Альтернативные источники энергии

Развитию альтернативных источников энергии во многих странах мира придается все большее значение. Солнечной энергетике отводится особая роль. Поэтому профессия гелиотехника (по-немецки Solarteur) - специалиста в области солнечной энергетики - привлекает перспективностью. В России же все это направление рассматривается как чудачество. А гелиотехник, соответственно, чудаком. Жилье должен отапливать газ. И только газ.

Все остальное свидетельствует об ущербности жителя частного строения. Уже в ближайшем десятилетии Германия планирует полностью отказаться от атомной энергетики. Ставка делается на альтернативные источники энергии. И в других странах "зеленая" энергетика постепенно смещается в центр внимания. Из этого следует, что немецкие «чудаки» создадут жизнь для соотечественников более комфортной. А наши останутся такими же «самоделкиными» с налетом кулибинщины. И без последствий для общества. "Использование возобновляемых энергоресурсов, и в частности, энергии солнца, позволяет избавиться от монополии стран-поставщиков газа и нефти. Также решается проблема дорогостоящей транспортировки сырья и вредных выбросов в окружающую среду", - говорит Уве Гарц (Uwe Garz), консультант по монтажу солнечного оборудования из города Вирсберг. Он убежден в пользе и перспективности своего дела. Вот Вам и весь ответ. В самой же Германии на сегодняшний день в области солнечной энергетики задействованы около 83 тысяч специалистов. Если верить прогнозам Федерального союза предприятий гелиопромышленности, то к 2020 году их число возрастет примерно в два раза. Гелиотехника является одним приоритетных направлений.

Специалистов в области гелиотехники готовят все университеты и технические школы ФРГ в качестве основных специальностей. Полимерные технологии в гелиоэнергетике – перспективы развития российской науки. Академик РАН Алексей Хохлов заявил, что полимерная гелиоэнергетика – перспективное направление в рамках программы развития Московского университета в которой МГУ участвует по наноматериалам и энергоэффективности, – будет активно развиваться в России. Как все понимают, произойдет это очень не скоро. Потом выяснится, что система коммутаций и оборудования по цене будет равна километровому подключению газовой магистрали к отдельно стоящему односемейному дому. Тратить время на рассуждения о том, что произойдет когда то, в данном случае не стоит. На сегодня есть и другие, более простые и эффективные устройства получения и аккумулирования тепловой энергии Солнца. Более того, они изготовлены, запущены и испытаны. Само производство систем и их применение не представляют собой каких либо трудностей. Весь вопрос в принятии решения об их применении. И всего лишь.

Очень слабо представлены на рынке ветроэнергетические установки, хотя ресурсы ветровой энергии неисчерпаемы, что очевидно всем. Каких либо серьезных системных действий со стороны государства и бизнеса не предпринимается, хотя процесс достаточно хорошо изучен, проведены необходимые испытания. Практически не используются свободно текущие речные потоки. Гидроэлектроэнергетика основывается, в основном, на получении электроэнергии за счет перепада высот, который достигается за счет сооружения плотин. Это очень затратная технология со значительными сроками окупаемости вложений. Кроме этого плотина наносит непоправимый урон природе. При этом, что бы получить 1 квт. электроэнергии, совсем не обязательно создавать перепад высот. Достаточно в поток поместить поплавковую ГЭС со специальным поперечным ротором и получить то же количество энергии. Все это происходит на фоне растущего рынка технических средств, для извлечения энергии окружающей среды, в зарубежных странах, зависимых от не возобновляемых источников энергии. Средства, вкладываемые государствами в эти направления, поражают воображение. Затраты на НИОКР в России мизерны.

