Поделиться
Электричество из воздуха
Увы, времена, когда киловатты можно было не считать, давно прошли. Сегодня за электричество, а точнее, за даруемый им комфорт, приходится платить - причем все больше и больше. Выходом может стать создание собственной генерации.
После "холодной войны" секретные ранее инженерные центры России и США открылись друг для друга, и их сотрудничество принесло весьма полезные с бытовой точки зрения плоды. Например, ветрогенераторы. Они разработаны в рамках совместного российско-американского проекта специалистами Государственного ракетного центра в городе Миассе. Уральские разработки принадлежат к последнему и наиболее эффективному поколению таких устройств, использующему до 45 процентов энергии ветра.
Их промышленная эксплуатация в Челябинской области началась несколько лет назад, причем минэкономразвития региона финансировало покупателям - как правило, фермерским хозяйствам - до половины стоимости приобретенных ветрогенераторов.
Сегодня, когда ветроустановка в комплекте с системой бесперебойного питания зачастую дешевле, чем подключение к электросетям, генераторы используются широко. Сверхмалые ветряки дают электричество для личных нужд (например, освещения дома), системы средней мощности позволяют готовить пищу или обогревать жилище, трехкиловаттная ВЭУ может полностью обеспечить электричеством отдельный дом. Наконец, опытные образцы 30-киловаттной установки могут служить автономным источником для группы домов, офиса или даже небольшого цеха.
Но все же для большинства населения ветроэнергетика в ближайшее время останется экзотикой, тем более что на значительной части территории России постоянные ветры нужной силы просто отсутствуют. В этом случае южноуральцы могут предложить дешевую систему электрического отопления.
Домашнее солнце
В основу этой технологии положена идея, опробованная еще в 80-х годах прошлого века. Тогда ученые нынешнего Челябинского агроинженерного университета применили инфракрасный обогрев для выхаживания молодняка в животноводческих комплексах.
В 2004 году результаты тех экспериментов были переосмыслены инженером Сергеем Глуховым и его коллегами, и в конце 2006 года появился ПЛЭН - пленочный электронагреватель. Его "сердце" - полоски специального сплава толщиной порядка 13 микрон, впаянные в прозрачную пленку. Стоит подать ток, и они становятся источником инфракрасного излучения, аналогичного теневому спектру солнца - 9,2 - 9,3 микрометра. В природе эти "лучи жизни" делают возможным фотосинтез и деление клетки.
При внешней простоте разработка защищена 16 патентами. Ноу-хау челябинских изобретателей - состав используемого в нагревателях сплава, оптимальная толщина лент и методы их промышленного производства (отклонение в несколько микрон уже чревато неблагоприятным воздействием на здоровье) - не удалось повторить ни в России, ни за рубежом. Даже китайцы, при всей любви к копированию, предпочли в итоге сотрудничать с челябинцами.
Как показали исследования, годовые эксплуатационные затраты на отопление условного квадратного метра при помощи ПЛЭН в 7,4 раза ниже, чем при использовании теплосистемы с угольной котельной. Неудивительно, что за время кризиса производство "греющей пленки" в Челябинске выросло в разы. Основанные на ней системы отопления способны сделать пригодными для круглогодичного проживания многочисленные домики в садовых кооперативах и удешевить строительство малоэтажных поселков на территориях с неразвитой инженерной инфраструктурой, резко повысить надежность систем отопления в сейсмически опасных регионах.
Сегодня пленочные нагреватели устанавливаются в административных зданиях, школах и детсадах Челябинской области. Ими уже оборудовано почти шесть десятков социальных учреждений на Южном Урале и свыше трехсот - в стране.
Магнит на холодильник
Еще одно изобретение родилось на Южном Урале благодаря академической науке. Эффект, которым заинтересовались физики Челябинского госуниверситета в ходе исследований необычных по составу магнитных материалов, известен достаточно давно. Речь идет о способности любого магнитного материала изменять свою температуру под воздействием магнитного поля, как это происходит при сжатии или расширении газа или пара в традиционных холодильниках.
Челябинским ученым удалось получить материал, позволяющий получать тепло или холод в диапазоне практически комнатных температур. А это открывает путь к использованию описанного эффекта в быту и промышленности. Сегодня уже отработана и технология получения рабочего тела, которое будет производить холод или тепло в обычных условиях.
Новинка вызвала настоящий фурор в США, где перспективные разработки в области холодильных установок, в том числе и бытовых, - одна из приоритетных задач, решение которых стимулируется правительством. Государственная программа снижения энергопотребления реализуется и там, но, в отличие от России, американский бизнес - в нашем случае корпорация "Дженерал Электрик" - располагает средствами, желанием и возможностями довести лабораторные образцы до стадии промышленного производства.
- Магнитный холодильник из Челябинска отвечает всем требованиям по экологичности и экономичности: не использует фреон и обходится без компрессоров, - поясняет ректор ЧелГУ Андрей Шатин. - Проект привлек внимание не только американцев, но и Российского энергетического агентства.
Внимание новинке обеспечено и на региональном уровне: так, правительство области предложило университету представить "магнитные разработки" в технопарке, который формируется на базе одного из челябинских заводов.
Факт
До 2020 года на внедрение пленочного отопления на Южном Урале планируется потратить 4,5 миллиарда рублей в рамках целевой программы повышения энергоэффективности экономики. Аналогичная программа, разработанная под эгидой Минэнерго, стартует в Московской области