Идея создать экологический автономный дом, не зависящий ни от наличия магистралей традиционных энергоносителей, ни от тарифных ставок на них, далеко не нова и технически вполне осуществима. Правда, ее воплощение на практике может быть экономически целесообразно лишь на тех территориях, где отсутствует реальная возможность использования газа и электричества, подключенных традиционным путем.
Утепление стен и окон
Дом, которому не нужны внешние источники энергии, которому не страшны перебои с подачей электричества, характерные даже для Подмосковья, давно уже не сказка. Правда, поскольку, как и все альтернативное, другие источники энергии отнюдь не дешевы, начинается такой дом не собственно с установки нетрадиционных энергогенераторов, а с поиска путей минимизации расхода энергии. Иными словами, автономный дом — это прежде всего теплый дом. По данным компании "ТДВ-групп", занимающейся системами утепления задний, в "незащищенном" доме через стены теряется 40% тепла, через окна — 18%, подвал — 10%, крышу --18%, вентиляцию — 14%.
Примерно так же распределится и увеличение затрат на строительство дома с минимальными теплопотерями. Причем если технология утепления наружных стен, крыши, подвала и пола первого этажа понятна даже интуитивно, то с окнами дело обстоит несколько сложнее. С одной стороны, чем меньше окна, тем ниже теплопотери. С другой — чем они больше, тем ниже расходы на искусственное освещение дома. Но, как говорят в компании "СтеклоСоюз", отчасти это противоречие снимает так называемое К-стекло. Это стекло с особым покрытием, благодаря которому внутрь свободно пропускается солнечная коротковолновая энергия, но задерживается обратный поток длинноволнового теплового излучения. Таким образом, без ущерба для теплосбережения окна можно будет делать сколь угодно большими. В сумме все эти мероприятия примерно на 70% сокращают расходы на отопление.
Сила ветра
Вторая часть автономного дома — это оборудование, использующее энергию солнца, ветра, почвы, воды и других альтернативных источников. Для получения непосредственно электроэнергии обычно применяют ветрогенераторы и солнечные батареи. Правда, в Подмосковье для них не самые лучшие погодные условия, на территории России есть зоны куда более удачные (см. карту).
"Впрочем, при отсутствии альтернативы такой способ получения энергии можно использовать и по соседству с Москвой,— рассказывает Валерий Васильев, генеральный директор компании "Сапсан — Энергия ветра".— Правда, нужно делать поправку на характеристики местности. Так, в идеальных условиях ветроустановка при частоте вращения 450 об./мин дает напряжение, скажем, 48-56 В / 45 Гц. Но на самом деле скорость ветра все время меняется, поэтому меняется частота вращения ветроколеса, и правильнее было бы сказать, что генератор выдает напряжение от 0 до 56 В с частотой от 0 до 45 Гц. Вырабатываемая им "грязная" электроэнергия поступает на зарядное устройство и используется для зарядки аккумуляторной станции. Аккумуляторы дают постоянный ток, поэтому в комплект ветроэлектростанции входит еще один прибор — преобразователь тока (инвертор). Его цель — преобразовать постоянный ток с аккумуляторной станции в переменный 220 В / 50 Гц".
Стоимость ветрогенератора выходной мощностью 1 кВт, который вырабатывает в зависимости от силы ветра 100-500 кВт ч/мес. (в условиях Московской области — до 150 кВт ч/мес.), колеблется от 260 тыс. до 1 млн руб. Поэтому при нынешних тарифах на электроэнергию оборудование окупится не менее чем за полвека, если доживет: срок его службы составляет около 20 лет.
Тепло солнца и земли
Для получения дополнительной электрической энергии автономный дом оборудуют солнечными панелями.
"В условиях Подмосковья в солнечный день на 1-1,2 кв. м (а это средняя площадь поверхности солнечных панелей) приходится 150 Вт солнечной энергии,— рассказывает Николай Плеханов, генеральный директор компании "Инверта", занимающейся монтажом систем альтернативной энергии.— Соответственно, чтобы получить минимально необходимые для работы домашнего оборудования 3 кВт (то есть все расходы на большую часть домашнего оборудования, за исключением энергозатрат, например, на отопление и других нагревательных приборов, которые весьма существенны), потребуется площадь в 20-21,2 кв. м. А поскольку солнце светит не всегда, то в систему такого энергоснабжения входит накопительная аккумуляторная батарея большой емкости, накопленная в которой энергия будет использоваться в ночные часы и пасмурные дни. Минимальная стоимость системы с такими параметрами — 500-750 тыс. руб., срок службы — около 30 лет".
Поскольку ни одной из этих систем недостаточно для отопления дома, используют еще один источник энергии — тепловой насос. В отличие от двух предыдущих систем, он работает не автономно, а требует подвода к нему электроэнергии. По сути, тепловой насос — прибор, работающий по тому же принципу, что холодильник или сплит-система. Питаемый от внешнего источника энергии, он забирает тепло из почвы, воды или другого природного носителя энергии и с КПД до 3,5 единицы (хотя на практике чаще выходит 1,5) сбрасывает это тепло в отопительную систему дома.
Как рассказывают в компании "ТН-Сервис", занимающейся поставкой и монтажом такого оборудования, для отопления дома площадью 150 кв. м потребуется тепловой насос мощностью 10,8 кВт (этого достаточно, если дом хорошо утеплен). При уже имеющихся в доме современных радиаторах для этого нужно уложить 500 м коллектора (это замет либо 300 кв. м площади, либо три траншеи по 150 м), который в условиях Подмосковья заглубляется на 1,5 м, плюс потребуется сам тепловой насос, бойлер для нагрева воды примерно на 300 л, проточный нагреватель как пиковый нагреватель и электронагревательная вставка для нагрева воды. Весь этот комплекс материалов и оборудования обойдется более чем в 700 тыс. руб., а вместе со всеми видами работ по монтажу (за исключением земляных работ, расценки на которые сильно разнятся) — примерно в 1,1 млн руб. Потреблять такой насос будет 2,4 кВт электроэнергии. Срок поставки оборудования — четыре-шесть недель (в этот период обычно проводят земляные работы), а итоговый монтаж займет еще неделю.
Если сравнить такую систему с дизельной, то на первом этапе она окажется значительно дороже. Стоимость дизельного котла со всеми необходимыми для него атрибутами для отопления дома той же площади составит примерно 210 тыс. руб. Но в то же время для его работы потребуется ежемесячно около тонны дизельного топлива (при нынешних ценах это обойдется примерно в 17 тыс. руб. в месяц, или — с учетом того, что отопительный период составляет хотя бы семь месяцев в году,— в 119 тыс. руб. в год). В случае же теплового насоса расходы будут на порядок меньше (около 12 тыс. руб. в год при стоимости электроэнергии 2 руб. за 1 кВт). Таким образом, если считать разницу в ценах на энергоносители, то срок окупаемости теплового насоса будет на восемь лет больше, чем дизельного оборудования. Но нужно учитывать и еще один нюанс. У компрессора теплового насоса срок службы не менее 15 лет (а обычно 25-30 без ремонта), у дизельного же котла горелку меняют каждые два-три года, а сам дизельный котел меняют по крайней мере раз в год (его ресурс редко превышает 5 тыс. часов). В связи с этим разница в сроках окупаемости сократится до двух-четырех лет в зависимости от типа оборудования.
Таким образом, автономный дом получается очень недешевым. Только одни источники альтернативной энергии, по самым скромным подсчетам, будут стоить более 1,5 млн руб.
Наталья Павлова-Каткова