Отель на солнечном меню
Солнечные коллекторы десятилетиями используются во многих странах для горячего водоснабжения и отопления промышленных и бытовых помещений. У нас же эти системы стали применяться не так давно, уж слишком осторожно относятся украинцы ко всяким новшествам, а объективной информации мало. Основным препятствием к широкому применению гелиосистем является и их относительно высокая стоимость. Но если посчитать затраты и сроки окупаемости и вспомнить о том, что тарифы на энергоносители постоянно растут, получится весьма соблазнительная экономия.
Выгодное тепло
С повышением интереса к альтернативным источникам энергии и с развитием этого сегмента производители активно работают над удешевлением и рационализацией технологий производства. Постепенно уменьшается себестоимость гелиосистем, что, соответственно, снижает цену солнечных коллекторов и в совокупности с прочностью и надежностью значительно повышает рентабельность капиталовложений.
Гелиосистемы прекрасно зарекомендовали себя в частном секторе, но сроки окупаемости такого оборудования для домов, коттеджей и квартир все же довольно высоки — 15–30 лет. Зато солнечные коллекторы идеальны для использования в зданиях с большим расходом горячей воды, например в гостиницах и пансионатах. Причем, чем больше площадь отеля, тем большую экономию можно получить. Применяя солнечную энергию для обогрева и обеспечения горячей водой гостиницы, рассчитанной, к примеру, на проживание 250 гостей, можно выйти в ноль уже через три года.
Секрет успеха здесь прост. Чем больше гелиосистема, тем быстрее она окупается за счет процентного уменьшения в ее общей стоимости компонентов, не влияющих на выработку тепла. То есть обвязка (трубы, изоляция, краники и другие детали, для того чтобы гелиосистема эффективно заработала) для устройства из десяти коллекторов и из одного идентична. Только в первом случае она составит 10% цены, а во втором — 60%. Быстрая окупаемость гостиниц обусловлена также тем, что тарифы на энергоносители для юридических лиц выше, чем для физических (при использовании газа — в два раза, электроэнергии — втрое).
Наиболее эффективно солнечные коллекторы работают в период высокой солнечной активности — с апреля по октябрь. В летние месяцы возможно практически полностью удовлетворить потребности в горячей воде, существенно сэкономив на энергоносителях. Грамотно спроектированная гелиосистема эффективно работает и в зимние месяцы, в режиме "помощи" основной тепловой системе. Например, если в гостинице есть бассейн, солнечный коллектор всегда будет поддерживать в нем нужную температуру. Любой отельер знает, что содержание бассейна — удовольствие недешевое (20–30% от общего счета за энергопотребление). Немаловажно, что такие системы служат долго: срок их эксплуатации без ухудшения характеристик составляет не менее 25 лет.
К тому же это экологически чистое оборудование. Применение гелиосистем снижает объемы потребления традиционных газа и угля, сжигание которых приводит к выбросам в атмосферу вредных веществ. Соответственно, владельцы гостиниц могут не только экономить, бесплатно используя солнечную энергию, но и вносить свой достойный вклад в защиту окружающей среды. Эта информация, грамотно донесенная до потенциальных постояльцев, может стать еще одним вашим конкурентным преимуществом.
Где выгоднее устанавливать
Благодаря развитию технологий солнечные коллекторы способны достичь КПД в 75–90%. За счет особой конструкции гелиосистема использует солнечное тепло максимально рационально, а встроить ее в инженерно-технический комплекс гостиницы довольно просто.
Многие владельцы отелей, расположенных в регионах, где солнца обычно не так много, как на юге, сомневаются, будет ли коллектор эффективно работать. Как показывает практика, современные установки способны собирать солнечные лучи даже в пасмурную погоду и при минусовой температуре воздуха (доказано, что солнечный коллектор эффективен даже на Аляске), но, разумеется, чем больше солнца, тем лучше: в этом случае гелиосистема реализует свой максимальный потенциал.
По своим климатическим условиям Украина относится к зоне со средней интенсивностью солнечной радиации (инсоляции), причем у нас этот показатель выше, чем в Германии, где гелиосистемы получили массовое распространение (вырабатывают 5% всей тепловой энергии). Но вот парадокс: несмотря на то что у нас потенциал выше, мы по сравнению с Германией солнечную энергию почти не используем.
