Альтернативная энергия для дома и дачи - Строительство и ремонт - Каталог статей

Мы знаем, что еще на заре советской власти в самые отдаленные районы пришла «лампочка Ильича»: с этого начиналась электрификация всей страны.

Правда, в суровые годы перестройки всеобщую электрификацию порушили охотниками за металлом, которые воровали кабель с многокилометровых сетей, оставляя без электричества населенные пункты.

          Иные до сих пор не оправились от разрухи. Где-то выделяют землю под застройку, а проведение коммуникаций планируется только в перспективе. С приходом кризиса, перспектива отодвигается все дальше в светлое будущее…

          Таким образом, есть причины задуматься об альтернативной энергетике. Тем более что в ряде случаев она может оказаться более эффективной и экономичной, чем традиционная. Не говоря уже о резервной функции альтернативной системы: ведь кабель могут «унести» и сегодня, да и аварии на ветхих сетях не такая уж редкость.
         Что любопытно: автономное водоснабжение и канализация загородного дома — дело совершенно обыденное.

        А вот строиться в «чистом поле», куда не дотягиваются электрические сети, рискуют немногие. Хотя в России есть немало отдаленных поселков, где нет и поныне стабильного электроснабжения. Свет в дома поступает от небольшой дизельной электростанции всего на несколько часов в сутки. Топливо завозят на вездеходах. Отопление — печное.

       По мнению экспертов, самым оптимальным потребителем энергии солнца и ветра может быть гостиница на «диком» берегу водоема, либо в горах, которая находится на большом расстоянии от населенных пунктов. Дача в лесу тоже нуждается в альтернативном источнике энергии, но такому объекту сложнее «предоставить» естественные природные ресурсы.

Для ветрогенератора в лесу маловато ветра, ведь, его «тормозят» кроны деревьев. Они же закрывают дачу от солнца, необходимого для работы солнечных батарей. Поэтому для лесной избушки больше подойдут агрегаты, работающие на привозном топливе. Или на «приносном», ведь дрова в лесу всегда под рукой.

         Ветрогенераторы и солнечные батареи

        Ветрогенератор — агрегат, похожий на пропеллер, устанавливают на высокой мачте, выбирая на рельефе самую высокую отметку. Суть в том, что «ближе к небу» происходит более интенсивное движение воздушных масс, т. е. ветер сильней. Лопасти крутятся от дуновения ветра, приводя в движение вал генератора. Чем сильней ветер, тем быстрее вращаются лопасти, а значит, выше напряжение, больше сила тока и больше энергии генерирует агрегат.

         Система накапливает электричество. Аккумуляторы заряжаются в ветреную погоду, а затем, по мере надобности, энергию используют потребители. Разумеется, что климатические условия («количество ветра»), мощность ветряка и запросы пользователей должны быть сбалансированы между собой. Хотя нередко встречаются комбинированные альтернативные энергетические схемы. Например, когда рядом с домом устанавливают ветряк, а на крыше монтируют солнечные батареи. Вся полученная энергия поступает в аккумуляторы. Система генерирует энергию практически в любую погоду.

         Но иногда в систему, наряду с природными «поставщиками» электроэнергии, включают агрегаты, работающие на «рукотворных» энергоносителях. Например, газогенераторы или дизели. Их подключают к работе, если резко увеличивается потребление энергии, или много дней стоит безветренная, либо пасмурная (плохая для солнечных батарей) погода.

        Правда, мощные ветрогенераторы, от которых можно запустить систему отопления, удовольствие пока еще дорогое. Да и ветра должно быть достаточно. По оценкам экспертов, для работы электрокотла необходим ветрогенератор, который стоит порядка миллиона рублей. То есть цена соизмерима со стоимостью «средненького» дома. А это дороговато для среднего класса. Соответственно, для отопления большой усадьбы стоимость ветряков будет еще выше. По мнению экспертов, мощный ветрогенератор более оптимален для небольшой гостиницы, или для другого обособленно стоящего коммерческого объекта, особенно в сочетании с солнечными батареями на крыше.

         Для «летней» категории дачников подойдет бытовой ветрогенератор. По оценкам экспертов, его мощности должно хватать на освещение дома, и цена умеренная. Но для отопления здания энергии бытового ветряка недостаточно. Для установки бытового ветрогенератора не нужно получать разрешения. Если хозяева только в летнее время приезжают на свою дачу, удаленную на приличное расстояние от благ цивилизации, то установку бытового ветряка эксперты считают целесообразной. Это дешевле, чем тянуть многокилометровую проводку, на что потребуется масса согласований.

