показниками по кілометражу денних переходів, що демонструються звичайними байдарочниками в походах по рівнинних річках. Але вони постійно гребуть, а тут брати до рук весло можна лише зрідка. Плюс наявність власного джерела живлення, яке забезпечує енергією усю електронну техніку, взяту із собою.
Вдалий досвід використання сонячних панелей на байдарці став хорошою мотивацією для активізації роботи з обладнання катамарану, і до початку вересня 2017 року він був готовий.
Трохи про конструкцію мого судна. В його основі лежить катамаран Raftmaster K-4 “Народний” (довжина – 4700 мм, ширина – 2000 мм, діаметр балонів – 550 мм, вага – 28 кг, вантажопідйомність – 550 кг). Він випускається московським підприємством і ще взимку я навідався на виробництво, щоб уточнити його особливості. Зустріч виявилася корисною — мені тут же запропонували виготовити індивідуальні екземпляри балонів із розширеною кормовою частиною, що дозволяло б зменшити диферент під час руху під мотором (спочатку ніс та корми мають однаково загострені форми, необхідні для проходження порогів командою з чотирьох осіб).
Як я вже згадував вище, основною ідеєю перейти на більший плавзасіб послужило бажання забезпечити екіпаж більшою безпекою та комфортом на стоянках. Тепер не потрібно шукати рівний і відокремлений майданчик під намет, де можна відпочити. А також виключити будь-які небажані зустрічі з місцевим населенням — зробити таке на багатолюдних берегах великих річок часом буває дуже непросто. Більшість зручних місць на них забудовані, зайняті пляжами з галасливими дискотеками до ранку, або окуповані рибалками. З катамараном все набагато простіше: причалив біля будь-якого дикого берега, досить навіть найвужчої смужки суші, відокремленої від цивілізації непрохідною стіною заростей, і спокійно розслабляйся до ранку. Та й намет тепер не потрібний — спати можна на борту. З цією метою я обладнав катамаран каютою.
Каркас каюти зібраний із дощок перетином 100×15 мм. Його нижня частина поглиблена від рівня штатного трампліна катамарана приблизно до середини поплавців і обшита фанерою товщиною 10 мм, утворюючи сухий закритий кокпіт. Він служить для приготування їжі, зберігання речей та спорядження. Праворуч і ліворуч на поплавцях закріплені фанерні палуби – на них можна сидіти і по них можна ходити. Носова частина каюти обладнана м’якими непромокальними та непродувними стінками з армованого ПВХ матеріалу щільністю 800 г/м2, зверху — дах, що захищає від палючого сонця або дощу. Передбачена можливість встановлення з усіх боків москітних сіток. На ніч бічні палуби прикриваються крилами-тентами, що пристібаються, і виходить великий намет.
Конструкція каюти модульно-розбірна. Для транспортування елементи верхньої частини каркасу розстиковуються та укладаються в ящик кокпіту. Щоб можна було впоратися поодинці — на транці передбачено відкидний блок із колесами. Вони дозволяють перевозити не лише каюту до місця збирання, а й допомагають переміщати весь катамаран цілком — спускати його на воду та витягувати на берег. Загальна вага каюти у збиранні близько 75 кг.
Оцінивши позитивний прогноз у Воронезькій області на другу декаду вересня, було взято тижневу відпустку для того, щоб перевірити нове судно на воді. Погода видалася по-справжньому літня та сонячна. З мінусів – сильний вітер південних напрямів, тобто зустрічний. Такі вітри не рідкість на Дону, але цього разу їх пориви сягали 15-19 м/с. Вони заважали, звичайно, просуванню вперед, але для всебічного тестування ходових якостей виявилися дуже корисними.
