Солнечные кровли России - инновации и импортозамещение

Солнечные кровли России - инновации и импортозамещение 11.09.2017 21:04

В рамках проекта «Солнечные кровли России» создан целый ряд отечественной «солнечной черепицы» с мощностью одного кровельного элемента: 6, 8, 10 и 20 Вт. Особый интерес вызывает перспективная разработка кубанских инноваторов – черепица мощностью 20 Вт, снабженная специальным концентратором, с помощью которого, кроме генерации электрической энергии, черепица будет выполнять и роль солнечного коллектора для отопления и горячего водоснабжения дома.

В России начали строить жилые дома с отечественными «солнечными кровлями»

В Москве на территории Гостиного двора прошёл Пятый международный форум по энергоэффективности и энергосбережению ЕNES-2016, организованный Министерством энергетики РФ и Правительством Москвы.

Стоит отметить масштаб ключевого события в отрасли: в этом году форум принял около 14 тысяч участников и свыше 100 российских и зарубежных компаний. Все они имели возможность обсудить механизмы реализации государственной программы "Энергоэффективность и развитие энергетики", наметить пути снижения энергоемкости различных отраслей экономики и познакомиться с опытом передовых стран в области энергосбережения.

Форум показал, что концепция устойчивого развития, даже в непростой экономической ситуации – давно не научная антимония, а вполне чёткая цель, к которой необходимо идти в отрасли. Как известно, ни одна идея не возрастёт должным образом без её эффективного тиражирования. О том, как именно популяризировать идею энергосбережения среди населения, говорили на всероссийском совещании по популяризации энергосберегающего образа жизни.

Особый интерес вызывает перспективная разработка кубанских инноваторов – черепица мощностью 20 Вт, снабженная специальным концентратором, с помощью которого, кроме генерации электрической энергии, черепица будет выполнять и роль солнечного коллектора для отопления и горячего водоснабжения дома.

Российская «солнечная черепица» более чем в пять раз дешевле любого зарубежного аналога в расчете на 1 кВт мощности. После запуска массового производства планируется изготавливать более 20 МВт солнечной черепицы в год, что позволит многим домохозяйствам решить проблему энергообеспечения, особенно в отдаленных и энергодефицитных районах страны.

Реализованный в Анапе проект индивидуального жилого дома под названием «Солнечные кровли России» победил в номинации «Лучший энергоэффективный малоэтажный жилой дом» по итогам III Всероссийского конкурса реализованных проектов в области энергосбережения и повышения энергоэффективности - ENES-2016.

Проект «Солнечные кровли России», был представлен на конкурс двумя кубанскими компаниями: ООО «Кровельное производство» и ООО «Инноватикс-СК», разработавшими, изготовившими и внедрившими в Анапе первую в стране кровельную черепицу с встроенными фотоэлементами.

«Солнечная черепица» площадью 28 кв.м уложена на южном участке кровли частного жилого дома и эффектно смотрится в соседстве с остальной частью кровли, выполненной из рядовой черепицы. На кровле уложена черепица с фотоэлементами с мощностью одного элемента – 8 ватт. Гарантированный срок службы черепицы с фотоэлемнтами – 50 лет. Являясь надежным кровельным покрытием она позволяет обеспечить строящийся объект автономным энергообеспечением от 1 до 100 КВ. На сегодняшний день это наиболее эффективный и экономичный инновационный продукт альтернативного энергообеспечения. Рядовая кровельная черепица, без фотоэлементов, заполняет кровельное пространство в теневой части или ту часть кровли, которая не нуждается в монтаже кровли с фотоэлементами.

Средняя мощность уложенной черепицы на этом доме составляет 2 кВт, то есть 71,4 Вт с квадратного метра «солнечной кровли». Данной мощности хватает для автономного электроснабжения газифицированного жилого дома площадью 120 кв.м. По данным кубанских производителей срок окупаемости черепицы с фотоэлементами составляет 2-2,5 года.

В рамках проекта «Солнечные кровли России» создан целый ряд отечественной «солнечной черепицы» с мощностью одного кровельного элемента: 6, 8, 10 и 20 Вт.

Последние постановления Правительства РФ о стимулировании использования возобновляемых источников энергии активизировали работу российских организаций и предприятий в области применения не сырьевых технологий в энергообеспечении. Темпы освоения данных программ ниже, чем планировалось, но в стране продолжают вводиться в эксплуатацию первые солнечные электростанции, реализуются проекты ветровой и биогазовой энергетики.

