Какие энергетические ноу-хау подходят жителям Сибири?

Какие энергетические ноу-хау подходят жителям Сибири?

Не первый год эксперты спорят о будущем мировой энергетики и лучшем источнике энергии. Промышленность и стабильность или естественность и экологичность? Мы отыскали на просторах интернета несколько оригинальных идей по использованию нетрадиционных источников энергии и рассмотрели их с точки зрения возможности применения в условиях Сибири.

Принцип самообслуживания

Фонари, телефоны, техника для приготовления пищи — человек изобрел множество гаджетов для улучшения своей жизни. А значит, может самостоятельно обеспечить их работу. Идея использовать человека в качестве генератора энергии появилась сразу в нескольких исследовательских центрах мира. 

Например, японская компания East Japan Railway Company на вокзале в районе Сибуя установила под железнодорожные турникеты пьезоэлементы. Они производят электричество от давления и вибрации, когда на них наступают люди, проходя сквозь турникеты.

А в Китае и Нидерландах функционируют двери-генераторы. Согласно проекту голландской компании Boon Edam, автоматические круговые и распашные двери в торговых центрах заменяют на круговые механические. Посетители должны прокручивать такие двери вручную на входе и выходе. Во время движения двери подзаряжают генератор внизу и запускают процесс производства электроэнергии.

В голландском центре Natuurcafe La Port двери-генераторы производят около 4600 киловатт-часов энергии в год каждая
В голландском центре Natuurcafe La Port двери-генераторы производят около 4600 киловатт-часов энергии в год каждая
Скачать

Еще один вариант эксплуатации энергии от человеческих движений представил директор британской компании Pavegen Systems Ltd Лоуренс Кемболл-Кук. Он создал тротуарную плитку, которая вырабатывает электроэнергию из шагов пешеходов. Устройство в плитке сделано из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается на пять миллиметров. Такое движение создает энергию, которую механизм преобразует в электричество. Кстати, на любую точку одной из оживленных улиц приходится до 50000 шагов в день.

Во время летней Олимпиады в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах. За две недели удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого с избытком хватило для работы уличного освещения британской столицы. А в Рио-де-Жанейро 200 плиток у входа совместно с несколькими солнечными панелями освещают Морро-да-Минейра — первый в мире футбольный стадион на кинетической энергии.
  
Все эти разработки можно и нужно адаптировать к использованию на территории Сибири, особенно в крупных городах. Поскольку в них есть железнодорожные станции (а где-то и метро), торговые центры и количество жителей, которое может обеспечить высокий человекопоток. Но существует один нюанс: поскольку источником энергии выступает человеческое тело и его движения, то при продолжительных морозах может снизиться человекопоток (например, люди пересядут на машины или уйдут на удаленную работу). В этом случае и энергоплитка, и энерготурникеты снизят выработку электроэнергии, ведь уменьшится количество людей, выходящих на улицу и пользующихся общественным транспортом. А значит, для освещения улиц или станций метро будет вырабатываться недостаточное количество энергии.

Без ущерба природе

Возможно, человечество начало осознавать, что пользу от природы можно получать, не истощая Землю. Стоит использовать то, что природа предлагает сама. Так, в Германии зеленые водоросли стали альтернативным и перспективным источником энергии. В Гамбурге есть 15-квартирный дом, фасады которого покрывают 129 аквариумов с водорослями. Это единственный источник отопления и кондиционирования здания.

С одного гектара водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тысяч кубометров биогаза. Столько же в год производит небольшая газовая скважина в Сибири. И такого количества достаточно для жизнедеятельности небольшого поселка
С одного гектара водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тысяч кубометров биогаза. Столько же в год производит небольшая газовая скважина в Сибири. И такого количества достаточно для жизнедеятельности небольшого поселка
Скачать

По своей сути идея перспективна для стран с умеренной, без резких перепадов температурой воздуха, небольшой территорией и преобладанием водных ресурсов над земельными. Но для Сибири не подойдет. Во-первых, средняя температура на улице в период отопительного сезона намного ниже температуры замерзания воды — до –25 °С. Поэтому установка аквариумов с водорослями повлечет за собой их промерзание и вымораживание этого органического источника энергии в течение нескольких последующих часов. Во-вторых, выделяемого водорослями газа не хватит для прогрева толстых стен сибирских многоэтажек. В отличие от зарубежных построек, стены наших домов толще на 30–40%. 