В цілому ж витівка виглядала трохи авантюрною: двигун потужністю 360 Вт і сумарна ємність акумуляторів 22 А год спочатку не дозволяли активно маневрувати в умовах недостатнього освітлення. Розрахунок будувався в надії на п’ять сонячних панелей сумарною потужністю 500 Вт, що працюють у парі з новим контролером МРРТ Tracer 3210А, що володіє розширеним режимом індикації і головне ефективнішим алгоритмом заряду. Також можливі ризики мінімізувалися за рахунок того, що на шляху прямування передбачалося чимало вузлових транспортних точок, звідки можна було знятись і до яких у разі виникнення технічних проблем вдалося б дістатися за течією.
І ось 10 вересня, річка Дон у районі Білогір’я, перший спуск судна на воду. На його повне складання, монтаж енергетичного озброєння, завантаження речей та провізії знадобилося приблизно три години, що вважаю цілком прийнятно — у багатьох новачків на складання звичайної каркасної байдарки йде більше часу.
Ішли удвох із дружиною, тому рекордних завдань перед собою не ставили, скоріше це був «дослідницький відпочинок». Часом сплавлялися в режимі плоту, а іноді доводилося братися за весла, щоб не проскочити зручне стоянкове місце. Випало і поборотися з дуже сильним зустрічним вітром, але маневрування на двигуні галсами дозволили успішно подолати складні ділянки. Перевірили і себе, і корабель на міцність.
За чотири дні в такому розслабленому ритмі пройшли 85 км. З погляду технічної статистики найбільш показовим став другий ходовий день: пройдений шлях -25 км, час руху – 5 годин 45 хвилин, максимальна швидкість – 7,6 км/год, середня швидкість руху – 4,4 км/год.
Основні висновки. Катамаран, обладнаний п’ятьма сонячними панелями, рухається повільніше, ніж байдарка із трьома. На 1 км/год. У принципі це зрозуміло, оскільки вага спорядженого судна з екіпажем більше практично вчетверо. У цьому поході мені не вдалося оцінити його потенціал для досягнення максимальної денної дистанції. Натомість можливості з організації побуту безпосередньо на борту під час руху на ньому суттєво вищі порівняно з байдаркою – це незаперечний факт! Є можливість прилягти або стати на повний зріст, що помітно знижує втому від монотонного сидіння. Другий «жирний» плюс — наявність даху над головою, що дозволяє заощадити час на пошуки стоянки, встановлення та зняття табору, та й негода стає помітно меншою перешкодою.
Отримавши певний досвід, розумію, що тепер на мене чекає багато роботи з доведення як самого катамарана, так і додаткового обладнання. Є думки зайнятися будівництвом вітрового генератора, що підвищить енергетичний потенціал судна, а отже, і збільшить запас його ходу в умовах недостатнього освітлення. Обов’язково потрібно наростити ємність буферних АКБ мінімум до 200 А ч – це дозволить залишатися рухомим не менше п’яти годин у найнесприятливіших умовах, навіть без сонця та вітру. Також має сенс, напевно, встановити на транці другий двигун потужністю 500 або 1000 Вт – він додасть впевненості у виконанні маневрів у вітряну погоду. І дуже хочеться спробувати у справі плавучий якір, запущений у режимі «підводного вітрила», — сподіваюся, він знадобиться у боротьбі із сильним зустрічним вітром за рахунок ефективнішого використання попутної течії.
Ну і на закінчення. Відомо, що в Австралії вже кілька десятиліть проходять традиційні багатоденні перегони сонцемобілів, зроблених руками любителів. А може, і нам організувати щось подібне? Провести в 2018 році, наприклад, на одному з красивих водоймищ Центральної Росії фестиваль або ралі суден, що рухаються сонячною енергією. Не замахуватися поки що на змагання, а для початку просто зустрітися, щоб поспілкуватися та провести спільні тестові заїзди. Упевнений, такий очний обмін досвідом міг би стати дуже цікавим та корисним багатьом! Якщо знайдуться ентузіасти-однодумці — пишіть у редакцію та розкажіть про свої конструкції.
О. СНІГІВСЬКИЙ