​Известно, что количество солнечной радиации, падающей на поверхность планеты, в 10 000 раз превышает всё совокупное количество энергии, вырабатываемой человеком. Казалось бы, рост цен на традиционные энергоносители должен нас подталкивать к каким-то техническим решениям, позволяющим добиться в этом плане хоть какой-то экономии за счет солнца.

Поэтому весьма показательно, что в некоторых северных регионах страны такие решения фигурируют в планах развития. В первую очередь в связи с тем, что доставка традиционного топлива в эти места очень сильно сказывается на бюджете, и вообще, делает местную энергетику особо затратной.

Многим из нас до сих пор довольно сложно ассоциировать такие слова, как «Сибирь» и «Солнце». Как мы знаем, некоторые специалисты уверенно заявляют, будто для северных регионов развитие солнечной энергетики совершенно неактуально ввиду того, что с солнцем здесь явный дефицит, а зимы настолько суровы, что без обычного топлива никак не обойтись. Однако это довольно поверхностный взгляд. Да, традиционное топливо здесь необходимо, но и энергия Солнца в суровых северных краях не такой уж дефицит, чтобы ей пренебрегать. А потому соответствующие технические решения вполне уместны и даже актуальны. 

Чтобы заранее снять все скептические замечания по этому поводу, сошлемся на конкретные цифры. Так, согласно результатам исследований Института высоких температур РАН, в число самых «солнечных» регионов входят не только районы Северного Кавказа, но также районы Приморья и Юга Сибири (до 5,0 кВт*час/кв. метр). Больше всего обделены у нас солнечной радиацией северо-западные регионы страны, а также Салехард, восточная часть Чукотки и Камчатка. А вот такие территории, как южные районы НСО, Бурятия, Хакасия, Амурская область, Хабаровский край, обширные территории Красноярского края (вплоть до Магадана), северо-восток Ямало-Ненецкого АО стоят в одном ряду с Краснодарским краем, Ростовской областью и южной частью Поволжья! Показательно, что такие курорты, как Сочи, по среднегодовой солнечной радиации относятся к той же зоне, что и значительная часть Сибири, включая и Якутию (4 – 4,5 кВт*час/кв. метр).  При этом более половины территории РФ (включая многие северные районы) характеризуются среднегодовым ежедневным поступлением солнечной энергии на уровне от 3,5 до 4,5 кВт*час/кв. метр.

Если так, то почему бы этой энергией не воспользоваться?

В качестве наглядного примера можно привести строительство энергоэффективного квартала в поселке Жатай республики САХА Якутия. Об этом опыте было доложено на одной из конференций в Институте теплофизики СО РАН, посвященной вопросам энергосбережения. Конкретно речь шла об экспериментальных малоэтажных домах, оснащенных автономной «гибридной» системой снабжения тепловой энергией, в которой одновременно используются газовые котлы и солнечные коллекторы. Отметим, что в реализации данного проекта активное участие принимали специалисты Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Необходимо сказать, что для республики САХА (ввиду низкой плотности населения и суровых климатических условий) автономное энергоснабжение является нормой. По сути дела, она является ярким примером децентрализованного обеспечения энергией конечных потребителей. Так, по всей громадной территории разбросано порядка 130 автономных дизельных электростанций. Как мы понимаем, использование ВИЭ очень часто идет рука об руку с распределенной генерацией. Во всяком случае, там, где отсутствует диктат со стороны крупных энергетических монополистов, там намного успешнее внедряются различные инновационные проекты, связанные с решением вопросов энергосбережения.

Еще в 2012 году в поселке Жатай был построен и сдан в эксплуатацию первый энергоэффективный 23-квартирный дом, в котором была реализована автономная система отопления от двух газовых котлов. Теплоснабжение от центральных тепловых сетей рассматривалось как РЕЗЕРВНОЕ. Но самым важным было то, что в системе горячего водоснабжения был использован один газовый котел и три системы из последовательно соединенных солнечных коллекторов с двадцатью тепловыми трубками.  Управление осуществлялось в автоматическом режиме.

Солнечные коллекторы были установлены на плоском покрытии дома – с ориентацией на южную сторону. Расстояние между тепловыми трубками выбиралось с таким расчетом, чтобы исключить задержку снега на их поверхностях. Самое интересное, что в качестве резервного источника электроэнергии для циркуляционных насосов использовалась солнечная батарея. То есть работа солнечных коллекторов могла быть синхронизирована с «работой» солнечной панели. Для повышения эффективности предусматривается специальный бак аккумуляции. Вся компоновка для оборудования системы горячего водоснабжения размещалась на площадях технического этажа под покрытием здания (поскольку подвалы – из-за вечной мерзлоты – здесь не устраиваются).  