Среднегодовое количество солнечной радиации, поступающей на 1 кв. м поверхности, составляет от 1000 кВт на севере Украины до 1400 кВт в Крыму. Разумеется, наи-большую выгоду от использования гелиосистемы могут получить владельцы крымских отелей и пансионатов: с марта по ноябрь расходы на воду и тепло у них снизятся до 50–75% (летом горячая вода будет вообще бесплатной). В северных регионах она будет работать максимально эффективно с апреля по октябрь. В среднем в межсезонье солнечные коллекторы могут обеспечивать до 50%, а в летние — до 90% горячего водоснабжения гостиницы. В холодное время, с декабря по февраль, такие установки покрывают до 15–20% потребности в горячей воде.
По отоплению этот показатель в межсезонье составляет до 20% от общей потребности, в зимние месяцы обогрев минимальный — до 5–10%. Поэтому гелиосистемы пока достаточно редко используют непосредственно для отопления. Они эффективно работают зимой, но солнечная активность в это время очень низкая, и для обогрева отеля потребуется слишком большое гелиополе (для гостиницы на 250 чел. это примерно 30 коллекторов по 30 вакуумных труб), а летом такое количество тепловой энергии придется куда-то девать. Поэтому, кроме гелиоколлектора, в инженерной тепловой схеме отеля должен быть основной источник тепла.
Плоские или вакуумные
Солнечные коллекторы используют бесплатную солнечную энергию. Все, что нужно, — это вложиться в оборудование. Дальше гелиосистема будет десятилетиями бесплатно греть воду и давать тепло. Главное, не ошибиться с выбором оборудования, чтобы коллектор работал максимально эффективно. На рынке предлагаются различные типы солнечных установок, отличающихся формой наружных блоков, устройством поглощающих поверхностей и аккумулирующих технологий. Можно выделить два основных вида: плоские и вакуумные. У них разный принцип действия, свои плюсы и минусы.
Плоские солнечные коллекторы наиболее распространенные. Они обладают наибольшим КПД при прямом освещении и наибольшей площадью застекления. Такие модели просты по конструкции. Сверху коллектор закрыт специальным закаленным стеклом, которое способно выдержать механические удары или попадание града. Лучшие стекла для солнечных установок — антирефлексные. Они способствуют максимальному прохождению солнечных лучей благодаря специальному покрытию по обеим сторонам стекла. Таким образом, в установку проникает до 96% солнечного излучения. Внутри хорошо изолированной конструкции встроена светопоглощающая панель. По ней течет теплоноситель, передавая полученное тепло воде.
Плоские коллекторы обычно устанавливаются на крышах зданий под углом 30–50 градусов. При эффективной работе они способны экономить до 50% среднегодового расхода на энергоносители. Среди их главных преимуществ низкая цена: плоские модели как минимум вдвое дешевле вакуумных. Серьезный недостаток — низкий КПД в холодное время года по сравнению с вакуумными установками за счет высоких теплопотерь в окружающую среду.
Поэтому в наших климатических условиях плоские коллекторы целесообразно использовать исключительно для гостиниц, расположенных в южных регионах. Кроме того, такие системы прекрасно подходят для сезонных отелей и пансионатов. В обслуживании это абсолютно беспроблемное оборудование, прекрасно работающее даже в условиях влажного климата.
В круглогодичных гостиницах обычно устанавливают вакуумные аналоги, имеющие в среднем на 20–30% больший КПД относительно плоского коллектора. В зимний период эффективность вакуумных моделей выше, чем плоских, примерно втрое. Более того, современные вакуумные устройства способны нагревать воду практически до кипения даже при экстремально низкой температуре (30–35-градусном морозе). Соответственно, они идеальны для северных, северо-западных регионов, в которых средняя годовая солнечная активность ниже, чем в южных, восточных или юго-восточных.
В таких гелиосистемах вакуум поддерживается между наружным покрытием из стекла и теплопоглощающим слоем. Как известно, вакуум — лучший теплоизолятор, с его помощью эффективность поглощения солнечной энергии достигает 95%. Тепловые потери минимальны, соответственно, температура наружного воздуха не оказывает принципиального влияния на эффективность работы системы. Обычно вакуумные модели выполняются из отдельных герметичных труб.
