Белорусские энтузиасты предлагают использовать солнечную энергию для удовлетворения повседневных нужд в горячей воде и тепле

В Беларуси всего 30 — 40 безоблачных дней в году и около 170 пасмурных. Несмотря на это, есть энтузиасты, убежденные, что солнечной энергии у нас достаточно для удовлетворения повседневных нужд в горячей воде и тепле. Они готовы доказывать свою правоту как разнообразными расчетами, так и демонстрацией собственных разработок. Пока такие решения с большими трудностями ищут свою дорогу в повседневную жизнь — во многом из–за инертности общества в этих вопросах. Однако пример Германии и северных стран — Швеции и Норвегии, где эта тема развита очень широко, позволяет надеяться, что и у нас для нее найдется своя ниша. Что же предлагают белорусские разработчики? Какую пользу их изобретения могут дать конкретному человеку?


Светит и греет

Инженер Лидской центральной районной больницы Дмитрий Поварго в свободное от работы время поглощен созданием солнечного концентратора и кратко характеризует его так: подходит к нашим условиям с переменной облачностью, сделан из отечественных материалов, дешевле других устройств для подогрева воды солнцем. Опытный образец уже проходит обкатку в реальных условиях. Результаты обнадеживают. Концентратор, смонтированный на приусадебном участке, полноценно работает с начала года, обеспечивая горячее водоснабжение. К осени его планируют включить в систему отопления. Параллельно идет сбор данных и модернизация. Научное сопровождение обеспечивает технопарк ООО «Апсель». Сейчас, по словам Дмитрия, разработка уже на том этапе, который можно брать за основу для мелкосерийного производства.

— Мне часто задают вопросы: где ты видел у нас солнце? Так говорят люди, которые не обращают внимания на небо. Есть экспертное мнение, что количество солнечной энергии, доступной на всей территории Беларуси в течение года, в 7.800 раз превышает потребность в энергоресурсах. Потенциал гелиоэнергетики у нас примерно на 10% выше, чем в европейских странах, расположенных на той же широте. Даже если есть облака, невидимая для глаз инфракрасная составляющая солнечного спектра легко проходит сквозь них и фокусируется концентратором.

Визуально устройство схоже с большой спутниковой антенной, покрытой квадратными зеркальными сегментами. Причем используется обычное зеркало белорусского производства — кусочки, подходящие для конструкции, часто считаются отходами производства и идут на бой, а потому практически бесплатны. Каркас, на котором крепится «тарелка», металлический, но уже ведутся работы по изготовлению его из инновационных стеклокомпозитных профилей белорусского производства, которые дешевле и долговечнее. Собранная с определенной площади солнечная энергия фокусируется в одну точку. Там — приемник, который воспринимает это тепло. Именно такой принцип, по мнению Дмитрия Поварго, как нельзя лучше подходит к нашим погодным условиям:


— Рынок предлагает нам дорогие плоские и вакуумные солнечные коллекторы. Но, по моему мнению, полноценно нагревать воду в нашем климате они не способны, так как основаны на принципе непрерывной циркуляции воды из накопительного бака в коллектор и обратно. Такое устройство, небольшое по площади, быстро большой объем воды не нагреет. В Беларуси много облачности. Солнце выглянет из–за туч, а потом опять тень. Единственный выход — построение концентрирующего солнечного коллектора с малым объемом воды, нагреваемой в каждую возможную единицу времени. За 10 — 15 минут, когда светит солнце, мы получим около 4 — 5 литров горячей воды. В следующий «проблеск» — еще столько же, и так далее в течение дня. Эти порции сливаются в своеобразный термос. То есть мы делаем проточный водонагреватель с накоплением результата его работы.

Еще одно принципиальное отличие концентратора от плоских и вакуумных коллекторов — функция слежения за солнцем. Без этого, считает автор разработки, в наших широтах невозможно эффективно собрать солнечную энергию. Поэтому концентратор, подобно подсолнуху, в течение дня поворачивается за светилом. Системой слежения управляет электронный блок.

Представить свое детище широкой публике лидчанин планирует на тематических выставках — например, «Вода и тепло», а также собирается подавать заявку на участие в EXPO–2020 в Дубае. Разработка уже была представлена на двух республиканских конкурсах инновационных проектов и будет участвовать в них далее. А пока Дмитрий в поисках инвестора и площадки для внедрения. Обращался на местные предприятия, в тепличные хозяйства — предлагал нагревать воду для технологических процессов и снизить затраты на отопление. Хотя интерес к его работе присутствует, побеждает настороженность. Между тем в нашей стране есть немало людей, ратующих за возобновляемую, чистую энергетику. Возможно, в их рядах и отыщется тот, кто возьмется опробовать возможности концентратора на деле?

