Альтернативные источники энергии

Альтернативные источники тепла.

Прогресс не стоит на месте: в строительстве развиваются новые продвинутые технологии, изобретаются более совершенные способы добычи ресурсов, необходимых для жизнедеятельности человека. То, что еще десять лет назад казалось недостижимым, сейчас уже активно внедряется в различных инженерных системах для домов и коттеджей.

Тепловые насосы, солнечные коллекторы, климатические системы, конденсационная техника, Wi-Fi- управление – вот основные достижения инженерной мысли последних десятилетий, которые уже реально работают не только в западных странах, но уже и у нас в Беларуси.

Тепловые насосы.

Концепция теплового насоса была разработана в 1852 году выдающимся британским физиком и инженером Уильямом Томсоном и в дальнейшем усовершенствована и детализирована австрийским инженером Петером Риттер фон Риттингером. Его считают изобретателем теплового насоса, ведь именно он спроектировал и установил первый известный тепловой насос в 1855 году. Но практическое применение тепловой насос приобрел значительно позже, а точнее в 40-х годах ХХ столетия, когда изобретатель-энтузиаст Роберт Вебер экспериментировал с морозильной камерой.

Однажды Вебер случайно прикоснулся к горячей трубе на выходе камеры и понял, что тепло просто выбрасывается наружу. Изобретатель задумался над тем, как использовать это тепло, и решил поместить трубу в бойлер для нагрева воды. В результате Вебер обеспечил свою семью таким количеством горячей воды, которое они физически не могли использовать, при этом часть тепла от нагретой воды попадала в воздух. Это подтолкнуло его к мысли, что от одного источника тепла можно нагревать и воду и воздух одновременно, поэтому Вебер усовершенствовал своё изобретение и начал прогонять горячую воду по спирали (через змеевик) и с помощью небольшого вентилятора распространять тепло по дому с целью его отопления.

Со временем именно у Вебера появилась идея «выкачивать» тепло из земли, где температура не слишком менялась в течение года. Он поместил в грунт медные трубы, по которым циркулировал фреон, который «собирал» тепло земли. Газ конденсировался, отдавал своё тепло в доме, и снова проходил через змеевик, чтобы подобрать следующую порцию тепла. Воздух приводился в движение с помощью вентилятора и распространялся по дому. В следующем году Вебер продал свою старую угольную печь.

В 1940-х годах тепловой насос был известен благодаря своей чрезвычайной эффективности, но реальная потребность в нём возникла в период Арабского нефтяного эмбарго в 1970-х годах, когда, несмотря на низкие цены на энергоносители, появился интерес к энергосбережению.В настоящее время технология тепловых насосов завоевывает все большую долю в мировой тепловой энергетике. Частные дома, автозаправочные станции, административные, производственные, складские помещения – везде можно применить для отопления и горячего водоснабжения геотермальный или воздушный тепловой насос.

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВтч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт/ч электроэнергии. При установке теплового насоса упрощаются требования к системам вентиляции помещений и повышается уровень пожарной безопасности. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и практически не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Особенностью тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фэн-койлы или системы «холодный потолок».

Тепловой насос надёжен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции. Тепловой насос компактен, его модуль по размерам не превышает обычный холодильник и практически бесшумен.

Важной особенностью системы является её сугубо индивидуальный характер для каждого потребителя, который заключается в оптимальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энергии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости.

Солнечные коллекторы.

Люди нагревали воду при помощи Солнца с давних времен, до того, как ископаемое топливо заняло лидирующее место в мировой энергетике. Принципы солнечного отопления известны на протяжении тысячелетий. Покрашенная в черный цвет поверхность сильно нагревается на солнце, тогда как светлые поверхности нагреваются меньше. Это свойство используется в солнечных коллекторах - наиболее известных приспособлениях, непосредственно использующих энергию Солнца. Коллекторы были разработаны около двухсот лет назад. Самый известный из них – плоский солнечный коллектор - был изготовлен в 1767 году швейцарским ученым по имени Гораций де Соссюр. Позднее им воспользовался для приготовления пищи сэр Джон Гершель во время своей экспедиции в Южную Африку в 30-х годах ХIX века.

Технология изготовления солнечных коллекторов достигла практически современного уровня в 1908 году, когда Вильям Бейли из американской "Carnegie Steel Company" изобрел коллектор с теплоизолированным корпусом и медными трубками. Этот коллектор весьма походил на современную термосифонную систему. Введенное в США во время второй мировой войны нормирование меди привело к резкому падению рынка солнечных обогревателей.

До всемирного нефтяного кризиса 1973 года эти устройства пребывали в забвении. Однако кризис пробудил новый интерес к альтернативным источникам энергии. В результате возрос спрос и на солнечную энергию. Многие страны интересуются развитием этой области. Эффективность систем солнечного отопления с 1970-х постоянно возрастает благодаря использованию для покрытия коллекторов закаленного стекла с пониженным содержанием железа (оно пропускает больше солнечной энергии, чем обычное стекло), улучшенной теплоизоляции и прочному селективному покрытию.

Солнечное излучение это один из самых доступных и распространенных альтернативных источников тепла. А солнечные коллектора в свою очередь - самый простой способ эту энергию преобразовать. С каждым годом все больше людей рассматривают коллектора в качестве дополнительного источника энергии для дома.

Солнечное излучение может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую:

1. Cолнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду, которая используется для ГВС и отопления здания;

2. Cолнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.

Существует также комбинированная технология: панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию.

Преимущества солнечных коллекторов для отопления дома:

• Экономия газа.

Летом солнечные коллектора способны полностью закрыть потребность здания в горячей воде. В межсезонье – весной и осенью, коллектора снижают нагрузку на отопительный котел, что в конечном итоге сокращает потребление энергоносителя.

• Энергонезависимость.

Используя солнечный коллектор для отопления, вы снижаете собственную зависимость от традиционных источников энергии. Коллектор является дополнительным источником тепла. Как минимум, в летнее время вы сможете бесплатно получать горячую воду не используя для этого газ или электричество. Аналогичный результат вы можете получить при отоплении тепловым насосом.

• Доступность.

Для установки солнечного коллектора не требуется разрешение. Все, что нужно – профессиональный сантехник и компетентный продавец, знающие все особенности гелиосистемы и тонкости ее монтажа.

• Долгий срок службы.

Срок службы коллектора – более 15 лет. А значит, вы очень долго сможете пользоваться бесплатным солнечным теплом.

Альтернативные источники тепла – тепловые насосы, геотермальное отопление, солнечные коллекторы – будущее, которое необходимо закладывать в настоящем. Возобновляемые источники энергии – это сама природа, нужно только дать ей возможность служить нам.

С одной стороны, Беларусь в своем развитии серьезно отстала от цивилизации, с другой, сейчас у нас открывается возможность взять для себя все лучшее, что было создано инженерами и изобретателями в других странах за последнюю сотню лет.

Не бойтесь будущего. Оно уже здесь.

C уважением,

Алексей Чернышев