Часто все эти направления финансируются бизнес структурами за счет собственных средств при том, что результат не всегда очевиден и потребуются большие усилия для отработки и внедрения разработки и массового применения. Договоры на опытно-конструкторские разработки, создания научно-технической продукции рассматриваются инвесторами часто как договоры подряда на выполнение обычных работ. При этом заявляются требования предоставить бизнес-план с точными расчетами затрат и рентабельности. Но подобные требования противоречат сложившейся практике. Если бы так же рассуждали авиастроители, то мы бы до сих пор летали на фанерных самолетах братьев Райт. При рсчете затрат, к примеру, на разработку самолета, используется всего лишь «презумпция способности летать». Очень много примеров, когда изготовленный в нескольких экземплярах самолет, не ставился на производство, а затраты на разработку списывались совсем не как убытки. Просто разработка оценивалась, получала свою стоимость и оставалась в КБ для использования в качестве этапа при последующих разработках. Достаточно верный путь догоняющей экономики выбрал Китай. Их разработчики берут любое изделие, которое используются в каких либо целях, для производства чего либо и изготавливают аналог, предполагая, что при выпуске N-ного количества результат будет желаемым. При этом инвестиции расходуются по «принципу кирпичной кладки», т.е. есть в наличии гора реального «кирпича» - денег, и этот объем постоянно и превентивно пополняется.

Представьте себе каменщика, который после возведения первого этажа начинает доказывать, что нужен еще кирпич, что бы продолжить стройку. Посчитать реальные затраты на «кирпичную кладку» совсем не сложно по факту. Особенно, если трудоемкость перемещения и укладки каждого кирпича заранее установлена. Это цифра и будет финальной стоимости разработки. Оппонент скажет, что смету на каменную кладку можно составить и наперед. Согласен. Но это ведь совершенно иная тема, применимая исключительно к отлаженному производству. Да и какая разница, как считать – до или после. Главное, посчитать. Особенно если речь идет о прогрессе. Гелиотехника Гелиотехника включает в себя много разнообразных систем по использованию солнечных лучей. Разные принципы действия, различная стоимость, методика применения – вся эта информация в избытке находится в Интернете.

В данном бизнес-плане описано применение самых доступных в изготовлении, цене и коммуникациях устройств. 1. Гелиоконцентраторы для использования ультрафиолетового спектра излучения солнечной энергии. Это сферическое зеркало на каркасе, которое фокусирует лучи солнца на теплообменник и разогревает теплоноситель до 300˚С. Хотя установка может достичь и 2000˚С. Путем дозировки потока теплоносителя, температура при выходе из теплообменника может быть заданной. 2. Коллекторы, поглощающие невидимый инфракрасный спектр энергии солнца – жидкостные. Общеизвестно, что они передают теплоносителю энергию и при незначительной облачности. 3. Системы аккумулирования тепловой энергии. Развитие гелиотехники должно стать значительным сегментом на рынке энергосберегающих систем устройств, изделий и пр. Правда, подобного рынка еще не существует, а значит, нет ни занятых ниш, ни конкурентов. Емкость же рынка неизмерима. Из этого можно сделать вывод, что вложенные средства будут умножены. О сути вопроса. Все замечали, что при среднестатистической жаре в разогретом песке черного цвета можно сварить куриное яйцо, используя площадь всего лишь 20х20 см. Тепловой энергии на площади в 1 кв.м. будет уже в 25 раз больше. На участке 100х100 кв.м., т.е. 1 гектаре можно в течение 20-30 минут сварить 250 тыс. яиц, а в час это 500 тыс. Умозрительно согласимся, что на участке размером в гектар одновременно, на слабом огне, работало 500 тысяч газовых горелок.

