X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В современной жизни присутствует достаточно много факторов, которые негативно влияют на человека и окружающий его мир, создающие экологические проблемы строительства. Для максимальной защиты от них своего дома и создания в нем здоровой атмосферы приходится их учитывать вопросы охраны природы при строительстве и эксплуатации. В природе все взаимосвязано, и невозможно создать идеальный комфорт в отдельно стоящем доме при угнетенном состоянии природы. Поэтому каждый стремящийся к здоровой жизни, должен не только заботиться о своем доме, но и как минимум минимизировать загрязнения окружающей среды.

В настоящее время существуют определенные экологические подходы к строительству и охране природы, которые частично представлены в нормах и законах. Однако, многие из них рассчитаны на добровольное применение сознательными гражданами.

Последнее время во многих странах довольно остро стоит вопрос об экологии. Для стандартизации были разработаны принципы экологического строительства, которые изложены в системах экологической сертификации зданий. Наибольшее распространение в мире получили LEED (The Leadership in Energy & Environmental Design Руководство в энергетическом и экологическом проектировании, США) и BREEAM (BRE Environmental Assessment Method Метод оценки экологической эффективности зданий, Великобритания) [1].

Один из вариантов улучшения энергоэффективности – установка солнечных панелей. Так, с их помощью, можно частично снизить затраты на электроэнергию либо полностью исключить такие затраты.

Преимущества жилых домов на солнечной энергии очевидны:

энергия солнца является бесконечной (относительно углеводородов можно считать так),

обеспечивает экологически чистую энергию,

без выбросов парниковых газов, и это может снизить затраты собственника на электрические счета [2].

Однако стоит учитывать, что КПД данных установок в идеальных условиях не превышает 25%. И такие условия далеко не всегда и не везде бывают. Поэтому это необходимо учитывать. Вторым препятствием может стать и сама стоимость солнечных панелей. В соответствии с первым условием, данные затраты могут быть абсолютно нецелесообразны и бесполезны.

Использование данной технологии в высотных, многоквартирных комплексах предполагает множество ограничений:

пространство, возможное для установки солнечного массива, как правило, слишком мало в отношении к потреблению энергии на квадратный метр площади здания;

затенения от рядом стоящих зданий;

высокая первоначальная стоимость оборудования.

Все это делает трудным или же даже невозможным внедрение солнечных систем в уже существующую инфраструктуру. К сожалению, достаточно часто сложно объяснить каждому жителю многоквартирного дома стоимость внедрения инновации. Поэтому обычно на практике «солнечные дома» проектируют еще задолго до того, как они буду возведены, подбирая места расположения и инфраструктуру, наиболее удовлетворяющую требованиям систем энергообеспечения. На этапе проектирования инженеры продумают все нюансы, максимально снижая будущие энергозатраты для обеспечения общих нужд, таких как:

освещение подъездов и близлежащих территорий;

питание системы безопасности и связи;

бесперебойное энергоснабжение электрики котельных и прочие системы общего пользования.

Обосновать такие системы значительно проще, а затраты на их первоначальную установку, как правило ниже и окупаются быстрее, принося пользу каждому жильцу.

Третий вариант применения фотоэлектрических элементов в многоквартирных домах – индивидуальные системы резервного энергоснабжения, установленные жильцами отдельных квартир для собственных нужд. Как правило, владельцы квартир, мечтающие о солнечных электростанциях, сталкиваются с проблемами, касающихся установки и обслуживания системы, а также иных.

Однако, несмотря на длинный список ограничений, находчивые жильцы многоэтажных домов все же устанавливают резервные системы.

Владельцам же частных домов повезло несколько больше ввиду наличия свободных площадей для установки.

Существуют факторы, которые следует учитывать при принятии решения об использовании солнечной энергии.

Первым фактором является обслуживание. В большинстве случаев, солнечные батареи не имеют движущихся частей. Важным моментом является поддержание чистоты солнечных панелей. Это важная задача, ведь накопление на экране обычной пыли может уменьшить поток пропускаемого солнечного света что, как следствие, приведет к уменьшению количества электроэнергии, произведенной системой на целых 7 %.

Для поддержания требуемого уровня чистоты, достаточно поливать панели из шланга от одного до четырех раз в год. В случае, наличия неподалеку строительства, то придется чистить панели чаще во избежание скопления пыли строительного остатка.

Также периодически необходимо проверять работоспособность всех частей системы, в том числе замена аккумуляторных батарей. Данная проверка проводится один раз в десятилетие.

Вторым важным фактором является правильный выбор места для установки солнечных панелей. Данный пункт не стоит игнорировать, так как различные типы панелей по-разному реагируют на тень. В то время как поликристаллические панели позволяют значительно сократить выход электроэнергии, то любая часть затенения монокристаллической панели остановит преобразование света в электроэнергию полностью. Для достижения наибольшей эффективности, возможно, даже придется прибегнуть к обрезке или полному удалению деревьев на участке. В случае же если дом расположен в окружении высотных зданий, которые блокируют солнце с крыши, это гораздо большая проблема [3].

Не стоит забывать о габаритах системы, которая требуется. Чтобы разобраться с этим, необходимо определиться какое количество энергии требуется вырабатывать. Для получения очень грубой оценки того, насколько большая система нужна, можно просто посмотреть на счет за электричество и выяснить, сколько используется кВтч в сутки. К примеру, средний дом использует около 900 кВт-ч в месяц, или около 30 кВт-ч в день. Умножьте это на 0,25. Мы получаем 7,5, так что нам нужно 7,5 кВт системы.

Обычная солнечная панель преобразовывает до 120 ватт в день. Для обеспечения 7,5-кВт, требуется приблизительно 62 панели. Габариты одной панели примерно 142 на 64 сантиметров, значит, 62-панели будут занимать около 65 квадратных метров. Также нужно учитывать, сколько времени пик солнечного света получается в день.

Подводя черту, можно сказать, что требуется закладывать возможность установки систем преобразования солнечной энергии еще на стадии проектирования. Таким образом, можно добиться максимальной отдачи всей системы в целом. Что же касается выбора между полным или же частичным энергоснабжением строения, то тут необходимо учитывать уже совокупность факторов: стоимость всей установки, окупаемость, отдача. Вполне целесообразно обеспечить дом электроэнергией от солнца частично. Это позволит сохранить электроснабжение дома при отключении электричества бытовой сети или же при неработоспособности системы преобразования солнечной энергии.

На данный момент в Ростове-на-Дону существует множество различных предложений. Так, в случае желания приобретения готовых решений, к примеру, фотоэлектрической станции ФЭС-900, согласно электронным каталогам обойдется в 156 000 руб. без установки и 179 400 руб. с установкой. Данная установка имеет максимальную производительность в 3 кВТ, что является хорошим вариантом для обеспечения частичной автономности жилья [4].

Список используемой литературы

Экологические требования к организации строительства в городе [электронный ресурс] – режим доступа // URL: http://mydocx.ru/10-140845.html

Умный дом – проблемы и перспективы современных технологий [электронный ресурс] – режим доступа // URL: http://www.scienceforum.ru/2015/790/15869/#1

Обслуживание солнечных панелей [электронный ресурс] – режим доступа // URL: http://megaobuchalka.ru/5/44789.html

Электронный магазин по продаже солнечных электростанций [электронный ресурс] – режим доступа // URL: http://rostov-eco.ru/fotoelektricheskaya-stanciya-900.html

Код для цитирования: Скопировать