Энергия солнца
Рост цен на энергоносители вынуждает искать альтернативные источники энергии. Одним из таких источников, доступных для Республики Беларусь является энергия солнечного излучения.
Для оценки количества располагаемой солнечной энергии принято использовать величину прямой солнечной радиации на поверхности Земли. На широте Минска суммарная располагаемая солнечная энергия за год составляет порядка 1000 кВт•ч/м2 (таблица 1). Таким образом, территория Беларуси получает в среднем за год количество солнечной энергии, почти в 1000 раз превышающее суммарное потребление ТЭР в республике.
Таблица 1. Величина среднемесячной прямой солнечной радиация для Республики Беларусь (на широте г. Минск) по данным NASA Surface meteorology and Solar Energy
| Месяц | Янв. | Фев. | Март | Апр. | Май | Июнь | Июль | Авг. | Сен. | Окт. | Ноя. | Дек. | Средн |
| кВт·ч/м2/день | 0.82 | 1.67 | 2.78 | 3.79 | 4.94 | 4.96 | 4.88 | 4.28 | 2.75 | 1.57 | 0.82 | 0.57 | 2.82 |
С учетом того, что сегодня более половины производимой тепловой энергии потребляется жилищно-коммунальным хозяйством, наиболее актуально использование солнечной энергии для производства тепловой энергии, в первую очередь – горячего водоснабжения и отопления. Основной проблемой использования энергии солнечного излучения является ее суточная и сезонная неравномерность. Максимум солнечного излучения приходится на период года с апреля по август (порядка 80 % от общего количества), в то время, когда пик потребления тепловой энергии, напротив, наблюдается в зимние месяцы. Это обстоятельство требует наличия второго, резервного источника энергии в таких системах. В качестве такого источника может успешно применяться тепловой насос (рисунок 1, б), обеспечивающий потребность в тепловой энергии в периоды, когда солнечной энергии недостаточно.
Реализованные проекты по применению гелиоводонагревателей показывают, что солнечные коллекторы эффективны также в условиях Республики Беларусь и позволяют полностью удовлетворить потребность в горячей воде на протяжении 7-8 месяцев в году. В остальное время они позволяют частично подогревать воду, существенно сокращая расход газа.
Срок службы оборудования – до 25 лет при минимальных затратах на техническое обслуживание. По сравнению с другими системами подогрева воды, эксплуатация системы теплоснабжения с использованием гелиоколлекторов является наиболее экономичной. Применение в качестве теплоносителя низкозамерзающей жидкости позволяет эксплуатировать систему круглый год.
Наибольшую эффективность в климатических условиях Республики Беларусь демонстрируют системы на основе вакуумированных коллекторов (рисунок 1, а). Эффективность работы коллекторов такого типа практически не зависит от температуры окружающей среды, что особенно важно при создании комбинированных систем отопления и горячего водоснабжения.
Рисунок 1 Элементы комбинированной системы: 1-вакуумированный гелиоколлектор, 2-тепловой насос, 3-коллектор грунтового теплообменника
Себестоимость тепловой энергии, получаемой с помощью гелиосистем, соизмерима с затратами на получение теплоты от других источников (таблица 2). Учитывая относительно невысокую стоимость тепловой энергии для крупных централизованных систем, необходимо помнить, что ее транспортировка на большие расстояния технически затруднена и возможна лишь в районе, охваченном тепловыми сетями.
Таблица 2. Себестоимость тепловой энергии, при производстве из различных источников, тыс. руб/Гкал
| Электрокотел |
от 544 (ночной тариф) от 2720 (дневной тариф) |
| Индивидуальный газовый котел(без учета стоимости газопроводов) | от 252 |
| Гелиоустановка | от 275 |
| Централизованная система (без учета стоимости сетей) | от 240 |
Таким образом, наиболее перспективно использование гелиоводонагревательного оборудования для создания децентрализованных комбинированных систем теплоснабжения автономных объектов. Результаты эксплуатации систем показали, что экономия энергоносителей для производства теплоты достигает 80%, по сравнению с традиционными системами. Срок окупаемости гелиосистемы составляет 4-6 лет, а с учетом индексации цен, вызванной постоянным ростом стоимости энергоносителей, то эта величина сокращается до 3-4 лет. Компания «Рэсотех» уже более 10 лет активно внедряет на предприятиях Республики Беларусь инновационные энергосберегающие технологии в области систем отопления с использованием конденсационной техники, тепловых насосов и солнечных коллекторов. Накопленный опыт в данной области позволяет решать сложные инженерные задачи, включая разработку технико-экономических обоснований, проектирование, конструирование и изготовление оборудования, направленные на достижение максимального эффекта при внедрении новой техники.