Выделяемый под строительство участок размером 20мх30м в жаркую погоду будет обладать тепловой энергией размером в 30 тысяч сваренных яиц в полчаса. Т.е. это эквивалентно горящим в пол-огня 30 тысячам газовых горелок в течение получаса. Как видите, все частные домовладельцы обладают колоссальными энергоресурсами, за которые надо заплатить всего лишь один раз. В отличие от газового топлива, где вы платите за установку оборудования, а остальное время за газ - за гелиоустановку надо заплатить только один раз и за все. Вопрос не в том, как собрать все это тепло, а в том, как его запасти и использовать при необходимости. Ведь если его не собрать, то оно рассеится, будет отражено назад в Космос, т.е. будет утрачено. Посредством применения прикладной науки, создан ряд устройств, которые применяются в настоящее время. Самым простым и доступным являются поглощающие панели с жидким теплоносителем. Это очень похожее на плоский радиатор устройство, через которое циркулирует жидкость. Окрашенная матовой черной краской поверхность поглощает солнечные лучи и теплоноситель разогревается до температуры свыше 60 градусов. Если поместить панель под стекло или поликарбонат, тем самым создав парниковый эффект, можно при температуре наружного воздуха минус 20 градусов также разогреть в солнечный день теплоноситель до тех же 60 градусов. Эффективность применения установки сильно ограничена постоянно изменяющейся погодой и не возможностью аккумулирования избыточной тепловой энергии. Эпизодическая, пульсирующая работа установки не может удовлетворить потребности, а применение следящей аппаратуры для включения газового обогрева, вообще сводит к нулю эффективность установки. По этой причине установки не получили широкого применения, несмотря на очевидный переизбыток солнечной тепловой энергии.

Излучение Солнца состоит, приблизительно, на 54% инфракрасного невидимого спектра, лучи которого проникают и через облачность. Поглощая лучи, панель превращает их в тепло, которое можно было бы накапливать импульсно, а расходовать стабильно. В физике существует 2-й закон термодинамики, который и позволяет решить проблему аккумулирования тепловой энергии в грунте под домом. Несложное устройство позволит опустить «шпильки» из полимерной трубы на глубину 15 метров, соединив их на поверхности в коллектор. Это устройство даст возможность круглогодично закачивать избыточное тепло в 1500 куб.м. грунта, а это 25 ж.д. вагонов. Запасенное тепло откачивается "тепловым насосом" в объеме необходимого потребления. Наладив выпуск таких устройств можно, составить конкуренцию поставщикам газа и захватить пока еще пустой и не сформировавшийся рынок гелиотехники. В данном описании физические формулы намеренно не применяются для обоснования делового предложения, поскольку приведенное количество сваренных яиц в час умозрительно позволит представить количество одновременно работающих газовых плит. А перевести все в рубли и посчитать собственную выгоду – дело техники, точнее, школьного курса арифметики. О гелиоконцентраторе. Работа его основана на ином принципе.

Излучение Солнца приблизительно на 9% состоит из ультрафиолетовых лучей и видимого спектра. Если установить сферическое зеркало диаметром 1,5-2 метра и сфокусировать лучи на теплообменник, то можно получить температуру около 300 градусов. Путем регулирования скорости прокачивания теплоносителя, можно получить нужную температуру потребления – это около + 60. При наличии 200-280 солнечных дней в году будет обеспечено устойчивое теплоснабжение одно семейного дома в холодное время, а горячее водоснабжение круглогодично. При наличии теплового аккумулятора, конечно. Трудности в применении гелиоконцентратора обусловлены техническими решениями. К примеру, механизм слежения за движением Земли. Попытки применить устройство самонаведения ракеты на основе термисторов привело к уводу прекрасного направления в тупик. Точнее небесной механики ничего нет. И механизма слежения за движением Земли, дешевле и точнее, чем настенные "Ходики", тоже нет. Возникают проблемы с изготовлением сферических зеркал. Но если сходить на экскурсию к стеклодувам и посмотреть на процесс изготовления елочных игрушек, станет ясно, что это доступная и дешевая технология. Сферическое зеркало диаметром 2 метра будет не намного дороже обычного. А если зеркальный слой напылять алюминием, а не серебром - результат будет существенным. Заключив зеркало в трубчатый каркас посредством силиконовой мастики, мы получили прочное и транспортабельное изделие. Специальная турельная установка позициирует зеркало точно на Солнце в течении всех 365 дней.