Скачать

Профессор из Пенсильвании (США) Брюс Логан при помощи бактерий предложил вырабатывать электричество из сточных вод. При помощи специальных технических приспособлений бактерии помещаются в поток сточных вод, где постепенно окисляют органическое вещество в их составе и производят в данном процессе электроны, создавая электрический ток. Вообще, для производства электричества может использоваться почти любой тип органического отходного материала: не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты производства любого промышленного предприятия. 

Эту идею можно использовать не только в городе-миллионнике, но и в малонаселенном пункте, где есть производство: завод или комбинат. А в масштабах сибирских городов она имеет перспективное значение хотя бы потому, что не зависит от перепадов температур. А система сточных вод как жилищного, так и производственного сектора, в отличие от ряда городов Европы, закрыта, то есть воды стекают по трубам под землей прямо до очистных сооружений.

Техника на страже техники

А вот американская компания Cycle Atom выпустила велосипедный генератор для питания мобильных устройств с портом USB. Принцип действия устройства довольно прост: пользователь крутит педали, а через пару часов его смартфон, например, полностью заряжен.

Право на реализацию этой идеи на территории сибирских городов, с одной стороны, снова определяет климат. Теплый сезон, когда пешеходы и автомобилисты могут пересесть на велосипеды, составляет 3–4 месяца. Все остальное время в течение года велосипедный генератор будет бесполезен и обесточен. С другой стороны, велосипед в России — способ проведения досуга, а не вид основного транспорта, как у европейцев. Свою роль играют расстояния, ландшафт, отсутствие специальных полос для движения, что делает велосипед в нашей стране пригодным, скорее, для досуга. Например, для прогулки по парку или дачному обществу по короткому маршруту на безопасной территории. И этого времени хватит для зарядки аккумулятора. Но в данном случае стоит задуматься, эквивалентны ли затраты полученному результату?

Скачать

В Великобритании и Бахрейне электроэнергию вырабатывают автомобили при наезде на «лежачих полицейских». Под такую искусственную неровность на дороге заложен электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда автомобиль проезжает через рампу. В зависимости от веса машины рампа может вырабатывать от 5 до 50 киловатт, пока автомобиль ее проезжает. Поскольку около 80% жителей крупных городов имеют минимум один автомобиль в семье, идея выработки электрической энергии для уличного освещения может быть реальным решением и снижением нагрузки на ТЭЦ. При этом придется изрядно увеличить количество «лежачих полицейских» на улицах городов, что повлечет снижение скоростного режима и увеличение количества пробок.

Учитывая, что мощность одной лампы для уличного освещения равна 200 ватт, 4 машины типа джип могут обеспечить количество энергии, необходимое для работы одного фонаря
Учитывая, что мощность одной лампы для уличного освещения равна 200 ватт, 4 машины типа джип могут обеспечить количество энергии, необходимое для работы одного фонаря
Скачать

Таким образом, энергетические ноу-хау, работа которых не зависит от климатических условий, имеют перспективы развития в сибирских регионах, но лишь для удовлетворения персональных потребностей в тепле и электричестве. Так что использовать их или нет — личное дело каждого. Рассматривать подобные проекты в качестве альтернативы существующей системе энергоснабжения пока несерьезно, поскольку их мощности не хватит для обеспечения даже многоквартирной высотки. 

Точно так же не стоит говорить о полной замене ТЭЦ ветряными генераторами или солнечными батареями. По крайней мере, в ближайшей перспективе. Да, в теплых регионах России, Калининграде или Сочи, действительно установлены ветрогенераторы и солнечные панели, но как вспомогательные для электростанций меры. Они обеспечивают от 5 до 10% выработки энергоресурса. Но в Сибири при низкой температуре, порывистом ветре и пасмурной погоде — типичных условиях зимы — и лопасти генераторов, и панели батарей покроются наледью и перестанут работать. Тогда есть риск повторения Техасского коллапса. Кстати, больше информации на тему возобновляемой энергетики можно прочитать здесь