Автономный дом – солнечная электростанция плюс водород

Многоквартирный, на девять семей, «Дом будущего» (по-немецки: Haus der Zukunft) площадью 1000 м2 построен в предместье Цюриха в местечке Brütten. Квартиры в автономном доме сданы в аренду.

Поскольку энергоэффективность – это первый и неотъемлемый шаг на пути к энергетической независимости, здание, разумеется, построено по стандарту Minergie (швейцарский стандарт энергоэффективных зданий, концептуально и с точки зрения параметров близкий стандарту Пассивного дома — Passivhaus). В здании мощно утеплены наружные стены (теплопроводность U = 0,11 Вт/м2К), кровля (U = 0,15 Вт/м2К), использованы очень теплые окна (U = 0,6/м2К).

Энергетическая и инженерная концепция автономного дома проста и логична.

К электрическим сетям дом не подключен, также, как и к внешним источникам тепла. Все производится на месте.

Производство энергии осуществляется солнечной электростанцией мощностью 126,5 кВт, и эта солнечная электростанция занимает весь фасад и всю кровлю здания. На фасаде установлены тонкопленочные фотоэлектрические модули. Они обладают посредственной эффективностью, зато не бликуют, бывают разных цветов, то есть идеально подходят в качестве фасадных материалов. На кровле автономного дома установлены высокоэффективные монокристаллические модули. Производимое на месте электричество покрывает все нужды Дома будущего. «Избыточная» электроэнергия направляется на краткосрочное хранение в литий ионные (литий-железо-фосфатные) аккумуляторы емкостью 192 кВт*ч. «Максимальный избыток» электричества, возникающий в летнее время года идет на длительное хранение. Для этого с помощью электролиза производится водород, который хранится в специальных емкостях общим объемом 120 м3 под давлением до 30 атм. (см. фото).

Тепло производится с помощью геотермального теплового насоса мощностью 28 кВт (два зонда по 338 м. вглубь каждый). В подвале расположены гигантские емкости для хранения тепла (2 х 125 м3), изолированные XPS толщиной 200 мм. Горячая вода для домашнего использования производится самым чистым способом – проточным, с помощью модулей свежей воды.

Разумеется, обязательным элементом энергоэффективного дома является вентиляция с рекуперацией тепла. В данном случае установлена центральная вентиляционная установка с эффективностью 83%. Для защиты от замерзания используется подвод тепла из помещения, в котором установлены аккумуляторные батареи.

В доме нельзя откинуть (приоткрыть) окна, поставив их «в режим проветривания», можно лишь открыть полностью. Это сделано в целях минимизации энергетических потерь – чтобы жители не оставили «случайно» зимой открытые форточки.

Когда «текущей» энергии, то есть производимой солнечной электростанцией, выдаваемой аккумуляторами и накопителями тепла недостаточно для обеспечения обитателей, в дело вступает водород. С помощью топливного элемента производится электроэнергия и тепло. По расчетам, потребность в использовании водорода при данных параметрах автономного дома и конфигурации инженерных систем может возникать всего лишь в течение 20-30 дней в году, главным образом в январе.

Разумеется, квартиры сдаются с полной отделкой, меблировкой и оснащены самой современной (энергоэффективной) техникой и светодиодным освещением.

Жители дома не платят за свет и тепло, если остаются в рамках установленного «бюджета», который в среднем составляет 2200 кВт*ч в год. В каждой квартире установлен монитор, показывающий, сколько энергии потребляется. Первый опыт жильцов показывает, что пока они вписываются в данную «социальную норму».

Сколько стоит это чудо? 5,3 миллиона швейцарских франков (313 миллионов рублей) – стандартная стоимость подобного по площади здания в Швейцарии (напомним, что помещения полностью оборудованы) + 0,8 миллиона (47 миллионов рублей) – дополнительные затраты на «особые» инженерные системы. Дополнительные затраты по расчетам амортизируются за счет повышенной арендной платы (но поскольку жители не платят «коммуналку» общая сумма их арендных платежей находится на среднем местном уровне). Эти цифры не включают «водородную часть» — электролизер, емкости для водорода и топливные элементы. Они предоставлены для данного объекта в рамках НИОКР и их стоимость не указывается.