Простое решение со сложной судьбой

В Германии эксплуатируется около 100 млн квадратных метров солнечных коллекторов для подогрева воды, в России — около 20 тысяч. У нас ситуация выглядит еще скромнее, хотя на интернет–форумах и идут бурные обсуждения плюсов и минусов домашней альтернативной энергетики.


— Одна из причин, почему у нас эта тема не развивается, — очень дорогие решения, которые необходимы, чтобы импортные коллекторы показывали эффективность, на которую рассчитаны. В Германии, Китае есть субсидии от государства. У нас они не предусмотрены. А значит, самое главное у нас — снижение стоимости оборудования, — из этого Геннадий Макаревич, старший научный сотрудник лаборатории радиационно–химических процессов Объединенного института энергетических и ядерных исследований «Сосны» Национальной академии наук, и исходил, начиная много лет назад инициативную разработку трубчатого солнечного коллектора. В качестве хобби — так он характеризует эту работу. Одно из главных ее достоинств в том, что она сделана на базе отработанных ламп дневного света — бросового материала, который становится головной болью любого предприятия. Просто выбросить их нельзя, это высокотоксичные отходы, внутри ртуть. Чтобы правильно утилизировать эти лампы, тратятся немалые деньги. К тому же на всю страну всего несколько организаций берутся за это.

— А мы научились при помощи своих ноу–хау очищать люминесцентные лампы от ртути — наша технология экологически безопасна — и получаем чистые стеклянные трубки, из которых делаем коллектор. Трубки бесплатны — на их утилизации можно даже заработать. Для остального также выбирали самые бюджетные решения, — в итоге, по подсчетам Геннадия Макаревича, ориентировочная стоимость коллектора — 200 рублей. Стоит зайти в любой интернет–магазин по продаже импортных аналогов, чтобы увидеть, что цены там как минимум в три раза выше.

На конференции по альтернативной энергетике «Аист» говорилось о высокой эффективности этой разработки. Геннадий Макаревич оценивает ее в 70%, но советует не цепляться за конкретную цифру. Ведь этот показатель непостоянен и зависит как от разницы между температурой окружающей среды и той, на которую удалось нагреть воду, так и от интенсивности солнца. Если мы только начали греть холодную воду — эффективность дойдет до 90%. Как только нагрели — уменьшается.


Проще перейти к понятным каждому домовладельцу категориям. В солнечный день вода в трубках нагреется до 55 градусов. Практика использования опытного образца для дачного дома показывает, что летом запас теплой воды будет готов уже к половине десятого утра. Конструкция коллектора, по емкому определению автора, проста, как штыковая лопата. Трубки вставлены в держатели–гребенки. Система подключается к водопроводу. Вода поступает снизу и нагревается, поднимаясь по трубкам, затем идет ее сбор в бак–накопитель. А что потом — дело хозяйское: мыть руки, посуду или принять душ. Безусловно, это вариант сезонный, примерно с мая по октябрь, и вся его прелесть именно в простоте и разумном подходе к использованию неограниченного ресурса — солнечного тепла. По такому же принципу мы пользуемся солнечным светом днем, а вечером включаем электрические лампы. Дополнить коллектор автоматикой или сделать его всесезонным тоже можно, но, по мнению Геннадия Макаревича, это нерационально, так как повлечет за собой значительное удорожание и будет противоречить концепции дешевого и доступного нагревателя для домов и дач. Создатели уверяют, что производство таких коллекторов крайне простое, его можно наладить в каждом регионе, попутно решая вопрос утилизации люминесцентных ламп. Проблема в том, что пока нет заинтересованного лица, которое взялось бы за организацию процесса. И тем не менее у авторов уже немало идей, как развить тему дальше, поэтому в их планах — заявка на включение в одну из госпрограмм научных исследований.

ЦИФРА «СБ»

Продолжительность солнечного сияния в Беларуси за год — 1.730 — 1.950 часов. В мае — июле в отдельные дни солнце светит до 16 часов в сутки.

ФАКТ

Всего за один час Солнце дает Земле примерно столько энергии, сколько мировая экономика потребляет за год.

vasilishina@sb.by