Альтернативная энергия: обзор вариантов для загородного дома

Зеленая энергетика стала одним из главных трендов последнего десятилетия, сочетающим в себе заботу об экологии и поиск альтернативных решений для замены невозобновляемых источников энергии.

РЕГУЛИРОВАНИЕ, АНАЛИТИКА, РАСЦЕНКИ

В 2021 году немецкие исследователи прогнозировали, что Россия сможет полностью перейти на возобновляемые источники энергии к 2050 году. Однако данные за 2022 год свидетельствуют о том, что доля альтернативной энергетики в России составляет менее 0,5% от общего энергетического рынка. Даже в самом благоприятном сценарии, к 2030 году эта доля прогнозируется на уровне 2%.

КОГДА ЗАКОНЧИТСЯ НЕФТЬ?

В мире существует несколько основных источников энергии, и большинство из них являются невозобновляемыми. Нефть и газ, которые являются одними из таких источников, не бесконечны. Усредненные оценки от различных экспертов указывают на то, что запасы нефти и газа исчерпаются примерно через 70 лет. Однако с углем ситуация немного лучше, поскольку его запасов хватит еще примерно на 300 лет.

В то же время активно разрабатываются и внедряются новые технологии, что может значительно увеличить сроки использования энергетических ресурсов. Например, в настоящее время добыча нефти осуществляется на глубине 3 км, тогда как в 1980-х годах нефть добывали на глубине 1,5 км, а в начале прошлого века — вручную, рыли колодцы и черпали ведром.

Альтернативная энергетика, также известная как зеленая или возобновляемая, предлагает решение потенциальной проблемы исчерпаемости нефти и газа. В отличие от традиционных источников энергии, зеленая энергетика не загрязняет океан тоннами разлитой нефти и не причиняет вреда озоновому слою.

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ

Энергия Солнца, достигающая Земли, многократно превышает потребности всей планеты. Для того чтобы использовать солнечную энергию, применяются солнечные батареи и коллекторы, которые при помощи полупроводников преобразуют энергию Солнца в электроэнергию. Хотя очевидно, что солнечные панели наиболее эффективны летом, их можно применять круглый год, даже в условиях тумана и облачных дней. Существуют также солнечные станции, которые работают без аккумулятора, питаясь напрямую от сети. Они стоят значительно дешевле, но их нельзя использовать как единственный источник энергии.

Солнечные батареи доступны для приобретения в виде готовых комплектов или отдельных фотоэлементов, которые требуют самостоятельной сборки в общую цепь. Фотоэлементы могут быть монокристаллическими или поликристаллическими. Монокристаллические фотоэлементы обладают более высоким КПД, но они наиболее эффективны в условиях постоянного освещения. Поликристаллические фотоэлементы имеют более низкую эффективность и срок службы, однако они лучше приспособлены к использованию в облачную погоду.

Солнечные панели устанавливаются под определенным углом, причем более крутой угол предпочтителен для регионов, находящихся дальше от экватора, в то время как ближе к экватору угол наклона будет меньше. Наиболее распространенным местом крепления панелей является крыша дома или другие постройки.

ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ

Ветряные мельницы, прародители ветрогенераторов, были известны с IX века. Современные ветрогенераторы сохраняют свою громоздкую структуру и, в отличие от солнечных панелей, требуют отдельной площадки для установки. Их редко устанавливают на крышах домов, только маломощные.

Ветрогенератор, также известный как ветряк, может быть горизонтальным или вертикальным в зависимости от расположения лопастей. Вертикальные ветрогенераторы наиболее распространены, хотя их установка более сложна, но они занимают меньше полезной площади на участке. Также ветряки можно сделать своими руками, в интернете есть немало инструкций. Кустарные модели не так удобны и надежны, но сэкономят часть инвестиций.