Как показал опыт эксплуатации данной «солнечной» системы, ее доля в обеспечении дома горячей водой оказалась весьма заметной, особенно (по понятной причине) в летнее время. Так, если в январе и феврале эта доля колеблется от пяти до семи процентов, то в марте она уже превышает 40%, в апреле становится выше 70%, в июне-июле переваливает за 90%, в августе доходит до 100 процентов. Падение начинается с сентября (примерно 77 процентов), и достигает минимума к февралю. В среднем за год горячая вода в этом экспериментальном доме обеспечивается за счет солнца на 75 процентов. Согласимся, что эта немалая величина, особенно для Сибири.

Если такая система показывает очевидные выгоды на территории Якутии, то ее выгоды точно так же должны быть очевидны и для Новосибирской области, где с солнечной радиацией дела обстоят ничуть не хуже (см. выше). Надо сказать, что у нас уже есть примеры использования солнечных коллекторов для горячего водоснабжения. По большому счету, такое оборудование стоило бы включать в комплектацию сибирских домов, причем, не только индивидуальных, но и многоквартирных. Сегодня, когда на уровне правительства затеян пересмотр устаревших советских нормативов, имеет смысл поднять этот вопрос со стороны профильных специалистов и руководителей научных организаций, так или иначе участвующих в обсуждении вопросов энергоэффективности.

К сожалению, в нашей стране хорошие прецеденты на этот счет, когда жители многоэтажек устанавливали на крышах солнечные коллекторы, перевешиваются тяжбами с руководителями управляющих компаний, почему-то упорно встающими на пути подобных инноваций. Как разъясняют специалисты, данное направление у нас как раз губит устаревшая нормативная база. Именно это обстоятельство позволяет противникам инноваций добиваться своего (о мотивах говорить здесь не будем). Соответственно, если курс на использование солнечной энергии подтвердится необходимыми государственными документами, то упомянутые конфликты канут в лету. А значит, наши дома (включая и многоэтажки) ждет реальное инновационное «преображение».

Андрей Колосов

Источники

Еще раз о "солнечной Сибири"
Академгородок (academcity.org), 30/10/2019

Похожие новости

  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    310
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1158
  • 23/11/2018

    Сибирские ученые готовят к внедрению новые технологии для повышения эффективности работы малых котельных

    — В Институте теплофизики СО РАН разработан проект по переводу малых котельных на уголь микропомола — фракции до 20-30 микрон — с применением технологии механоактивации. В этих условиях частички угля горят настолько эффективно, что получается горение, как у газа, — рассказал на пресс-конференции в ТАСС заместитель директора Института теплофизики им.
    687
  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    1542
  • 04/12/2018

    В новосибирском Академгородке внедрили инновационную систему освещения улиц

    "Установка новой системы наружного освещения в Академгородке - хороший пример эффективного применения разработок новосибирских инновационных компаний для городского хозяйства", - считает мэр Анатолий Локоть, который оценил преимущества нового светового оборудования в ходе выездного совещания.
    1371
  • 22/02/2019

    В Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН обсудили новейшие разработки для промышленности

    ​На круглом столе, организованном ИТ СО РАН совместно с департаментом промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска, представители науки и производства обсудили новейшие разработки института, а также вопросы и проблемы взаимовыгодного сотрудничества.
    624
  • 12/09/2017

    Как ученые создают мировой рынок для внедрения своих открытий

    Новосибирский ученый Михаил Предтеченский разработал экономически эффективную технологию, позволяющую сворачивать в нанотрубки графен - углеродный лист толщиной в один атом. Теперь нанотрубки можно производить в неограниченном количестве и добавлять в другие материалы, создавая композиты с небывалыми свойствами.
    1223
  • 01/10/2019

    Переработка мусора: вчера, сегодня, завтра

    ​Проблема утилизации отходов актуальна для всего мира: это связано как с огромным количеством накопившегося мусора, так и с отсутствием на рынке безопасных для окружающей среды и человека, экономически эффективных технологий утилизации мусора.
    394
  • 04/07/2019

    Сибирские ученые создают ветряк для нагревания воды

    ​Сибирские ученые создают ветрогенератор, который может работать при низкой скорости ветра и нагревать воду практически без потерь благодаря преобразованию механической энергии воздушного потока непосредственно в тепловую энергию.
    720
  • 29/08/2018

    В Новосибирске собираются построить аэродинамическую трубу для изучения обледенения самолетов

    ​Аэродинамическую трубу для изучения процессов обледенения при взлете и посадке самолетов планируется построить в новосибирском Академгородке, сообщил агентству "Интерфакс-Сибирь" научный руководитель Института теоретической и прикладной механики им.
    1174