Вечный двигатель
25.02.2018 22:23
Солнце, ветер, водород: инженеры научили дома питаться автономно
Текст: Александра Воздвиженская
Российская газета - Федеральный выпуск №7504 (41)
Энергетики наконец придумали, как автономно запитать загородный дом, в котором круглый год живет одна или две семьи, не подключаясь к ближайшей ЛЭП и не загрязняя природу выхлопами от дизельного генератора. Кроме варианта с русской печью теперь есть мобильная система, работающая на основе энергии солнца и водорода. Систему придумали немцы, вдохновленные опытом Швейцарии, и пока она по карману только богачам. На самом деле это оборудование требует не столько денег, сколько мудро построенного дома, энергоэффективность которого усиливает КПД автономной системы питания.
Управлять энергоэффективностью дома теперь можно через один пульт: он отвечает за всю систему энергоснабжения. Фото: depositphotos.com
Разработанная в Германии установка под названием Picea предполагает, что собственник устанавливает на крышу солнечные модули, которые в течение наиболее длительного периода инсоляции (летом) обеспечивают домохозяйство электричеством, а излишек направляют в систему хранения энергии. Система не просто хранит энергию как накопитель (такие проекты сегодня встречаются часто), а через электролизер преобразовывает ее в водород. Тем не менее аккумуляторы на случай суточного пика потребления тоже используются.
Водород хранится в отдельных емкостях и используется только зимой, когда о себе дает знать дефицит солнечной энергии. Тогда он задействуется для выработки электричества и тепла с помощью топливных элементов. Система не просто даст возможность вскипятить чайник, ходить по дому без свитера и готовить на электроплите. Она еще и обеспечит необходимый уровень влажности в помещении зимой за счет выделения влаги от работы топливного элемента. Все это будет происходить через вентиляционную установку с рекуператором тепла.
Вся установка малогабаритная: она занимает три квадратных метра в подвале или на первом этаже дома, и установить ее можно в уже построенный дом. Также потребует до семи квадратных метров на участке снаружи для емкостей с водородом, которым не страшны перепады температур. Ежесуточно система будет выдавать от восьми до 20 киловатт мощности. Если, например, семья из пяти человек в среднем в месяц потребляет около 330 киловатт электроэнергии (с учетом отопления), то ей понадобится солнечный модуль мощностью до 12 киловатт.
"Устройство полностью обеспечит электроэнергией и горячей водой среднее домохозяйство, а вот что касается отопления, для "обычного" дома потребуется дополнительный источник тепловой энергии, - предупреждает гендиректор российского Института энергоэффективных технологий в строительстве Владимир Сидорович. - Производитель утверждает, что оборудование может обеспечить до 60 процентов требуемого для отопления тепла. Лишь самые энергоэффективные (энергопассивные) здания, возможно (это покажет расчет), смогут обойтись только Picea". Как уже стало ясно из описания, это недешевое удовольствие: стартовая цена без учета монтажа - 52 тысячи евро (около 3,6 миллиона рублей).
В селах в России есть смысл ставить маломощный ветряк. Это выгодно как дачникам, так и фермерам
Подобную систему, но более мощную, в конце 2016 года интегрировали в строящийся энергоэффективный дом в Швейцарии. Он полностью автономный в энергетическом плане, квартиры там сдают в аренду. Провода к дому не подведены, наружные стены утеплены сильнее обычного, так же как кровля и окна. Кстати, последние нельзя "откинуть" для постоянной пассивной вентиляции - можно лишь полностью открыть окна. Смысл в том, чтобы не давать теплу ускользать из помещения. За вас уровнем тепла и влажности в доме эту проблему решает все та же вентиляция с рекуперацией тепла.
В России подобные дорогостоящие проекты пока не реализуют: во-первых, нет стимула экономить электроэнергию, которая у нас и так одна из самых дешевых в мире, во-вторых, не стоит остро проблема загрязнения окружающей среды, а в-третьих, подобные эксперименты проводят исключительно инженеры-энтузиасты. Один из них в прошлом году уже доказал, что, например, окупаемость проекта с солнечной электростанцией, накопителями и с подключением к городской сети не светит. Но и цели такой он не преследовал. Модули обеспечивают дом инженера площадью 200 квадратных метров восемь месяцев при годовом расходе 3,6 тысячи киловатт.
В сельской местности России есть смысл ставить маломощный ветряк (до пяти киловатт), что особенно актуально для фермеров, пастухов, оленеводов и дачников. Придется немного помучиться: сделать небольшой бетонный фундамент (метр на метр с глубиной 30 сантиметров) и установить растяжки для устойчивости башни. Но это выгоднее и выше шанс, что окупится, не принося особых проблем. Например, пятикиловаттная ветроэлектрическая установка с одной лопастью (диаметр около пяти метров) работает в любую температуру при скорости ветра от трех до 40 метров в секунду, дает киловатт мощности при шести метрах в секунду и стоит при этом от 150 тысяч рублей. Сюда обязательно надо добавить контроллер, мачту, накопители, кабель и инвертор, и цена вырастет примерно вдвое, но все же это не миллионы при условии, что почти всегда на даче подведена ЛЭП.
