Энергосберегающие технологии в быту
Всего 10-15 лет назад технологии использования солнечной энергии были предметом жарких дискуссий на научных симпозиумах. Практическое их применение казалось тогда делом далёкого будущего. Но сегодня можно смело утверждать, что будущее это уже наступило – по крайней мере, в Германии. Свидетельством тому может служить, в частности, и прошедшая недавно в Мюнхене небольшая региональная ярмарка под очень скромным названием «Энергия», на которой было представлено множество разработок в области гелиоэнергетики. Послушайте репортаж Елены Байер:
Ярмарка «Энергия», проходившая в мюнхенском выставочном центре, была рассчитана на конечного потребителя, то есть рядового немецкого бюргера, затеявшего строительство или ремонт собственного дома. А потому здесь предлагались готовые к эксплуатации и доступные по ценам агрегаты, способные обеспечить весь дом экологически чистой энергией – прежде всего, солнечной. Правда, самый яркий стенд привлекал внимание посетителей не столько представленной техникой, сколько гигантскими фотоснимками, на которых красовались стеклянные небоскребы. В Германии таких зданий пока нет. Действительно, предмет гордости фирмы «RWE SCHOTT Solar» – это проекты, осуществлённые в Японии. Высота прозрачной части фасадов, состоящих из панелей солнечных батарей, достигает 30-ти метров. Среди проектов, реализованных с участием фирмы в Германии, самый известный – стеклянный купол Рейхстага: в нём использованы специальные тонкослойные модули солнечных батарей.
«RWE SCHOTT Solar» – это совместное германо-американское предприятие. Компания специализируется на производстве модулей солнечных батарей с использованием собственных инновационных технологий. В Германии фирма разместилась в небольшом баварском городке Альценау. Руководитель отдела маркетинга и продаж Ларс Вальдман (Lars Waldmann) говорит:
«Мы смонтировали там 120 производственных установок, в основе которых - наша собственная запатентованная технология EFG – Edge defined Film-fed Growth. Эта в высшей мере экологичная технология предусматривает выращивание и кристаллизацию полых восьмиугольных ячеек непосредственно из расплава кремния с очень низкими энергозатратами. Кроме того, нам удаётся избежать потерь, связанных с распиловкой, традиционно применяемой в других технологиях. Затем эти подложки нарезаются лучом лазера, на них наносится соответствующее покрытие. Из полученных таким образом солнечных элементов здесь же производится сборка готовых модулей».
Фирма «RWE SCHOTT Solar» использует и собственную технологию нанесения кремниевого покрытия на стеклянный субстрат, – продолжает Ларс Вальдман:
«В результате мы получаем очень гладкую гомогенную поверхность тёмно-коричневого цвета с лёгким красноватым оттенком. Эти модули могут быть и прозрачными, что делает их весьма привлекательными элементами архитектуры. Они позволяют реализовывать прозрачные стены или фасадов с регулируемым затемнением, а также прозрачных кровли. Эти модули впервые в мире получили сертификат, удостоверяющий, что они могут использоваться в качестве строительных конструкций».
Такие солнечные батареи, помимо того, что выполняют чисто техническую функцию энергоснабжения здания, открывают перед архитекторами и дизайнерами новые возможности как в оформлении фасадов, так и для интересных интерьерных решений внутри помещения.
«Один из проектов был осуществлён нами в Японии - здание мемориального центра с гелиотермическим фасадом из прозрачных модулей, вырабатывающих электроэнергию и одновременно пропускающих солнечный свет внутрь выставочного зала. Это здание можно представить себе в виде куба, верхняя треть которого – высотой примерно в 5 метров – опоясана по периметру этими модулями. Таким образом, в зал проникает слегка розоватый рассеянный солнечный свет, которого днём вполне достаточно для освещения».
Но главное преимущество этой технологии заключается всё-таки в её низкой энергоёмкости. Ведь до сих пор скептики, сомневающиеся в экологичности современных гелиотехнологий, указывали на то, что уже само производство солнечных батарей связано с очень высокими энергозатратами и выбросами углекислого газа, а это сводит на нет все выгоды от последующей эксплуатации возобновляемого энергоресурса. Касаясь так называемого баланса СО2, столь часто упоминаемого в дебатах об экологической чистоте солнечной энергетики, Ларс Вальдман говорит:
«Наша технология EFG (Edge defined Film-fed Growth) позволяет добиваться вполне приемлемых показателей эмиссии СО2. Модуль солнечной батареи состоит из листа стекла, нанесённого на него кремниевого покрытия и алюминиевой рамы. С точки зрения энергозатрат, именно рама и является наиболее энергоёмким элементом модуля. По нашим подсчётам, один год эксплуатации такого модуля позволяет компенсировать связанную с его производством эмиссию углекислого газа. Мы полагаем, что, совершенствуя нашу технологию, уже через 2-3 года сможем сократить срок выравнивания баланса СО2 до 6-ти месяцев. Это произойдёт за счёт снижения рабочей температуры в процессе производства и повышения его эффективности. У нас есть даже специальный научно-исследовательский отдел, который занимается именно этой проблематикой».
