Инженер построил под Новокузнецком дом, питающийся солнечной энергией
Это первый удачный проект солнечного дома, пригодный для использования в суровых климатических условиях Сибири. А в том, что условия суровые, успеваю убедиться, пока добираюсь до Красного Калтана — таежной деревушки. Машину пришлось бросить на проселке, и последние километров пять топать через взгорки пешим порядком. Утренний мороз кусается, на ресницах появляется белая опушка от горячего дыхания. С вершины сопки открывается классическая зимняя панорама: заиндевевший лес, раскинувшийся до самого окоема, только в широком логу вьется дымок, показывая, что это белое безмолвие все-таки обитаемо, и тут есть зимовья.
Над самим солнечным домом дыма нет. Он не дровами греется. Приземистое строение стоит особняком и с северной стороны почти сливается с сугробами: хозяин не скидывает снег с полукупола — это дополнительная изоляция. Вот и занесло. Если бы не лопасти маленького ветряка на самой маковке, я бы решил что здесь обычный снежный перемёт. Но к сугробу протоптана тропка, калитка плетня гостеприимно распахнута.
Мне приходится заходить со стороны леса, чтобы найти вход. Тут картина другая: с южной и западной кромки — сверкающие на солнце стены. Можно было бы сказать — зеркальные. Но это будет ошибкой. Листы рифленого пластика не отражают, а наоборот улавливают солнечное излучение. В самом доме – уже не просто тепло, жарко.
Южная и западная стены улавливают энергию. Фото: Павел Лавров– С сибиряками проще. Они к нашей природе привычные. А вот европейцы вообще не понимают такого парадокса: чем морознее, тем теплее, — смеется хозяин солнечного дома, физик Владимир Чигарских. — В смысле, в самые лютые морозы солнце сильнее всего припекает. Вымороженный воздух почти лишен влаги, мельчайшие частицы пара не создают препятствий солнечным лучам, а сама атмосфера действует как линза, фокусируя эти лучи на поверхности.
Пока я снимаю теплую куртку, разуваюсь и осматриваюсь, хозяин успевает поставить чайник и запарить в чашке ароматные травы вместо чая. По запаху определяю зверобой, смородину и душицу, остальные компоненты сбора мне незнакомы.
– Вот пасмурная погода зимой — это по-настоящему холодно и противно. В нынешнем сезоне даже пришлось три дня помогать солнечному дому печкой, — рассказывает Владимир. — Это как раз перед Новым годом, когда и так день самый короткий, солнца почти нет, да плюс еще было и холодно, и снежно одновременно. Смурной месяц — декабрь. Я решил — ну ее, чистоту эксперимента, подтопил. Три ночи дровами дом грел. Всю остальную зиму — солнышком.
Проект Чигарских — чисто научный эксперимент. Как часто бывает — энтузиазма много, финансирования — нет совсем. Потому и масштабы не самые впечатляющие, и все кругом самодельное настолько, что начинает производить впечатление эдакого «кустарного». Автор вынужден экономить на материалах.
– Вообще-то в Сибири автономных домов нет, мой — тоже не автономен, но я дальше всех продвинулся в этом направлении, — рассказывает физик, размешивая вилкой мед в чае. Вилкой — потому что так удобнее выковыривать из банки засахарившееся.
– А мне кажется, стоит открыть газету с объявлениями, так там везде реклама фирм, обещающих строительство автономных коттеджей?
— Видел-видел. Там присмотреться — генератор на соляре, отопление то на газовом котле, то на мазуте. Электричество — от столба. Вода — из трубы. Какая же это экономия, какая автономия, если дом руками и ногами привязан к поставкам топлива? Лукавят, в общем.
Верстак установлен под окошком — там светлее, днем можно работать, не зажигая дополнительных лампочек, при естественном освещении. Рабочий беспорядок — жестянки из-под кофе с полезной мелочью, мотки проволоки, паяльник.
– А где установлены солнечные батареи? — оглядываюсь.
– Так их нету. Совсем-совсем. У этого дома вообще другой принцип действия.
Кто это сделал
Владимир Чигарских всегда был немного непоседлив. Подающий надежды студент-физик Володя в университете удержался только потому, что руки росли откуда надо и соображал он неплохо.
Потом было распределение в КБ Минобороны, но там Владимиру Чигарских показалось скучновато, и при первой же возможности он ушел в гражданскую геологию — проектировать сейсмомашины для разведки полезных ископаемых.
– На практике здорово было. Идет сейсмомашина — огромный трактор, к которому приделана тяжеленная колотушка. Бабах! Маленькое землетрясение, а потом мы сидим и обсчитываем результаты, полученные датчиками.
В «частный сектор» Владимир ушел еще при Союзе. С коллегами организовали небольшой кооператив: паяли терморегуляторы для использования в пчеловодческих хозяйствах. Отечественные, качественные, что существенно — недорогие. Продукция оказалась лучше японских аналогов, расхватали как горячие пирожки. Потом была фирма по ремонту электрооборудования и первые «войны» за рационализаторство. Физик видел слабые места аппаратуры, которую ремонтировал, пытался сделать электронику и электрику чуть лучше.
