Автор: Александр Маслов
Возобновляемая «зелёная» энергетика стала главным энергетическим трендом XXI века. К ней растёт интерес по всему миру − она позволяет производить электроэнергию без сжигания топлива. При этом Солнце − самый мощный источник энергии на планете. Каждую секунду более 170 миллиардов ватт солнечного света «врезаются» в земную атмосферу, в эпоху высоких технологий игнорировать этот потенциал было бы странно.
Солнечная архитектура
Солнечная энергия вышла за пределы привычных электростанций и активно применяется в строительстве зданий. Появился даже термин «солнечная архитектура». Архитекторы теперь не только стараются правильно разместить здание относительно солнца, выбирая материалы для сохранения тепла или отражения лучей, но и используют фотовольтаику для преобразования солнечного света в электрическую энергию.
Такой подход превращает здания в настоящие электростанции, позволяя вырабатывать электричество прямо с поверхности зданий, минимизируя эксплуатационные расходы.
Так какая она, солнечная архитектура? Рассмотрим несколько зданий, расположенных в различных уголках мира.
Источник фото en.wikipedia.org
Кроме вышеперечисленных объектов можно упомянуть:
- штаб-квартиру компании Himin Solar Energy в Китае (самое большое офисное здание, работающее на солнечной энергии благодаря гибким модулям);
- офис и склады производителя одежды PVH Europe в Нидерландах (самая большая кровельная солнечная электростанция из 48 000 солнечных панелей, мощность 18 МВт, площадь 110 тыс. м²);
- морской музей в Австралии (крупнейший лёгкий массив солнечных панелей без использования стекла, который сокращает счета за электроэнергию на ~50000 $ в год, то есть 25 % годового потребления);
- жилой дом Томаса Херцога в Германии (дом был первым объектом, на котором солнечные модули заменили части облицовки здания, в экстерьер были внедрены 60 м² модулей).
Солнечные фасады
BIPV (Building Integrated Photovoltaics) или солнечные фасады − относительно новое направление в солнечной энергетике, которое позволяет внедрить технологичные решения на этапе строительства. Солнечные модули интегрируются в здание в виде фасадов, черепицы и балконной облицовки. Установка таких фасадов ничем не отличается от монтажа обычных вентилируемых фасадов, а вертикальное размещение устраняет необходимость чистки снега. Большая площадь фасадов по сравнению с крышей означает больше полезной площади для генерации электроэнергии. А разнообразие цветовых и фактурных решений позволяет идеально вписать солнечные фасады в любой архитектурный проект.
К тому же это решение добавляет баллы при сертификации объекта по ГОСТ Р 70346-2022 и стандарту «Клевер» для коммерческой недвижимости.
Российский опыт применения
В Уфе реализован проект солнечного фасада ЖК «Умный дом Гелиос» мощностью более 180 кВт. Интегрированные в фасад 26-этажного здания солнечные модули ежегодно сокращают потребление электроэнергии из сети на 150 000 кВт∙ч, что экономит до 600 000 рублей на общих расходах: работа лифтов, освещение, холлы, лестничные площадки, работы домофонов. Помимо экономии энергии, каждый солнечный кВт∙ч уменьшает выбросы CO2 на 350 грамм, а это ежегодно снижает выбросы углекислого газа на 50 тонн.
В Екатеринбурге, в квартале Академического района, построен жилой дом с BIPV-фасадом «Юнигрин Энерджи». Внешне фотоэлементы практически неотличимы от традиционных материалов для облицовки зданий: они представлены не только в чёрном, но и в бежевом цвете.
Солнечная электростанция, установленная на доме, способна генерировать около 37 000 кВт∙ч электроэнергии в год. В весенне-летний период ожидается замещение до 30 % общедомового потребления электроэнергии, а в осенне-зимний − до 15 %.
Также в Екатеринбурге в квартале «Олимпика» девелопер впервые использовал фасадные фотоэлектрические панели, а в 2024 году аналогичные модули появились на двух домах комплекса «Спутник-1».
В Москве подходят к завершению строительные работы на площадке флагманского квартала HEADLINER ГК «КОРТРОС». Финальная очередь этого жилого комплекса станет одной из первых в столице энергоэффективных домов благодаря солнечным панелям на фасадах.