Понятно, что подобные научные изыскания могут позволить себе не все компании, производящие гелиоэнергетические системы. Так, фирма «BRAAS» из баварского города Оберурзель ограничивается производством и монтажом небольших солнечных коллекторов для жилых домов, рассчитанных на одну или две семьи. Энергия, вырабатываемая такими коллекторами, подаётся в общую систему энергоснабжения, так что их владелец оплачивает практически лишь разницу между объёмами электроэнергии, поставленной в сеть и полученной из сети. «Термоколлекторы – экологичная энергия с крыши» – так в переводе с немецкого звучит реклама этой фирмы. Один гелиоколлектор, установленный на крыше, производит до 60-ти процентов энергии, необходимой для обеспечения семьи горячей водой. Новизна технического решения, предлагаемого фирмой «BRAAS», заключается в том, что модуль солнечной батареи устанавливается не в виде изолированной панели, которую вполне мог снести сильный порыв ветра, а укладывается прямо на крышу вместо черепицы. То есть гелиоколлектор не только выполняет функцию поставщика энергии, но и является частью кровли. При установке такого термоколлектора необходимо строгое разделение труда, – говорит сотрудник фирмы «BRAAS» Эдуард Бергхаммер (Eduard Berghammer):
«Мы выступаем за тесное сотрудничество между кровельщиками и специалистами по отопительным системам. Кровельщик отвечает за установку коллектора на крыше, а слесарь-теплотехник работает внизу, подключает систему отопления как к солнечной батарее, так и к другим, традиционным источникам энергии».
В зимние месяцы, когда солнце выглядывает редко, система отопления функционирует по старинке. Зато в летние месяцы солнечной энергии вполне достаточно, чтобы обеспечить дом на одну семью горячей водой. В пересчёте на год экономия составляет не менее 10-ти процентов. Расходы на покупку и установку такого коллектора – а они не превышают 4-х – 5-ти тысяч евро, – быстро окупятся, тем более при нынешних заоблачных ценах на нефть, – убеждён Эдуард Бергхаммер:
«По некоторым прогнозам, цены на нефть могут со временем – пусть даже на короткий срок – подскочить до 100 долларов за баррель. Это, естественно, потянет за собой и цены на природный газ и на котельное топливо. Соответственно, подорожает и электроэнергия. Так что наша техника может в такой ситуации сослужить добрую службу. Она даёт пусть и не полную, но всё же некоторую независимость. Так, в летние месяцы можно полностью положиться на энергию солнца и запастись, скажем, котельным топливом на зиму, дождавшись более низких цен».
Бóльшую независимость, чем обычные системы отопления, предоставляют потребителю и модульные установки фирмы «Windhager» из южно-немецкого городка Майтинген. Эти системы рассчитаны на параллельное использование двух источников энергии. Причём самыми эффективными считаются сочетания котельного топлива или природного газа с экологичными альтернативными энергоносителями. Однако даже отопительные системы, работающие на котельном топливе, фирма «Windhager» усовершенствовала с таким расчётом, чтобы добиться максимальной экономии ресурсов и минимального выброса вредных веществ в атмосферу, – подчёркивает специалист фирмы Фолькер Гайслер (Volker Geisler):
«Обычная одноступенчатая горелка включается сразу на полную мощность, а затем полностью выключается, то есть напоминает автомобиль, который может только либо стоять, либо мчаться на максимальной скорости. Преимущество наших устройств в том, что они регулируют подачу топлива и воздуха в печь таким образом, чтобы котёл производил ровно столько тепла, сколько требуется. Тем самым сокращается число включений горелки с 15 тысяч в год, как у обычных устройств, до 2 тысяч в год. А это означает не только экономию топлива, но и сокращение вредных выбросов, объём которых достигает пиковых значений именно в моменты включения и выключения горелки».
Чтобы определить потребность помещения в тепле, печи фирмы «Windhager» оснащены специальными термодатчиками, контролирующими температуру воздуха. Единственный недостаток этих систем – в отличие от гелиоустановок – в том, что их покупка не субсидируется государством. Дело в том, что в Германии широкомасштабный эксперимент по разработке и внедрению технологий использования альтернативных источников энергии поддерживается дотациями из госбюджета.
Мир автомобиля
Эксперты немецкого журнала Auto Motor und Sport провели в Альпах тест, цель которого заключалась в том, чтобы сравнить тормоза десяти машин разных классов во время спуска по серпантину в горах. Причём, испытатели сознательно создавали ситуацию, вредную для тормозов, но часто наблюдаемую в жизни: так называемый, туристический спуск, т.е. высокая передача, постоянная скорость и непрерывное торможение. Машина при этом максимально загружена. Из-за того, что скорость невелика, тормозные диски практически не охлаждаются. Правильнее было бы спускаться на пониженной передаче, используя для подтормаживания мотор и только перед крутыми поворотами выжимать тормоз, говорит Отто Хофмайер, шеф отдела тестов холдинга Auto Motor und Sport.
"Мы взяли совершенно новые автомобили, причём отбирали их так, чтобы были представлены все типы от маленьких лимузинов до вэнов, внедорожников и спортивных машин".
