Новости - «Infinite FreeDom» – первый в мире

2018-07-12 16:28:00

РЭЭ / На горнолыжном курорте «Красное Озеро» (Ленинградская область, 90 км от Санкт- Петербурга) введен в эксплуатацию уникальный первый в мире энергонезависимый дом для северных широт с автономным энергоснабжением от возобновляемых источников энергии – «Infinite FreeDom».

В 2018 году на горнолыжном курорте «Красное озеро» состоялся ввод в эксплуатацию первого в мире дома, предназначенного для эксплуатации в северных широтах, с автономным энергоснабжением исключительно от возобновляемых источников энергии (ВИЭ): ветряной, солнечной и геотермальной энергии. Здание представляет собой двухэтажную гостиницу на 22 номера общей площадью около 600 кв. м.

Этим проектом, получившим название «Infinite FreeDom», на мировой рынок выводится система автономного энергоснабжения объектов, расположенных на удаленных от энергомагистралей территориях. Главные достоинства системы – географическая свобода возведения строений вне зависимости от расположения энергомагистралей и полная финансовая независимость от постоянно растущих тарифов на энергоносители.

Традиционно удаленные объекты обеспечиваются энергией от дизельных генераторов, ухудшающих экологию и требующих постоянных затрат на покупку и доставку топлива до объекта. Попытки использовать возобновляемые источники предпринимались учеными и раньше. Но они не приводили к успеху ввиду дороговизны решений при работе в районах со скудными ресурсами возобновляемой энергии таких, как, например, Ленинградская область, и, как следствие, неконкурентоспособности с дизель-генераторами по стоимости киловатт-часа производимой энергии.

Решение проблем повышения эффективности получения энергии от ВИЭ впервые было предложено почти десять лет назад петербургскими инженерами, а впоследствии широко поддержано американским профессором Rocky Mountains University Эмори Ловинсом. Идея заключалась в использовании интегральных систем преобразования энергии от разнородных источников (Солнца, ветра и ядра Земли). Таким образом, в конкретной точке концентрируется вся возможная окружающая энергия.

Коллектив петербургских инженеров под руководством кандидата технических наук Александра Викторовича Гордина разработал и построил дом с системой Infinite FreeDom, решив задачу повышения эффективности трансформации энергии, и, как следствие, удешевления стоимости киловатт-часа полезной энергии от ВИЭ, за счет:

  • адаптации ветрогенератора к среднестатистической скорости ветра в Ленобласти (4 м/сек);
  • использования преобразователей солнечной и геотермальной энергии с максимальным КПД солнечного коллектора и теплового насоса;
  • рекуперации тепла;
  • объединения преобразователей в интегральную систему, повышающую КПД за счет использования дополнительной энергии, теряющейся при внесистемном использовании.

Ветрогенератор системы «Infinite FreeDom» конструктивно модифицирован для Ленобласти специально рассчитанной геометрией лопастей для низких скоростей ветра, а также применением принципиально новых узлов с волновой передачей.

Увеличение эффективности работы ветрогенератора в системе очевидно, так как в системе «Infinite FreeDom» энергия ветра используется не только для бытового потребления и зарядки электроаккумуляторов (традиционный режим использования), но также на нагрев воды, нагрев теплового аккумулятора, питание теплового насоса.

Солнечный коллектор в системе «Infinite FreeDom» преобразует больше энергии потому, что тепловая энергия постоянно откачивается тепловым насосом, повышающим температурный градиент, и распределяется для ГВС, теплых полов, подогрева геотермальной скважины, а также для заряда теплового аккумулятора.

Обычно источником энергии для теплового насоса служит низкопотенциальное тепло земли (4–5˚С). В системе «Infinite FreeDom» тепловой насос также получает энергию и от дополнительных источников, а именно: утилизатора тепла сточных вод, солнечного коллектора и остаточного тепла теплового аккумулятора.

Таким образом, интеграция преобразователей различных видов возобновляемой энергии в системе «Infinite FreeDom» позволяет повысить эффективность работы каждого из них, что, в итоге, приводит к снижению стоимости киловатт-часа производимой энергии.

Система «Infinite FreeDom» с максимально возможной чувствительностью принимает окружающую энергию из нерегулярных источников, накапливает ее и распределяет ее в виде полезной электрической и тепловой энергии в автоматическом режиме с возможностью мониторинга всех процессов через интернет.

Расчеты производительности системы «Infinite FreeDom» показали, что в регионе с умеренным климатом при средней скорости ветра 4 м/сек можно получать до 50 МВт ч электроэнергии и около 30 МВт ч тепловой энергии в год или соответственно около 4,0 МВт ч и 2,5 МВт ч в месяц, что достаточно для энергоснабжения удаленного усадебного хозяйства. Эксплуатация здания «Infinite FreeDom» с круглогодичной регистрацией получаемой и потребляемой энергии позволит уточнить эти цифры весной 2019 года.

С точки зрения экономики систему корректнее всего сравнивать с единственным альтернативным вариантом энергоснабжения удаленных объектов – дизельным генератором. По расчетам разработчиков системы, инженеров группы Гордина А.В., стоимость системы сравняется со стоимостью равного по мощности дизельного генератора и стоимости дизельного топлива, потраченного на его работу в течение 5 лет.

Создатели системы «Infinite FreeDom» уверены в коммерческом успехе проекта, потому что в настоящее время на мировом рынке нет систем полноценного автономного энергоснабжения за счет ВИЭ, которые конкурировали бы с традиционными источниками энергии. Нет и целевого рынка как такового. Все предлагаемые варианты так называемых «альтернативных установок», как правило, носят «энергосберегающий» характер и используются как дополнения к традиционным системам.
Сегменты рынка, которые способна занять система «Infinite FreeDom»:

  • энергоснабжение экологически чистых регионов (национальные парки, заповедники, острова);
  • коттеджное и усадебное строительство в удаленных от энергетических магистралей районах;
  • энергообеспечение фермерских хозяйств и небольших производств, гостиниц;
  • строительство энергоэффективных спортивных и иных социальных объектов (бассейны, хоккейные площадки, фельдшерские пункты, метеостанции и т.д.), и др.

По оценке британского агентства Consulting Agency «Enviro Business», в 2017 году мировой перспективный рынок автономных систем от возобновляемых источников оценивается в $650 млрд, с тенденцией роста в 2020 году до $1 трлн. С учетом данной оценки система «Infinite FreeDom» запатентована во всех перспективных регионах мира с неосвоенными территориями и большим количеством островов (США, Китай, Австралия, Индонезия, Чили, Восточная Африка, РФ).

В ближайших планах петербургских инженеров – создание в России еще одного образца автономного дома, на сей раз максимально приближенного по формату к зданиям, востребованным в настоящий момент для энергоснабжения на удаленных территориях (ферма, усадьба и т.п.) для демонстрационных целей, а также для обучения всех заинтересованных в развитии экологичного энергоснабжения лиц. Следующим этапом предполагается запуск серийного производства систем «Infinite FreeDom» с установкой, обслуживанием и мониторингом. При этом энергоснабжение самого производственного комплекса также будет осуществляться полностью от возобновляемых источников энергии.

  • страна: Россия
  • отрасль: Энергетика и водоподготовка

Поделиться
All right reserved © 2013 -2018