Генеральный директор ЧУ «NURIS», кандидат технических наук Айдар Жакупов

Одним из признанных центров по распространению знаний и повышению осведомленности в области возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в Казахстане является полигон ВИЭ, функционирующий при ЧУ «Nazarbayev University Research and Innovation System» (NURIS). Ученые университета успешно внедряют вакуумные гелиоколлекторы в системе локального централизованного теплоснабжения, которые обеспечивают теплом и горячим водоснабжением (ГВС) объекты кампуса Назарбаев Университета. Редакция журнала QazaqGreen попросила поделиться достижениями в этой сфере генерального директора NURIS, кандидата технических наук Айдара Жакупова.

Айдар Бексултанович, два года назад Вы подробно рассказали читателям журнала QazaqGreen о деятельности полигона ВИЭ NURIS. В социальных сетях мы наблюдаем смещение вектора активности этого полигона в сторону разработок и внедрения ВИЭ в области теплоснабжения и ГВС. С чем связано это изменение приоритетов в развитии деятельности полигона ВИЭ?

- Мне очень приятно, что Вы вспомнили мое предыдущее интервью о деятельности полигона ВИЭ NURIS. Для нас очень важна обратная связь с нашей целевой аудиторией, и мы намерены, наряду с проведением серии вебинаров в области ВИЭ, информировать наш их коллег о текущих достижениях полигона ВИЭ. Как я отмечал ранее, увеличение доли генерации ВИЭ на З% в производстве электрической энергии в 2020 году в Казахстане с использованием ветротурбин и фотоэлектрических систем, к сожалению, не привело к улучшению экологической обстановки в городах и населенных пунктах. Понятно, что главным фактором загрязнения наружного воздуха остается традиционное использование угля в системах отопления индивидуального жилья. Я понимаю, что людям нужна комфортная температура в их индивидуальном жилье, но у меня вызывает эмоциональное напряжение, когда я, житель столицы, не могу элементарно позволить себе открыть окно в своей квартире в многоквартирном доме, чтобы проветрить перед сном свою спальню. Удушающий смог от печного отопления у многих горожан вызывает противоречивое чувство: как так получилось, что мы, живущие в век цифровых и космических технологий, совсем недалеко ушли от наших пещерных предков, обогревающих свои примитивные жил ища огнем костра? Поэтому мы решили активизировать деятельность полигона ВИЭ в направлении расширения внедрения ВИЭ в системах теплоснабжения и ГВС. Тем более у нас имелись существенные наработки в этом направлении и опыт успешной реализации пилотного проекта проектирования и строительства энергоэффективного дома в форме юрты Shell-yurt, с полным обеспечением теплом за счет ВИЭ (гелиоколлекторов и теплового насоса).

- Расскажите, пожалуйста, подробнее о системе с использованием вакуумных гелио-коллекторов, интегрированных в локальное централизованное теплоснабжение и ГВС таунхаусов и коттеджей в кампусе Назарбаев Университета.

В качестве объекта для монтажа системы был выбран таунхаус общей площадью помещения в 347 квадратных метров, в котором располагается детский сад «Растиград».

Целями внедрения гелиосистемы для отопления и горячего водоснабжения являются: 1) демонстрация применения возобновляемых источников энергии (гелиоколлекторов) для локального централизованного теплоснабжен ия жилых зданий в климатических условиях Нур-Султана; 2) сокращение выбросов СО2, снижение энергозатрат на отопление и ГВС.

При проектировании системы отопления необходимо было знать исходные данные:

• класс энергетической эффективности здания;

• требуемую тепловую мощность для отопления и ГВС объекта;

• тип конструкционных материалов кровли объекта;

• принцип и схему функционирования существующей (традиционной) системы отопления.

 Класс энергетической эффективности здания относится к высокому (В+). Этот показатель означает, что здание эффективно расходует тепловую энергию и имеет отклонение от нормируемого значения от-30 до -40%.

На основе моделирования и выполненных расчетов был произведен подбор оборудования. Принципиальная схема системы отопления с гелиосистемами показана на рисунке 2, а мнемосхема, отображаемая на ПК, изображена на рисунке 3.

Система отопления и ГВС на основе солнечных гелиоколлекторов работает совместно со схемой отопления от котельной ЧУ«USM». Местом расположения теплового оборудования было выбрано помещение теплового пункта таунхаусов.

Характеристики системы:

•  Тепловая мощность ГК -17,5 кВт;

• Объем теплового бака-750 л;
  
• Отопление и горячее водоснабжение;
  
• Источники тепла: гелиоколлекторы, котельная;
  
• Раздельное использование источников отопления;
  
• Автоматический контроль и регулирование тепловых параметров.
  

