Несколько слов о других источниках электроэнергии.

Сколько времени будет служить такой комплекс энергообеспечения?

• Солнечные батареи могут служить более 50 лет. Приобретенная мной солнечная батарея была выпущена в 1988 году, в данное время, через 27 лет сохранила все свои параметры.
• В ветроустановках через 7-10 лет могут выйти из строя только трущиеся детали - подшипники.
• В термоустановках отсутствуют трущиеся детали. Применяемые в атомных электростанциях термопары не подлежат замене. Их замена предусмотрена только в случае остановки атомного реактора. Атомные электростанции существуют на земле несколько десятков лет.
• Срок службы аккумуляторов автомобильных, при правильной их эксплуатации, достигает 5 – 7, стационарных 10-15 лет.

Причем аккумуляторы не единственный накопитель электричества, существующий сегодня. Около 20 лет назад были изобретены, но не нашли развития конденсаторные системы. В данное время существуют только опытные образцы, которые используются на некоторых военных объектах для запуска дизельных генераторов. Не нашли они развития из-за отсутствия должной технологии производства, вследствие чего присутствует высокий процент бракованных изделий. Сложность производства таких конденсаторов еще в том, что не выдержанная технология изготовления дает о себе знать только по истечении длительного времени – один – два года. Поэтому до сих пор популярны аккумуляторы, так как они более надежны.

Несколько слов о других источниках электроэнергии.

Если поблизости от поселения протекает речка или ручей, для производства электроэнергии выгодно использовать энергию течения воды, устанавливая микрогидроэлектростанции - микроГЭС. Они имеют мощность от единиц до десятков кВт и по стоимости и эксплуатации могут оказаться выгоднее ВЭС. Ценным их качеством является независимость от погодных условий и равномерность выработки энергии во времени, т.к. скорость течения  более постоянная величина, чем скорость ветра или поток солнца. МикроГЭС бывают погружные, которые устанавливаются на дно реки, деривационные, или рукавные, использующие гибкую трубу для формирования водного потока большой скорости вне ручья и свободнопоточные, которые плавают на поверхности реки. Они очень надежны, долговечны, просты в эксплуатации и сравнительно дешевы, порядка 7000 $ за ГЭС мощностью 10-15 кВт. Одна такая ГЭС может обслуживать до 10 домов и более.

В последнее время появилось много новых конструкций печей медленного горения с высоким к.п.д. (до 80%), использующих эффект газогенерации - «Буллериан», «Чудесница», «Уют», «Вологда» и др. Они позволяют отапливать большие объемы помещений одной небольшой заправкой топлива. Например, самый малый «Буллериан» способен отапливать помещение объемом 100 м3 в течение 10-12 часов при массе одной закладки растительного топлива всего 4-5 кг – это одно полено. Причем, в качестве топлива могут служить дрова, древесные отходы, макулатура, прессованная солома и пр. Сюда надо добавить и низкую стоимость таких печей. Малый «Буллериан», например, стоит около 5000 рублей. Газогенераторные печи снабжены системой труб и воздуховодами, обеспечивающими подачу теплого воздуха в разные помещения для их быстрого нагрева, имеют малый вес (десятки кг), просты в монтаже и эксплуатации, а также надежны и долговечны. Печи могут оборудоваться конфорками для приготовления пищи и водяными резервуарами для нагрева воды. Примером такой печи может служить «Вологда-2м». Также с такой печью можно использовать термогенератор электричества.

Возможные пути достижения тепла и горячей воды.

Отличительная особенность дома в родовом поместье состоит в существенно более высоких требованиях к сохранению тепла, чем в обычном доме. Тепловое сопротивление ограждающих конструкций такого дома должно быть в 5-6 раз выше, чем у стандартного дома из кирпича. Для увеличения теплового сопротивления должны быть использованы эффективные утеплители, различные конструктивные решения крепления окон, дверей, стыков, тамбуры и т.д. Большую роль в сохранении тепла играет тепловая инерция дома, которая обеспечивается термической массой в виде тяжелого материала корпуса дома - стен, фундамента и дополнительных аккумуляторов тепла. Летом эта же инерционная масса защищает дом от перегрева. Интересны в этом отношении дома с земляной обвалкой и каркасом из грунтоблоков или дерева, которые обладают значительной инерционной массой и высоким тепловым сопротивлением.

Есть и другие способы сохранения тепла. Это и ограничение числа отапливаемых помещений, это использование приема, называемого буферным зонированием, который предполагает пристройку различных не отапливаемых или частично отапливаемых подсобных помещений вокруг дома. Это и теплица с южной стороны, которую предусматривают практически все проекты экологических домов, и веранды с востока и запада.

Необходимо учитывать и розу ветров, т.к. потери за счет уноса тепла ветром весьма велики. Поэтому стену, расположенную против господствующего направления ветра следует делать глухой и закрывать буферной зоной, обычно это гараж или мастерская. В нашей области преобладают ветры северо-западного направления, поэтому гараж необходимо пристраивать к северной стене дома.

В качестве активных элементов в системах солнечного отопления и получения горячей воды используют специальные устройства, служащие для преобразования солнечной энергии в тепловую и называемые солнечными коллекторами. Они бывают воздушные и водяные и устанавливаются обычно на крыше или в стенах дома и теплицы, хотя существуют варианты установки их рядом с домом на специальном каркасе.

