Первоочередная задача любого загородного жителя обеспечить свой дом теплом и светом. Но можно ли уменьшить расходы на отопление? Да, если использовать альтернативные источники энергии!

Многие полагают, что дешевое отопление дома возможно только на магистральном газе. Но что делать, если его нет, и подведение не планируется?

Сегодня, когда цены на энергоносители стремительно растут вверх, а стоимость подключения к трубе с «голубым топливом» неоправданно высока, всё большее число домовладельцев обращает свой взор на альтернативные источники энергии.

Опираясь на знания экспертов и опыт участников forumhouse.ru мы расскажем вам, как используя:  ветер, солнце и тепло земли можно осветить и обогреть загородный дом.

Ловец ветра

Именно так можно назвать ветрогенератор. Люди с давних пор используют силу ветра в качестве источника энергии.

Пройдя долгий путь, знакомые всем ветряные мельницы в наше время превратились в современные ветроэнергетические установки способные вырабатывать электроэнергию.

Так по какому принципу работает ветрогенератор?

Всё довольно просто. Поток ветра вращает лопасти ветроколеса, заставляя таким образом вращаться вал электрогенератора.

Генератор в свою очередь вырабатывает электрический ток.


Следует помнить, что генератор выдает непостоянное напряжение с различной частотой. На случай отсутствия ветра в комплект ветроэнергетической системы входит блок аккумуляторных батарей, куда и поступает выработанная генератором электроэнергия.

Среди индивидуальных домовладельцев наиболее широкое распространение получили ветроэнергетические установки мощностью до 10 кВт. Что касается конструкции, то известны три основных типа ветродвигателей:

  • Малолопастные. Чаще всего имеют три лопасти. Отличаются высоким КПД и простотой конструкции. Из недостатков следует отметить, что из-за малой площади лопастей, начальный запуск двигателя требует скорости ветра не менее 5-5 м/с. Также пользователи отмечают высокий уровень шума.
  • Многолопастные. На ветровое колесо монтируется от 18 до 24 выгнутые лопасти.  Начинают работать при скорости ветра в 2-4 м/с. Отличаются низким уровнем шума, но и более низким КПД, чем малолопастные ветродвигатели. Из недостатков следует отметить усложненность конструкции и возникающий при их работе гироскопический эффект.
  • Роторные ветродвигатели – имеют вертикально расположенные лопасти, которые двигаются не по прямой, а по кругу. Из достоинств, следует отметить лёгкий пуск,  стабильную работу при постоянном ветре, низкий уровень шума. Существенный недостаток подобной конструкции ветродвигателя  низкий КПД, не более 18 %.

Так как же использовать ветроэнергетическую установку в наших условиях?

Интересен личный опыт участника forumhouse.ru Александра Капустина (ник на форуме Бывалый 1406)

– Размещать ветрогенератор  следует на площадке, где для ветров существует как можно меньше помех. Энергия ветра – это кубическая функция скорости ветра. Это означает, что незначительные изменения скорости ветра вызывают существенные изменения выходной мощности. В целях безопасности ставить ветряк желательно дальше от жилых построек. Что касается высоты мачты – ставим как можно выше.

В условиях Подмосковья можно рекомендовать высоту мачты не менее 15 метров. А при расчёте системы альтернативного энергоснабжения дома, сначала необходимо выяснить, какое количество энергии требуется от системы. Для этого придётся определить пиковую мгновенную мощность, а также рассчитать две величины ожидаемого суточного энергопотребления — его максимальное и среднее значения.

Следует помнить, что в наших климатических условиях ветряки могут работать на полную мощность примерно 20–30% дней в году, поэтому ветрогенератор следует рассматривать как резервную систему по выработке электроэнергии для питания бытовых электроприборов.

Ловцы солнца

Как можно использовать энергию солнца? Первое, что приходит в голову – солнечная батарея.

В наше время уже никого не удивить фотоэлементами, размещенными на крыше коттеджа.

Но речь в нашем материале пойдёт не о них, а об устройстве способном преобразовывать солнечную энергию в тепло пригодное для отопления или горячего водоснабжения дома.

Солнечные коллекторы

Так что же такое солнечный коллектор? Обратимся за разъяснениями к заместителю технического директора компании «АкваБур» Евгению Касаткину.


– В основу гелиосистемы или, проще говоря, солнечного коллектора заложен принцип получения тепла от солнечного излучения и дальнейшей передачей накопленной энергии в систему ГВС или отопления.

