Дом из будущего в посёлке Растущий

Экология потребления. Усадьба: Когда студенты-слушатели Российско-германской летней энергетической школы, которая прошла в Екатеринбурге, приехали в посёлок Растущий посмотреть на этот чудо-дом, им очень не хотелось уезжать.

Когда студенты-слушатели Российско-германской летней энергетической школы, которая недавно  в Екатеринбурге, приехали в посёлок Растущий посмотреть на этот чудо-дом, им очень не хотелось уезжать. Ещё бы — четыре ветроэнергетические установки, солнечные панели и коллекторы для нагрева воды, да и сам дом по оригинальному проекту, и всё это — на природе… Поневоле захочешь пожить в таком.

— С чего всё началось? — задумался доцент кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии Владимир Велькин.

— Пожалуй, с Чернобыля. После аварии 1986 года интерес к атомной энергетике как-то по-угас. А наша кафедра в энергетическом институте УрФУ до 2012 года называлась кафедрой атомной энергетики, хотя готовить специалистов по возобновляемым источникам энергии мы начали с 1997 года, когда поняли, что надо заниматься и альтернативными видами энергетики. Помнится, на одной из выставок по этой теме премьер областного правительства (в то время Алексей Воробьёв) заинтересовался мобильной электростанцией на базе обычного паровозного генератора.

Его можно было на прицепе привезти в любую деревушку и получать электричество, имея только воду и дрова или уголь. Сказал, проекты-то у вас интересные, а сделать конкретный объект с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) не можете, что ли? Мы к тому времени уже поизучали мировой опыт и решили с нынешним завкафедрой Сергеем Щеклеиным — а давайте попробуем! Щеклеин уже тогда приглядел заброшенный коровник в посёлке Растущем в 20 километрах от Екатеринбурга в сторону Заречного. Вот тогда, в 2000 году, всё и завертелось…

Коровник, в котором скота не было уже лет 15, удалось выкупить у местного агропредприятия по остаточной стоимости да ещё и с землёй около 3 га. Областное правительство помогло с финансированием газовых сетей. С проектом, да и вообще с реализацией помогали многие выпускники кафедры. Учёные сделали эскизы дома и варианты размещения ВИЭ, а сам проект выполняли лицензированные специалисты.

Проекту многие симпатизировали, поэтому и монтажники взяли за возведение второго этажа деньги практически по себестоимости. Получилось восемь двухэтажных квартир, почти 300 квадратных метров каждая, да ещё и разделённые брандмауэрами (противопожарная стена) из кирпича. Постепенно подобралась и команда жителей этого необычного дома, но устанавливать альтернативные источники электричества и тепла стали только закопёрщики — Владимир Велькин и Сергей Щеклеин. Поскольку в посёлке нередко отключали электричество, остальные жильцы дома просто обзавелись мотоэлектрогенераторами.

Итак, что же есть на энерговооружении у наших экспериментаторов?

Солнечные панели российского производства (Всероссийского института электрификации сельского хозяйства). Всего установлено 80 фотоэлектрических панелей по 30 ватт каждая. Стоимость их определяется, кстати, исходя не из площади, а из мощности: один ватт пиковой мощности — три доллара, плюс транспортные расходы, получается около пяти долларов за один ватт. Панели стоят уже 15 лет, есть-пить не просят, постоянно подпитывают аккумуляторы. Угол наклона у них регулируемый.

По идее, лучи солнца должны падать на них перпендикулярно, но оно же движется, приходится корректировать и по углу наклона, и по азимуту. Можно, конечно, установить систему слежения и автоматической корректировки, но это дороговато и съест половину того, что наберут аккумуляторы. Панели стоят и отдельными установками, и на крыше, и даже на окнах. Сейчас стали производить панели и в Чувашии. Собственно, они и раньше производились — в космосе-то отечественные используют, производства объединения «Квант» (Москва), но они дороги для бытового использования — более десяти долларов за один ватт.

