В Ассоциацию специалистов ВИЭ «Зелёный Киловатт» входят люди, имеющие за своими плечами огромный опыт и множество различных реализованных проектов и технических решений, которые напрямую повышают надёжность и энергоэффективность любых объектов. По самым скромным оценкам, на всех членов Ассоциации приходится более 5000 реализованных проектов. В этой статье представлены несколько проектов, которые максимально точно подчеркнут все характеристики оборудования и возможность правильной реализации решений с минимальными финансовыми вложениями.
Подход к реализации проектов
Прежде чем приступать к созданию системы энергоснабжения, основанной на ВИЭ, необходимо точно установить уровень энергопотребления заказчика, определить имеющиеся возможности, а также принять во внимание условия, в которых находится объект. Это могут быть условия, связанные как с местными природными условиями (затенения, соседние деревья, дома, геодезия), так и с имеющимися ценовыми характеристиками — стоимостью электроэнергии или тепла. Нужно определить эффективность возможных решений и выбрать из них наилучшее.
Далее необходимо составить требования по эксплуатации объекта: будет система работать круглый год или сезонами. Затем следует рассчитать экономический эффект: срок окупаемости, себестоимость тепловой и электрической энергии. И уже потом осуществляем подбор оптимального состава оборудования и определяемся с его производителями. Например, если стоит задача обеспечить коттедж тепловой энергией — значит будет, как вариант, солнечный коллектор и тепловой насос. А если объект находится не на юге — значит тепловой насос «вода-вода» или, может быть, ещё какие-то другие варианты: пеллетные котлы, газ и т. д.
То есть, исходя из тех условий, которые имеются, мы определяем самый лучший способ внедрения выбранных решений для того, чтобы минимизировать затраты, получить максимальный эффект, а также определиться со способом монтажа. Выбор может пасть на установки как крышные, так и наземные, либо какие-то ещё более сложные. Именно определяя способ монтажа, мы выходим на стоимость монтажа, материалы и т. д.
Реализованные проекты
Проект №1: Энергоэффективный дом (140 м2) в городе Сочи
Проект №1
Заказчиком является один из организаторов Ассоциации «Зелёный Киловатт» Роман Тудвасев. Задача — минимизировать эксплуатационные затраты. Объект — энергоэффективный дом (140 м²) в городе Сочи. Ввод в эксплуатацию — 2013 год.
Состав оборудования: солнечные модули, инвертор с зарядным устройством, аккумуляторные батареи. Система солнечного теплоснабжения — это бойлер косвенного нагрева, вакуумный солнечный коллектор, контроллер, насосная станция (всё, что необходимо для гелиосистемы). Мероприятия по круговому утеплению здания были проведены в целях минимизации затрат на отопление и охлаждение — хотя Сочи и так тёплый город, но всё равно было принято именно такое решение.
Что получилось в итоге? Удалось выйти на нулевое потребление газа и электричества весной и осенью, а в зимний период — уменьшить потребление газа и обеспечить бесперебойное снабжение объекта теплом.
Проект №2: Энергоснабжение дома, находящегося на автономном острове
Проект №2
Автор этого проекта — также один из организаторов Ассоциации «Зелёный Киловатт» Дмитрий Велишев, город Казань. У него много проектов, но один из них особенно интересен. Заказчиком выступило частное лицо. Объектом является автономный остров. У его жителей там вообще нет никаких энергоснабжающих коммуникаций.
Задача состояла в обеспечении бесперебойным электропитанием дома для круглогодичного проживания охранника. Цель — снижение потребления ГСМ, отказ от бензогенератора.
По утверждениям Дмитрия и его коллег, был достигнут очень хороший срок окупаемости в девять месяцев. Ввод в эксплуатацию — осень 2018 года. Состав оборудования: солнечные панели, аккумуляторы, гибридный инвертор с контроллером 5 кВт / 48 В.
По завершению проекта произошёл полный отказ от бензогенератора, и экономия на ГСМ в денежном эквиваленте составила 1000 руб. в день, включая затраты на транспортировку топлива, контроль оборудования и т. д.
Проект №3: База отдыха семейного типа «Тёплое море»
Проект №3
Следующий проект принадлежит Сергею Новикову из города Владивостока. Заказчик — база отдыха семейного типа «Тёплое море». Там установлены солнечные коллекторы компании Sunrain, которые исполнители завозят под своим брендом «Энергия солнца». Ввод в эксплуатацию — осень 2018 года.
В состав оборудования входят: вакуумные 30-трубочные солнечные коллекторы — 360 шт. (три поля по 120 шт.), две накопительные ёмкости объёмом по 25 м² каждая, насосные станции, контроллер.
Стояла задача обеспечить систему ГВС расходом 50 м³/сут. и поддержать отопление. Задача была решена. Примерный срок окупаемости всей системы составляет около пяти лет.
Проект №4: Комплекс жилых зданий в Самарской области, расположенных на берегу реки
Проект №4
Автор ещё одного интереснейшего проекта — наш коллега Валерий Маганов из города Тольятти. Заказчик — частное лицо. Задача — выделенная мощность на производственном объекте была всего 10 кВт, а необходимая в пике — 30 кВт. На объекте реализовано сразу несколько технических решений для достижения нескольких задач. Установили солнечную сетевую электростанцию на 20 кВт с системой бесперебойного электроснабжения объекта. Объект — комплекс жилых зданий в Самарской области на берегу реки. Ввод в эксплуатацию — март 2019 года. Состав оборудования: солнечная электростанция, солнечные модули (56 шт.), сетевой инвертор на 20 кВт, контроллер ограничения возврата (чтобы не отдавать в сеть излишки), система аварийного электроснабжения, инверторы по 18 кВт и аккумуляторные батареи большой ёмкости. Планируемая выработка солнечной электростанции — 120 кВт·ч в день.
