Текст и фото: Виктор Петров

В ноябре этого года в Карелии финиширует проект приграничного сотрудничества «Зеленые решения для природоохранных территорий» («GreenSol»), представляющий собой уникальный опыт внедрения энергосберегающих технологий в инфраструктуру особо охраняемых природных технологий республики (ООПТ).

Международный проект осуществлялся два года, и сегодня уже можно сказать, что итоги – очень оптимистичны. Более того, итоговые достижения программы не оторваны от обычного человека, как какие-нибудь «макроэкономические показатели» или «индекс Доу-Джонса». Они осязаемы, проверяемы и могут служить нам всем уже здесь и сейчас.

Какова же была цель проекта «Зеленые решения для природоохранных территорий» и почему он так интересен жителям Карелии?

Цель проекта довольно проста. Это – максимальное энергосбережение. В самом широком смысле слова, и, именно что, применительно к условиям Карелии.

Начнем с экономики. Знаете ли вы, что Карелия – это энергодефицитный регион? Своего электричества нам не хватает, и приходится его «импортировать».

Причем если счет за электричество в квартире хоть и неприятен, но не смертелен, то для предприятий, даже небольших, плата «за свет» - это тот еще жернов на шее!

И если, благодаря новым энергосберегающим технологиям удастся снизить потребление энергии, хотя бы вдвое, это ли не счастье для организации?

Второй момент – это понимание того факта, что любое извлечение энергии для нужд человечества – урон окружающей среде. Тем более, что львиная доля той же энергогенерации до сих пор производится за счет сжигания ископаемого топлива – одной из самых «грязных» технологий, сопровождающейся выбросом в атмосферу не только пресловутого углекислого газа, но и еще огромного количества всякой дряни. А это значит, что уменьшив энергопотребление объекта или предприятия, мы уменьшим и вред, который наносит производство энергии окружающей среде.

Исходя из цели проекта, были выбраны и конкретные точки его приложения в Карелии. Площадкой для применения стали особо охраняемые природные территории Карелии – Костомукшкий заповедник, заповедник Кивач и Водлозерский национальный парк.

 

Любой из этих трех объектов – это не просто участок леса со зверями и птицами. На каждой из ООПТ – множество объектов инфраструктуры. Это административные и гостевые здания, склады, музеи, лаборатории, гаражи, кордоны… И так далее, и тому подобное. И как правило, здесь есть проблемы с доступностью электричества (к каждому кордону ЛЭП не протянешь), а кроме того, кому еще отрабатывать «зеленые» энергосберегающие технологии, как не учреждениям у которых это, фактически, уставная деятельность?

Технологии зеленой энергетики

Выбор технологий, используемых для проекта, их внедрение в жизнь и отработку применения, вели люди не просто технически грамотные, но и на редкость здравомыслящие. Никто не требовал перерезать все имеющиеся электросети и попилить генераторы на металлолом. Элементарные расчеты показывают, что в условиях севера – это большая глупость и маниловщина.

Поэтому от традиционной генерации отказываться (пока) не стали, а решили сделать упор на то, насколько можно уменьшить потребление электричества без снижения работоспособности инфраструктуры.

Соответственно, для реализации энергетической компоненты проекта взяли три самых отработанных на сегодняшний день технологических решения. Это – солнечные батареи, солнечные коллекторы и тепловые насосы.

Солнечные батареи на Севере

Преобразование света в электричество – технология довольно старая, если не сказать древняя (1842 г.). Но, при кажущейся «традиционности», она переживает сейчас вторую молодость. 

Во-первых, технологическое совершенствование самой батареи. КПД у нее становится выше, а стоимость квадратного метра – ниже. То, что раньше мог позволить себе только военный космос, сегодня по карману дачнику. Плюс серьезно вырос срок эффективной службы изделия.

Второе обстоятельство это настоящая «аккумуляторная революция», произошедшая за последние 20 лет. Дело в том, что электричество нам нужно чаще всего вечером и ночью, когда батареи не работают. И вот сегодня больше не нужно ставить в пару к солнечным панелям тонны свинцовых аккумуляторов! Плотность упаковки энергии «в запас» возросла в сотни раз.

Ну и в-третьих, еще одна революция произошла в энергопотреблении. Если вчера при сорокаваттной лампочке и читать-то было темновато, то теперь на те же сорок ватт можно осветить весь дом.

Организаторы проекта ставили перед собой задачу оценить эффективность солнечных батарей в условиях Карелии, а также выяснить, насколько эффективны они будут в разное время года.

Солнечные коллекторы – как нагреть воду до трехсот градусов

Вторая технология взятая для внедрения – это солнечные коллекторы, устройства для нагревания воды лучами нашего светила. В принципе, вещь привычная. У многих на даче стоит «летний душ». Однако здесь, благодаря остроумной конструкции колб, из которых состоит коллектор, температура воды в погожий денек может достичь в нем не привычных 30-40, а целых 280 градусов Цельсия!