Система отопления способна выполнять следующие функции:

• отопление жилого дома от энергии солнечного света;

• автоматическое переключение источников системы отопления: гелиоколлекторы или котельная;
  

• возможность автоматического регулирования температуры в доме;

• учет и архивация тепловых параметров;

• визуализация работы системы отопления в реальном режиме времени на компьютере.

-  Насколько эффективна внедренная система гели о коллекторов в эксплуатации?

- Описание эффективности работы гелиосистемы начнем со сравнительной таблицы теплопотребления двух таунхаусов-№ 10 и №6:

В феврале экономия тепла на отоплении и ГВС составила 31%, или 33,3 тысячи тенге. За март и апрель экономия потребления тепла на отоплении и ГВС составила 45% и 49%, ил и от 26 до 30 тысяч тенге соответственно.

Для того чтобы понять, насколько эффективно работает гелиосистема, рассмотрим диаграмму потребленной тепловой энергии таунхаусами № 6 и № 10, а также генерацию тепла от гелиосистемы.

В период с февраля по март наблюдается малое количество солнечных дней, что приводит к сокращению потребления тепла из котельной таунхаусом № 6 в сравнении с таунхаусом № 10.

В апреле наблюдается большое количество солнечных дней и увеличение среднесуточной температуры воздуха, эффективность генерации тепла гелиоколлекторами увеличивается, что приводит к отсутствию потребления тепла на отопление и горячее водоснабжение (ГВС) таунхауса № 6 из котельной.

На основе анализа показаний теплопотребления и генерации тепловой энергии на отопление и ГВС косвенным методом были рассчитаны показатели эффективности применения гелиоколлекторов.

Основные показатели эффективности:     

• снижение выбросов СО2, если бы сжигали сжиженный газ, до 1.0 т

• снижение энергозатрат в целях дежурного отопления до 80%

• снижение энергозатрат на горячее водоснабжение при круглогодичном использовании до 75%

• снижение объема сжигаемого сжиженного газа до 500 куб. м.

Можно сделать общие выводы:

1. Использование солнечных гелиоколлекгоров в качестве источника тепла для отопления и ГВС индивидуального жилья является возможным в климатических условиях Нур-Султана.

2. Применение гелиосистем особенно эффективно в комбинированной системе теплоснабжения, когда имеется основной источник тепла (тепловой насос или газовый котел).

3. Масштабирование применения гелиосистем для индивидуального жилья необходимо рассматривать как инновационное решение для снижения выбросов СО2.

- Мы все являемся свидетелями масштабного роста количества новых солнечных и ветровых станций в Казахстане. Недавно в СМИ появилась информация о разработке проекта закона «О теплоэнергетике». Планируете ли Вы со своими коллегами инициировать внесение необхо-димых норм, чтобы в системах теплоснабжения Казахстана начали активно внедряться ВИЭ?

- Да, Вы абсолютно правы, совершенствование регуляторной базы по поддержке ВИЭ существенно повлияло на положительную динамику и достигнутый прогресс в области декарбонизации и децентрализации электроэнергетики с использованием ВИЭ. Действующая норма нетто-потребителя позволяет владельцам индивидуального жилья, имеющим источники ВИЭ, продавать электроэнергию по такому же тарифу, по которому покупается электроэнергия у электроснабжающей организации, или делать взаимозачет. Поэтому также считаю актуальной необходимостью активное участие в совершенствовании законодательства в этой области. Наши коллеги из полигона ВИЭ в июне принимали участие в двух заседаниях рабочих групп по разработке проекта закона «О теплоэнергетике» (ПЗРК). Мы также внесли свои предложения по дополнению двух статей ПЗРК, касающихся включения мер государственной поддержки использования систем ВИЭ в системах теплоснабжения. Это статья 16 «Система локального централизованного теплоснабжения» и статья 17 «Система индивидуального теплоснабжения».

Вопросы о том, в какой форме будет реализована государственная поддержка применения ВИЭ в системах теплоснабжения и ГВС, сейчас находятся в стадии активного обсуждения. Это может быть возмещение части стоимости затрат на оборудование ВИЭ или покупка тепловой энергии от ВИЭ по такомуже тарифу, по которому отпускает потребителям теплоснабжающая организация. То есть практика поддержки ВИЭ через механизм нетто-потребителя электрической энергии может быть расширена на практику поддержки ВИЭ нетто-потребителя тепловой энергии.

Надеемся, что в процессе обсуждения ПЗРК предложенные нами нормы будут включены, и мы достигнем существенного продвижения в вопросах интеграции ВИЭ с традиционными системами теплоснабжения и ГВС. Это приведет к улучшению экологической ситуации в городах. И мы сможем дышать чистым воздухом.

-  Айдар Бексултанович, благодарю Вас за интересное интервью!

- Спасибо, я также благодарю редакцию журнала QazaqGreen за возможность поделиться достижениями NURIS в области ВИЭ.