Планируемый срок окупаемости составил около восьми лет. Это как раз связано с тем, что была установлена не только сетевая станция, но ещё и бесперебойная станция на хороших дорогих аккумуляторах. Последнее тоже повлекло за собой несколько увеличенный срок окупаемости. Если бы этого элемента не было, то, скорее всего, срок окупаемости оказался бы в пределах четырёх-пяти лет.
Проект №5: Завод «Агрос-Электрон» (посёлок Горбунки Ленинградской области)
Проект №5
Следующим проект реализован Андреем Самосудовым (город Санкт-Петербург). Он и его коллеги обеспечили заказчика — завод «Агрос-Электрон» (3000 м², посёлок Горбунки Ленинградской области) — теплом и холодом. Введение в эксплуатацию — 2018 год. Состав оборудования: тепловой насос мощностью 120 кВт с геотермальным контуром суммарной длиной 2400 п.м. Также установлен резервный электрический котёл, буферная ёмкость, бойлер косвенного нагрева для системы ГВС. Задачи: внедрить эффективные системы отопления, охлаждения и ГВС в помещении завода для того, чтобы вообще не присоединяться к газу.
Проводили исследования, изучали стоимость официального подключения к газовым сетям, какие надо выполнить проектные и строительные работы. Вышло настолько дорого, что проще было внедрить именно такое решение — установить тепловой насос с таким большим объёмом геотермальных скважин. В результате задача заказчика была выполнена — необходимость в подведении и потребления газа отпала полностью.
Проект №6: Энергоэффективный дом (360 м2) в городе Анапе
Проект №6
Следующий реализованный проект — энергоэффективный дом (360 м²) в городе Анапе. Заказчик — автор этой статьи. Задачи: энергоэффективность, энергонезависимость и возможность отдачи избытков электроэнергии в сеть.
Здесь проходят все мероприятия Ассоциации специалистов ВИЭ «Зелёный Киловатт» — фестивали, обучающие семинары. Также в прошлом году проводилось тестирование солнечных коллекторов. На нашем трекере были собраны девять солнечных коллекторов и проведён сравнительный анализ с последующими выводами. В 2017 году, когда Министерство энергетики Российской Федерации проводило конкурс по возобновляемым источникам энергии, этот дом в номинации «Лучший малоэтажный энергоэффективный жилой дом» занял первое место. Ввод в эксплуатацию — 2015 год. Основные характеристики объекта: гибридный солнечный коллектор, который нагревает воздух и воду. Греет 800 л горячей воды и выполняет поддержку отопления. То есть отопление двойное — и воздушное, и водяное. Наличие сразу двух систем отопления позволяет очень хорошо экономить на содержании здания.
Недавние измерения показали, что при уличной температуре около +5°C и ярком солнце воздушный коллектор выдавал в помещение воздух, подогретый до температуры +45°C, что является очень высоким результатом. Кроме того, данный агрегат ещё обеспечивает нагрев воды для системы ГВС и поддержки водяного отопления. Гибридная система электроснабжения, солнечные батареи, вертикально осевой ветрогенератор, сеть общего пользования, газогенератор, сетевой инвертор, гибридный инвертор.
На объекте есть свой обучающий Центр. В свою очередь, работающий при НИУ «МЭИ» Центр подготовки и профессиональной переподготовки «Энергоменеджмент и энергосберегающие технологии» регулярно проводит занятия. Директор Сергей Гужов недавно провёл со студентами по видеосвязи с обучающим Центром семинар. Слушателям в режиме реального времени было показано, как работает система. Подобную демонстрацию можно устроить практически в любое время, и желающие могут обратиться по этому вопросу в Ассоциацию.
Также на объекте имеется запатентованная система пассивного отопления / охлаждения. Низкотемпературные системы отопления (тёплый пол, тёплый плинтус) — всё это собственная разработка. Фанкойлы, воздушная система отопления, о которой уже было сказано, тепловой насос «воздух-вода», который греет и охлаждает, — собственного производства.
За год эксплуатации (с мая 2018 года по май 2019-го), учитывая потребление по ночным дневным тарифам, годовая плата за электроэнергию составила 20500 руб. Дом может быть не только энергоэффективным, но и «энергопозитивным», что весьма актуально в свете вступления в силу «Закона о микрогенерации». Имеются излишки электроэнергии, которые можно продавать.
Выводы
Многолетний опыт сооружения энергоэффективных объектов с применением ВИЭ подтверждает необходимость проведения следующих работ и реализации принципов:
1. Анализ опыта эксплуатации.
2. Подтверждение показателей эффективности: необходимо убедиться, что поставленные задачи реально выполнены.
3. Оценка качества и надёжности оборудования.
4. Если требуется (например, выяснилось, что можно что-то улучшить), возможны корректировки в настройках режимов работы оборудования.
5. Обязательное обучение обслуживающего персонала.
6. Обязательное сервисное обслуживание.
7. Обязательное обучение будущих заказчиков.
8. Главное — наилучший экономический эффект получается только на стадии проектирования здания и внедрения в него комплекса решения с ВИЭ. В тот момент, когда есть «картинка» самого здания и вы хотите «привязать» его на место, уже необходимо думать о том, как это сделать. Как правильно разместить здание по отношению к югу, как сделать кровлю и свес этой кровли, какие нужны светопрозрачные ограждающие конструкции, откуда сделать входы и т. д. Необходимо продумать очень много общестроительных решений, помимо того, что ещё и необходимо использовать ВИЭ.