Каждая машина была оснащена приборами, которые постоянно измеряют температуру тормозных дисков, скорость и реакцию колёс на действие тормозов.
"Мы используем инфракрасные датчики, которые дистанционно меряют температуру и наблюдают за "поведением" задней оси. Это явный прогресс по сравнению с прошлым годом, когда все показатели снимались с помощью датчиков, касающихся измеряемых поверхностей".
Температура тормозных дисков может достигать 500 градусов - трасса спуска составляет 12 км, перепад высот - тысяча метров. В конце трассы - в долине - водители разгоняли свои машины до сотни и затем резко тормозили. В этом году неприятных сюрпризов не зарегистрировано, хотя на Alfa 147 тормоза задымились, а на Audi A4 даже воспламенились. Однако когда всё проверили, стало ясно, что ни с одной машиной ничего страшного не произошло.
"Каждый год мы отмечаем определённое улчушение работы тормозных систем. За последние четыре года ни разу не было настоящего и полного отказа тормозов".
Все десять машин получили оценки не ниже удовлетворительно. На первом месте оказался Porsche GT2 c новыми керамическими тормозами. Ненамного хуже показал себя BMW 325 compakt, причём на прямолинейном участке его тормоза работали так же, как на Porsche. Не хуже показал себя Mercedes C230 спорт-купе. Затем идут: Ford Mondeo Tournier. Несколько хуже - сильнее грелись - тормоза Audi A4, JaguarXtype, Alfa 147, Lexus RX300, Chrysler Voyager, Opel Corsa. Но всё это в пределах нормы.
Французская компания Peugeot продемонстрировала небольшое концептуальное двухмоторное багги Hoggar. Свое название новинка получила от горной гряды в Алжире, а идея этого автомобиля позаимствована у настоящих спортивных каров этого класса, участвующих и участвовавших ранее в раллийных рейдах Париж-Даккар.
Необычное в Hoggar замечается уже при первом взгляде на него - высокий открытый кузов с огромным дорожным просветом, внутри кузова видны технические детали, такие как, например, амортизаторы. Свесы кузова практически отсутствуют. Агрессивные покрышки Michelin с мощным протектором надеты на громадные 21-дюймовые легкосплавные диски, а мощная подвеска оснащена длинноходными амортизаторами. Все это говорит о незаурядных внедорожных качествах Peugeot Hoggar.
Кузов автомобиля, дизайн которого, кстати, была позаимствован у двух других недавних концептов Peugeot RC, состоит из угле волокна.
Вся светотехника выполнена в основном на светодиодах, причем передние фонари состоят из нескольких составляющих. Так, к примеру, в верхней части фонаря расположены три прямоугольных оранжевых бруска, каждый из которых отвечает за свой участок дороги, к тому же эти бруски вращаются, следуя за движением колес.
В длину автомобиль получился менее 4 метров, в ширину два метра, а в высоту чуть менее полутора. Доступ внутрь осуществляется через двери, открывающиеся по принципу "крылья чайки". В салоне - кожаные сидения и алюминиевые вставки. Даже в пустыне не стоит себе отказывать в комфорте и уюте.
Peugeot Hoggar несет в себе целый рад интересных технических решений. Начать хотя бы с того, что у автомобиля всего по паре – два места, два двигателя, два бензобака (каждый по 80 литров) и даже две синхронизированные коробки передач с секвентальным механизмом и возможностью работы, как в механическом, так и в автоматическом режимах. Итак, багги оснащено двумя четырехцилиндровыми двигателями объемом по 2,2 литра, причем двигатели - самые обычные дизельные, а не гибридные установки. Один мотор расположен спереди, а второй сзади. Каждый приводит в движение передний и задний мосты и развивает мощность в 180 л.с., что в сумме дает целых 360! Специальная компьютеризированная электронная система контролирует синхронизацию работы двигателей и осуществляет распределение тяги между осями.
В салоне привлекает к себе внимание сенсорный дисплей, на котором можно увидеть практически всю интересующую во время движения информацию. На главную «страницу» дисплея, т.е по умолчанию, выводится картинка с навигационной системы, показания спидометра и компаса с картографией. Другая - отображает сигнал, полученный с бортовой камеры, направленной вперед и помогающей избежать небольшие препятствия на дороге. Еще одна «страница» посвящена выбору на борт музыки в форме цифровых файлов в формате MP3. И, наконец, последняя - отображает показания датчиков температуры двигателя, количества горючего и т.д. При возникновении каких-либо сбоев в работе автомобиля, сведения об этом сразу же выводится на экран в независимости от того, какая из страниц открыта.
Будущее Peugeot Hoggar весьма туманно. В основе концепткара лежит перспективная внедорожная платформа, однако, на вопрос о том, не является ли Hoggar прототипом будущего внедорожника Peugeot, представители французской компании ответили: «Нет. По крайней мере, не в ближайшие три года».
Есть также предположение, что появление Hoggar не случайно, и что руководство Peugeot подумывает о возвращении в гонки Париж-Даккар, куда совсем недавно со своими новыми разработками вернулись компании Mitsubishi и Volkswagen.