Альтернатива альтернативе

В предыдущих исследованиях мы уже рассказывали о преимуществах и недостатках возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые вызвали широкий интерес у читателей – от Минэнерго до независимых специалистов в этой сфере. Мнений, конечно, много, останавливаться на каждом, по понятным причинам, невозможно. Но расчеты и убеждения специалиста по альтернативной энергии Джейхуна Халилова показались настолько интересными, что мы решили довести их до широкой общественности.

Расчеты специалиста

Беседа наша началась с того, что Халилов представил свои расчеты, по которым легко понять, почему, например, многие владельцы теплиц в стране отказываются от использования ВИЭ. По его словам, основными источниками обеспечения парников теплом являются бытовой газ (метан) и дизтопливо, иногда пользуются и мазутом. Самый дешевый и экологически чистый из них, конечно, газ, каждый кубометр которого дает 8570 Ккал тепла. Он и нашел наибольшее применение в Азербайджане, но в последнее время и от него предприниматели отказываются – слишком дорого обходится обогрев теплиц. И расчеты специалиста раскрывают причины этого.

- Структура среднемесячного расхода на 1 га модерн-теплиц (4-е - 5-е их поколение) по Апшеронскому полуострову в январе (расходы меняются в зависимости от региона и сезона) выглядит следующим образом, - говорит Халилов. – Расходы только на газ составляют 12,5 тыс. манатов, еще 800 манатов приходится платить за электричество, а 1000 манатов - за воду. А если учесть и ряд других факторов, расходы увеличиваются еще больше. К примеру, из-за нестабильности давления газа и его загрязненности создаются серьезные проблемы в котельных, что приводит к дополнительным расходам предпринимателей. И таких примеров можно привести немало.

А теперь рассмотрим, каковы доходы предпринимателя и насколько эффективно такое производство, на примере самых распространенных в стране парниковых растений - помидоров. Его посевы начинаются в августе-сентябре, а сбор урожая – в ноябре-декабре. Урожайность посева составляет в целом 8 месяцев. С каждого квадратного метра урожайность составляет 23 кг, что в пересчете на гектар составляет 230 тонн продукции. Если с учетом сезонных изменений цен средняя стоимость помидоров составит примерно 2 маната за килограмм, то в целом доход предпринимателя составит 460 тыс. манатов. Из них, как было отмечено, 150 тыс. манатов уходят в год только на энергозатраты. А еще 100-150 тыс. манатов идут на зарплату работников, приобретение удобрений, транспортные и налоговые расходы.

Таким образом,  с учетом ряда непредусмотренных рисков предприниматель, в конечном итоге, зарабатывает с каждого гектара примерно 150 тыс. манатов в год. Но ведь теплицу еще надо построить, а это на каждый гектар требует примерно 1,36 млн манатов. И все это, учтите, без учета расходов на закуп или аренду земли, проектирование и прокладку электропроводки и газоснабжения, госпошлин за технические условия. Как видно, расходов действительно много, что делает тепличную деятельность для предпринимателя низкоэффективной, а то и вовсе расходной. Поэтому цены на помидоры в стране регулируются в соответствии с российским рынком, где в основном и реализуются наши помидоры. А азербайджанскому рынку остается лишь подтягиваться к российскому, как бы тяжело ему это ни было.

Выход из положения

Как же быть? Многие сегодня видят выход из положения в применении возобновляемых источников энергии (солнечной и ветряной). Но надо учесть, что это требует дополнительных расходов. Так, при переходе на солнечную энергию расходы только на строительные работы приведут к дополнительному росту расходов примерно на 50 манатов на каждый квадратный метр теплицы. Еще на 4 тысячи манатов возрастут общие расходы с учетом необходимых при этом специальных ламп и калориферов. Кроме того, не все дни ярко светит солнце, в дождь и снег, при пасмурной погоде эффект солнечных панелей падает до нуля. Поэтому на практике солнечные панели часто сочетают с ветряками. Они как бы дополняют друг друга, но и то не обеспечивают полной ненадежности. Пасмурные и безветренные дни тоже не редкость, а теплица должна обогреваться постоянно. И специалист рекомендует на всякий случай установить еще обычный генератор. Вот сколько расходов и мороки предстоит преодолевать предпринимателю.

