Не только солнце и ветер: какие еще альтернативные источники энергии можно использовать дома

Война, разрушение инфраструктуры подтолкнули украинцев к освоению альтернативных источников энергии. Издание Mind подготовило материал о том, как получить электричество и тепло во время блэкаутов, сколько это стоит и насколько выгодно.

Альтернативными или возобновляемыми называют источники, которые дают энергию без использования газа, угля или любого другого ископаемого топлива. К ним относятся солнечные, ветровые, гидрологические, геотермальные и биомассовые электростанции. Они могут давать немало электрической или тепловой энергии, но ее количество сильно зависит от расположения и климатических условий.

В Украине в 2023 году около 20% электроэнергии выработали с помощью солнечных, ветровых или гидроэлектростанций. К 2030 году украинское правительство планирует увеличить показатель до 27%. В целом же в мире, как прогнозируют специалисты Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), к 2050 году 90% мировой электроэнергии должно производиться из возобновляемых источников.

Солнечные электростанции

Специальное оборудование может улавливать солнечные лучи и преобразовывать их энергию в электричество с помощью панелей, сделанных из фотоэлектрических элементов. Их устанавливают в виде больших "ферм" прямо на полях, меньшие электростанции размещают на приусадебных участках, крышах, фасадах зданий или на балконах. Недавно Фокус разобрался, какие и как именно можно установить солнечные панели в многоэтажных жилых домах.

В некоторых многоквартирных домах благодаря солнечным электростанциям (СЭС) лифты и насосы для подачи воды работают даже во время отключения света. Оборудование купить с недавних пор стало проще, ведь правительство сняло пошлину и НДС с солнечного оборудования и ввело льготное кредитование для бизнеса и домохозяйств на приобретение солнечных или ветровых генерирующих установок мощностью до 10 кВт с аккумуляторами. Можно получить до 480 000 грн на

Государство полностью компенсирует процентную ставку по таким кредитам в течение 10 лет. На солнечные панели и ветровые установки до 10 кВт мощности можно получить до 480 000 грн. Также существуют гранты для ОСМД и инфраструктурных проектов, которые покрывают большую часть расходов.

Однако для получения электроэнергии, которой можно пользоваться, одних лишь панелей мало. Нужно также установить инвертор — это устройство, которое преобразует постоянный ток, созданный солнечными модулями, в переменный, который воспринимают бытовые устройства. Существует техника, которая работает на постоянном токе, но она еще не очень распространена. Кроме того, нужно иметь аккумуляторы, которые будут запасать произведенную энергию и отдавать, когда она нужна.

Накопленную электроэнергию также можно продавать в общую сеть, если электростанция к ней подключена. Цена оборудования зависит от мощности. Стоимость домашней солнечной электростанции мощностью 5 кВт на сайте Yasno стартует от 110 000 грн, по прогнозам экспертов, она окупится примерно за 5-6 лет.

Одного такого комплекса недостаточно, чтобы удовлетворить все энергетические потребности домохозяйства. В среднем, для этого нужна мощность не менее 10 кВт и площадь около 50 квадратных метров для установки панелей. В случае блэкаута такая система будет питать дом от 12 до 24 часов.

Гораздо более простой и дешевый вариант — установить несколько солнечных панелей на балконе или крыше, подключив их к зарядной станции, которая поддерживает такую технологию. Много энергии они не дадут, но помогут запустить некоторые приборы, такие как чайник, во время отключения света, или же экономить на коммунальных платежах. Фокус уже писал, какие существуют портативные солнечные панели для балконов и зарядные станции для домашних солнечных электростанций.

Солнечная энергия доступна и универсальна, можно разместить почти везде, хотя требуется немало места, нет шума и вредных выбросов. Но она эффективно производится только летом, днем и в солнечную погоду, куда хуже — в холодное время года, когда солнце закрыто облаками. Установка СЭС требует немалых инвестиций, которые могут вообще никогда не окупиться.