Понятно, что установка дает тепло только в солнечные отрезки времени. Тепло снимается через точечный теплообменник, находящийся в фокусе зеркала. Используя описываемые технические устройства, можно полностью отказаться от углеводородных энергоносителей, существенно сохраняя семейный бюджет. Сферическое зеркало удобно в применении при ограниченных условиях подворья, но имеет маленькую фокальную поверхность, что существенно снижает её эффективность. При больших площадях лучше использовать плоские зеркала, согнутые в желоба. Теплообменник вытянут вдоль желоба и воспринимает сфокусированный тепловой поток. Стоимость подобных установок невысокая и колеблется в пределах 50-100 тыс. руб., что равно или меньше стоимости подключения газовой магистрали. Ветроэнергетическая установка В ООО «Имари», 2005 г., создана и испытана модель новой ветроэнергетической установки (ВЭУ). Конструкция изменена принципиально, тем самым значительно увеличился КПД за счет больших площадей, принимающих ветровую нагрузку. Основным недостатком существующих автономно ветроэнергетических установках является сложность аккумулирования избыточной энергии при минимальном потреблении. Применение химических аккумуляторов и инверторов для повышения напряжения значительно удорожает конструкцию. Вопрос даже не в том, как добыть электроэнергию - вопрос, как ее запасти впрок. Частично использован немецкий опыт, где избыточная электроэнергия от ВЭУ превращается в энергию сжатого газа, посредством закачивания воздуха в пустующие и за герметизированные угольные шахты. Если провести опытно-конструкторские разработки по результатам испытания модели, то можно получить существенные результаты. Строительство новых поселков сдерживается отсутствием магистральных систем энергообеспечения. Если установить гибридную ВЭУ с дизельным двигателем, то задача будет успешно решена.

Уникальность нашей ВЭУ в следующем. Самолетная лопасть, которой комплектуются традиционные ВЭУ, имеют очень низкий КПД, поскольку самолетный винт эффективно начинает работать от 16 м/сек. А речь идет о скоростях ветра 1-8 м/сек. Винт является наукоемким и сложным изделием, а ометаемая поверхность очень мала. При сравнении выяснилось, что при строительстве и эксплуатации атомной электростанции 1 квт. стоит 1 тыс. руб. А вот ВЭУ значительно дороже и стоимость 1 квт. обходится в 20-25 тыс.руб. Или приблизительно 300 тыс. руб. на один односемейный дом. ВЭУ устойчиво начинает работать от 1 м/сек. и при отсутствии потребления пополняет пневмоаккумулятор – отрезок обычной газовой трубы высокого давления и большого диаметра.. В любое время потребитель может воспользоваться энергией, превращенной в электричество посредством генератора. Использован принцип работы обычного паруса, а он, как известно, при разной силе ветра доставил Колумба на другой континент. Создание производства ВЭУ в Поворинском районе не составит большого труда. Наличие большого количества свободных трудовых ресурсов в районе и не сложная технология позволит производить ВЭУ с высокими характеристиками в серийном исполнении. Цена электроэнергии растет и постоянно будет расти. В этих экономических условиях производство уже само по себе будет рентабельным. А если еще и контролировать потребление электроэнергии, тогда коммерческий интерес будет значительно выше. Использование ВЭУ позволит создать большое количество семейных хозяйств на значительном удалении от ЛЭП. Это и продукция животноводства, и рыбоводства, и круглогодичное растениеводство в закрытых грунтах. При правильной организации производства и соответствующей производительности труда не сложно добиться выпуска ВЭУ установочной мощности 20-30 квт. в смену и по цене 3-6 тыс. руб/кВт. с учетом транспортировки и монтажа. Разброс в цене зависит от ряда параметров. Приобретение бензо-газо-дизельгенератора по цене 25-30 тыс. руб. позволит создать гибридную ВЭУ постоянной мощности 15 квт. Цена при этом составит 70 – 120 тыс. руб. Рентабельной считается любое устройство подобного типа, окупаемость которого не превышает 5-ти лет. Но, в данном случае, потребляемую от ВЭУ электроэнергию можно сразу считать бесплатной, поскольку стоимость ВЭУ сопоставима со стоимостью подсоединения к магистральным ЛЭП по расценкам на сегодня.. Поплавковая роторная электростанция Поплавковая роторная электростанция на 10-60 квт. для безплотинной установки и эксплуатации. Испытана 10 января 2004г. на реке Подкумок в черте г.Пятигорска. Глубина 0,8 метра, объем потока 6-8 куб.м/сек. Можно устанавливать на малых реках со скоростью потока от 1 м/сек и глубиной от 0,5 м. Предназначена для снабжения групп односемейных домовладений на удалении до 1-го километра от реки. Можно и дальше, но все зависит от цены передающих устройств. Не боится паводков, плывущих деревьев, ледостава и ледохода. При больших толщинах льда может использоваться постоянно притопленный вариант с кабельным выводом на берег. ПРЭС представляет собой цельносварной поплавок объемом 2.5 – 5 куб.м., ротор на вертикальном валу, простой мультипликатор и генератор переменного тока. ПРЭС очень простая в исполнении и не требует обслуживания, за исключением регламентного обслуживания. КПД установки достаточно высокий, но требуются контрольные испытания для определения более точных технических параметров. Предполагаемый партнер может стать владельцем энергетических ресурсов на определенном потребительском рынке. Установка маломощных ПРЭС производится посредством автокрана.