- Ко мне часто обращаются за советами занимающиеся тепличными хозяйствами предприниматели, которые умеют считать деньги, но в данном случае не знают, как это следует делать, - говорит Халилов. – В частности, владельцев модерн-парников (4-5 поколение) беспокоит такая проблема, как возникающие в процессе эксплуатации перепады температуры. Отчего это происходит и как ухаживать за тепличным строением, чтобы урожай был качественным, теплица ухоженная, а хозяин в прибыли – эти вопросы беспокоят их в первую очередь.

Действительно, любая теплица требует больших расходов, но значительную часть их можно и избежать. Так, сильные перепады температуры днем и ночью (зимой) могут погубить урожай без материала, который бы и сам накапливал тепло. Ведь каркас теплицы обычно изготавливают из металла или дерева, которые нагреваются при тепле, а при понижении температуры остывают. Стены и крыша теплицы - стекло, полиэтиленовая пленка или поликарбонат - материалы, которые тоже слабо сохраняют тепловую энергию внутри парника. А удержать тепло не трудно, вернее его надо уметь должным образом регулировать. Причем по предлагаемому Халиловым методу, при этом при небольших затратах добивается одновременная циркуляция тепла и влаги. Так, влага и тепло поднимаются наверх, их легко транспортировать в установленные под почвой дренажные трубы. Экономится примерно половина тепла (до 50% сжигаемого газа), а влага просто удаляется в почву, и для этого не требуется открывать верхние окна теплицы для вентиляции. Кроме того, края фундамента теплицы автор предпочитает выложить из изоляционного кирпича. Под солнцем днем кирпич нагревается, сохраняет тепло, ночью отдает тепло, и теплица несильно остывает. Обычно в наших теплицах нет ничего для накопления тепловой энергии. Правда, в последнее время урожаи в теплицах стали выращивать не на обычной почве, а на так называемом минерале кокобит (иногда пишется и коковит), изготовленном из кокосовой скорлупы, что в какой-то степени стабилизирует теплообеспечение, но этого явно недостаточно.

Как видно, важное значение имеет не только выбор источника энергии, но и экономия энергорасходов, что может значительно снизить себестоимость готовой продукции. А, следовательно, хоть и косвенно, но все же положительно скажется на экономической ситуации. И для этого недостаточно обеспечивать только хорошую изоляцию теплиц и прочие традиционные средства повышения эффективности производства. Роль при этом альтернативных и возобновляемых источников энергии остается незаменимой. И это не только источники ветряной и солнечной энергии.

Есть альтернатива нынешней альтернативе

- Мы, если можно выразиться образно, считаем эти виды альтернативы уже устаревшими, - говорит эксперт. - И предлагаем как бы альтернативу не просто традиционной энергетике, но именно традиционной альтернативе. В нашем понимании альтернативная энергетика - совокупность новых перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные виды альтернативной энергетики (ветряная, солнечная, гидротермическая). Они представляют интерес из-за выгодности их использования при низкой зависимости от погодных или природных условий.

По его мнению, для балансировки поступления энергии от альтернативных источников часто возникает желание совместить солнечные батареи и ветрогенераторы в одной системе. Но для этого надо знать все плюсы и минусы ветряков и солнечных панелей. Солнечные панели хороши тем, что не требуют особого технического обслуживания. В то же время зимой и в зависимости от погоды ее выработка может снижаться в несколько раз. Для компенсации этих недостатков необходимо использовать генераторы (дизельные, бензиновые или ветряные) и аккумуляторы повышенной емкости, обеспечивающие запас электроэнергии на 5-7 дней. Но все это усложняет и удорожает процесс.

