Большой интерес во всем мире вызывает энергетика, основанная на таких возобновляемых источниках как солнце, вода, ветер и морской прилив. На основе их использования разрабатываются приборы и установки, способные обеспечивать электроэнергией, теплом и горячей водой небольшие частные дома и целые производственные комплексы.
Автономная система энергообеспечения загородного дома проектируется с учетом тепловых и электрических потребностей. Выбор оборудования зависит от географического расположения, солнечной активности, энергетического потенциала ветра, ландшафта местности и конструктивных особенностей дома.
Использование солнечных батарей
Они представляют собой устройство, состоящее из фотоэлектрических элементов и преобразующее солнечную энергию в электрическую. В результате вырабатывается постоянный ток, который поступает из солнечных батарей в аккумуляторы где и запасается. С помощью инвертора постоянный ток преобразуется в переменный, который может использоваться для обслуживания дома. Электрические системы, основанные на использовании солнечных батарей, могут быть сложными и дорогостоящими, но существуют установки экономкласса. Вариант для частного дома может обойтись от 14 до 35 тысяч рублей и оправдать себя в ближайшие пять лет. В комплекте поставляется самый простой фотоэлектрический модуль, аккумулятор, контроллер и инвертор. Такой комплект способен обеспечить освещение в объеме равном нескольким десятиваттным энергосберегающим лампам, работу телевизора и электрочайника. При необходимости можно поставить дополнительный аккумулятор, солнечный модуль, тем самым увеличив комфорт проживания в доме с «зеленой» энергией.
Солнечные коллекторы как источник тепла
Устройство для преобразования солнечного излучения в тепло с дальнейшей передачей его теплоносителю, в роли которого может выступать вода или антифриз. Изготавливаются солнечные коллекторы с использованием многослойного поглощающего покрытия, которое наносится методом вакуумного напыления и имеет уровень поглощения тепла до 95%. Может нагревать бойлер, вмещающий в себя 125 литров воды до температуры 60-70 градусов.
К положительным качествам солнечных коллекторов относятся простота их работы и надежность. Зимой для работы применяется антифриз, при его отсутствии может использоваться вода, которую, как и при обычном паровом отоплении, нужно сливать, если установка не используется. Летом может возникнуть проблема со слишком высокой степенью нагрева воды, но современные коллекторы решают ее при помощи наличия контроллеров температуры. При стоимости 42 тысячи рублей коллектор окупится в течение одного года по сравнению с затратами электроэнергии, используемой для нагревания воды, срок службы более 10 лет.
Применение тепловых насосов
Отопительные системы, основанные на использовании тепловых насосов, могут быть моновалентными и бивалентными. Первые используют один источник тепла, который полностью покрывает годичную потребность в отоплении, а второй рассчитан на использование двух источников тепла. Тепловой насос может эффективно работать до температуры воздуха 25 градусов ниже нуля, в дальнейшем к нему подключают газовый или жидкотопливный котел, компенсирующй снижение производительности.
Отличаются насосы по типу установки. Горизонтальная предполагает, что коллектор находится в горизонтальном положении ниже глубины промерзания грунта. Вертикальный способ - для коллектора бурится вертикальная скважина, в которой он размещается. При водной установке коллектор опускается в озеро или реку ниже уровня промерзания. Это самый малозатратный способ установки, но есть ограничения по глубине водоема и общему объему воды в нем. Время окупаемости теплонасосов составляет 7-9 лет, при сроке службы 15-20 лет до капитального ремонта. Двадцатикиловаттный насос вместе с разработкой проекта его установкой и стоимостью работ потребует затраты в размере примерно 1,5 млн. рублей.
Малая гидроэнергетика
Гидроэнергетические установки состоят из турбины, генератора, системы автоматического управления. Бывают русловыми или приплотинными, использующими энергию свободного течения реки, перепады в уровне водоема на объектах сельского хозяйства. Малые и микроГЭС могут обеспечивать электричеством дачные поселки, фермерские хозяйства, небольшие производства. Стоимость оборудования от 50 до 390 тыс. рублей, строительно-монтажных работ - 14-15 млн. руб. , окупаемость через 3,5 – 8 лет.
Получение электричества из биотоплива
Биотопливо получают путем нескольких способов переработки биомассы к которой относят все вещества растительного или животного происхождения. Технология получения электроэнергии и тепла предполагает, что вырабатываемый в процессе газификации сырья газ поступает в газовый двигатель, который приводит в движение электрогенратор, а охлаждающая вода по мере своего нагревания поступает в систему теплоснабжения дома. Стоимость оборудования электростанции, его установка и обслуживание составят от 100 до 150 тыс. рублей, окупаемость такого способа получения энергии при разной мощности и стоимости сырья находится в районе 2,5 – 5 лет.
Ветрогенраторы
Обоснованность установки определятся на основании анализа среднегодовых и среднемесячных показателей скорости ветра в регионе, рельефа местности, необходимого количества электроэнергии. Большинство ветряков способны эффективно работать при минимальной скорости ветра 3 м/с., она является средней для большинства регионов России. В настоящее время разработаны установки, которые работают при стартовой скорости 0,85 м/с. Использование ветрогенераторов наиболее эффективно в качестве дополнительного источника энергии. Стоимость оборудования и его установки 280 тыс. руб. – 1 млн. руб., которое окупится при среднегодовой скорости ветра 4 м/с после 1.5-2 лет эксплуатации, а в качестве дополнительного источника энергии при ветре 4 м/с через 8 лет.
| 