Экожилье - ключ к будущему - [4]

Фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии

Электроэнергия относится к качественным видам энергии поскольку может легко преобразовываться и успешно сохраняться, поэтому потребность в ней экодома достаточно велика. Вот почему экспериментальные дома имеют несмотря на низкий по сравнению с тепловыми батареями КПД большие площади покрытые фотоэлектрическими солнечными приемниками.

Общим недостатком солнечных приемников энергии является нерегулярность поступления энергии и несовпадение этих поступлений с графиком основных потребностей жилища в энергии, в связи с чем они могут успешно применяться только в сочетании с теми или иными энергоаккумуляторами.

Размещение гелиоколлекторов

При отсутствии затеняющих сооружений вся площадь восточных южных и западных фасадов дома, за исключением окон, может быть занята солнечными коллекторами. В первую очередь это относится как к наименее затеняемым поверхностям крыш, всвязи с чем уже появился термин "энергетическая крыша". Сейчас все больше появляется в продаже солнечных батарей выполненных как кровельные элементы.

Проблема доступа к солнцу

Еще в древней Греции незатеняемость дома и прилегающего участка гарантировалась законодательно. В связи с развитием малой солнечной энергетики аналогичное право должно быть введено и в современных поселениях.

При плотной городской застройке может возникнуть проблема взаимного затенения гелиоприемников деревьями , домами или другими сооружениями. На этот случай должны быть приняты нормативные акты и проектировочные правила защищающие определенный сектор солнечного облучения домовладения от затенения высокими деревьями или другими объектами на соседних участках. Опыт законодательного регулирования доступа к солнцу домовладений имелся еще в древней Греции. Расчеты показывают что при достаточно плотном, например шахматном расположении домов, затенение остается в допустимых пределах. Футурологи предсказывают что типичный городской пейзаж близкого будущего будет включать тысячи расположенных на крышах домов накопителей солнечной энергии, которые станут таким же элементом повседневности, как и телевизионные антенны сегодня.

В будущем предстоит создать для районов подверженных стихийным бедствиям солнцеприемные устройства достаточно устойчивые к их воздействию, подобно тому как это уже сделано для ветроустановок мачты и ли лопасти которых автоматически складываются при опасном ветре.

Ветровые энергоисточники

Ветровая энергия являясь разновидностью солнечной используется человеком с древнейших времен. Особенную ценность ей придает то, что во многих регионах она имеет зимний максимум, компенсируя недостаток прямой солнечной энергии. В некоторых районах ветроресурсы оказываются столь велики что ими можно удовлетворить энергопотребности дома с избытком. Избыточная энергия может использоваться для производственных целей или продаваться во внешнюю сеть. Стоимость ветроэнергии в некоторых случаях уже сейчас оказывается ниже стоимости энергии полученной на тепловых станциях.

Энергия биомассы

Существуют породы быстрорастущих однолетних и многолетних растений которые уже сейчас рентабельно выращивать для топливных нужд. Важно то что при сжигании специально выращенной биомассы в атмосферу не попадает дополнительный углекислый газ, поскольку в процессе роста такое же количество его поглощается. Таким образом суммарное количество двуокиси углерода относящейся к парниковым газам, в атмосфере не увеличивается и тем самым не вносится вклад в глобальное потепление.

Тепло окружающей среды

Можно отапливать дома отбирая тепло от холодного воздуха, воды, льда или грунта. Это может быть осуществлено с помощью тепловых насосов устройств в принципе идентичных обычному холодильнику, с той лишь разницей что полезным эффектом является тепло выделяемое радиатором. На привод теплонасоса затрачивается электрическая энергия, однако получаемая тепловая энергия оказывается в 3-5 раз больше. Отсюда в частности следует нерациональность прямого использования электроэнергии для этопления.

Использование теплонасосов для отопления зданий является выгодным, во многих странах имеются действуют программы стимулирующие использоание теплонасосов имеющие государственную поддержку.

Аккумулирование энергии

Энергия от возобновляемых источников поступает нерегулярно и иногда непредсказуемо, более того от солнечных коллекторов она поступает как правило в противофазе к графику потребности дома в ней. Действительно, энергии больше требуется в течении года зимой и в течении суток в темное время. В связи с этим возникает задача аккумулирования энергии, последующего преобразования ее и выдачи в нужное время в нужной форме и количестве потребляющим устройствам. Эта задача остается пока технически более сложной чем просто получение энергии и не имеет еще хорошо отработанных решений. Задача заключается в создании достаточно эффективных сезонных (месяцы), среднесрочных (недели), и маневренных (дни, часы) аккумуляторов. Наибольшую важность и трудность представляет создание сезонных аккумуляторов, от которых требуется сохранение энергии в течение нескольких месяцев для обеспечения зимнего пика потребления.