Первоначально на дне устанавливаются два анкера, к которым крепятся ванты, на конце которых крепится ПРЭС. Находясь в потоке, ПРЭС работает постоянно и надежно. Цена установленной мощности будет так же в пределах 3-6 тыс. руб. 1 квт. Затраты на изготовление опытного образца составят около 600-800 тыс. руб. за единицу, а серийный вариант будет стоить 50-100 тыс. руб. Исследование русла р. Хопер в районе г. Поворино показало, что вдоль потока можно установить большое количество ПРЭС мощностью 15-30 квт. и без какого либо ущерба экологии реки и района. Если принять к производству еще и дизайн, то ПРЭС будет таким же украшением реки, как и белый пароход в прошлом. План создания новых производств Для удешевления стартового этапа организации производства не обходимо полностью отказаться и от капитального строительства, и от покупных быстросборных конструкций. Избыточный объем трудовых ресурсов, которым обладает Поворинский район, позволяет организовать рентабельное производство в существенных объемах.

Порядок реализации проекта следующий. 1. Организационно-правовая форма и название – ООО «Новая энергетика» Предприятие должно быть создано вновь. Ни при каких обстоятельствах нельзя использовать уже действующие предприятие. Даже при любых первоначальных положительных намерениях их владельцев. Проблема в том, что в России отсутствует какая либо культура взаимоотношений в такой сфере, как диверсификация. Заработанные на выращивании и продаже, к примеру, сельхозпродукции, деньги не будут работать в сфере НИОКР должным образом. Это аксиома и мы не будем тратить время на доказывание очевидных вещей. 2. Финансирование развития. Существуют 3 формы: банковский кредит, фонды развития правительства, частный капитал. Венчурные фонды мы не рассматриваем, поскольку это не работающая система. Традиционные формы кредитования не приемлемы – нет залогового обеспечения кредита. При реализации программ создания новых производств залоговая форма кредитования нигде в мире не применяется. А тем более в области НИОКР. И финансировать надо именно вновь созданные предприятия с нулевым балансом, вновь назначенным директором и вновь принятым персоналом. Прежде всего необходимо провести тщательный мониторинг сети банков и не зависимо как на территории Воронежской области, так и экстерриториально. Возможно, где то существуют банки с новым кредитным продуктом. Кредитный продукт состоит только из лизинга, факторинга и зарплатной программы.