Существуют два вида солнечных коллекторов:

  • Вакуумный солнечный коллектор. Съем потенциала в данной системе производиться с помощью вакуумных трубок. Вакуумная трубка – это колба с двойным стеклом с выкаченным из неё воздухом. С внутренней стороны колба покрыта отражающим материалом, который при этом впускает солнечное излучение, но не выпускает наружу. А во внутренней части системы, находятся трубки со стержнем, в котором находиться теплоноситель. Вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95% улавливаемой тепловой энергии.
  • Плоский солнечный коллектор. Съем потенциала в данной системе основан на поглощении солнечного излучения абсорбирующей пластиной, после чего энергия, в виде накопленного тепла передаётся жидкому носителю. Обратная сторона солнечного коллектора покрывается теплоизоляцией.

Так какую систему выбрать с учётом работы в наших условиях?

По мнению руководителя направления отдела развития компании «Виссманн» Михаила Мурашко:

При пасмурной погоде, смоге и рассеянном излучении наиболее эффективно работаюттрубчатые вакуумные коллекторы. А плоские солнечные коллекторы, более оптимальны для использования в районах с высокой солнечной инсоляцией.

Евгений Касаткин:

– В зимний период и в северных районах  солнечный коллектор может использоваться как дополнительная система, подключённая к системе отопления или ГВС. Но наилучшие показатели  мы получим летом, когда система при правильной её установке и монтаже, может полностью удовлетворить вашу потребность в горячей воде, без использования косвенных систем нагрева воды.

Установка солнечного коллектора позволит вам получить практически бесплатное тепло. Если системе необходима принудительная циркуляция теплоносителя, то электричество потребуется лишь для работы насоса. А в солнечный день, гелиосистема может нагреть воду до 50-70 С.

Тепловые насосы

Как гласит закон сохранения энергии: «Энергия не может возникнуть из ничего и не может просто так исчезнуть, она может только переходить из одной формы в другую».

В земле, воздухе и воде содержится большое количество низкопотенциальной тепловой энергии которую можно использовать для отопления дома. Остаётся только собрать эту рассеянную тепловую энергию и «запустить» её в систему теплоснабжения дома. Для этого применяется специальное устройство – тепловой насос.

Но что же это за устройство?

Объясняет директор компании «SagaTherm»  Александр Сагалович:


– Тепловой насос – это холодильная машина.В обычных условиях тепловая энергия передается от более нагретого тела к менее нагретому. Тепловой насос может забирать тепловую энергию у менее нагретого тела и передавать его более нагретому, нагревая его еще сильнее.

Тепловой насос способен отбирать тепловую энергию из следующих источников – воздуха, воды и земли. В наших условиях наиболее целесообразно построить систему тепловых насосов, базирующуюся на отборе тепла земли и воды.

Для перекачивания 4 кВт тепловой энергии нам понадобится примерно 1 кВт электроэнергии. Но электроэнергия тоже никуда просто так не пропадет, она превратится в тепловую энергию, т.к. компрессор в процессе работы также нагревается.  Итого – затратив 1 кВт электроэнергии, мы получаем 5 кВт тепла.

Но какую выгоду нам даёт установка теплового насоса?

Евгений Касаткин:

Выгоду от использования тепловых насосов лучше всего демонстрирует следующая таблица.

Итак, теперь мы знаем, как работает тепловой насос, но какие бывают типы систем?

Выбор конструкции будет зависеть от наличия на вашем участке свободных площадей или водоёма.

А именно:

  • Вертикальная система. Применяется, если на участке нет места для закладки контура труб или отсутствуют незамерзающие зимой водоёмы. Для монтажа теплового насоса бурятся от 3 до 5 скважин, глубиной от 50 до 150 метров.
  • Горизонтальная система. Считается менее затратной, чем вертикальная система, т.к. отпадает необходимость в бурении дорогих скважин. Контур труб закладывается на небольшой глубине, обычно около 1.5 метров, но при этом требуется довольно приличная площадь участка.
  • Водная система. Если возле участка, не далее чем 100 метров,  есть незамерзающий в зимнее время водоём, то закладка контура труб в нём, будет наиболее разумным выбором.

Особенности эксплуатации тепловых насосов

Как и любая инженерная система, отопление  и горячее водоснабжение  на базе теплового насоса требует вдумчивого подхода.

Александр Сагалович:

– Вертикальная и горизонтальная системы обустройства грунтового теплообменника одинаково эффективны. Горизонтальный теплообменник занимает много места, но значительно дешевле вертикального.

Бурение скважин обойдётся дороже, но зато можно сэкономить  место на участке.

Для многих это единственное решение,  т.к. участок не позволяет разместить горизонтальный теплообменник.