– Конфорки на отечественных электроплитах делали абы как. Занимался этим огромный завод в Красноярске. Я пробился к директору, показываю: вот, небольшая доработка, внедрите в производство, вам же будет и выгодно, и потребителю насколько лучше! «Да нам не нужно». Через несколько лет смотрим — закрылся завод. А в магазинах — сплошь импорт, построенный на том же принципе, что мы тогда предлагали. А ведь могли здорово опередить буржуинов, — сокрушается Владимир.
Как это устроено
Стены солнечного дома (те, что блестят, а не те, что в сугробах утонули) — это тепловые коллекторы. Сквозь полупрозрачные пластиковые листы солнечные лучи проходят насквозь и попадают на листы, выкрашенные в черный цвет — так поверхность лучше нагревается.
– А все остальное делает вентиляция. Между черным и прозрачным слоем — зазор, в нем, естественно, воздух. Как только он от черных листов нагрелся, включается вентилятор, который нагнетает теплый воздух в само помещение, — демонстрирует физик принцип работы своего дома.
За балансом температуры следит крохотная электронная плата. Именно к этому устройству размером со спичечный коробок подсоединены проводки температурных датчиков. Один датчик — в доме, второй— в том самом зазоре между слоями стенки.
– Переделанный терморегулятор, — показывает самодельную электронную схему Владимир Чигарских. — Материалы чужие, пришлось один серийный прибор распотрошить. А вот переделал уже на свой лад.
– Так у вас не дом, а теплица? – начинаю соображать, что к чему.
– Теплица, доведенная до совершенства, — с гордостью чеканит формулировку автор проекта. — Хотя раньше я пользовался другим определением: «Теплица, доведенная до абсурда».
Удержать солнечное тепло в помещении удается довольно просто: во-первых, в стенах и потолке имеется слой теплоизоляции, во-вторых, в подполе Владимир соорудил нечто вроде аккумулятора тепловой энергии.
– Загляните, не пожалеете, — посмеиваясь, распахивает инженер крышку подпола. – И не смотрите, что некоторые обледенели, к вечеру солнце разогреет, все растает.
Под полом вплотную друг к дружке стройными рядами от стены к стене стоят обычные пластиковые бутылки, заполненные обыкновенной водой. В темноте видно плохо, но со слов хозяина выходит, что водой набито все подполье целиком.
– Среди доступных материалов нет такого, что превзошел бы обычную воду по теплоемкости, — объясняет Чигарских. — Замечали летом, когда вечером гуляешь по берегу реки или озера, песок или галька на берегу остыли, а вода еще долго теплая, парная после жаркого дня. Тут то же самое. Теплый воздух из коллекторов обдувает бутылки, они быстро согреваются, а потом всю ночь отдают накопленное тепло. Я подсчитывал: у меня эта водная прослойка довольно существенная, около четырех тонн. На ночь накопленного тепла хватает.
– А бутылки – материал дешевый, можно даже в мусоре насобирать?
— Да, это дешево. Ведь что мешает технологии солнечных батарей вытеснить все остальные виды энергетики? Они чрезвычайно дорогие в изготовлении, в материалах, в эксплуатации, ремонте. От этого недостатка надо уходить. Вот я и стараюсь — чтобы везде выходило подешевле.
Зачем это надо
– Решение энергетических проблем никому не нужно, — уверен бывший физик-оборонщик. — Почему я занимаюсь этим в глуши и на энтузиазме? Это моя инициатива — я не хочу зависеть от прихотей нефтяных, газовых, электрических генералов. Это мой выбор — проводить эксперимент на себе и уже 4 года жить в Красном Калтане и строить посреди тайги автономный дом. Я пробовал протолкнуть эти идеи во властных коридорах, но эта эпопея очень напомнила мне произведение Кафки «Замок». Мне показалось, что я, как главный герой этого произведения, так и умру на полуслове, во время хождения по власти. Единственный способ достучаться — наглядно показать, что мои идеи работают, что это не блажь и не выдумка.
Проект Чигарских довольно прост. Он разбит на несколько этапов, строго структурирован. Первый шаг — добиться автономного отопления.
– Тут я уже практически преуспел, — хвалится инженер. — Сами видите — на улице мороз, а вот на комнатном градуснике — 26 тепла. Даже жарковато.
Второй этап проекта — направить излишки тепла на получение энергии электрической. Задумка уже имеется, как раз в эти дни Владимир работает над изготовлением макета генератора. На будущую электростанцию можно взглянуть: она выглядит как вертикальный обрезок бумажной трубы с проводами и криво склеенным из картона конусом-колпачком.
– Опять строю из мусора, — вздыхает инженер. — Конечно, хромированный макет изобретения где-нибудь в лаборатории смотрится серьезнее. Можно инвесторам показывать. Только вот беда — там он не работает, а вот эта бумажная, неказистая, из отходов слепленая станция дает положительный КПД.