Минусов у ветрогенераторов еще больше. В условиях Азербайджана стоимость монтажа ветрогенератора во много раз превысит стоимость самого источника. Их монтаж надо проводить на мачте высотой более 25 метров, так как жилая застройка и леса на большей части страны сильно снижают скорость ветра у поверхности земли. Номинальная мощность такого генератора достигается при скорости ветра 10-12 м/сек, что делает малопривлекательной его применение на значительной территории страны. Можно отметить и отсутствие надежности в сегменте маломощных ветряков мощностью до 10 кВт, и необходимость ежегодного техобслуживания, замерзание смазки при отрицательных температурах, свист маломощных ветряков при большой скорости ветра. Кроме того, низкочастотный инфразвук мощных ветрогенераторов при любой скорости оказывает отрицательное влияние на все живое. Можно назвать также недостатки по автоматическому управлению тормозных редукторов, чувствительность ротора ветрогенератора к высокой влажности.

Но даже все перечисленные недостатки уже ставших почти традиционными ВИЭ расширение ветрогенераторов и солнечных батарей имеет для Азербайджана сегодня важное значение. Ведь огромная природная энергия, можно сказать, пропадает даром. И если производство, скажем, солнечных панелей уже налажено, то строить предприятия по производству в полном объеме ветрогенераторов пока считается преждевременным. Дело в том, что технология этого оборудования меняется слишком часто. Развитие ВИЭ привлечет новые технологии, которые в свою очередь приведут к реконструкции энергетической инфраструктуры. А традиционная энергетика станет более совершенной, динамичной и рациональной. Одним словом, развитие ВИЭ приведет к коренному совершенству всей отрасли электроэнергетики. Таково и официальное мнение Минэнерго.

А вот группа специалистов под руководством Джейхуна Халилова уже сегодня считает все это устаревшей технологией и проводит полупромышленные испытания новых ВИЭ, спрос на которые немалый. Мало кто, наверное, слышал о таких безтопливных стабильных источниках альтернативной энергии, как радиантный генератор (использует энергию земли), щеточный генератор (генератор мощных электрических импульсов), генератор тепло-холод (для получения воды, автономных холодильных камер, охлаждения крупных торговых помещений, получения электрической и механической мощностей). Специалисты рассматривают уже и инверторные стабилизаторы (гибридные), автономные лампы и инверторные активные фильтры. Наиболее простые из них автономные лампы, преимущества которых вкратце и приводятся.

Лампы, драйверы, фильтры…

Автономные лампы предназначены для освещения здания, школ, больниц, административных и других учреждений, в том числе и банков. Когда городская электросеть работает нормально, она автоматически  компенсирует свою емкость для хранения электричества прямо в отсеке лампы. То есть установленный прямо в лампе мини-аккумулятор заряжается от сети. А при отключении сети лампа переходит в автономный режим работы и может обеспечить 5-10 часов непрерывного освещения. Это касается и полного автономного устройства, если перевести их на альтернативную систему заряда. И вот такая система освещения может быть практически бесплатной даже  для освещения парников теплиц, парков, скверов, улиц и т д. А городская сеть и общая линия электропередачи может полностью разгрузиться и избавиться от паразитных гармонических искажений сети, тем самым не нагружая электроподстанцию, передающую 220-вольтное электричество.

Следующий этап осветительных приборов делает упор на экономию электроэнергии на уровне 30-40%. Это очень рентабельно для дорожного и прочего освещения. Такие устройства также не портят синусоиду базовой станции 220-вольтной линии. Более того, они экономят электроэнергию и могут автоматически регулировать подачу электроэнергии – вплоть до полного отключения. Здесь участие человека сводится к минимуму, настройка по времени восхода и захода солнца устройства автоматики находит баланс, регулируя тем самым государственные затраты на электроэнергию.

