Зона комфорта

Для человека принято считать комфортным диапазон температуры окружающего воздуха 21-25°С. Поскольку на улице температура редко бывает в «комфортном диапазоне», приходится принимать меры: подогревать или охлаждать окружающее нас пространство, применять теплоизоляцию – для того, чтоб отделить себя (одежда) или свое пространство (квартира, дом) от наружной температуры.

Поскольку среднегодовая температура в наших широтах – ниже нуля, в среднем по году разница температур составляет порядка «минус 25°С». Т.е. в среднем, по году в целом, нам необходимо подогревать жилище (в тропических странах – охлаждать).

Количество потребляемой энергии для достижения «зоны комфорта» прямо пропорционально разности температур – наружной и внутренней, и обратно пропорционально сопротивлению теплопередаче (т.е. теплоизоляции) стен, крыши, пола помещения.

Потребление энергии

Потребляемая жилищем и вырабатываемая источниками тепла энергия измеряется в джоулях (а также – в калориях: 1 кал = 4,186 Дж; и киловатт-часах: 3,6Мдж=1кВт*ч). Так, среднее жилище в Канаде, которая сопоставима с нами по климату, потребляет порядка 140 гигаджоулей (ГДж) в год. За последние 25 лет этот показатель сократился примерно на 40% - результат системных мероприятий по энергосбережению (утепление, использование эффективных источников тепла).

Теплоизоляция

В Германии приняты такие нормативы потребления энергии домохозяйствами:

Энергопотребление кВт*ч/м² Категория (Эквивалент печного топлива*)

≤ 10 A++ Passivhaus 200–300

≤ 15–25 A+ A Очень малопотребляющий дом 400–700

≤ 50 B Малопотребляющий дом 1000–1500

≤ 100 C Строительство по СНИП (нем.) 1500–2500

≤ 150 D E F G старые неутепленные здания > 3000

* - годовое потребление печного топлива в килограммах на отопление дома с проживанием 4-х человек площадью 150м²

При «экстремально» хорошей теплоизоляции можно достичь эффекта, когда для отопления жилища хватает тепла выделяемого его жильцами (т.е. люди используются в качестве источника энергии). В Германии такие дома называются Passivhaus («пассивный дом»). Для достижения требуемого эффекта энергопотребления в «пассивном доме» применяется “экстремальная” теплоизоляция крыши и стен – 35-50 см.мнеральной ваты или пенопласта, подогрев циркулирующего воздуха путем пропускания через закопанную в землю трубу (до температуры грунта – всегда +8 градусов), рекуператоры – обеспечивающие обмен тепла входящего воздуха с исходящим, окна наполненные аргоном и т.д.

Источники энергии

Поскольку нам еще далеко до немецких стандартов энергопотребления / теплоизоляции, в Украине применяются традиционные источники тепла. Такими источниками калорий – джоулей - киловатт-часов тепла на сегодня являются:

Газ

Уголь, печное топливо, дерево, топливные брикеты и пеллеты

Электроэнергия

Энергия грунта или окружающего воздуха (в тепловых насосах)

Солнце (в солнечных батареях, для прямого нагрева помещений через окна)

Тепло человека и домашних животных J

Каждый из источников «выдает» определенное количество джоулей на единицу топлива (килограмм, литр, кубометр, кВт*ч). При этом все источники имеют свои плюсы и минусы с т.з. цены инсталляции отопительного оборудования, годового счета за отопление, удобства использования, доступности в Украине, «привычности».

Между источниками тепла можно свободно выбирать исходя из указанных критериев и предпочтений потребителя. Критерии, которые можно использовать при выборе источника тепла приведены в таблице «Альтернативные источники тепла для отопления жилого дома». На сегодня по всем параметрам «побеждает» газ, но ситуация может кардинально измениться в связи потенциальным ростом тарифа на газ для населения, т.е. в случае приведения его в соответствие с ценой импортируемого Украиной газа, тариф вырастет в 5 раз(!). В таком случае наиболее привлекательной альтернативой станут котлы на твердом топливе (древесных бректерах, пеллетах, угле). Такая тенденция уже четко наблюдается в странах как Западной, так и Восточной Европы.

Топливо	Газ	Твердое топливо (дерево, уголь, брикеты/ пеллеты)	Тепловой насос	Электроэнергия	Ночной тариф: Электроэнергия + теплоаккумулятор
Доступность топлива (наличие в Украине, инфраструктура поставки), баллы 1-10	8	9	7 (частые отключения электроэнергии)	7 (частые отключения)	5 (отключения, требуется подведение тройной мощности)
Удобство использования топлива, баллы 1-10	9	3 (7 - с автоподачей пеллет)	10	10	10
Адаптируемость в готовый проект дома, баллы 1-10	8 (может понадобиться дымоход)	5 (нужны: мощный дымоход, логистика для инсталляции котла, топлива, место для теплоаккумулятора)	5 (нужны теплые полы, потребность в скважинах и зем.работах)	10	9 (нужно место под теплоаккумулятор 2-4 тонны)
Цена оборудования + инсталляции оборудования (разовые затраты), тыс.$	$3+$3=$5 + подключение газа	$5+$1=$6 (+$2=$8 – с автоподачей пеллет)	$10+$10=$20	$0,5+$1=$1,5	$2+$1=$3 + ТУ на 60 кВт
Цена отопления в год для дома 300 м2 (160 гДж), тыс.$ - при сегодняшних тарифах	$0,5	$1,5	$0,6	$1,6	$1,2
Цена отопления в год для дома 300 м2 (160 гДж), тыс.$ - при прогнозных тарифах	$2,75	$1,5	$2	$5,75	$1,5 (ночной тариф = 1/4 розничного тарифа на э/э)
Стоимость эксплуатации (инсталляция, топливо) за 10 лет тыс.$: сейчас / при прогнозном тарифе	$10 / $32,5 + подключение газа	$21 / $21	$26 / $40	$17,5 / $59	$15 / $18 + ТУ на 60 кВт

