дизайн интерьера
 
Фильтр объектов
Объект:
Площадь, м2:
Дизайнеры:


                                сбросить фильтр




Игорь Петкевич. Солнечный водонагреватель – модная игрушка или эффективный способ сэкономить деньги?

Солнечная энергетика, наряду с ветроэнергетикой, является самой перспективной концепцией получения электрической и тепловой энергии из самого неисчерпаемого, безопасного и доступного источника самыми экологически чистыми методами.

 

В разное время человечество активно внедряло новые источники энергии. Первый бурный переход на новые энергоносители состоялся с 1890 по 1910 год, когда электрическое освещение заменило газовые светильники. Этот переход привел к промышленной революции в большинстве развитых стран мира. В настоящее время человечество переживает очередной этап перехода на новые источники энергии, который начался в 1990-е годы. Особенность этого этапа заключается в его экологической направленности – уменьшение загрязнения окружающей среды, существенное сокращение выброса в атмосферу парниковых газов. На этом этапе человечество должно внедрить в повседневную жизнь возобновляемые экологически чистые источники энергии, прежде всего, энергию ветра и солнца.

 

Известно, что мощность солнечного излучения, достигающего поверхности земли в виде прямого и рассеянного в атмосфере света, составляет 1,7х10?? кВт. Это примерно в 500 раз превышает предельную потребность всего человечества во всех видах энергии. Если оценить всю солнечную энергию, которую наша планета получает за один год, то она составит 1018 кВт*ч, что примерно в 10 раз больше энергии всех разведанных и неразведанных источников ископаемых топлив, включая и расщепляющиеся вещества. Это вечный, неиссякаемый, бесплатный источник энергии. Только в течение одного безоблачного дня на 1 м? поверхности Земли Солнце отдает до 10 кВт*ч тепловой энергии. Для наших широт в период март-сентябрь (7 месяцев) по данным NASA в день на 1 м? поступает в среднем 4,1 кВт*ч тепловой энергии, или 1000 кВт*ч суммарно по году. И это только на 1 м? поверхности! Кроме того, важным фактором является абсолютная экологическая чистота получения энергии и отсутствие природных дисбалансов, характерных для традиционных методов выработки энергии (перекрытие рек, разрушение земной коры, осушение болот и пр.). Если использование природных энергетических ресурсов планеты медленно, но неуклонно приводит к нарушению экологического равновесия в природе, а в обозримом будущем станет просто невозможным, то отбор солнечной энергии даже в предельных для цивилизации количествах наше светило просто не почувствует на протяжении еще многих миллионов лет.

 

У ученых и практиков уже не осталось сомнений, что производить электрическую и тепловую энергию за счет солнца в странах, сравнимых по освещенности с нашей республикой, вполне целесообразно. Продолжительность солнечного сияния в Беларуси составляет в среднем за год 1730-1950 часов, возрастая к юго-востоку. Она минимальна в осенне-зимний период (когда бывает до 20 дней в месяц без яркого солнца), а в остальные дни насчитывает в среднем по 3 часа. В мае-июле солнце не показывается только 1-3 дня в месяц, при этом в отдельные дни продолжительность сияния достигает 16 часов. Май, июнь и июль вместе дают примерно 48% годового прихода суммарной солнечной радиации, а ноябрь, декабрь и январь – только 5%. Уровень освещенности в Беларуси выше, чем в Германии. Анализ многолетних исследований показывает, что потенциальная эффективность использования солнечной энергии у нас только за счет благоприятных условий инсоляции на 10% выше, чем в Польше, Нидерландах, и более чем на 17% – чем в ФРГ, Бельгии, Дании, Ирландии, Великобритании, не говоря уже о странах, находящихся севернее. Словом, расположение республики, ее географическая широта, высота над уровнем моря, а также метеорологические условия не являются сдерживающими факторами для развития солнечной электроэнергетики.

 

Тем не менее, бытует мнение, что использование гелиоколлекторов в средних и северных широтах эксплуатационно неэффективно и экономически невыгодно ввиду низкой солнечной активности по сравнению с югом.

 

Обратимся к цифрам. Ежегодно NASA публикует данные спутниковых замеров солнечной активности по всему земному шару. Эти данные обрабатываются уже на протяжении многих десятилетий и сводятся в статистические таблицы гелиообстановки для различных регионов мира. По официальным данным среднедневная интенсивность солнечного излучения в течение среднестатистического года составляет: для Крыма – 3,65 кВт*ч/м?/день, для Мурманска – 2,18 квт*ч/м?/день. Разница составляет всего 1,7 раза! Это кажется невероятным, но на самом деле очень легко объяснимо, если обратить внимание на то, что речь идет не о сравнении климатов или среднедневной температуре, а о солнечном излучении. Трудно поверить, но в ясный, солнечный, морозный день солнце посылает на 1 м? поверхности Земли столько же энергии, сколько и летом. Только период дневной инсоляции зимой и на высоких широтах короче!