В запасе у специалистов и третий вариант драйвера. Это драйвер который работает в режиме качера - лавинообразном режиме. То есть всего за 1 секунду он может прерывать цепь постоянного напряжения 250 000 раз, что способствует бережной эксплуатации светодиодов и его срока службы. Уникальность этого драйвера в том, что он может работать со светодиодами и лентами любых входных напряжений, он автоматически подстраивается под любые выходные напряжения от 12 вольт до 290 вольт. К тому же этот драйвер практически не боится короткого замыкания, чего не может обеспечить ни один другой из имеющихся на рынке драйверов. Драйвер светодиода обходится всего в 2 доллара, но может заменить всех своих конкурентов из имеющихся известных брендов. Он один способен полностью обеспечить 6 огромных ламп освещения здания и при этом заменяет 12 блоков питания. А стоимость 12 блоков обходится, как минимум, в 120-150 евро. То есть мощность 2-долларового драйвера весьма высока, к  тому же при малых размерах (1х3х8 см) он не боится коротких замыканий, нагрузок и т д.

А инверторный активный фильтр сети, устройство, базу которого также составляют гибридные стабилизаторы напряжения, способен высвобождать утраченные мощности в 6-7-9-16-17 гармониках сети.На базе инверторного стабилизатора напряжения можно также реализовать инверторный активный фильтр для фильтрации искажений сети и устранения ее реактивной мощности. Тем самым высвобождается утраченная впустую мощность, которая без него попусту тратилась бы на потери в проводах и в двигателях асинхронных моторов. И там, где работают частотные преобразователи, он колоссально уменьшает нагрузки на электростанции и генерирующие компании. Это позволяет заводам и фабрикам экономить вплоть до 40% используемой энергии. Так, при минимальных затратах можно добиваться огромных экономий электроэнергии.

Известно, что асинхронные двигатели и трехфазные печи, системы кондиционирования и другие устройства при работе выдают реактивную мощность, нагрузки электроэнергии неоправданно и намного превышают необходимые для производства объемы. Трудно себе представить, но вместо необходимых, к примеру, 300 кВт завод потребляет 500 кВт и более. Чуть ли не половина энергии уходит на разогрев проводов и попусту в воздух. А эти инверторные фильтры на базе стабилизатора способны высвобождать энергию и разгружать сеть. Так, потери электроэнергии снижаются до 99%, а это будет сказываться на ценовой политике завода -  выпускаемая продукция станет дешевле. При этом балансируется сдвиг фазы тока и напряжения электроэнергии, выравниваются синусоиды, поддерживается напряжение и частота в 50 герц. То есть электроэнергия, просто говоря, очищается, остаются лишь полезные его качества. А затраты компании, вырабатывающей электроэнергию, снижаются в разы.

Разработанный командой Халилова активный инверторный фильтр гармоник - это новое активное электронное устройство, которое фильтрует гармонические искажения. Для патентирования изобретения в Азербайджане нет соответствующей лаборатории и специалистов, поэтому сегодня оно проходит испытания в России. А парадокс заключается в том, что там оно получило положительные рекомендации, но с внедрением в Азербайджане возникают непонятные проблемы.

Вот сколько новых идей у небольшой группы новаторов, которая считает устаревшим то, над чем бьется сегодня правительство. У них много идей и практических наметок, но нет больших средств для их реализации. Официальные ведомства и чиновники их чураются. Но это не значит, что они идут наперекор политике властей в сфере ВИЭ. Просто наука, опытное производство всегда на шаг опережают производство промышленное. Поэтому работу их следовало бы поощрять. А поощрения нет. Более того, многие госчиновники их передовые идеи и близко не желают подпускать. Конечно, их предложение – это не указание главы государства. Но пора бы понять, что настанет день, когда и их разработки откроют себе путь в жизнь. Ведь глава государства в отличие от таких чиновников чутко прислушивается к мнению специалистов, поощряя все передовое и эффективное. И как бы не пришлось тогда чиновникам пожалеть о допущенном сегодня безразличии к той идее, которая завтра может вытеснить те проекты, для реализации которых они сегодня лезут из кожи вон…