Типичная схема активного отопления состоит из воздушного солнечного коллектора, воздуховодов, вентилятора и галечного аккумулятора. Если температура в помещениях недостаточна, то горячий воздух из воздушного коллектора подается в комнаты и нагревает их. Если в помещениях тепло, то горячий воздух, минуя комнаты, поступает в тепловой аккумулятор.

Главный элемент системы воздушного обогрева – солнечный коллектор. Его конструкция очень проста. Это плоский тонкий ящик, дно которого снаружи теплоизолировано, а изнутри покрыто материалом с большим коэффициентом поглощения солнечной энергии, в простейшем случае это покрашенная черной краской поверхность. Сверху ящик закрыт стеклом или другим прозрачным материалом. Видимый свет, проникая сквозь стекло, поглощается черной поверхностью, превращается в тепло и нагревает воздух в замкнутом объеме коллектора (парниковый эффект). В верхней части коллектора расположена трубка для выхода горячего воздуха, а в нижней – для входа холодного. Воздушные коллекторы просты и дешевы, производство их несложно, возможно даже самостоятельное изготовление. Поэтому, несмотря на низкий к.п.д., использование их весьма целесообразно.

Для приготовления горячей воды и, дополнительно, для отопления в холодное время года нужна тепловая установка на основе водяного солнечного коллектора. Такая система бывает двух видов: с естественной и принудительной циркуляцией жидкости.

Система с естественной циркуляцией содержит водяной коллектор, систему труб и бак-аккумулятор, который размещается примерно на 60 см выше коллектора. За счет того, что нагретая в коллекторе вода легче холодной, поступающей в него из бака, возникает конвекция. Возникающий при этом непрерывный замкнутый цикл подобен тому, что происходит в системах отопления частных домов с газовым котлом. Система с естественной циркуляцией не требует перекачивающего насоса, но накладывает ограничения на конструкцию и монтаж из-за необходимости размещения тяжелого бака аккумулятора на крыше выше коллектора и необходимости хорошей теплоизоляции. Поэтому она обычно применяется для летнего душа, летней кухни и т.п.

В самом же доме используется солнечная водогрейная установка с принудительной циркуляцией. Она отличается от системы с естественной циркуляцией наличием насоса и блока терморегулирования. Каждый раз, когда температура в коллекторе достигает определенного уровня, включается насос и вода в системе прокачивается до тех пор, пока температура не опустится до номинального значения, после чего насос снова выключается. Горячая вода, циркулирующая по замкнутому контуру коллектор-бака, одновременно используется для хозяйственных нужд и отопления (в этом случае в систему труб, соединяющих коллектор с баком, врезают радиаторы отопления). В этой системе бак накопитель может находиться в любом месте, т.к. для прокачки воды используется насос. Однако зимой эксплуатация такой системы затруднительна из-за возможности замерзания воды. Можно использовать вместо воды незамерзающую жидкость, но тогда система не будет давать горячую воду.

Для исключения такого недостатка чаще используются двухконтурные системы. В них бак-аккумулятор второго, хозяйственного контура нагревается теплообменником, входящим в первый контур, связанный с солнечным коллектором и использующим антифриз. При этом также легче следить за расходом воды, регулировать ее температуру, удобно располагать дополнительный резервный нагреватель, например, газогенераторную печь или электронагреватель.

Жидкостный солнечный коллектор более сложен, чем воздушный. Его поглощающая поверхность совмещена с системой трубок, в которых нагревается вода. Существует большое разнообразие конструкций водяных коллекторов, отличающихся тепловыми характеристиками, надежностью, долговечностью. Мы упомянем лишь выпущенный недавно предприятием СКБ «Гелиопласт» полипропиленовый коллектор, отличающийся высокой надежностью, долговечностью, экологичностью и низкой стоимостью (60 долл. за 1 кв.м). Это самый легкий коллектор из существующих. Его вес всего 6 кг для стандартного размера в 1 кв.м.

Как уже говорилось, неотъемлемой частью отопительной системы экодома является тепловой аккумулятор. Необходимость его использования вызвана колебаниями температуры в солнечных отопительных системах в течение суток и в зависимости от времени года. В простейшем случае аккумулятором являются массивные элементы конструкции дома, такие как печь и внутренние части его корпуса, сложенные из тяжелого материала с высокой теплоемкостью, например, кирпича или грунтоблоков. Они используются для увеличения тепловой инерции дома. В основном, это суточные аккумуляторы.

В качестве сезонных аккумуляторов используются резервуары с водой, контейнеры с гравием и галькой, соли, обладающие низкими температурами фазового перехода. На одном гектаре будет достаточно места для размещения таких аккумуляторов.

И В ЗАКЛЮЧЕНИИ….

Собранная мной информация позволяет осуществить коммерческий проект по сборке и производству комплектующих солнечных батарей, ветроустановок, аккумуляторов, преобразователей напряжения, модернизации бытовых приборов, а также по независимой и энергосберегающей электрификации частных домов, коттеджей, отдельно стоящих торговых павильонов и комплексов. И все это при минимальном количестве вложенных денежных средств. Некоторые технологические процессы необходимо производить в отсутствие пыли и вредных веществ в воздухе. Этого можно добиться в экопоселениях, за городом, но не в городе.

Поэтому заинтересованных лиц специалистов, менеджеров, спонсоров прошу обращаться ко мне, для доведения проекта до ума и воплощение его в жизнь.