От солнечных панелей можно запросто подзарядить автомобильный аккумулятор. 

Ветроэнергетические установки. Их на объекте четыре, три сделали в своём учебно-производственном комбинате (УрФУ). Конструкция не лишена оригинальности: благодаря хвостовику они сами держат нос по ветру, как флюгеры.

Один ветряк на 300 Вт подарил губернатор Эдуард Россель, ему тоже кто-то подарил, но он установкой заниматься не стал. Надо сказать, что на Урале от ветряков мало проку: средняя скорость ветра — 3–5 м/с, а необходимый минимум — 7–8 м/с. Но эксперимент есть эксперимент, надо довести до конца. Один ветряк выполняет ветронасосную функцию — качает воду из пруда для полива огорода; два, мощностью в четыре киловатта, работают каждый на свою квартиру; четвёртый — на общедомовые нужды, например, придомовое освещение.

Благодаря хвостовику ветрогенераторы всегда держат нос по ветру. 

Аккумуляторы. Тут для начала надо пояснить один важный момент. Солнечные панели выдают постоянный ток, где есть «плюс» и «минус». Вся бытовая техника работает на переменном, где «плюс» и «минус» меняются с частотой 50 герц — то, что мы берём дома из розеток. Поэтому солнечные панели и ветроустановки заряжают аккумуляторы, почти такие же, какие стоят в автомобилях. При солнечных панелях используют гелевые аккумуляторы — не от слова гелий, а от слова гель, который используется в качестве электролита. Электроэнергия от ветряков и панелей поступает в аккумуляторы и накапливается.

Дальше два варианта: либо пустить её на освещение светодиодными лампами при 12 вольтах, либо преобразовать в переменный ток, чтобы можно было включать электроприборы. Есть достоинства и недостатки у каждого из вариантов. При использовании постоянного тока — большие потери в проводах. При использовании переменного — значительные потери на инвертирование (преобразование от 12 вольт постоянного до 220 вольт переменного тока). Энергии от солнца и ветра при использовании одного-двух аккумуляторов хватает лишь на минимальные нужды: освещение, связь, радио, телевизор — сутки-двое в зависимости от погоды и времени года. Выход — в наращивании аккумуляторного хозяйства.

Вакуумные солнечные коллекторы для подогрева воды от солнца. Делают их на металлургическом заводе в Каменске-Уральском, выпускающем испарители для холодильного оборудования. Здесь они проходили обкатку и неплохо себя показали. Эффективность коллекторов не хуже германских, а стоимость в три раза меньше. По сути, это двойная трубка с вакуумной прослойкой и теплоноситель (низкокипящая жидкость), который может нагреться чуть ли не до кипятка и отдать тепло циркулирующей через коллектор водопроводной воде. Последняя поступает уже в бак-накопитель в квартире.

Тепловые насосы. Такой пока стоит только в квартире у Сергея Щеклеина. Принцип действия построен на теплофизических свойствах хладагентов — они закипают даже при низких температурах. Таким образом, в пробуренной на 60 метров скважине круглогодично при температуре +7 градусов хладагент закипает и передаёт своё тепло воде второго контура, которая поступает на отопление дома или в умывальник…

Итак, что же у нас в сухом остатке?

— Мы, конечно, рассчитали экономический эффект, — говорит Владимир Велькин. — Если сравнивать стоимость содержания квартиры в 300 квадратов, то получается экономия процентов 40. А если посчитать, сколько вложено в оборудование, то, конечно, пока всё это очень дорого. Но ведь когда-нибудь нефть и газ могут кончиться, надо развивать эти направления. Уже сейчас можно сказать, что для какого-нибудь удалённого поселения будет дешевле установить такой комплекс, чем тянуть ЛЭП или газ на сотни километров. Эксперимент ещё не завершён…

Квартиры отделены друг от друга брандмаурерами — противопожарными стенами из кирпича. опубликовано econet.ru