 

Солнце – не единственный источник альтернативной энергии. Люди уже давно научились использовать энергию падающей воды, ветра и морского прибоя, совершенствуется ядерная энергетика. У перечисленных направлений есть одна общая особенность: все это дорогостоящие и долго окупаемые проекты, эффективные только в крупных масштабах. Солнечная энергетика – пожалуй, единственное направление, позволяющее с одинаковой эффективностью создавать как маломощные и дешевые генерирующие устройства мощностью в единицы КВт для бытовых нужд, так и мощные гелиокомплексы, работающие на глобальные энергосистемы.

 

Итак, Солнце всегда готово отдавать нам, жителям средних широт, 1 МВт*ч энергии в год на 1 м? поверхности светоприемника. Собрать его не составляет никакого труда практически любым современным гелиоколлектором. Главной задачей становится сохранить собранную энергию, минимизировать теплопотери гелиосистемы в виде инфракрасного излучения от нагретого солнцем теплоносителя в условиях низкой температуры окружающей среды. Другими словами, необходимо эффективно утеплить конструкцию теплообменных элементов коллектора, при этом не ухудшая условия инсоляции. Понятно, что для этого не годятся никакие современные теплоизоляционные материалы ввиду их оптической непрозрачности.

 

Однако правда и то, что все гениальное просто и что все новое – хорошо забытое старое. Пришлось вспомнить, что лучшим теплоизолятором в природе является вакуум. Решение напрашивается само собой: прозрачный стеклянный двустенный сосуд. Другими словами – термос! Именно это решение легло в основу трубочных вакуумных гелиоколлекторов, производство которых уже достигло гигантских масштабов, а география их использования простирается от Австралии до Канады. Именно это решение продвинуло практическое использование гелиосистем на Север. Только в одном Китае насчитывается более 3 000 заводов по производству вакуумных гелиоколлекторов.

 

Однако этим не ограничилось движение по созданию вакуумных трубочных гелиоколлекторов. Эта концепция была многократно усилена еще одним высокотехнологичным техническим решением – тепловой трубкой (Heatpipe). Сочетание вакуумной колбы и тепловой трубки – вот основа современных высокоэффективных всесезонных гелиоколлекторов.

 

Тепловая трубка – это медная, герметично запаянная трубка, один конец которой образует утолщенный массивный наконечник (конденсатор). Внутри трубки находится небольшое количество нетоксичной, легкокипящей жидкости. Температура кипения – 27-30°С. Тепловая трубка размещена внутри двустенной колбы – термоса, изготовленной из высокопрочного боросиликатного стекла, способного выдерживать удары града диаметром до 35 мм. Глубина вакуума в межстенном пространстве колбы – 5*10?? Pa. Внутренняя поверхность вакуумной колбы покрыта высокоселективным многослойным составом, обеспечивающим высокую абсорбцию лучистой энергии(96%) и очень низкие эмиссионные потери (0,8 Вт/м?*°С). Уже при разогреве тепловой трубки до 27°С начинается интенсивное испарение жидкости. Пар с высокой скоростью (в 3 раза превышающем скорость звука) переносит тепло в конденсатор, нагревая его до температуры 270°С (при отсутствии отвода тепла). Поскольку тепловая трубка находится в глубоком вакууме, ее теплопотери ничтожны. При наличии отвода тепла от конденсатора пары жидкости конденсируются в нем, опять превращаясь в жидкость, которая стекает вниз трубки. Процесс повторяется непрерывно.

 

Одна трубка может развивать мощность около 100 Вт. Для практического использования этого явно мало. С целью увеличения установленной мощности трубки объединяют в коллекторы от 10 до 60 штук в каждом. Конденсатор каждой трубки входит в стакан внутреннего сборного коллектора, конструкция которого обеспечивает хороший тепловой контакт и эффективную передачу тепла от конденсатора тепловой трубки к теплоносителю – незамерзающей жидкости – принудительно циркулирующей по контуру: гелиоколлектор – теплообменник накопительного бака. Вся конструкция надежно теплоизолирована и имеет высокую ремонтопригодность. В случае повреждения одной трубки гелиоколлектор продолжает функционировать. Замена трубки осуществляется даже без остановки работы коллектора.

 

Солнечная энергия уверенно завоевывает устойчивые позиции в мировой энергетике. Единственным обстоятельством, сдерживающим массовое внедрение гелиосистем у нас, являются первоначальные затраты. Учитывая стремительное развитие и применение солнечной энергетики во всем мире, в том числе и в наших широтах, решение о внедрении у нас нужно принимать, руководствуясь в большей степени здравым смыслом и конкретными практическими примерами прогрессивной части человечества, чем цифрами действующих тарифов на энергоносители, которые очень скоро сравняются с таковыми в Европе. В противном случае можно вновь оказаться в хвосте цивилизованного мира.

 

При принятии решения об использовании гелиоколлекторов следует учитывать два важных момента:
- гелиоколлектор предназначен только для получения горячей воды и не генерирует электроэнергию (для этого служат солнечные батареи).
- гелиоколлектор не является стопроцентной альтернативой традиционному нагревательному оборудованию. В ночное время и в период низкой солнечной активности параллельно гелиосистеме должен включаться традиционный источник: газовый или жидкотопливный котел, электронагреватель или иное устройство.

 

Гелиосистемы позволяют существенно экономить затраты на подогрев воды и поддержку отопления, но не заменяют традиционное оборудование. Так, например, в период март-сентябрь гелиоколлектор полностью обеспечит бесплатной горячей водой любое жилье. А в период октябрь-февраль только 50%. В итоге, в среднем по году вы сэкономите 85-90% затрат на подогрев воды и до 60% на отопление. Теоретически можно обеспечить стопроцентное покрытие затрат по всему году, но это приведет к неоправданной избыточности капитальных вложений в оборудование, переизбытку горячей воды в летний период и необходимости ее утилизации. Правда, наличие бассейна в этом случае может полностью сбалансировать систему.

 

На практике для дома площадью 250-300 м?, в котором живет 4-5 человек, достаточно установить на скатной кровле, фронтоне или на лужайке перед домом 4 гелиоколлектора по 15 трубок каждый. Остальное оборудование легко размещается в подвале, бойлерной или котельной и включает в себя: бак – накопитель (если его еще нет), расширительный бачок на 10-15 литров, циркуляционный насос и блок управления и контроля (контроллер). Все оборудование хорошо интегрируется в существующую водогрейно-отопительную систему и не требует серьезных реконструкций.

 

Проекты солнечной энергетики, как и многие другие, являются инвестиционными. Например, строительство ветроустановок и создание ветропарков даже на современной технической базе окупается только через 30 лет. Еще 10 лет назад эта цифра составляла 40-50 лет. В 1998 г. расчетная окупаемость установки окон со стеклопакетами составляла 12 лет! Сегодня уже никто даже не мыслит любое строительство без современных окон со стеклопакетами и не пытается экономическими расчетами с чем-либо сравнивать. Бесполезно оценивать сроки окупаемости покупки дома или нового автомобиля – они не окупятся никогда, но все же мы их покупаем.

 






 

Последние новости в разделах

Новости компаний / Новая домофонная система Gira System 106   2017-06-23

Новая домофонная система Gira System 106 меняет привычное представление о домофонах! Стильный дизайн и современные технологии объединяются воедино, обеспечивая надежность, безопасность и комфорт! Наружная станция Gira System 106 уже доступна к заказу в Беларуси...

  GIRA

Дизайн / Коллекция мебели UltraStellar   2017-06-01

Коллекция мебели UltraStellar спроектирована Zaha Hadid в 2016 году специально для David Gill, влиятельного галериста, ценителя искусства и близкого друга архитектора. Начатая самой Hadid, работа после ее смерти была завершена новым креативным директором Zaha Hadid Architects Патриком Шумахером...

  Коллекция мебели UltraStellar

Публикации / …И ВЕЧНЫЙ ПОИСК КРАСОТЫ   2017-05-18

«Никогда не делаю эскизов – я рисую их в голове, – говорит Зоя. – Задумав какую-то тему, прокручиваю ее сотни раз, пока она не сложится в образ. Моя мысль продолжает работать, даже когда я сплю. И только потом мои «эскизы» превращаются в самостоятельные работы и начинают жить собственной жизнью»...

  …И ВЕЧНЫЙ ПОИСК КРАСОТЫ

Архитектура / Модульный дом VIPP SHELTER   2017-05-16

Модульный дом в минималистском стиле VIPP Shelter – еще один успешный проект датской дизайнерской компании VIPP. Компактное здание площадью 55 м2 оснащено всем необходимым и продумано до мелочей. Абсолютно все – конструкции, мебель и даже столовая посуда были подобраны заранее...

  Модульный дом VIPP SHELTER

Интервью / DREAM TEAM: Архитектурная студия Соколовых   2017-04-05

«Человеку, по-настоящему увлеченному своим делом, нечего бояться в этой жизни». Эти слова Сэмюэля Голдвина в полной мере относятся к гостям нашей рубрики – хэдлайнерам Архитектурной студии Соколовых Ирине, Анне, Сергею. Их объединяют не только семейные и профессиональные узы, но и...

  Архитектурная студия Соколовых

Интерьер / Интерьер дома в авангардном стиле   2017-03-10

Хозяева дома – очень веселые и дружелюбные люди. Они любят принимать гостей и часто организовывают различные мероприятия для большого количества друзей и знакомых. Это их замечательное хобби определило дизайн первого этажа. Он спланирован как единое открытое пространство...

  Интерьер дома в авангардном стиле

товары со скидкой
       

© 2006-2016 obstanovka.by

При использовании материалов сайта прямая ссылка на сайт: дизайн интерьера или ссылка вида дизайн квартир - обязательна!

Интерьеры

Интерьер квартиры
Интерьер дома
Интерьер офиса
Общественные сооружения

Архитектура

Дизайн фасада
Ландшафтный дизайн

Публикации

Интервью
Аналитика

Новости

Интерьер
Архитектура
Дизайн
Новости компаний

Журнал

#1 2014

#4 2013

Google