По оценкам специалистов, всех традиционных энергоресурсов, способных производить тепло, с каждым годом остается все меньше и меньше. Залежей угля хватит на 165 лет, запасов нефти и газа, которые считаются в нашей стране этакой бездонной бочкой, соответственно – на 65 и 50 лет, а главного топлива всех АЭС – урана – всего лишь на 37 лет.

 Поэтому сейчас во всем мире повсеместно принято экономить сырьевые ресурсы. Ученые многих стран пытаются решить эту проблему различными методами, в том числе и с помощью применения альтернативных источников энергии. Наиболее перспективными и доступными, по мнению ученых, являются применение энергий ветра и солнца. Чего-чего, а уж ветров и солнечного света в мире пока предостаточно.

Есть альтернатива!

Несколько лет назад журналиста нашей редакции отправили в командировку на строительную выставку в Лейпциг. И по роду работы ему пришлось много ездить на автотранспорте по городам Германии – Халле, Дрездену, Берлину. Больше всего его поразили не качество жизни, автобаны и знаменитая немецкая пунктуальность. А… огромное количество ветрогенераторов, стоящих как грибы после дождя на бескрайних полях Германии. На вопрос корреспондента "СБМ", зачем так много ветряных мельниц немцам, последовал парадоксальный ответ: "Иметь автономный источник питания значительно дешевле, чем покупать энергию из общих сетей".

И, тем не менее, популярность ветроустановки завоевали далеко не сразу. Первоначально ветрогенераторы использовались в приморских и высокогорных поселках, пустынных местностях, фермерских хозяйствах, в экспедициях, в общем, предназначались для такого типа условий, при которых на строительство стационарной системы электроснабжения ушло бы значительно больше средств, чем на создание автономной. Конечно, определяющее значение имело наличие в той или иной местности устойчивых ветров.

Могучая сила ветра

 Итак, что же представляет собой агрегат, который принято называть ветрогенератором, или ветроэнергетической установкой? Конструктивно он состоит из ветроколеса с лопастями, повышающего редуктора, ветрогенератора, установленного на мачте, инвертора, аккумуляторной батареи. Зачастую, для большей надежности, в состав такой автономной системы электроснабжения включают блоки солнечных батарей и бензиновый (дизельный) электроагрегат.

Принцип действия современного ветрогенератора таков: сила ветра вращает колесо с лопастями, передаваясь через редуктор на вал генератора. Таким образом, реализуется принцип превращения механической энергии в электрическую. Мощность агрегата зависит от размеров ветроколеса, скорости ветра, а также высоты мачты. Выпускаемые в настоящий момент ветрогенераторы имеют диаметр лопастей от 0,75 до 60 метров и более. Инвертор представляет собой узел, который выполняет задачу преобразования электрического тока в синусоидальный и дополнительной стабилизации напряжения. В буфере с инвертором работает аккумулятор, который подает напряжение в сеть нагрузки при отсутствии ветра.

От Америки до России

 За последние несколько лет развитие альтернативной энергетики получило дополнительный толчок. В западноевропейских и скандинавских странах, а также в Америке и Японии уже созданы и уверенно развиваются при поддержке государства ассоциации альтернативной энергетики. Там разработаны и функционируют ветроэнергетические установки мощностью 1,5 и более МВт. Вырабатываемая этим сектором электроэнергия в Бельгии и Дании составляет значительную часть.

 В мире активно применяются так называемые кооперативные ветроэнергетические установки. Это тот самый пример, когда 10-15 семей совместно приобретают ветрогенератор, и в течение дальнейших 15-20 лет экономят на этом до 70% (!) потребляемой из общих сетей электроэнергии (ведь установка автоматически, незаметно для ее владельца, переключает все нагрузки на себя).

 Страны СНГ также делают попытки развить аналогичный сектор энергетики. Это, в первую очередь, Украина, Кыргызстан, Белоруссия, Башкортостан. У нас в России также растет интерес к ветроустановкам. Уже созданы и прошли испытания отечественные модели, такие как ВП-3,72 (объединение "Ветромоторы") и ВЭУ-3, ВЭУ-10 мощностью соответственно 3 и 10 кВт.

Сила нашего светила

 Надо сказать, что в ветроустановках используется еще одна немаловажная деталь - солнечные батареи. Они набираются из различных модулей от 10 до 120 Вт и могут составляться на любую мощность. Вот мы плавно и подошли ко второму по популярности альтернативному источнику энергии – великой силе солнца.

 Солнечная энергия относится к возобновляемым видам энергии и с давних пор используется человеком. Она преобразовывается не только в электрическую, но и в тепловую и механическую, а также широко применяется в химических и биологических процессах. Солнечные установки находят широкое применение в системах отопления и охлаждения зданий, получения горячей и опреснения морской воды, сушки материалов и сельскохозяйственных продуктов. Популярны и установки солнечного горячего водоснабжения, поскольку их легко построить и использовать в личном подсобном хозяйстве.

По способу преобразования солнечной энергии наиболее распространено разделение солнечных систем на пассивные и активные. Пассивные системы используют модификацию традиционных элементов здания для накапливания и распределения тепла. Они требуют незначительного дополнительного оборудования и поэтому более экономичны, хотя и недостаточно производительны. Для их эксплуатации не требуется специального обслуживающего персонала.

Активные системы, даже простейшие, включают в себя значительный арсенал технических средств (плоские водяные и воздушные коллекторы, специальные аккумуляторы тепла, системы распределения тепла и контроля за теплопоступлением).

Используя солнечное сияние

Простейшая система солнечного отопления использует коллекторы, которые работают только во время солнечного сияния и когда здание нуждается в тепле. Такие коллекторы можно на зиму устанавливать на открытых площадках около дома, а летом демонтировать. Они легко крепятся к стенам и крышам уже существующих зданий.

 В любом случае воздух из зданий подается в коллектор, нагревается солнечными лучами и затем поступает снова в помещение. Вентилятор включается по сигналу разности двух температур. В процессе работы системы посылающий этот сигнал датчик определяет, светит ли солнце и достаточно ли нагрет коллектор, чтобы довести воздух до нужной температуры. Второй прибор определяет, нуждается ли помещение в тепле или нет. Этот чувствительный агрегат должен быть настроен на верхний предел термостата. Поскольку солнечное тепло с воздухом должно поступать в помещение тогда, когда его температура достигнет такого уровня, чтобы можно было воспользоваться энергией светящего солнца.

 При детальном проектировании зданий (ориентация, инсоляция и т. д.) должны также учитываться по возможности энергетические требования. "Солнечные дома" необходимо проектировать очень тщательно, и этот принцип надлежит соблюдать в мельчайших деталях. В нашей стране, с ее разнообразием природно-климатических условий, вообще нельзя говорить о "солнечном доме" как некоем однозначном понятии. Недаром в отечественной литературе все чаще появляются термины "энергоактивное здание", "энергоэкономичное здание".

Обзор подготовлен по материалам сайтов www.know-house.ru, www.mensh.ru и информационного отдела журнала "СтройБизнесМаркет".