Идея создать экологический автономный дом, не зависящий ни от наличия магистралей традиционных энергоносителей, ни от тарифных ставок на них, далеко не нова и технически вполне осуществима. Правда, ее воплощение на практике может быть экономически целесообразно лишь на тех территориях, где отсутствует реальная возможность использования газа и электричества, подключенных традиционным путем.
Утепление стен и окон
Дом, которому не нужны внешние источники энергии, которому не страшны перебои с подачей электричества, характерные даже для Подмосковья, давно уже не сказка. Правда, поскольку, как и все альтернативное, другие источники энергии отнюдь не дешевы, начинается такой дом не собственно с установки нетрадиционных энергогенераторов, а с поиска путей минимизации расхода энергии. Иными словами, автономный дом -- это прежде всего теплый дом. По данным компании "ТДВ-групп", занимающейся системами утепления задний, в "незащищенном" доме через стены теряется 40% тепла, через окна -- 18%, подвал -- 10%, крышу --18%, вентиляцию -- 14%.
Примерно так же распределится и увеличение затрат на строительство дома с минимальными теплопотерями. Причем если технология утепления наружных стен, крыши, подвала и пола первого этажа понятна даже интуитивно, то с окнами дело обстоит несколько сложнее. С одной стороны, чем меньше окна, тем ниже теплопотери. С другой -- чем они больше, тем ниже расходы на искусственное освещение дома. Но, как говорят в компании "СтеклоСоюз", отчасти это противоречие снимает так называемое К-стекло. Это стекло с особым покрытием, благодаря которому внутрь свободно пропускается солнечная коротковолновая энергия, но задерживается обратный поток длинноволнового теплового излучения. Таким образом, без ущерба для теплосбережения окна можно будет делать сколь угодно большими. В сумме все эти мероприятия примерно на 70% сокращают расходы на отопление.
Сила ветра
Вторая часть автономного дома -- это оборудование, использующее энергию солнца, ветра, почвы, воды и других альтернативных источников. Для получения непосредственно электроэнергии обычно применяют ветрогенераторы и солнечные батареи.
"Впрочем, при отсутствии альтернативы такой способ получения энергии можно использовать и по соседству с Москвой,-- рассказывает Валерий Васильев, генеральный директор компании "Сапсан -- Энергия ветра".-- Правда, нужно делать поправку на характеристики местности. Так, в идеальных условиях ветроустановка при частоте вращения 450 об./мин дает напряжение, скажем, 48-56 В / 45 Гц. Но на самом деле скорость ветра все время меняется, поэтому меняется частота вращения ветроколеса, и правильнее было бы сказать, что генератор выдает напряжение от 0 до 56 В с частотой от 0 до 45 Гц. Вырабатываемая им "грязная" электроэнергия поступает на зарядное устройство и используется для зарядки аккумуляторной станции. Аккумуляторы дают постоянный ток, поэтому в комплект ветроэлектростанции входит еще один прибор -- преобразователь тока (инвертор). Его цель -- преобразовать постоянный ток с аккумуляторной станции в переменный 220 В / 50 Гц".
Стоимость ветрогенератора выходной мощностью 1 кВт, который вырабатывает в зависимости от силы ветра 100-500 кВт ч/мес. (в условиях Московской области -- до 150 кВт ч/мес.), колеблется от 260 тыс. до 1 млн руб. Поэтому при нынешних тарифах на электроэнергию оборудование окупится не менее чем за полвека, если доживет: срок его службы составляет около 20 лет.
Тепло солнца и земли
Для получения дополнительной электрической энергии автономный дом оборудуют солнечными панелями.
"В условиях Подмосковья в солнечный день на 1-1,2 кв. м (а это средняя площадь поверхности солнечных панелей) приходится 150 Вт солнечной энергии,-- рассказывает Николай Плеханов, генеральный директор компании "Инверта", занимающейся монтажом систем альтернативной энергии.-- Соответственно, чтобы получить минимально необходимые для работы домашнего оборудования 3 кВт (то есть все расходы на большую часть домашнего оборудования, за исключением энергозатрат, например, на отопление и других нагревательных приборов, которые весьма существенны), потребуется площадь в 20-21,2 кв. м. А поскольку солнце светит не всегда, то в систему такого энергоснабжения входит накопительная аккумуляторная батарея большой емкости, накопленная в которой энергия будет использоваться в ночные часы и пасмурные дни. Минимальная стоимость системы с такими параметрами -- 500-750 тыс. руб., срок службы -- около 30 лет".
Поскольку ни одной из этих систем недостаточно для отопления дома, используют еще один источник энергии -- тепловой насос. В отличие от двух предыдущих систем, он работает не автономно, а требует подвода к нему электроэнергии. По сути, тепловой насос -- прибор, работающий по тому же принципу, что холодильник или сплит-система. Питаемый от внешнего источника энергии, он забирает тепло из почвы, воды или другого природного носителя энергии и с КПД до 3,5 единицы (хотя на практике чаще выходит 1,5) сбрасывает это тепло в отопительную систему дома.
Как рассказывают в компании "ТН-Сервис", занимающейся поставкой и монтажом такого оборудования, для отопления дома площадью 150 кв. м потребуется тепловой насос мощностью 10,8 кВт (этого достаточно, если дом хорошо утеплен). При уже имеющихся в доме современных радиаторах для этого нужно уложить 500 м коллектора (это замет либо 300 кв. м площади, либо три траншеи по 150 м), который в условиях Подмосковья заглубляется на 1,5 м, плюс потребуется сам тепловой насос, бойлер для нагрева воды примерно на 300 л, проточный нагреватель как пиковый нагреватель и электронагревательная вставка для нагрева воды. Весь этот комплекс материалов и оборудования обойдется более чем в 700 тыс. руб., а вместе со всеми видами работ по монтажу (за исключением земляных работ, расценки на которые сильно разнятся) -- примерно в 1,1 млн руб. Потреблять такой насос будет 2,4 кВт электроэнергии. Срок поставки оборудования -- четыре-шесть недель (в этот период обычно проводят земляные работы), а итоговый монтаж займет еще неделю.
Если сравнить такую систему с дизельной, то на первом этапе она окажется значительно дороже. Стоимость дизельного котла со всеми необходимыми для него атрибутами для отопления дома той же площади составит примерно 210 тыс. руб. Но в то же время для его работы потребуется ежемесячно около тонны дизельного топлива (при нынешних ценах это обойдется примерно в 17 тыс. руб. в месяц, или -- с учетом того, что отопительный период составляет хотя бы семь месяцев в году,-- в 119 тыс. руб. в год). В случае же теплового насоса расходы будут на порядок меньше (около 12 тыс. руб. в год при стоимости электроэнергии 2 руб. за 1 кВт). Таким образом, если считать разницу в ценах на энергоносители, то срок окупаемости теплового насоса будет на восемь лет больше, чем дизельного оборудования. Но нужно учитывать и еще один нюанс. У компрессора теплового насоса срок службы не менее 15 лет (а обычно 25-30 без ремонта), у дизельного же котла горелку меняют каждые два-три года, а сам дизельный котел меняют по крайней мере раз в год (его ресурс редко превышает 5 тыс. часов). В связи с этим разница в сроках окупаемости сократится до двух-четырех лет в зависимости от типа оборудования.
Таким образом, автономный дом получается очень недешевым. Только одни источники альтернативной энергии, по самым скромным подсчетам, будут стоить более 1,5 млн руб.