       Как мы уже говорили, удачным «партнером» ветрогенератора для автономной «добычи» энергии могут послужить солнечные батареи. Их стоимость колеблется (в среднем) от 10 000 до 40 000 рублей за штуку, в зависимости от мощности и других параметров. Разумеется, максимальную мощность батареи могут выдавать только в том случае, если солнечное излучение поступает на их поверхность в «полном объеме». По оценкам экспертов, максимум солнечного света, например, в Подмосковье, приходится на май и июль, а самые бессолнечные месяцы — это декабрь и январь.

       Вообще Москва по «солнечным» показателям один из аутсайдеров в средней полосе и Нечерноземье: столицу с легкостью обходят Рязань и Воронеж. Ну а с южными регионами вообще нет смысла тягаться. Отсюда понятен вывод: чем южнее жилище, тем эффективнее работа солнечных батарей. А ветрогенераторы, наоборот, хороши в более северных районах, где много ветра. Хотя частая ветреная погода бывает не только на Севере. Есть районы, например, в Поволжье, где почти всегда дует небольшой ветерок.

        Чаще солнечные батареи устанавливают на крыше здания, но иногда рядом с домом: батареи, по возможности, ориентируют в южную сторону, где больше солнца. Рассчитывать сколько нужно батарей, и какой мощности (с учетом других источников энергии) должны специалисты. За основу, как правило, берется количество электроприборов, которые будут функционировать в доме, и их мощность. Причем, это не только видимые глазу бытовые приборы, но и, например, насосы, необходимые для работы системы водоснабжения и канализации. А также же отопительные приборы для холодного времени года.

         Существуют комплексные установки, которые включают в себя ветрогенератор и солнечные батареи почти «под одной крышей». Мачту ветрогенератора устанавливают рядом с небольшим модульным зданием технического назначения, крыша которого «устлана» солнечными батареями. Внутри дома установлены системы накопления электроэнергии, конвекторы, которые преобразуют напряжение в требуемые 220 Вт, и другое оборудование. Автономные системы такого типа так и называются «завершенные энергетические модули».

     По оценкам экспертов, энергохимические элементы, которые нередко используются в качестве накопителей энергии в подобных системах, более эффективны, чем аккумуляторные батареи. Они способны лучше отдавать энергию в период пиковых нагрузок, а также хорошо накапливать в «спокойное» время, и эффективней сохранять.

       Промышленность выпускает различные типоразмеры комплексных установок, которые проектировщики адаптируют к конкретным условиям. Например, в южных солнечных регионах крышу здания оборудуют более мощными солнечными батареями. А на севере, где солнце бывает нечасто, мощность солнечных батарей значительно ниже, а вот конструкция верогенератора рассчитана на производство большего количества энергии. Эксперты поясняют, что иногда целесообразно применять энергоустановки разных типоразмеров даже на соседних участках. Ведь один дом может находиться на более высокой отметке, где ветрено, а другой под горкой, ограждающей строение от «розы ветров».

         Разумеется, выбор энергетического модуля также зависит от количества энергии, потребляемой в пиковые нагрузки, и в целом за определенный период. Все расчеты, конечно, делают специалисты. Производители модулей, как правило, готовы сами доставить в отдаленный район комплексную установку. А также установить мачту ветрогенератора (а это довольно сложная конструкция с системой противовесов) и модульный «солнечный» домик с батареями на крыше. Правда, эта «автономка», в зависимости от типоразмера, будет стоить не одну сотню тысяч рублей. А иногда больше миллиона.

            В нашей стране завершенные энергетические модули пока не находят широкого применения, а вот в западных странах это направление развивается более эффективно, поскольку там электроэнергия, полученная обычным путем, стоит достаточно дорого. Но наибольшим спросом, по оценкам экспертов, такие установки востребованы сотовыми компаниями, которым в условиях жесткой конкуренции для лучшего покрытия сети приходится возводить башни с устройствами связи, что называется, в чистом поле.

Разумеется, что установкам требуется электроэнергия. Тянуть кабель слишком дорого, поэтому завершенные энергетические модули вполне себя оправдывают.

          Современная промышленность выпускает большое количество систем, преобразующих солнечную энергию. Например, есть автономные переносные солнечные электростанции различной мощности, преобразующие солнечную энергию в электрическую. (Это гораздо более дешевые и мобильные системы, чем комплексные установки). Электроэнергия накапливается и хранится в аккумуляторной батарее. В развернутом состоянии «складные» батареи имеют площадь в несколько квадратных метров.

