Если планам объединения ESTTP суждено сбыться, то уже к 2030 году здания с нейтральным энергетическим балансом должны стать строительной нормой. За аббревиатурой ESTTP (European Solar Thermal Technology Platform) скрывается принятая летом 2005 года Европейская программа развития гелиотермических технологий, а термин "нейтральный энергетический баланс" подразумевает, что здание совершенно независимо от внешнего энергоснабжения и покрывает свои потребности автономно, исключительно за счет собственной конструкции.

Немецкая фирма Schüco со штаб-квартирой в Билефельде, не дожидаясь 2030 года, разработала и испытывает концепцию такого дома уже сейчас.

Три системы в одном доме

За основу конструкции был взят дом с хорошей теплоизоляцией и низким энергопотреблением, отвечающий всем ныне действующим требованиям к новостройкам. Согласно сегодняшним нормам энергосбережения, такое здание должно расходовать котельное топливо из расчета не более 8 литров в год на один квадратный метр жилой площади. Чтобы выйти на нулевой показатель, инженеры фирмы Schüco сделали ставку на сочетание сразу трех технологий использования возобновляемых энергоресурсов.

Франк Толе (Frank Thole), руководитель отдела разработки гелиотермических систем, поясняет: "Прежде всего, это солнечный коллектор на крыше, напрямую использующий солнечную энергию и обеспечивающий горячее и холодное водоснабжение. Затем имеется тепловой насос, эффективно использующий солнечную энергию, накопленную грунтом, для отопления. Наконец, также на крыше дома установлен еще и полупроводниковый фотоэлектрический преобразователь солнечной энергии, который обеспечивает электроснабжение дома, включая питание компрессора теплового насоса".

И зима не помеха...

Задача всего проекта проста: продемонстрировать на практике, что уже сегодня с помощью стандартного, серийно производимого оборудования, можно самый обычный дом превратить в здание с нейтральным энергетическим балансом. То есть владелец такого жилья внесет свой весомый вклад в сохранение климата и одновременно сэкономит немало денег, поскольку по итогам года он не должен будет платить ни за газ, ни за свет.

Весной, летом и осенью добиться нулевого баланса нетрудно: солнечный коллектор площадью 10 квадратных метров на крыше отдельно стоящего дома на одну семью с апреля по октябрь полностью обеспечивает все потребности обитателей в тепловой и электроэнергии. Зимой дело обстоит хуже. При температуре воздуха ниже 5 градусов Цельсия даже самый лучший тепловой насос уже не в состоянии извлечь из окружающей среды нужное для обогрева количество энергии. Поэтому инженеры фирмы Schüco закачивают в земляной контур теплую воду от солнечных коллекторов на крыше.

"Таким образом, благодаря гелиотермии, "заряжая" грунт солнечной энергией, мы создаем условия для высокоэффективной работы всей системы, - поясняет Франк Толе. - Оптимальные условия эксплуатации теплового насоса предполагают температуру около 10 градусов, но никак не ниже 5. Подключая коллекторные панели к земляному контуру, я могу получить там температуру в 15, 20, а то и 25 градусов".

Это значительно облегчает работу теплового насоса, но полностью проблему зимнего теплоснабжения все-таки не решает: в средних широтах солнечного тепла зимой оказывается недостаточно. Поэтому в холодные месяцы в доме с нейтральным энергетическим балансом на помощь тепловому насосу приходит электроэнергия, вырабатываемая полупроводниковыми фотоэлектрическими преобразователями. Их площадь должна составлять 20-25 квадратных метров. Понятно, что летом эти преобразователи дают больше электроэнергии, чем зимой, но на круг они вырабатывают за год ровно столько энергии, сколько необходимо.

Неожиданный источник дохода

Полевые испытания трех экспериментальных домов продолжались два года и показали, что наша концепция вполне жизнеспособна, - говорит Франк Толе: - "Один конкретный дом, оборудованный по полной программе, то есть тепловым насосом, солнечными коллекторами и фотоэлектрическими преобразователями, даже дал, так сказать, "плюс". Благодаря увеличенной площади фотоэлектрических преобразователей мы по итогам года получили больше электроэнергии, чем было необходимо на поддержание работы теплового насоса".

Иными словами, энергобаланс дома оказался не нейтральным, а положительным. Его владельцы могли бы зарабатывать деньги, производя электроэнергию и поставляя ее в коммунальную электросеть. Вопрос лишь в том, многим ли по карману подобные инвестиции. По расчетам фирмы Schüco, полное энергооборудование дома на одну семью обойдется примерно в 40 тысяч евро, а окупятся эти затраты лет за 20.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева