Глобализация мировой экономики неуклонно возрастает. Приоритетной
становится межгосударственная торговля, а следовательно, и разделение
труда и связанные с этим возрастающие расходы органического топлива на
обеспечение производства в странах с более дешевой рабочей силой,
продвижения товаров, услуг и рабочей силы на мировой рынок.

Сегодня ежегодно мир потребляет столько
углерода (органического топлива из земли), сколько природа накапливала
там 8 миллионов лет. При этом на 1 доллар США инвестиций в новое
освоение углеводородного сырья приходится 2‑4 квадратных метра
нарушенных земель, восстановление которых обходится в 2‑8 долларов на
квадратный метр.

Это негативно сказывается на экологической ситуации в целом, особенно
в густонаселенных регионах, пропорционально количеству используемого
органического топлива, поскольку «ни один живой вид не может
существовать в среде, состоящей из своих отбросов».

Энергетика, базирующаяся на сжигании углеводородного сырья,
обеспечивая развитие цивилизации, получает многомиллиардные прибыли за
счет истощения природных запасов и нарушения здоровья населения Земли.

Расширение использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР)
происходит потому, что в целом общее количество тепловой энергии
высокого потенциала на нашей планете мало. Поверхности Земли и вод в
большинстве своем содержат большие запасы низкопотенциальной теплоты с
температурой до + 30 ºС, однако объемы использования ее человеком
ограничиваются физическими законами.

Для эффективного использования энергии нужны новые технологические
подходы, технические идеи и нетрадиционные решения. Необходимо
изыскивать дополнительные источники энергии и технологии их
преобразования. Сегодня уже очевидно, что масштабную экономию ТЭР можно
обеспечить только за счет новых технологий и энергетики возобновляемых
источников энергии.

В наше время обеспечение надлежащим энергоснабжением даже небольшого
города входит в противоречие с жизненно важной потребностью каждого
отдельного человека в здоровой (чистой) окружающей среде и в
независимости от центральных источников энергии, а это – электричество,
тепло и газ, которые вполне реальны, но порой слишком дороги.

Почему важна именно автономность дома, коттеджа или имения, а не поселения или поселка в целом?

Ответ один. Для поселения надо создать целый комплекс по выработке,
аккумулированию и распределению различных видов энергии, как в виде
гарантированного минимума, так и по потребности, если другие потребители
в этот период времени не нуждаются в ней. А у населения различные
доходы.

Все эти сложности относятся и к безопасности поселения в целом.
Провести электричество означает вложить существенные средства в ЛЭП,
которые по истечении пятнадцати-двадцати лет обветшают и не раз
оборвутся во время сильного ветра и гололеда. И наконец, не всем жителям
понадобится централизованная электроэнергия. Найдутся и такие
поселенцы, которые захотят и найдут возможность, после двух-трех
порывов, обходиться без него.

При месячном потреблении индивидуального дома 400 кВт∙ч
электроэнергии установленная мощность источника должна быть всего 533
Вт. Однако если возьмем новогодние праздники, то на это время
максимальная мощность источника электропитания должна быть порядка 4
кВт.

В реальной жизни потребность в таком источнике бывает пять-шесть раз в
год, на праздники, в основном семейные. Однако для их удовлетворения
нужен источник мощностью 1,5 кВт, поскольку, когда пришли гости, то
никто не пылесосит, не гладит, а тем более не работает
электроинструментом. Источники примерно такой мощности и используют
владельцы частных домов. Вышеприведенные цифры позволяют говорить о том,
что необходим традиционный источник энергии около 0,8 кВт и
аккумулятор. Причем часто можно и дальше уменьшать мощность источника
электроэнергии, но необходимо в этом случае увеличивать емкость
аккумуляторов. При этом, будучи «индивидуальным», этот несложный
комплекс может оказаться более безопасным и безотказнее, чем накопитель
энергии в масштабе поселка.

Такое компоновочное решение уже применяют многие владельцы домов, где
не подведено электричество, – относительно популярное и недорогое для
автономного электроснабжения. В качестве источника электроэнергии
используется ДВС с электрогенератором. Он работает три-четыре часа в
сутки, обеспечивая электроэнергией жилой дом в период наибольшего ее
потребления и заряжает аккумуляторы. Остальное время домашние
электроприборы питаются от аккумуляторов. К этой системе можно
подключить и ФЭС, и ВЭС, которые будут заряжать аккумуляторы. Летом
солнечные водонагреватели позволят уменьшить потребности в обычном
нагревании воды до 70 процентов и снизить потребление топлива до 30
процентов.

Производство электроэнергии от ВИЭ с использованием
свинцово-кислотных батарей как аккумуляторов имеет свои «особенности».
Батареи хотя и тяжелы, но, как считается некоторыми, недороги – 50
долларов на кВт-ч запасенной электроэнергии. Однако такое мнение
является спорным.

У каждого из перечисленных выше устройств, конечно, есть свои
недостатки. Но вместе они могут удачно дополнить и компенсировать
«слабые места» друг друга. Например, в безоблачную погоду скорость ветра
невелика. А в пасмурные дни ветер сильный, порывистый, со скоростью не
менее 7‑8 м/с. Поэтому необходимо все эти источники электроэнергии
использовать вместе, тогда повышается надежность электропитания.

Исходя из этого давно назрела необходимость заняться универсальными
технологиями бесперебойного энерго­снабжения наиболее мелких и
незащищенных в этом вопросе слоев населения. Тем более что в мире
промышленностью используется только около 5 процентов тепла и до 20
процентов электроэнергии, и поэтому часто концентрация мощных станций на
ограниченных территориях не всегда оправдывает себя.

Человечество вышло на очень ответственный рубеж в своей истории,
требующей наряду с изменением демографической ситуации и смены парадигмы
экономики – образа ее структуры и функционирования. Необходим переход
на новую ступень материальной культуры, совместимой с уже оскудевшим
природным потенциалом планеты.

Если мировым сообществом принято, что нефть – это энергоноситель
мирового масштаба (из‑за универсальности), газ – регионального, а уголь –
местного, то так же необходимо подойти к классификации ВИЭ.

К ВИЭ мирового значения следует отнести солнечную энергию, к
регионального значения – ветровую энергию, а геотермальное тепло,
энергии морей и океанов – к возобновляемым ТЭР местного значения. И не
так уж важно, что технологии преобразования энергии Солнца сегодня
находятся в начальной стадии коммерческого использования.

В связи с этим на сегодняшнем этапе из возобновляемых и вторичных ТЭР
автором предлагается использовать солнечную энергию и теплоту, не
использованную в термодинамических циклах, для разнообразного
бесперебойного энергообеспечения.

Эти технические решения (технологии) призваны стать гарантом
экологической и энергетической безопасности и призваны обеспечить
выработку энергии пяти видов: теплоты, потока жидкости, механической и
электрической энергии и холода.

Технологии использования возобновляемых (солнечной энергии) и
вторичных ТЭР для малых конечных потребителей энергии, разработанные в
КБАЭ «ВоДОмет» (Омск), призваны:

• обеспечить в любое время года, в любую погоду для города, села,
предприятия: сохранность зданий и сооружений, технологического
оборудования, животных и птицы, выращенного урожая, сырья и готовых
изделий (продуктов), а также проведение посевной и уборочной;

• обеспечивать удовлетворение физиологических потребностей человека в микроклимате жилища и в санитарно-медицинском минимуме;

• поддерживать транспортное сообщение в минимально допустимом объеме за
счет выработки для транспортных средств топлива (биометана).

Геннадий ОСАДЧИЙ, директор и главный конструктор КБ альтернативной энергетики «ВоДОмет»

www