Дом на солнечных батареях: профессор из Челябинска доказал эффективность зеленой энергетики на Южном Урале
55-летний профессор кафедры “Электрические станции, сети и системы электроснабжения” ЮУрГУ Евгений Соломин уже более 30 лет занимается “зеленой энергетикой” —совершенствует солнечные батареи и конструирует ветряные установки, которые установлены даже в Арктике. Евгений Викторович уверен —эффективное использование возобновляемой энергии природы уже не будущее, а настоящее. Например, его собственный дом подпитывают солнечные батареи.
На участке Евгения Викторовича несколько солнечных батарей. Они оснащают электричеством крытую беседку, в которой с легкостью могут работать обогреватели и любая техника. На эти нужды выделено четыре панели.
Мощность каждого из четырех модулей — 250 Вт, в совокупности это 1 КВт. «Солнечный ток» по идее должен был использоваться только в беседке, но его оказалось так много, что часть пустили на энергоснабжение дома. Пока зелёная энергетика занимает не так много места в доме профессора — 10-15%. Впрочем, и этого немало, учитывая, что считается, будто в Челябинской области использование солнечных батарей абсолютно не эффективно.
Ещё одна установка в хозяйстве ученого поддерживает бойлерную: это на случай, если пропадет центральное электричество. Тогда одного аккумулятора хватит на шесть часов работы системы управления, так что дом не замерзнет. Кстати, Евгений Викторович перестраховался не единожды: если отключат и газ, и электричество, можно воспользоваться бензогенератором, а если и топлива нет — предусмотрен котел на дровах. “Апокалипсис не страшен”, — шутит физик.
— Здесь газовый котел. Вероятность, что газ отключат, мала, а вот электричество могут. А люди не задумываются, что система управления запитана на электричество, тогда тоже котел не будет работать. При этом все системы оборудованы специальной системой оповещения, которая отправляет смс или делает дозвон, если, скажем, упало давление или превысило допустимое, либо температура выходит из нормы, — говорит профессор.
Еще одна разработка инженера — автоматический мангал. Разумеется, тоже работающий от солнечной батареи. «Шашлыки постоянно подгорали, — разводит руками Евгений Викторович, — вот и пришлось что-то придумать».
— Прибор, который присоединяется к мангалу, вообще-то продается, но мы его несколько усовершенствовали. Он подключается к автоматическому мангалу, и шампуры вращаются сами. Но ведь бывают крупные кусочки и мелкие. Если мелкие — они сгорят на маленькой скорости, поэтому сделали так, что можно ее регулировать. Сейчас работаем над автоматикой распознавания размера кусочков, — рассказал Евгений Викторович. — Эта система заряжается от системного блока, где расположены аккумуляторные батареи, а они в свою очередь заряжаются от солнечного модуля. То есть система полностью автономна.
Родные не только всеми руками одобряют экологичный подход главы семейства, но и сами просят соорудить что-нибудь эдакое. Так во дворе появилась часовня — тоже “солнечная”.
А соседи тем временем заинтересованно посматривают на батареи во дворе Евгения Соломина и подумывают установить такие же на своих участках. Что касается полного переключения коттеджа на использование “зеленой энергии”, то и это не за горами. Правда, стопроцентного перехода все-таки не получится.
— По моим подсчетам, для этого понадобится в два раза больше панелей и аккумуляторов, чем стоит в беседке. Но дело в том, что в прошлом году, например, осенью было облачно и солнца практически не было. В идеале необходимы и ветряная, и солнечная установки, — поясняет ученый.
Не можем не сказать и о научных разработках Евгения Соломина. Вместе с командой они создали ряд ветроэнергетических установок с повышенной эффективностью, которые разошлись по миру: большая часть осталась в России, несколько эксплуатируются в США, Японии и Арктике.
Ветроустановка в США
Возвращаясь к солнечным батареям, отметим, что, по словам Евгения Викторовича, установка, которая сможет обеспечить энергией весь дом, окупится примерно через семь лет. К тому же с каждым годом их стоимость снижается, так что, возможно, все больше людей смогут перейти на альтернативную энергию возобновляемых ресурсов, которые не “обкрадывают” природу.