При обустройстве горизонтального грунтового теплообменника  понадобится примерно 5 соток земли на каждые 10 кВт мощности. После завершения работ, эту землю можно использовать без ограничений, единственное, на ней нельзя будет строить капитальные строения. Одним из способов использования тепловых насосов в качестве  отопительного контура, может стать монтаж системы водяного тёплого пола.

Инвертор – как часть системы источника альтернативной энергии

Как уже говорилось выше, выработанное источником альтернативной энергии электричество накапливается в аккумуляторах. Но что делать дальше с этой энергией, ведь аккумуляторные батареи выдают постоянный ток, непригодный для подключения бытовых электроприборов? На помощь приходит преобразователь тока – инвертор. При помощи данного прибора постоянный ток преобразовывается в переменный.

Об особенностях использования инверторов для создания систем автономного и бесперебойного электропитания, рассказывает главный инженер компании  «СибКонтакт» Сергей Лесков:

– Инверторы встраиваются в различные системы по производству альтернативной энергии содержащие аккумулятор, тем самым обеспечивая весь дом электроэнергией с напряжением 220В и частотой 50 Гц.  Инверторы с синусоидальной формой выходного напряжения являются обязательной частью установки автономного электропитания, так как к ним можно подключить любое, даже самое чувствительное оборудование. 

При создании системы автономного и бесперебойного электропитания инверторы, имеют ряд преимуществ по сравнению с дизель и бензогенераторами:

  • Работают в автономном режиме и не требуют присутствия человека;
  • В режиме холостого хода потребляют минимум электроэнергии;
  • Не требуют специальной вытяжной вентиляции помещения;
  • Не требуют звукоизоляции помещения.

Таким образом,  выбор эффективного источника альтернативной энергии для загородного дома, -  заключается в  комплексном подходе к решению множества задач, требующих знаний и опыта.


Узнать больше об альтернативной энергии вы можете из соответствующей  ветки форума. В этой теме раскрывается вопрос использования ветрогенератора. Применение тепловых насосов обсуждается здесь. Ознакомившись с этим видео вы увидите, как геотермальный насос обеспечивает теплом дом в случае отсутствия магистрального газа. А в этом разделе форума ведётся обсуждение инверторов.

Комментарии (6)
vitkovskij

была бы кстати,сводка или таблица примерной стоимости (в зависимоти от площади обогрева) вариантов отопления. а статья получилась довольно полезная.

6 месяцев назад
3
3
Max232

*******Роторные ветродвигатели – имеют вертикально расположенные лопасти, которые двигаются не по прямой, а по кругу. Из достоинств, следует отметить лёгкий пуск, стабильную работу при постоянном ветре, низкий уровень шума. Существенный недостаток подобной конструкции ветродвигателя низкий КПД, не более 18 %.******* Откуда такая чушь? Электрогенератор имеет примерно 85-90% КПД и можно даже найти с 96%, конфигурация лопастей разная и самая максимальная, это така, которую разработал ещё советский авиаинженер в 1973 году с полными испытаниями КИЭВ которого 46%. Откуда абсолютнейшая ничем не подкреплённая чушь про 18%???!!! Про многолопастные с низким КПД я вообще молчу. Абсолютное противоположное утверждение мировому и в особенности американскому опыту. Почему не указана иная конфигурация теплового насоса? Эти трубки в земле это самая дорогая конфигурация. Сейчас используется тройная и более система преобразования - последовательно включённые холодильники и большой вентилятор что гоняет воздух вокруг и всё. Никаких трубок, гигантских земляных работ и переохлаждения почвы. Правда такие системы стоят примерно 16 тыс. евро для отапливания 240м.кв. Но оно того стоит. были бы деньги я бы его купил. Виессман гарантирует получение пятидесяти гр.Ц тепла даже при минус двадцати гр.Ц на улице.

2 месяца назад
1
1
Grey404

Табличка не совсем корректная ;)

2 месяца назад
0
0
mobila2000

Сейчас используется тройная и более система преобразования - последовательно включённые холодильники и большой вентилятор что гоняет воздух вокруг и всё. Никаких трубок, гигантских земляных работ и переохлаждения почвы. - как именно называется эта система?

2 месяца назад
0
0
Rtgold37

Тепловой насос+грунтовый коллектор - это конечно круто. Но очень дорого. Плюс надо обязательно хороший генератор на случай отключения электричества или резервный твердотопливный котел.

2 месяца назад
0
0
5m0

Тепловой насос СОР 9 ?!?! это при каких условиях? И где затраты на циркулярные насосы.

2 месяца назад
-1
-1