В трубу можно заглянуть, пощупать, повертеть ее в руках. Принцип действия простой — опять теплый воздух, который, как известно, стремится ввысь, попадает в трубу и вращает легкие лопасти турбины. А уж дальше — как обычно, любой физик знает, как легко механическую энергию превратить в электричество. Мощность у такого «тепловика» маленькая, но, во-первых, это лишь первый макет, во-вторых, их может быть построено много.
Последняя стадия достижения автономии жилища — собственное водоснабжение. В зачаточном состоянии эта система уже работает: для питья и приготовления пищи Владимир использует те осадки, что падают на крышу солнечного дома. Летом вообще без проблем — дождики. Система водостоков, фильтр, резервуар. Зимой приходится топить снег. Опять же — за счет солнечного тепла.
– А вот этот чай, что мы пьем — тоже из талой воды?
– Из снега, растопленного под солнцем. А что мне говорят, мол, в талой воде нет микроэлементов, так потому я и делаю чай на травах. Тут так воду насытишь полезными веществами, что лучше и не надо.
Чайник в доме все-таки электрический. Учитывая, что собственная теплостанция еще на стадии разработки, пытаюсь поймать физика на лукавстве.
– Сейчас-то электричество, что называется «от столба»?
– Да, есть еще «заемная» энергия. Но ее потребление я снизил до смешных показателей. Все записано, — Владимир показывает «бортовой журнал» солнечного дома, толстую тетрадку, в которой записывает любые мелочи ежедневных наблюдений. В том числе — сколько намотал электросчетчик. — Тут главное что понять: моя цель — не полностью отойти от благ цивилизации, а взять от них все самое лучшее и использовать их наиболее эффективно. Я не из тех, — физик делает многозначительную паузу и характерный жест, — не из тех чудаков, которые радикально отказываются от прогресса, уходят жить в лесу, молиться колесу и кушать травку. Я все-таки человек от науки.
Один в поле
Владимир Чигарских и его редкие единомышленники по проекту «Экодом» давно заметили, что чем ближе к Европе, тем сложнее убедить людей с властью и деньгами в важности исследований солнечных технологий. Причем эту зависимость они на полном серьезе объясняют разницей в климате.
– В Москве вообще сложно протолкнуть эти идеи, потому что у них мало солнца по сравнению с той же Сибирью, — вздыхает инженер. — Не верите? Запросите данные Гидрометцентра, это не секрет. Влажность там выше, излучение слабенькое. Солнечных дней в году мало, все больше смурных дней. И как разговаривать о солнечном с людьми, которые солнца не видят?
По данным журнала наблюдений за экспериментом, в деревне Красный Калтан — 180 солнечных дней в году, это в среднем. Это совсем не мало, учитывая окружающие деревеньку горы и тайгу. Восточнее — в Туве или возле Байкала — солнца и того больше: кое-где до 300 дней. Даже на Алтае эксперименты с солнечной энергетикой идут лучше, чем в Кемеровской области.
– Поздно перебираться, — вздыхает Владимир Васильевич. — Уж начал здесь, здесь и надо заканчивать. Уже накопил статистические данные за 4 года. Вот в апреле поеду на конференцию по энергосбережению, мне же надо подтверждать свои слова данными исследований.
В солнечном доме отведено отдельное пространство под «официальный» рабочий кабинет: там стоят компьютеры. На улице развернута в сторону сопок спутниковая тарелка. Доступ к Интернету позволяет Владимиру вести бурную научную жизнь — ежедневно он отводит как минимум два часа на переписку с единомышленниками и коллегами, дебаты на форумах, обмен опытом.
– Какая разница, где при этом находишься географически — в мегаполисе или в долине, до которой полтора часа пешком по сугробам? — чешет в затылке пользователь с никнеймом Ra54. — Хотя в смурные дни я и в Интернет не хожу. Куража не хватает. Вроде и не до ругани, не до дискуссий. Вообще мое настроение и работоспособность стали очень сильно зависеть от солнца. Привык за 4 года жить в солнечном ритме. Солнце — и будильник, и часы, и компас, и отопление, и освещение.
Летом физику Чигарских будет не до конференций — полевой сезон, надо подготовиться к очередной зиме, как к новому этапу эксперимента. Придется достраивать Солнечный дом — нарастить слой утеплителя, заменить отражающую поверхность на что-то более устойчивое к нагреванию (в идеале — обить жестью и выкрасить той же черной эмалью). Поставить неподалеку дополнительные постройки — например, сушилку, что-то вроде прозрачного дровяника. Инженер поторапливает и подгоняет сам себя: надо успевать завершить проект в ближайшие годы, поскольку возраст берет свое, зрение падает стремительно. А чай на травах, мед и вода из талого снега не являются панацеей.
http://kemerovo.rusplt.ru/index/teplitsa-dovedennaya-do-absurda-15877.html (там ещё несколько фоток есть)
