РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ДОМА»

THE TECHNICAL SOLUTIONS DEVELOPING FOR “ENERGY EFFICIENT HOME” IMPLEMENTATION

Anatoliy Strumelyak

candidate of Engineering Sciences, Docent, Bratsk State University,

Russia, Bratsk

Evgeny Pavlyuk

student, Bratsk State University,

Russia, Bratsk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрена проблема повышения энергоэффективности жилых и муниципальных зданий в отдалённых регионах страны с применением технологии «Энергоэффективный дом». Предложенный комплекс технических решений обеспечит высокий уровень безопасности, комфорта, низкие затраты на эксплуатацию, а также высокую степень энергоэффективности и энергонезависимости.

ABSTRACT

This paper considers to the problem of residential and municipal buildings energy efficiency increasing with technology “Energy efficient home” in remote regions of the country. A set of technical solutions provide a high level of safety, comfort, low maintenance costs and high energy efficiency.

Ключевые слова: энергоэффективность; импортозамещение; энергоэффективный дом; платформы для прототипирования.

Keywords: energy efficiency; import substitution; energy-efficient house; a platform for prototyping.

В настоящее время одной из актуальных проблем, возникающих при разработке и конструировании жилых и муниципальных зданий, является реализация концепции энергоэффективного дома, которая позволяет решить ряд задач, связанных с безопасностью, комфортом, низкими затратами на эксплуатацию и высокой энергоэффективностью.

Следует отметить, что инновационные проекты по созданию энергоэффективных домов в России стали предлагаться конечному потребителю сравнительно недавно, что обуславливает высокую цену и низкий спрос на данные технологии. При этом отдаленные регионы страны особенно нуждаются в строительстве энергоэффективных домов, поскольку отсутствие развитой инфраструктуры увеличивает затраты на электроэнергию и снижает уровень комфорта проживания. Это заставляет обратить внимание на использование комплекса технических решений по проектированию энергоэффективных домов с элементами частичного имортозамещения, что, является актуальным в условиях современного развития экономики страны.

Целью данной работы является разработка комплекса технических решений для повышения энергетической и экономической эффективности жилых и муниципальных зданий в отдалённых регионах страны. Реализация работы предполагает получение следующих результатов:

• рост показателей энергосбережения и снижение затрат на электроэнергию;
• повышение качества жизни населения отдаленных регионов;
• частичное импортозамещение.

В общем виде, предлагаемый комплекс включает в себя систему автономного электроснабжения и автоматизированную систему управления (рисунок 1).

Рисунок 1. Структура управления энергоэффективным домом

Для реализации системы автономного электроснабжения энергоэффективного дома в условиях сибирского региона, предложено использовать гелиостанции малой мощности (рисунок 2), состоящие из фотоэлектрических преобразователей и контроллера точки максимальной мощности, которые разработаны в Братском государственном университете [1].

Рисунок 2. Гелиоэлектростанция энергоэффективного дома

Рассмотрим каждый элемент подробнее.

Фотоэлектрические преобразователи серии «Гамма», могут соединяться как последовательно, так и параллельно, имеют широкий диапазон рабочих температур: -55^оС ÷ +75^оС, и обладают ремонтопригодностью.

Для обеспечения максимальной эффективности работы фотоэлектрических преобразователей используется контроллер точки максимальной мощности «Сигма-400», который наряду с высокой эффективностью имеет широкий функционал, бюджетную стоимость и может использоваться вместо дорогих зарубежных аналогов.

Ключевым модулем энергоэффективного дома является система управления и сбора информации, в качестве которой может быть использована одна из широко распространенных платформ “Arduino uno”; “Arduino nano” или “Raspberry PI 2”. Эти платформы имеют развитый функционал и возможность подключения большого количества датчиков: давления, температуры. Также они позволяют управлять различными исполнительными механизмами.

Для анализа экономической эффективности предложенной системы автономного электроснабжения был выполнен расчет автономного электроснабжения одного дома в условиях Сибири с помощью программно-вычислительного комплекса “Sun-MCA” [2]. Варианты расчета предусматривают обеспечение электроэнергией от дизельного генератора с себестоимостью электроэнергии  и от альтернативных источников с единовременными капиталовложениями 100 тыс. руб.

Результаты технико-экономического сравнения представлены в таблице 1. В ходе расчетов был выполнен учёт облачности в районе, издержек на обслуживание и ремонт, а также роста цен на горюче-смазочные материалы (ГСМ).

Таблица 1.

Результаты оценки экономической эффективности проекта

Анализ результатов расчета показал, что солнечная электростанция окупается в течение 10 лет и в течении дальнейших 15 лет работы принесет чистый дисконтированный доход около 220 тыс. руб.

В перспективе предполагается реализация предлагаемого комплекса технических решений, который обеспечит высокий уровень безопасности, комфорта, низкие затраты на эксплуатацию, высокую степень энергоэффективности и энергонезависимость.

Список литературы:

1. Еремеев В.С., Кирилин А.А., Шевченко М.А., Шувалов С.П., Булатов Ю.Н., Шакиров В.А., Струмеляк А.В. Разработка технических решений для повышения эффективности гелиоэлектростанций / Кремний-2014 / Тезисы докладов Х Конференции по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе (Иркутск, 7–12 июля 2014 г.). – Иркутск: Издательство института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2014. – С. 123.
2. Шакиров В.А.; Артемьев А.Ю. Учёт данных метеостанций при анализе эффективности применения солнечных энергетических установок / Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 3 (98). С. 227–232.