Ветряки устанавливаются на фундамент или другую прочную основу. Желательно, чтобы лопасти находились как можно выше, чтобы улавливать больше ветра. По этой же причине ветряки устанавливают в наиболее продуваемом месте, в окружении деревьев они бесполезны.

Ветроэнергетика развивается крайне быстро, за последние 20 лет суммарные мощности ветрогенераторов в мире увеличились в 70 раз.

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Тепловые насосы используются для отопления дома в качестве замены радиаторам и обогревателям, их функция не является альтернативой ветрогенераторам или солнечным панелям. Тепловые насосы извлекают тепло из земли, воды или воздуха и преобразуют его в тепло, которое затем используется для нагрева помещений через нагрев воздуха или батарей.

Соответственно, различают следующие типы тепловых насосов:

Земляные тепловые насосы, которые используют тепло от земли, могут быть вертикальными или горизонтальными в зависимости от расположения труб. Вертикальные насосы требуют более сложной установки, так как необходимо специальное оборудование для бурения отверстий в земле. Горизонтальные насосы занимают большую площадь, но не требуют большой глубины. Тепловые насосы, несмотря на свое название, также могут охлаждать помещения, выполняя функции кондиционера.

ПРОЧЕЕ

Теплогенераторы используются для преобразования тепловой энергии в электрическую. Как электрическая плита, только в обратную сторону. Особенно полезны они в зимнее время, когда постоянно работают дровяные печи и газовые котлы, на которые теплогенераторы, в том числе, и устанавливаются. Помимо этого, такие устройства работают практически на любом твердом, жидком и газообразном топливе. Плюсы теплогенераторов в длительном сроке службе, основной минус — в низком КПД. Подходящие для дома площадью 100 кв. м системы стоят от 200 000 рублей, получать разрешение для их установки не нужно.

Биогазовые установки работают на растительных и животных отходах, которые преобразуются в газ, то есть в энергию. Работа с такими установками требует определенных навыков, поскольку необходимо контролировать температуру и влажность биомассы. Сами установки должны быть герметичными и прочными, чтобы их не разорвало. Стоимость таких устройств начинается от полумиллиона рублей, включая установку. Разрешение на покупку и монтаж также не нужно.

МИКРОГЕНЕРАЦИЯ — ВЕРНУТЬ ДЕНЬГИ ОТ ГОСУДАРСТВА

Каждый житель страны имеет право производить электричество и продавать его в сетевую организацию, при условии, что мощность его устройства не превышает 15 кВт. Регулируется это Постановлением Правительства № 299 от 2 марта 2021 года. В контексте данной статьи это означает, что избыточно произведенную энергию, полученную с использованием ветра или солнца, можно законно продать.

Подготовительный этап для продажи энергии выглядит следующим образом:

Продажа излишков электроэнергии не сделает продавца миллионером, но поможет быстрее окупить затраты, связанные с приобретением солнечных панелей или ветрогенератора.

ВЫВОДЫ

Зеленая энергетика, помимо своей пользы для окружающей среды, несет и вполне конкретную экономию на коммунальных услугах. Строки в квитанциях за электроэнергию и отопление могут значительно сократиться. Это особенно ощутимо для юридических лиц, которые часто сталкиваются с повышенными тарифами.

Высокая стоимость альтернативных источников энергии является одним из их существенных недостатков, особенно когда требуется обеспечить энергией несколько жилых и нежилых объектов.

Существует множество источников зеленой энергии, которые можно адаптировать для использования на земельном участке. Однако необходимо быть реалистами и учитывать особенности каждого региона. Не везде будет достаточно солнечного света или открытых пространств для ветровой энергии, особенно в регионах с большим количеством лесов. Солнечные батареи выгоднее устанавливать в южных регионах России, где много солнца. Равнины центральных регионов России лучше подойдут для размещения ветряных установок.

Узнавайте первыми главные энергетические новости и актуальную информацию о важных событиях дня в России и мире.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал

"ГИС-Профи. Информационное сопровождение предприятий энергетической отрасли"