Сергей Валянский - Армагеддон завтра: учебник для желающих выжить

Расчёты показывают, что даже при таких не очень хороших климатических условиях нашей страны в средней полосе России двухэтажный коттедж, занимающий в плане 100 кв. м, за год получает от Солнца более 160 МВт ч энергии, что превышает всю его годовую потребность даже при расточительном потреблении, и эту энергию солнечного излучения с помощью солнцеприёмных устройств можно уловить и превратить в электрическую, химическую или тепловую. Кстати, появились уже гибридные солнечные батареи, совмещающие в одном элементе свойства тепловых и электрических преобразователей солнечной энергии.

А если избегать расточительности (что в период Великого Отказа будет очень актуальным), то результаты могут быть совсем хорошими. Можно обходиться многократно меньшим количеством энергии без ухудшения условий жизни; мы к этому вопросу ещё вернёмся.

Другой доступный источник — энергия ветра (строго говоря, она, как и все прочие виды энергии, представляет одну из разновидностей энергии Солнца). Этот источник известен давным-давно: для получения электроэнергии ветреная установка впервые была использована в Дании ещё в 1890 году. Ветры дуют повсюду; они особенно постоянны и сильны в прибрежных районах и на акваториях, а особую ценность им придаёт то, что во многих районах — в России в том числе! — они имеют зимний максимум. Современные ветроустановки способны превращать в электричество более 30 % энергии ветрового потока, так что с их помощью можно компенсировать зимний минимум солнечной энергии.

Мы отмечали в одной из предыдущих глав, что применение таких установок в условиях современного производства — просто экзотика. А вот при строительстве экопоселений оно оказывается оправданным!

Следующий источник — энергия биомассы. В биомассе растений, создаваемой в процессе фотосинтеза, солнечная энергия запасается в химическом, «законсервированном» виде.

Существуют породы быстрорастущих однолетних и многолетних растений, которые сейчас рентабельно выращивать для топливных нужд. Например, в Дании уже производят «кирпичи» из соломы для отопления. Также появились установки, производящие топливо для автомашин, и что важно, в любом случае используются однолетние растения, чем удаётся сохранять баланс по углекислому газу.

В сельской местности при наличии достаточного количества органических отходов экодом может иметь биогазовую технику. Так, в России разработана установка, которая позволяет фермерскому хозяйству при наличии трёх коров полностью обеспечивать дом теплом и светом и вдобавок быстро получать экологически чистое удобрение.

Можно использовать энергию движущейся воды, устраивая микроГЭС, которые в отличие от больших ГЭС будут в достаточной мере экологически безвредными. Применима энергия термальных источников там, где они есть.

Короче говоря, для разных мест можно выбрать оптимальную конфигурацию внешних возобновляемых источников. При выгодном месторасположении (большие ветроресурсы, солнечный климат, река с пригодными для микроГЭС условиями) уже сейчас можно получать от индивидуальных возобновляемых источников энергию, превышающую потребности дома, а излишки можно использовать для привода сельхозмашин, питания биокультивационных установок, какого-либо мини-производства, нужд транспорта и т. д. При наличии локальной или большой электросети энергия может передаваться в неё…

Как это ни странно может показаться на первый взгляд, можно отапливать дом, отбирая тепло у холодного воздуха, воды или льда. Всё вещество вокруг нас имеет температуру значительно выше абсолютного нуля. В нём содержится тепловая энергия, но при низкой температуре. Тепло самопроизвольно перетекает от горячих тел к холодным, однако с помощью небольших затрат энергии, например, электрической или механической, можно его заставить течь от холодных тел к горячим. Это подобно тому, как насос заставляет течь воду вверх. Такие устройства называются тепловыми насосами, и мы видим их каждый день: это обычные холодильники. Холодильник отбирает тепло у тел внутри холодильной камеры и отдаёт его через заднюю радиаторную решётку комнатному воздуху.

Чтобы не перегружать нашу популярную книгу излишними техническими мелочами (вы можете найти их в специальной литературе), кратко отметим, что вполне решаема и проблема аккумулирования энергии. Сложность — в создании достаточно эффективных долгосрочных (месяцы) и маневренных (дни, часы) аккумуляторов. Но и они уже тоже есть. Можно строить гравитационные аккумуляторы (ночью излишняя энергия поднимает наверх воду, днём вода, стекая вниз, даёт электрический ток). Можно использовать водородный энергетический цикл (сходный тому, что используется растениями в процессе фотосинтеза). Технология создания металлгидридных аккумуляторов водорода уже развита настолько, что ведущие автомобильные компании начали разработку водородных автомобилей. Расчёты показывают, что металлгидридный водородный аккумулятор объёмом 2–3 куб. м способен с лихвой обеспечить энергопотребности одноквартирного экодома в средней полосе России на отопительный сезон.

Как ни смеялись над лозунгами Л. И. Брежнева, но экономика — а словечко это означает «искусство ведения домашнего хозяйства» — и впрямь должна быть экономной. На освещение в современных домах тратится 20–35 % электроэнергии, но уже есть лампы (галогенные, натриевые и т. д.), лучшие из которых потребляют в 6–7 раз меньше энергии, чем обычные лампы накаливания, а их свет по спектру близок к естественному. Ещё один способ экономии — микропроцессорное управление; на рынке появились датчики присутствия и местоположения человека в помещении, в некоторых домах уже действуют автоматические системы управления освещением. Потенциально это позволит снизить осветительное электропотребление в разы.

Помещения с недостатком естественного освещения можно освещать не только с помощью окон и потолочных фонарей. Немалые энергетические преимущества дают появившиеся в последнее время различные светопроводы для естественного света с концентраторами, находящимися снаружи здания. В зимнее время можно не тратить электроэнергию для работы холодильника, забирая необходимый холод с улицы с помощью специального теплового регулятора. Это тоже способ экономии.

Ныне принятые стандарты бытового электрического тока: напряжение, частота — были выбраны в начале XX века из соображений удобства построения больших распределительных сетей с крупными электростанциями в качестве источников энергии. В экодоме энергоисточники, как правило, будут генерировать постоянный ток пониженного напряжения. Сначала его придётся преобразовывать в переменный ток с повышением напряжения до принятого стандарта, но в перспективе необходимо изменение стандартов в сторону снижения напряжения и перехода на постоянный ток.