Девелопер уже установил в стоечно-ригельную систему фасадов 720 модулей. Срок службы этих панелей превышает 50 лет, а общая мощность составляет до 72 кВт. Ежегодная выработка электроэнергии составит более 25 000 кВт∙ч. Такая технология позволит обеспечить освещение общественных зон в домах, что снизит коммунальные платежи жильцов примерно на 20 %.
Зелёная энергетика в промышленности
Промышленность также переходит на «зелёную» сторону, потому что борется за снижение углеродного следа и сокращение расходов в рамках ESG-повестки.
Нефтегазовая отрасль России активно использует возобновляемые источники энергии, особенно солнце, стремясь снизить затраты на энергоснабжение и уменьшить вредные выбросы. В 2019 году «Газпром нефть» начала реализацию проектов солнечной генерации на своих объектах, начав с Омского НПЗ. Российские специалисты создали для ОНПЗ первую в регионе солнечную электростанцию мощностью 1026 кВт. Станция занимает площадь 2,5 га из 2,7 тысяч солнечных панелей. На одном из административных зданий ОНПЗ дополнительно установлена крышная СЭС мощностью 10,2 кВт. Эта пилотная станция полностью снабжает электроэнергией комплекс административных зданий ОНПЗ, включая единый бытовой корпус, рассчитанный на 2600 сотрудников.
Пример успешного внедрения солнечной энергии − промышленный комплекс в Калининградской области, фасад которого состоит из 264 BIPV общей мощностью 58,3 кВт. Этого хватает, чтобы частично обеспечить энергией административный корпус, снизить зависимость от внешней энергии и сократить расходы на электричество. Плюс, это помогает уменьшить выбросы CO₂ на 10,7 тонны в год.
«Зелёное» строительство становится всё более востребованным в коммерческом и жилом секторе, так как современные технологии позволяют снизить воздействие на окружающую среду, эффективно используя энергию, материалы и пространство.
Зелёная прагматика
Для людей «зелёные» здания − это удобные и экологически чистые районы для проживания, а для бизнеса − это инвестиции в будущее и повышение ценности объектов. И для тех, и для других затраты на такие технологии окупаются за счёт экономии на дальнейшей эксплуатации. Эффективность и экологичность таких зданий подтверждается зелёной сертификацией, например, по российской системе «Клевер».
Современные специалисты называют здание «зелёным», если оно оказывает минимальное воздействие на природу. Есть много систем, которые помогают зданию работать экологичнее. Например, освещение с датчиками движения и света, устройства для сбора дождевой воды для полива растений и, конечно же, одно из популярных технических решений − фотоэлектрические панели.
Использование возобновляемой энергетики в строительстве повышает энергоэффективность здания и помогает получить дополнительные баллы при сертификации объектов.
Люди всё чаще выбирают «зелёные» здания. Инвестиции в такие проекты кажутся более привлекательными. Аренда в сертифицированных офисах зачастую дороже на 15 % по сравнению с обычными зданиями, но в таких зданиях используются технологии, позволяющие экономить ресурсы, а оптимизированные процессы делают эксплуатацию более дешёвой. Создавая здания нового уровня, девелоперу будет легче продавать или реализовывать квартиры.
Прочие варианты применения солнечных панелей
- Светофоры на солнечных модулях. Кроме того, на дорогах устанавливаются дорожные знаки, работающие на солнце: предупреждающие знаки и указатели направления. Эти знаки легко устанавливаются, требуют минимального обслуживания и благодаря использованию солнечной энергии имеют низкие эксплуатационные расходы.
- Успешно внедряется система наружного освещения на трассах и автобанах, нерегулируемых пешеходных переходах. В том числе и в северных регионах. Например, на участке региональной автодороги «Хатассы» в Республике Саха (Якутия) установлено 69 опор со светильниками, работающими на солнечных элементах.
- Автозаправочные станции стали одними из первопроходцев в использовании новых технологий. Расположенные вдоль трасс они нередко находятся далеко от электрических сетей. Первой в России АЗС, работающей на солнечной энергии, стала станция в Краснодарском крае, неподалеку от Красной Поляны. Она была открыта еще в 2009 году и имела пиковую мощность 9,6 кВт.
- Стоянки велопроката могут быть оснащены электронными стойками для оплаты, работающими на солнечной энергии. Даже часть паркоматов Москвы получает питание от солнечных панелей.
Конечно, это далеко не полный список возможностей солнечной энергетики в городской среде. Солнечная энергетика продолжает развиваться.
