Автономное тепло- и водоснабжение – вещь для наших селян и дачников вполне понятная и привычная. По этой части у нас накоплен большой опыт. Мало кто из владельцев собственных домов ждал, когда в поселке проведут водопровод или центральное отопление. Кому не хотелось таскать воду в ведрах или пользоваться обычной печью, тот бурил в подвале скважины, оборудовал слив, делал нормальное паровое отопление с водогрейным котлом. Кто как мог, доводил свое жилище до приемлемого цивилизованного уровня. Благо, с появлением хорошего инженерного оборудование отпала нужда в «самопальных» котлах и примитивных водяных насосах. Можно было обустроиться, что называется, по последнему слову техники.
В итоге принцип автономного ресурсоснабжения обнаружил свои привлекательные стороны. Если когда-то подобная инженерная «начинка» воспринималась всего лишь как вынужденная компенсация отсутствия в наших поселках нормальной инфраструктуры, то теперь – с появлением хорошего и надежного оборудования – среди владельцев индивидуальных домов появляется всё больше и больше желающих полностью оградить себя от зависимости от «дяди», то есть от внешних источников.
Быть во всем хозяином – даже в вопросах водоснабжения – сегодня становится очень серьезной тенденцией. И эта тенденция нашла свое научное подкрепление со стороны сибирских ученых, работающих над проектом автономного энергоэффективного дома.
В данном случае вопрос с тепло- и водоснабжением вроде бы не вызывает больших вопросов. Однако дело этим не ограничивается. На повестке дня значится другой вопрос: возможно ли здесь автономное электроснабжение? На первый взгляд, «домашняя» генерация электроэнергии может показаться бессмысленной блажной идеей. Однако не будем торопиться, поскольку шаг в эту сторону сделали в развитых странах, где жилища уже снабжаются соответствующими системами, вырабатывающими электроэнергию. На Западе даже существует понятие «энергоактивного» дома, жильцы которого могут излишки произведенной электроэнергии «сбросить» в общую сеть. Понятно, что полностью обойтись без внешних электросетей невозможно. Речь идет только об экономии электроэнергии. Однако сама по себе данная тенденция весьма показательна. Возможно, это некий промежуточный шаг к созданию полной автономии по генерации «бытового» электричества. И на этом этапе отрабатываются наиболее эффективные подходы.
Какие подходы к созданию «домашней» электростанции наши ученые рекомендуют применительно к условиям Новосибирской области?
Генерировать электроэнергию можно как минимум тремя наиболее экономными способами: 1) с помощью ветрогенераторов; 2) с помощью солнечных элементов; 3) за счет энергии от отопительных систем дома. Мы не рассматриваем здесь обычные дизельные генераторы, поскольку это влетит владельцу дома в копеечку. Ведь согласитесь: было бы слишком просто снабжать дом такой-вот мини-электростанцией. Если бы это экономически оправдывалось, тогда и разговоров бы не было: каждый бы устанавливал дизельный генератор, и дело с концом. Но в том-то и проблема, что данный вариант – не выход из положения.
Смысл автономного электроснабжения напрямую связан с принципом ЭКОНОМИИ РЕСУРСОВ. Иначе это направление нет смысла развивать. Поэтому для генерации электричества – в рамках указанной концепции – необходимо опираться на возобновляемые и альтернативные источники энергии. Именно в свете данного подхода на первый план как раз и выходят три приведенных способа, дающих нам искомую экономию. Каждый способ содержит свои плюсы и свои минусы. Но некоторые выводы относительно рентабельности можно сделать уже сейчас. И такие расчеты есть. Рассмотрим всё по порядку.
Использование ветрогенераторов представляется весьма заманчивым . Принцип их работы очень понятен, а источник энергии – даровой и, казалось бы, неисчерпаемый.
В некоторых странах Запада (например, в Дании и Нидерландах) объемы электроэнергии, производимой за счет ветра, достаточно велики. Само по себе данное направление считается весьма перспективным, и им активно занимаются специалисты Института теплофизики СО РАН.
Однако в отношении массового применения ветрогенераторов в условиях НСО есть некоторый скепсис. По словам ведущего специалиста Института теплофизики, руководителя проекта «Экодом» Игоря Огородникова, ветровой потенциал в Новосибирской области недостаточно высок для того, чтобы такие системы работали с хорошей отдачей. Конкретные расчеты показали, что ветрового потенциала недостаточно даже на территории северного Казахстана, в районе Астаны и Кулундинской степи. Что уж тут говорить о пригородах Новосибирска? Конечно, можно подобрать отдельные участки, где постоянно дует ветер, но если говорить о нашем регионе в целом, то массовое применение ветрогенераторов пока еще не представляется возможным. Такая электроэнергия, считает Игорь Огородников, будет еще достаточно дорогой.
Другое привлекательное направление – фотовольтаика, то есть использование фотоэлементов. Мы уже писали о значении данного направления, о том, как оно развито на Западе и о том, какие разработки на этот счет есть у специалистов СО РАН . В принципе, количество солнечных дней в Новосибирской области (около 250 за год) вполне позволяет использовать солнечные батареи с неплохой эффективностью. Есть только одно препятствие – стоимость солнечных батарей, которая за последние годы, несмотря на стремительный рост производства такой продукции, никак не снижалась. Сейчас, как мы знаем, специалисты Института теплофизики пытаются внедрить новую технологию производства тонкопленочных фотоэлементов, которые могут оказаться существенно дешевле. Однако для этого придется подождать как минимум три года.
Тем временем для электроснабжения дома рассматривается еще один вариант, который может составить конкуренцию фотовольтаике. Суть данного подхода такова.
Сейчас много говорится о когенерации в малой энергетике, когда тепловая энергия поселковых котельных попутно используется для производства электрической энергии. Почему бы тот же принцип не применить и к отопительной системе дома? В тех домах, где для отопления широко применяется твердое топливо, было бы неразумно выбрасывать часть тепла наружу, не используя его с пользой.
Естественно, установить в подвале паровую турбину не так-то просто. Хотя создание небольших паровых машин не исключено. Правда, для этого придется приспосабливать и параметры самого котла, то есть проектировать всю систему в комплексе. Есть и другой вариант. Речь идет об использовании в индивидуальных домах двигателей Стирлинга. Такой вариант сейчас реально просчитывается специалистами Института теплофизики СО РАН. У нас уже разработаны такие агрегаты, позволяющие за счет тепла от отопительной системы дома выработать порядка 4 кВт электрической мощности. Данная установка уже готовится к запуску в серийное производство. Ее стоимость составит приблизительно 150 тысяч рублей.
Конечно, указанная цена для большинства российских потребителей может показаться внушительной, хотя данный агрегат почти в три раза дешевле зарубежных аналогов. Разумеется, 4 кВт – не такая уж, на первый взгляд, впечатляющая мощность. Но главное здесь заключается в том, что она получается за счет той энергии, которая в подавляющем большинстве наших домов просто вылетает в трубу. В принципе, считает Игорь Огородников, даже с помощью такой установки можно за месяц произвести столько электроэнергии, сколько ее нужно обычному домохозяйству. Вполне возможно, что будущее – как раз за такими гибридными системами.