Солнечная черепица, печи и коллекторы, солнечная черепица

Солнечную энергию можно собирать не только с помощью панелей, существует специальная черепица для крыши, которая выполняет одновременно две функции: генерирует электричество и покрывает дом. Стоит такое оборудование существенно дороже — около 3700 гривен за квадратный метр.

В США популярны так называемые "солнечные печи", которые используют солнечный свет для приготовления или нагрева пищи. В Украине же пользуются спросом солнечные коллекторы, которые нагревают воду, превращая солнечную энергию в тепловую — такая себе альтернатива бойлерам. Чтобы зимой иметь горячую воду для небольшой семьи понадобится две установки мощностью 2 кВт стоимостью от 60 000 грн. Система, способная греть не только воду, но и помещение, будет стоить дороже — около 100 000 грн, и может окупиться в среднем за 3-6 лет.

Ветряные электростанции

Ветряные турбины или, как их часто называют, ветрогенераторы также являются довольно доступным и ныне распространенным источником энергии в Украине. В отличие от солнечных станций, они могут работать как днем, так и ночью, а зимой работают даже лучше, потому что ветер усиливается. Ветряная турбина правильного размера сможет обеспечить большинство или все потребности в электроэнергии. Для лучшей эффективности стоит объединить солнечную и ветряную электростанцию.

Впрочем такие электростанции сильно зависят от региона и могут почти не давать энергии там, где воздушные потоки движутся с низкой скоростью. Чтобы не потратить деньги зря, стоит обратиться к специалистам, которые перед установкой обычно не менее полугода исследуют участок. В некоторых районах ветряные турбины оказываются даже лучше СЭС, когда речь идет о генерации, но однозначно уступают им по вариативности. Если солнечные панели можно разместить почти везде, то ветряк надо поднимать на высокой мачте, потому что чем выше, тем сильнее дует ветер. Устанавливать близко к окнам не стоит из-за довольно сильного шума, который может вызвать дискомфорт у окружающих.

Существуют два основных типа ветрогенераторов: горизонтальный и вертикальный, и от этого зависит цена. Например, вертикальный ветрогенератор мощностью 100 Вт будет стоить от 8000 грн, а модель мощностью 400 Вт — от 20 000 грн. Мачту и другое оборудование нужно докупать дополнительно. Окупаются ветрогенераторы 10-25 лет в зависимости от типа, размера, силы ветра. Игорь Недилько делился с Фокусом своим опытом создания ветрогенераторов и советовал не брать вертикальные, потому что они производят очень мало энергии.

Гидроэлектростанция

Кроме крупных сооружений, таких как ДнепроГЭС, существуют и небольшие системы, установленные в ручьях, реках или других проточных водоемах. Вода падает на турбину, крутит ее, и благодаря этому вырабатывается электроэнергия. Иван Верещак из Винницы на своем примере показал, что это возможно, создав гидроэлектростанцию, которая добывает энергию во время отключений света. Она обошлась украинцу всего в 10 000 гривен, но и мощность ее небольшая, около 150-300 Вт.

Гидроэнергетика может обеспечить достаточно большое количество электроэнергии и питать весь дом, но для этого нужно иметь рядом хороший поток воды и выделить немало средств на оборудование. Пока что в Украине по состоянию нет законодательной базы по установке гидроустановок для домохозяйств, поэтому фактически никаких разрешений не требуется, но и права такого у людей нет.

Геотермальная энергетика

Добывать и использовать можно тепловую энергию, хранящуюся в недрах Земли. Некоторые жители Украины уже установили тепловые насосы, которые впитывают и передают тепло из воды, почвы или воздуха. Стоимость такого устройства начинается от 30 000 грн, она зависит от его типа и площади помещения, которое нужно обогреть.

Биогенераторы

Сжигание органических веществ (древесины или сельскохозяйственных отходов) позволяет вырабатывать электроэнергию. В промышленных масштабах этим занимаются ТЭЦ, которые сжигают твердые органические материалы. Дома можно использовать твердотопливные котлы, которые стоят от 15 000 грн.

Современные технологии позволяют получать дешевую энергию буквально из навоза, который поставляют коровы или другие домашние животные. Вот только оборудование будет стоить значительно дороже.