Если не вдаваться в излишние технические подробности, действует такой коллектор по типу термоса, который внутрь установки лучистое тепло пропускает, а вот назад, наружу – нет. За счет вакуума теплоизоляция колбы прекрасна, и все тепло расходуется именно на нагрев воды. А уж куда тепло отводить – в батареи или в душ – дело хозяйское. Технология настолько проста, что вполне годится для использования на даче. Работает не только летом, а от ранней весны до ранней зимы.

Тепловой насос: отнимем тепло у холодного воздуха!

А вот тепловой насос – это уже реальный хайтек, настолько фантастичный, что поначалу вызывает мысли о вечном двигателе или о каком-то цирковом фокусе. Суть работы данного агрегата заключается в закачивании тепла снаружи – внутрь помещения. Как и обычный насос – он требует для работы энергии. Но вот результат…

Короче: тратим на работу насоса один киловатт электричества, а в помещение поступает теплого воздуха на пять киловатт. Причем, вопреки здравому смыслу, на улице в это момент может стоять легкий морозец (градусов до 15, при воздухо-воздушной схеме). А можно забирать тепло из воды ближайшего озера (прямо из-подо льда), это уже воздушно-водяная схема.

На самом деле никаких фокусов тут нет. Это хорошо нам знакомый холодильник, но как бы вывернутый наизнанку. Забирая из воздуха или воды крохи тепла, он концентрирует и гонит их в помещение, возвращая в окружающую среду еще более холодное «рабочее тело». Есть у теплового насоса и еще один бонус, очень важный для Карелии. В жаркое лето он может работать как кондиционер.

Итоги реализации проекта «Зеленые решения для природоохранных территорий»

Вот на этих трех «китах» и был запущен проект «Зеленые решения для природоохранных территорий» в Карелии. Каковы же его результаты и итоги?

Главных выводов два. Первый: в Карелии это работает. Второй: это выгодно!

Да, полностью отказаться от ЛЭП или генерации не получится. С ноября по март у нас тут не Африка. Но вот в остальные месяцы – сумма технологий либо обеспечивает объект теплом и/или электричеством полностью, либо обеспечивает существенную экономию средств.

В частности, солнечные батареи прекрасно показали себя как источник электроэнергии на удаленных «точках» - кордонах, стоянках, отдельных объектах. В сочетании с аккумуляторной батареей они закрывают большую часть потребностей автономного быта: освещение, работа оргтехники, аппаратуры связи, кухонных приборов. Батареи, запасая энергию, позволяют почти полностью отказаться от бензинового генератора на такого рода объектах. Зимой, конечно, пока без этого не обойтись

Для отопления жилья батарей не хватит, тут пока дрова вне конкуренции. Правда для избушки в лесу их надо не так уж и много.

Солнечные коллекторы прекрасно показали себя как источник горячей воды для душа и пищеблока. Школьная физика говорит нам, что для нагрева 100 литров воды до кипения, нужен литр жидкого топлива (при 100% КПД), а значит в жизни его уйдет раз в пять больше. Тут же – горячая вода льется из крана без дополнительных расходов, фактически – даром! И так – ежедневно. В конце концов, экономия складывается в десятки литров горючего и сотни киловатт электроэнергии.

Опыт показал, что технология солнечного коллектора эффективно работает порядка девяти месяцев в году, что, во-первых, немало, а во-вторых, именно летом у нас пик туристического сезона, со всеми вытекающими обстоятельствами затрат на кухню, баню и прочую коммуналку.

Кстати о бане. Один из авторов реализации проекта, опытный инженер рассказывает:

«Раньше я баню топил три часа. Поставил коллектор, и теперь она топится за час».

Разве плохо?

Ну и наконец, эффект от внедрения тепловых насосов. Тут все интересно. Дело в том, что теперешние технологии «насосостроительства» уже позволяют работать системе при минус пятнадцати градусах Цельсия на улице. Между прочим, такие морозы в Карелии бывают не так уж часто. С другой стороны, чем теплее на улице, тем эффективнее работает тепловой насос. И получается, что хотя в самые холодные дни, от традиционного отопления не уйти, но вот на длинной дистанции, когда считаем эффект за месяцы – экономия становится очень заметной.

Если у кого-то знакомые отапливаются электричеством, чисто по-дружески, уточните у них месячную цену «за свет» для загородного дома. Счета там – просто конские! А это значит, что всего за несколько лет оборудование окупит себя и начнет приносить прибыль. И чем больше площадь дома (а, например, для гостиницы – это сотни квадратных метров) – тем ощутимее экономия.

Вывод

Да, проект подошел к концу. Но успешность его реализации прямо говорит, что для Карелии переход на энергогсберегающие технологии – это вопрос ближайшего будущего и залог нормальной экономики. Как в масштабах республики – так и для отдельных бизнесов и домохозяйств.