Источник
Солнце пошло по проводам
Таким образом тестируются в жизненных реалиях поправки в ФЗ «Об электроэнергетике», принятые Госдумой еще в декабре 2019-го. Они дают право владельцам объектов микрогенерации мощностью не более 15 мегаватт подключаться к общей сети, чтобы продавать излишки производимой электроэнергии. На Западе подобные механизмы успешно работают, эксперты надеются, что и в России в результате начнут развиваться частные источники энергии, прежде всего возобновляемые. Но пока детально прописанного механизма взаимодействия большой и малой энергетики нет. Эксперимент в провинциальном городке, по задумке, поможет просчитать алгоритм, определить уязвимые места и сформировать единую модель такого рынка.
Выросли на грядках
Стартовал эксперимент поздней осенью прошлого года по инициативе электросетевой компании. Его официальное название — «Разработка модели функционирования распределительной сети как источника дополнительной надежности в условиях развития малой и микрогенерации». Как подчеркивает директор отдела цифровой трансформации «Россети Урал» Андрей Шульгин, важно не только запустить механизм, но и спрогнозировать возможные объемы поступления дополнительной энергии от мини-электростанций в общую сеть, чтобы обеспечить ее надежное функционирование, не допустить «перегрева» энергосистемы в определенные моменты.
— Сейчас на территории присутствия компании установлено около 3500 небольших солнечных электростанций. Ежегодно добавляется примерно 500 таких объектов. Когда закон заработает в полную силу, процесс будет более динамичным, поэтому важно понимать перспективы. Компания плотно сотрудничает с учеными Уральского федерального университета, которые разрабатывают систему прогнозирования выработки энергии на солнечных электростанциях, чтобы обеспечить своевременное реагирование и контроль перетока мощности в сети низкого напряжения в случае массового подключения владельцев альтернативных источников, — рассказал «РГ» Андрей Шульгин.
Валентина Корюкова в такие тонкости, конечно, не вникает. Каждый день у нее начинается с очистки батарей, установленных на бывших грядках. Дело, по словам Валентины Ивановны, нехитрое: несколько взмахов широкой щеткой — и панель готова трансформировать солнечный свет в электричество. Даже январские снегопады и сильные морозы на работу огородной микрогенерации не повлияли: ежедневно в домашнюю энергосистему поступало от 1,5 до 3,5 киловатта. Этого достаточно для работы всех электроприборов скромного домика. Кстати, обычные энергосети в сильные снегопады «шалили»: несколько раз на улице отключали свет, и тогда соседки шли погостить в центр цивилизации — к Валентине Ивановне.
Инициатором эксперимента стал сын пенсионерки Дмитрий Корюков. Он, врач по профессии, сейчас живет и работает в Екатеринбурге, но с детства помнит, что в глубинке блэкаут — не редкость. По его словам, однажды на высоковольтную линию под Сысертью упал вертолет газовиков. Энергообеспечение восстанавливали не один день, весь город тем временем сидел впотьмах. Немало попутешествовав по миру, Дмитрий стал настоящим фанатом альтернативной мини-генерации. И, как только появилась возможность не просто установить солнечные панели, а включить их в общую энергосистему, он тут же решился на эксперимент.
Цифровой отсчет
О затее Дмитрий Корюков не пожалел, хотя перспективу окупаемости оценивает с осторожным оптимизмом.
— Думаю, что потребуется не менее 10-ти, а то и 15 лет, чтобы вернуть вложения. Дело для нашей страны новое, затруднения возникают на ровном месте. Только недавно заключен договор о взаимодействии с сетевой компанией, который подписывали аж в Москве. При этом в нем не указаны тарифы, по которым наша энергия будет покупаться. Так что просчитать будущий навар сложно, — признался он корреспонденту «РГ».
Как считает Игорь Денисов — представитель компании, предоставившей оборудование для эксперимента, — вложения окупятся через 10 -11 лет. Стоимость всей умной домашней мини-энергосистемы — около 280 тысяч рублей. Срок службы солнечных панелей — 25 лет. Кстати, они рассчитаны на работу в условиях сурового уральского климата: холода им совсем не страшны, более того, в морозную погоду при ясном небе КПД даже выше, чем летом в жару, — это особенность сегментной базы конкретных панелей.