В этом случае схема исключает риски, которые существуют при денежном кредитовании. Оборудование и иные основные фонды предприятие получает в лизинг, механизм хорошо отработан. Оборотные средства предоставляются по факторингу. Полученный материал и комплектующие изделия поступают на ответственное хранение персонально назначенному материально ответственному лицу предприятия. Оплату труда производить только через банковские карты и на основании документа, подтверждающий факт и объем вновь созданной стоимости. Вновь созданная стоимость оценивается в рублях и плюсуется к первоначальной стоимости находящегося на ответственном хранении имущества. Поскольку имущество находится в персональном временном владении лица, назначенного учредителем предприятия, директором предприятия, сохранность его будет обеспечена. А других способов сохранности имущества еще не придумано. Умысел на хищение имущества, т.е. преступное посягательство и форс-мажорные обстоятельства в данном случае мы не рассматриваем. При использовании средств фондов и частных средств надо использовать именно предлагаемую схему. Более того, ряд наиболее креативных банков, осуществляющих потребительское кредитование только на основе слов заемщика о своей финансовой состоятельности, и всего лишь двух документов, наглядно доказали, что в рамках сложившейся правовой системы в России можно легко разработать безрисковый кредитный продукт. Совокупность Гражданского и Уголовного законодательства РФ позволяет обеспечить возвратность заемных средств. Для этого необходимо совсем немного – подтверждение дееспособности и надежности руководителя предприятия исходя из его резюме, которое, конечно же, подлежит проверке. Если директор поставит свои подписи под тестами всех статей закона, чем подтвердит полную осведомленность об ответственности, все средства будут использованы по назначении. Средства фондов и частных инвесторов необходимо использовать по этой же схеме. 3. При начале реализации плана в теплый период времени, до конца сентября, необходимо выполнить следующий порядок. Цель – запуск производства до первого снега. После выбора площадки, необходимо произвести выравнивание её и после отсыпки ПГС и трамбовки уложить плиты пенополистирольные толщиной 40 мм. Поверх уложить арматуру и закладные пластины, после чего залить бетоном марки 200 толщиной 8 см. На закладные детали устанавливаются столбы из профильных труб, поверх монтируются треугольные фермы из профильных труб и монтируется покрытие.

После этого мероприятия цех может начинать работать и выпускать два вида продукции. Это непосредственное производство технических устройств использования энергии солнца, ветра и воды. На отдельном участке производятся панели ограждения строения с утеплителем. Одновременно идет установка панелей по всему периметру здания цеха. В последствие этот участок будет использоваться для расширения производственной базы настоящего предприятия, а так же вновь создаваемых. Конкуренты Настоящий раздел рассмотрим кратко. Импортное оборудование стоит очень дорого и его применение в ближайшее время не возможно не только из-за цены. Дело в том, что совершенных систем аккумулирования электроэнергии в мире еще не создано. Применение химических аккумуляторов с инвертированием напряжения ведет к огромным энергетическим потерям. Поскольку энергосбережением за рубежом непосредственно занимаются правительства стран и эти задачи ставятся часто на уровень вопросов национальной безопасности, вопрос сохранения избыточной энергии там решен очень просто. Мы все понимаем, что природная энергия циклична и не может обеспечить постоянных потребностей. Поэтому в странах, интенсивно использующие природные источники энергии, существуют систему перетока избыточной энергии в электросеть с зачетом в пользу потребителя. И обратно. В Росси принято правило заказанной энергии и потребить меньше заказанной энергии нельзя. Российские конкуренты в данном бизнес-плане не рассматриваются, поскольку на территории Поворинского района применять существующие устройства нельзя по причину очень высокой стоимости вырабатываемой электроэнергии – 20 – 25 тыс.руб. за 1 квт., о чем было отмечено выше.

Необходимо правительственное постановление с указанием конкретных мер по развитию альтернативных источников энергии в Воронежской области. В постановлении должно быть отражено состояние энергетики районов, общий расчет выгоды от применения новых энергетических установок. Так же должно быть обращение к СМИ и руководителям районов о необходимости популяризации данного направления. Главам администраций районов необходимо принять решения на своем уровне о перечне мер по реализации оригинальной энергетической программы.

Больной и вечный вопрос - освещение улиц в ночное время в малых городах и селах. Высокая цена энергоносителей и самой магистральной электроэнергии, что сдерживает развитие многих отраслей сельского хозяйства, а особенно выращивание растений в закрытом грунте. После первых конкретных шагом, инвестиционная привлекательность энергетической программы будет несомненной.