Кипятильник в масштабе

Прочитал историю о принципе KISS применительно к использованию солнечной энергии. Честно говоря, терзают смутные сомнения в реализуемости такого дома, по крайней мере на широте Москвы и выше, но сама идея, безусловно, неплоха. Но почему только солнечная энергия? За что обидели ветряки?

Если мы решили использовать ветряк для самообеспечения дома электричеством, нас ждёт огромное количество проблем. Самая главная — скорость вращения ветряка принципиально непостоянна. Если поставить на него генератор постоянного тока, то напряжение будет постоянно плавать, если переменного (он проще по конструкции) — будет плавать и частота. Непосредственно использовать такую электроэнергию нельзя, приходится применять импульсные трансформаторы, выпрямители и инверторы. Всё это стоит денег, и немалых, да и КПД — не 100%, значит, на выходе получится хорошо если 80% от исходной мощности. Хуже того, на время безветрия энергию надо запасать, значит, нужны ещё и аккумуляторы. А обычные химические аккумуляторы не могут похвастаться приличной ёмкостью: например, стандартный автомобильный аккумулятор на 65 А·ч — это менее одного киловатт-часа, значит, чтобы хватило хотя бы на сутки, таких аккумуляторов нужно десятки. Стоить они будут едва ли не дороже ветряка. Не говоря уж о том, что эти аккумуляторы содержат токсичный свинец, а ресурс ограничен, так что вся экологичность возобновляемой энергии идёт лесом. Литиевые аккумуляторы не столь убийственны для экологии, но стоят совсем уж запредельно. Вот и выходит, что «дармовая» ветровая энергия влетает в копеечку.

Есть ещё одна особенность ветряка, которая делает крайне неудобным использование его для энергоснабжения: мощность очень быстро растёт со скоростью ветра (там кубическая зависимость). Например, ветряк диаметром 6 метров при скорости ветра 3 м/с даст всего 500 Вт, при 4 м/с — уже 1,3 кВт, при 5 м/с — 2,5 кВт, а при 8 м/с — аж 10 кВт. На какую же мощность рассчитывать инверторы, аккумуляторы и прочее хозяйство? На 2–3 кВт? Обычно так и делают, но тогда при сильном ветре автоматика «лишнюю» энергию тупо сбрасывает на балластный резистор. На 10 кВт? Но такой сильный ветер бывает редко, а 99% времени мощное оборудование будет работать практически вхолостую. А мощное оборудование стоит дорого. Получается, деньги выбрасываются на ветер в прямом смысле. Куда ни кинь, всюду клин.

А теперь вспомним, что значительную часть энергии человечество тратит на тепло. Ну, зимой — тут всё понятно, но даже летом без нагрева не обойтись. Например, чтобы принять ванну (будем считать, что объём — 200 л, нагреваем на 30 градусов — с 15 до 45), надо затратить 7 кВт·ч. Для этого придётся сжечь килограмм угля или кубометр газа (и это при КПД 80%, если греть в газовой колонке, а если сжигать на электростанции и греть электричеством, то можно умножать на два). Но электрическую энергию преобразовать в тепло не просто, а очень просто! Надо просто взять ТЭН с достаточным запасом мощности, и он сожрёт любой ток, который дашь: постоянный или переменный, синусоидальный или любой другой формы. В отличии от инвертора на десятки киловатт ТЭН — штука копеечная, можно сделать любой разумный запас. Запасать тепло? Вообще не проблема: стандартная двухсотлитровая бочка воды (ТЭН можно прямо в неё опустить), остывая со 100 до 35 градусов, отдаст 15 кВт·ч — хватит для батареи на два киловатта на всю ночь, а если мало, можно в подвале и две бочки поставить, и три. Можно вообще бак на пару кубов в огороде прикопать — в последнем случае хватит на несколько дней безветрия, а затраты по сравнению с аккумуляторами сравнимой ёмкости просто копеечные: сама ёмкость плюс минимальная теплоизоляция (упаковка минваты или засыпка керамзита). Состыковать такой тепловой аккумулятор с системой отопления дома очень просто: из ёмкость вода поступает на вход нагревателя, где стоит термодатчик: если вода горячая, нагреватель отключится (греемся халявной энергией ветра), температура упала — греемся газом. Ещё пару бочек можно поставить на чердаке и греть воду для горячего водоснабжения. Ночь работы ветряка при умеренном ветре — и вот уже есть чем умываться. То же самое применимо не только к частному дому, но и к многоквартирному, только масштабы придётся увеличить: вместо бочки — цистерна на несколько десятков кубов, и ветряк не 5–6, а 15–20 метров, или несколько. Такое очень пригодилось бы, например, в Приморье, где климат довольно суровый, а ветры постоянные и сильные. Может, кто возьмётся реализовать?