Представители электросетевой компании оценивают эксперимент еще более оптимистично. Энергетики уверены: Валентина Ивановна сможет обходиться без дополнительных киловаттов из общей сети и даже получать доход от продажи излишков.
— По нашим подсчетам, чистая выручка пенсионерки от продажи электроэнергии может составить до 8 тысяч рублей в год. Мощность батарей у нее — четыре киловатта, этого достаточно для обеспечения собственных нужд. То есть хозяйка сэкономит на оплате электроэнергии плюс возможен дополнительный доход, — пояснил арифметику Шульгин.
Цифра — безусловный плюс проекта, причем речь не только о рублях. В работу всей системы заложены цифровые технологии. Приход и расход энергии фиксируют умные приборы — инвертор и счетчик. Инвертор пристроен в доме над аккумуляторами, накапливающими энергию, а счетчик висит на уличном столбе рядом с калиткой. Но, чтобы увидеть объемы, хозяину дома совсем не нужно залезать на столб: по Интернету данные отправляются и в энергосбытовую компанию, и на смартфон хозяина: он может в любое время посмотреть, сколько наработало солнце, что ушло на электрификацию дома, а что — в общую сеть.
Свет бывшего коровника
Как говорят специалисты, с техническим обеспечением совмещения микрогенерации с общей энергостемой особых проблем нет. К примеру, счетчики, автоматически фиксирующие покупку и продажу электричества, начали изготавливать в нашей стране задолго до принятия поправок. Понятно, не для личного потребления, а для больших объемов.
— Это промышленные двунаправленные счетчики, например, для использования на железнодорожном транспорте: когда состав катится с горки, он отдает электроэнергию в сеть, идет в гору — подпитывается из сети. Такое оперативное потребление электроэнергии достаточно широко используется, поэтому технологии отлажены и переход в цифровой формат был быстрым, — поясняет заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» УрФУ Сергей Щеклеин.
Ученый уже более 20 лет живет в первом на Урале доме, где испытывают и внедряют альтернативные источники энергии. История этого эксперимента началась в конце 1990-х, когда тогдашний премьер свердловского правительства Алексей Воробьев заинтересовался созданной учеными мобильной электростанцией, разработанной на базе обычного паровозного генератора. Ее можно было на прицепе привезти в любую деревушку и получать электричество, имея только воду, дрова или уголь.
— Проекты-то у вас интересные, а сможете сделать жилой дом на альтернативных источниках энергии? — спросил тогда премьер.
Ученые вызов приняли и решили переделать в жилой коттедж пустующий коровник в 20 километрах от Екатеринбурга. В итоге получилось восемь двухуровневых квартир, каждая площадью около 300 квадратных метров. Сейчас здание напичкано возобновляемыми источниками энергии разного формата: на крыше и приусадебном участке — десятки солнечных панелей, в саду крутятся лопасти ветряков…
Понятно, что, в отличие от пенсионерки из Сысерти, энергопотребление в квартирах научных сотрудников высокое. Дом подключен к общей энергосистеме, но собственная микрогенерация летом почти полностью обеспечивает потребности жителей, а в холода и пасмурную погоду позволяет снизить расходы на оплату энергоресурсов в среднем на треть. За право владельцев объектов микрогенерации продавать излишки в сеть Щеклеин ратовал давно, правда, сейчас не торопится воспользоваться этой возможностью. Довод простой: возни много, а экономический эффект небольшой.
— Это, безусловно, перспективное направление. В Европе такие законы давно действуют, но они более выгодны для собственников микрогенерации. К примеру, за каждый киловатт энергии, отданной в энергосистему, владелец может при необходимости брать из общей сети тот же киловатт. То есть цена одинаковая. У нас она сильно отличается: ты продаешь по оптовой цене, а покупаешь по розничной. Но даже в таком виде это прорыв и признание полезности развития альтернативных источников энергии, — убежден профессор УрФУ.
Источник