Немного цифр

Генератор: мощность 500 ватт.
Человек в состоянии генерировать 150-200 ватт, профессиноалы-байкеры - 300-500 ватт.
Ветряк при "среднестатистическом" ветре 5 м/с даст те же 200 ватт.
Получаем 12 вольт для зарядки аккумулятора при силе тока 16 А.
Аккумулятор - новый или БУ. Кислотные (автомобильные) лучше не эксплуатировать за пределами 50% емкости, т.е. аккумулятор 50 А*Ч лучше не разряжать более, чем на 25 А*Ч. Кроме того, их необходимо выставить за пределы жилого помещения.
Щелочные (от бесперебойников) можно эксплуатировать в более широком диапазоне, на полную емкость.
Инвертор (превращает 12 вольт от аккумулятора в 220 вольт переменного тока) - в зависимотсти от бюджета и потребностей. Инвертор на 300 ватт стоит около 300 грн, больше мощности - пропорционально дороже.
Поясню: с такой "установки автономного питания" можно получить любую мощность, не только 200 ватт генерируемых человеком. Например, покрутив 10 минут педали можно на 1 минуту включить насос мощностью 2 киловатта.

Генератор - каждому!

Для себя (домой): велотренажер - генератор.
Для себя (в дорогу, на дачу): генератор - замена заднему колесу велосипеда. Дешевле, чем велотренажер, можно взять в рюкзак велотуристу.
Для себя (в дорогу, в багажник авто): напольный педальный генератор - обеспечить комфортный быт на рыбалке, зарядить автоаккмулятор.
Дл ветра (на дачу, дом): добавим генератору лопасти, установим на мачту - пусть ветер грутит! А себе - комфорт и 220 вольт.

Зачем мне это?

1. Я хочу иметь возможность совмещать полезное (велотренажер) с приятным (кино, ТВ, музыкой, кофе, освещением).
2. Я хочу иметь возможность уехать за сотни километров от цивилизации и зайти на часок-другой в интернет, позвонить, зарядить аккумулятор фотоаппарата, сделать запись в дневнике при свете экономичной лампы, устроить небольшую дискотеку или посмотреть кино на ноуте с друзьями.
3. Я хочу, в случае отключения электричества на даче за городом - а такое тут бывает, не тратить кучу денег на бензин для тарахтящего на всю округу генератор, а обеспечть себе комфорт крутя педали велотренажера или используя энергию ветра.

Генератор для меня и для ветра

Идея создания продукта навеяна проектами энтузиастов "зеленой" энергии. В частности:
http://www.gulland.ca/homenergy/lindabike.htm

и
http://www.scoraigwind.com/


В основе - низкооборотистый генератор (alternator), который отлично подходит как для "велогенератора", так и для мини-ветряка.

Стать независимым по-настоящему!

Энергия (англ. power) = власть.
Современная цивилизация зажгла лампочку Эдисона и села на автомобиль в конце 19-го века. С тех пор история человечества - это исотрия машин (промышленных и бытовых) и энергии (электричества, нефти) которые их питают. Главный источник комфорта современного человека - это 220 вольт в розетке и бензин из "пистолета" бензоколонки. И то и другое делает нас зависимыми от государства и монополистов - энергетических компаний. В цене электроэнергии, газа и бензина 80% - это сверхприбыль энергетических монополий, обеспечиваемая контролируемой ими властью. И пока мы сидим "на игле" этой энергии - мы платим власти и монополиям за собственный комфорт. Платим не только в сумме счета за электроэнергию или чека за бензин - в каждом продукте питания, бытовом приборе, автомобиле - энергия, за которую мы платим покупая их.
Какой же это абсурд: платить за неподвижное сидение перед экраном телевизора или компьютера, платить за гиподинамию и ожирение.
Сегодня, когда технологии освещения и бытовой техники достигли совершенства в отношении энергопотребления, энергию для них мы можем вырабатывать сами! Как вам перспектива: съесть вкусный тортик и превратить его (калории) в энергию достаточную для 2-х часового просмотра любимого кино или пару литров апельсинового фреша?
Если вдохновляет, то добро пожаловать в мир самодостаточной, здоровой, освещенной собственным светом, жизни!