Они предназначены для освещения полевых помещений, отдельно стоящих объектов, также хороши для охоты и рыбалки, особенно если у рыбаков и охотников есть пристанище. Также переносные солнечные батареи пригодны для отдаленной летней дачи, в которой не предусмотрено отопление.

         Значительно большую мощность имеют мобильные солнечные электростанции. Как правило, их оборудуют на автотранспорте. Есть модификации, которые преобразуя солнечную энергию в электрическую, накапливают и хранят ее в буферной батарее. К потребителю энергия поступает через преобразователи напряжения либо коммутационные устройства.

          В основном мобильные солнечные батареи используют для промышленного назначения, либо при чрезвычайных ситуациях. В солнечных краях от передвижной батареи, имеющей достаточную мощность, могут запитать мобильный госпиталь. Также их используют для геологических баз, отдаленных строек, при сельскохозяйственных работах, и для других производственных целей.

Разумеется, для одного отдаленного домика нецелесообразно держать «целую» мобильную электростанцию. Если же на «диком» солнечном берегу имеется несколько «дружественных» фазенд, тогда есть смысл рассмотреть эффективность применения передвижной «электрической» машины.

          Ведь в межсезонье одиноко стоящие постройки нередко подвергаются нападению вандалов, поэтому хозяева стараются не оставлять в них дорогостоящие вещи, а тем более, оборудование. Кстати, мобильная электростанция для такого случая не обязательно должна работать от солнечной энергии. На практике чаще применяют передвижные станции, работающие на дизтопливе или бензине. В данной ситуации, имея «свои колеса», электростанция может «сама» подвозить к отдаленному месту энергоресурсы. Обычно такие агрегаты устанавливают на грузовых внедорожниках.

        Конечно, для отдаленной дачи пригодны и другие источники альтернативной энергии. Те же дизельные или бензиновые генераторы вполне могут существовать отдельно от грузовой машины. Также есть смысл «обозреть» близлежащие природные ресурсы, например, сухие деревья. Особенно когда хозяева навещают свою «фазенду» круглогодично, а значит нужно обогревать дом.

          Недостатки энергоустановок

         Эксперты отмечают некоторый дискомфорт, возникающий от применения мощного ветрогенератора, из-за шума, который создают быстро вращающиеся лопасти и вся работа системы. Впрочем, на время пребывания хозяев в доме генератор можно отключить, если он уже накопил достаточно энергии. Как мы знаем, солнечная и ветро- энергетика имеют более широкое распространение на Западе, чем в России. Там есть целые поля (т.е. электростанции) уставленные ветрогенераторами или солнечными батареями.

И дело не только в дороговизне нефтяных и газовых энергоресурсов. Забота об экологии, пока не очень актуальная (увы) для России, толкает европейцев к освоению «безвыхлопной» энергии.

           По мнению экспертов, один из недостатков оборудования, необходимого для получения «природных» энергоресурсов, состоит в том, что нет широкой сети производителей, поставщиков и обслуживающих организаций. К примеру, если поломанную солнечную батарею еще можно как-то самостоятельно демонтировать и снять с крыши, то с ветрогенератором все сложней. Да и в целом организовать ремонт данного оборудования, найти необходимые запчасти, не так-то просто. Тем более что агрегаты применяют, как правило, на весьма удаленных объектах.

          Поэтому во многих отдаленных районах, а также в качестве резервных установок чаще используют генераторы, работающие на горючем топливе (для резерва нередко используют аккумуляторы). «Горючие» энергоносители — это скорее традиционные виды энергии для «автономки», чем альтернативные. Конечно, у них есть свои недостатки. В первую очередь — выхлопы, а также необходимость постоянно подвозить энергоресурсы (с неба не светят, ветром не надует…). К тому же многие топливные агрегаты шумят еще громче, чем ветряные.

            Альтернативная тепловая энергия

Дровяное отопление трудно назвать для России «альтернативным источником энергии», и все же… Ведь на смену печам пришли дровяные котлы с автоматической подачей дров, и дальнейшим поступлением нагретой воды в стандартную систему отопления: с радиаторами и трубопроводом. Автоматическая система поддержки огня в котле избавляет хозяев от необходимости все время быть начеку. А иначе, догорит полено, огонь погаснет, а потом разжигай печку снова…

Такая проблема характерна для обычного печного отопления, которым, как и сотни лет назад, обогреваются огромные российские просторы, расположенные не так уж далеко за МКАД.

          А вот современный дровяной котел встречается реже. Он имеет контейнер, из которого дрова в автоматически режиме подаются в печь. Расход дров примерно такой: пять, шесть поленьев хватает, чтобы обогревать всю ночь загородный дом средних размеров. Но все же, один раз в сутки придется «подбрасывать дровишек». Размер контейнера нередко рассчитан на суточный объем дров, которые автоматика будет постепенно забрасывать в котел. Но это, по оценкам экспертов, усредненный домашний вариант. Бывают промышленные котлы гораздо большей производительности.

Есть современные виды котельного оборудования, поддерживающие заданную температуру в автоматическом режиме: датчик дает сигнал прикрыть заслонку, и дровишки горят «потише». Новые модели котлов оснащены дополнительными камерами, и конструктивно выполнены таким образом, что греет не только огонь, но продукты горения, циркулирующие внутри печи. Их не отпускают «так просто» в дымоход, пока газы окончательно не отдадут тепло. То есть дровяные котлы, в некоторой степени, эффективней, чем русская печь. Хотя, с другой стороны, кирпич удерживает тепло лучше металла.

           Однако встречаются конструкции котлов, довольно массивные, у которых огнеупорная кирпичная кладка находится, что называется, в сердце агрегата. Разумеется, ее предназначение — удерживать тепло как можно дольше. Есть модификации, у которых предусмотрена функция подсушки дров: это происходит на транспортере, в тепле и сухости, перед подачей в топку. Очень удобно, ведь обычно для хранения дров предназначены неотапливаемые сараи.

Подача дров также автоматическая: на конвейер они подаются из бункера. Конвейер движется медленно, и в определенный момент, когда крайнее бревно уже основательно просушилось, транспортер «роняет» его в топку. А следом продвигаются наиболее подсушенные бревна.

       Также рынок предлагает многофункциональные котлы, готовые работать на различных видах топлива. Например, на газе или солярке. В зависимости от вида топлива, меняется только горелка. Есть котлы, работающие на мазуте, угле, опилках, пиллетах (это брикеты, сделанные из отходов переработки древесины), торфе и других видах топлива.

В отдаленные места, для автономно работающего котла, энергоносители доставляют в специальной таре, предназначенной для транспортировки определенного вида топлива. Автоматическая подача в котел угля и других энергоносителей также широко внедряется производителями котельного оборудования.

         Альтернативное отопление в многоквартирном доме

         В большей части России пока еще не нашло широкого применения отопление многоэтажных зданий «другим» способом. На заре перестройки хлынули во многие города страны европейские фирмы, которые активно предлагали срезать батареи и устанавливать электрические конвекторы. Ведь конвекторы не только греют, но и правильно «распространяют» теплый воздух по всему помещению: снизу «забирают» холодный воздух, а вверх уходит нагретый. Благодаря циркуляции воздуха помещение прогревается более эффективно.

          Правда, импортная техника не всегда выдерживала наши скачки напряжения, а бытовые стабилизаторы тогда еще (до всеобщей компьютеризации) были в новинку. Но главная проблема заключалась в другом. Новая система была эффективна до тех пор, пока в постперестроечной России были «социалистические» цены на электроэнергию.

Но вскоре ценовая политика изменилась, и многие повесили на место отрезанные батареи. Одним из плюсов электрообогрева была возможность автоматического регулирования, то есть отключения и включения приборов в нужное время. Но сейчас подобные схемы реализуют и при центральном отоплении. Нужно только сделать некоторые вложения в отопительную систему.

           Сейчас совершенно иные, можно сказать, альтернативные подходы широко практикуют в Прибалтике и даже в Калининградской области. Новые здания проектируют с расчетом на автономное отопление каждой квартиры. Проектировщики предусматривают место для установки газового котла, а также усиленную вентиляцию и дымоходы. Причем, автономное отопление каждой квартиры для новых многоэтажных зданий в Калининградской области не исключение, а скорее правило.

Исключение — это центральное отопление, которое используют, если к дому не подведен газ. Впрочем, даже в таких случаях проектом нередко предусматривают индивидуальные электрокотлы для каждой квартиры.

         Многие старые здания также переводят на автономное отопление каждой квартиры, если позволяет планировка: ведь, кроме места для котла нужно еще «организовать» хорошую вентиляцию и дымоход. Эксперты считают, что жители анклава активно перенимают опыт европейских соседей, тем более что в странах Прибалтики проблема дороговизны энергоресурсов возникла еще в начале 90-х годов.