Российскими учеными впервые разработана и запатентована отечественная солнечная черепица, которая вызвала всеобщий интерес не только среди россиян, но и у зарубежных инвесторов. Инновационный проект «Солнечные кровли России» получил свое дальнейшее развитие. Федеральная служба по интеллектуальной собственности выдала авторам (директор ВИЭСХ, академик РАН Стребков Д.С., директор ООО «Инноватике» Кирсанов А.И.) второй патент на изобретение нового отечественного продукта- солнечный модуль с концентратором (когенерационной черепицы). Ничего подобного в мире сегодня нет. Этот высоко-конкурентный продукт совместил в себе три функции - является современным кровельным материалом, генерирует электричество и одновременно подогревает холодную воду. Причем,за счет специальной оптической системы и зеркального концентратора уменьшена площадь используемого солнечного элемента, при одновременном 4-х кратном увеличении электрической и тепловой энергии. Уменьшение расхода полупроводникового материала значительно снижает стоимость изделия, как и корпус черепицы, изготовленный из композитных материалов с использованием вторичных полимеров.

Черепица через теплообменник подогревает водопроводную воду до 65 °С. Горячая вода по трубопроводу поступает в водопроводный бак-аккумулятор и используется для хозяйственно-бытовых нужд. Планируется производить черепицу мощностью 20 Вт, размеры черепицы 66 см х 42 см х 8 см, вес 5,4 кг. В одном квадратном метре четыре черепицы. Для получения мощности в 1 кВт необходимо на кровле уложить 50 черепиц на площади 12-13 м2. В затененной части кровли монтируется (такая же по размерам) рядовая черепица без фотоэлементов. Монтируется она, как и обычная, на деревянную обрешетку и крепится тремя саморезами.

Технология модуля солнечной черепицы

Солнечный модуль содержит на рабочей поверхности защитное покрытие, полупараболоцилиндрический зеркальный отражатель с параметрическим углом с поверхностью входа и выхода лучей и приемник излучения в виде полосы. Защитное покрытие выполнено в виде отклоняющей оптической системы из набора призм с острым углом между поверхностями входа и выхода лучей.

Фотоприемник установлен в фокальной плоскости между фокальной осью и вершиной полупараболоцилиндрического зеркального отражателя. Поверхность входа лучей отклоняющей оптической системы параллельна поверхности входа лучей полупараболоцилиндрического зеркального отражателя или наклонена к ней под углом. Угол входа лучей или угол между направлением входа лучей и поверхностью входа зеркального отражателя, а также острый угол и коэффициент преломления материала отклоняющей оптической системы связаны с параметрическим углом отражателя соответствующими соотношениями, приведенными в формуле изобретения. Технический результат – повышение эффективности использования солнечной энергии и снижение стоимости получения электроэнергии и теплоты.

Такая гибридная система энергообеспечения будет в разы дешевле одновременно применяемых сегодня в мире солнечных батарей и солнечных коллекторов. Как считают авторы, широкомасштабное применение данной высокотехнологичной разработки будет способствовать снижению сырьевой зависимости экономики, стимулировать экономический рост и обеспечит энергетическую безопасность, в особенности в удаленных районах и энергодифицитных регионах страны. Потребители значительно снизят свои расходы на энергоносители.

Как показывают расчеты, для целого ряда регионов России, срок окупаемости такой солнечной черепицы составит 2-3 года при 45-50-летнем гарантированном сроке эксплуатации. Температурный режим работы черепицы от –40 до +90 °С. Предусмотрены защитные меры солнечной кровли от снега, града, листвы, загрязнений.

В ближайшие годы тысячи российских домов, производственных зданий, гостиниц, фермерских и дачных хозяйств будут покрыты солнечной черепицей – считают разработчики. Именно об этом говорят многочисленные отклики и запросы читателей, жителей страны почти со всех регионов, получившие информацию о первой отечественной солнечной черепице по центральному телевидению, на выставках в Москве и в интернете. Российский рынок с нетерпением ждет этот инновационный продукт и новый вид услуг. И не только российский. Активный интерес проявляют зарубежные инвесторы, о чем свидетельствуют приезды на производство в Анапу представителей из Калифорнии (США), Болгарии, Италии. Компания-разработчик планирует разместить данное производство в России, идет активная подготовка бизнес-плана и поиск источников финансирования.

Федеральной службой по интеллектуальной собственности выдан авторам патент на изобретение отечественной солнечной черепицы. Проект "Солнечные кровли России" получил окончательное подтверждение теоретических изысканий разработчиков (профессор Д.С. Стребков - директор ВИЭСХ, директор ООО "Инноватикс" Кирсанов А.И.).

В настоящее время под Анапой создано опытное производство по изготовлению солнечной черепицы. Начато изготовление первых партий. Заявки на изготовление уже расписаны на полгода вперед. Перед производителями стоит задача оптимизации производственных процессов, повышения качества и объема производства. Но именно эта задача наиболее трудная, потому что в стране никто не производит оснастку и оборудование для подобных производств. Ведутся переговоры и поиски необходимого за рубежом. Компания "Инноватикс" предлагает российским предприятиям сотрудничество в области создания целого ряда комплексных солнечных систем по схеме: солнечная черепица - контроллер - аккумулятор - инвертор - потребитель.