Такие гелиосистемы обладают "зеркальным эффектом", их теплоотдача практически не зависит от высоты солнца, в то время как у плоских максимальный КПД достигается лишь в полдень. В итоге вакуумная система генерирует одинаковое количество тепла вне зависимости от времени суток и сезона. Это большой плюс, поскольку такой коллектор хорошо работает в условиях низких температур и слабой освещенности, что особо важно в зимний период.
Вакуумные солнечные установки — это система вакуумных трубок. При возникновении технических проблем можно заменить лишь одну из них, а не покупать новое устройство. Если нужно увеличить гелиополе, достаточно добавить одну или несколько трубок. Так же просто избавиться от лишнего тепла: трубки легко снимаются.
Вакуумный коллектор обладает меньшей "парусностью" (препятствие ветру), поскольку трубки находятся на расстоянии друг от друга и дают возможность продува ветра между ними. Плоские модели должны противостоять потоку воздуха всей своей поверхностью, соответственно, прочность конструкции плоской гелиосистемы должна быть существенно выше, чем вакуумной.
Подсоединение трубок вакуумного устройства осуществляется сухим путем, без прямого контакта с рабочей жидкостью солнечного контура. В результате обеспечивается надежное подсо-единение трубок, которое позволяет производить их частичную замену в ходе эксплуатации коллектора под давлением. В случае повреждения плоского коллектора необходимо сначала отключить всю систему и лишь тогда производить ремонт или замену.
Конечно, и у таких эффективных систем, как вакуумные, есть свои минусы. Во-первых, они довольно дорогие по сравнению с плоскими моделями. Кроме того, практика показала, что вакуумный коллектор плохо переносит влажный климат. В холодное время года, когда на поверхность устройства выпадает снег или иней, оно не может улавливать солнечные лучи и перестает работать. Чтобы снова "запустить" систему, приходится за этим постоянно следить и при необходимости счищать иней или снег, как с лобового стекла автомобиля. Может нарушить функционирование оборудования и град.
Правильный монтаж
Чтобы коллектор эффективно работал важно не только выбрать оптимальную для гостиницы гелиосистему, но и правильно ее установить. Часто бывает так, что компания-продавец, получив за товар деньги, считает свою миссию выполненной и монтаж оборудования производит на скорую руку. В итоге коллектор работает лишь в полсилы. Поэтому установочные работы лучше проконтролировать. Существует ряд моментов, на которые стоит обратить особое внимание.
Гелиосистемы располагаются на плоской крыше под углом. Перед их монтажом надо выяснить, способна ли кровля вынести дополнительный вес, ветровую нагрузку.
Площадь крыши должна быть достаточно большой и не разделяться каминными трубами, надстройками и т. п. Коллекторы нуждаются в просторе, их модули устанавливаются на расстоянии, чтобы элементы установки не были затемнены. Поэтому, прежде чем монтировать установку, имеет смысл провести исследование зон затемнения.
Даже самая качественная крыша требует периодического ремонта. Как показывает практика, производить работы на кровле с гелиосистемами гораздо сложнее и затратнее. В некоторых случаях требуется даже демонтаж установки. Поэтому специалисты советуют, прежде чем монтировать коллектор, при необходимости отремонтировать и укрепить крышу. Тогда в процессе эксплуатации гелиосистемы (20 лет и более) ремонтные работы сведутся к минимуму.
Быстрый возврат
Безусловно, принимая решение об установке солнечного коллектора, стоит рассчитать сроки его окупаемости. Конечно, расчеты проведет любая компания–продавец гелиосистем, но полагаться лишь на ее результаты не стоит. Лучше заплатить независимой специализированной энергоаудиторской фирме. Во многих случаях продавцы гелиосистем проводят расчеты, исходя лишь из стоимости самого коллектора, тогда как это только 40% общих расходов.
Но гелиосистема включает также дополнительное оборудование, аккумулирующие емкости и монтаж (10% от общей стоимости). Точный объективный расчет важен еще и потому, что, если вы установите коллектор с недостаточным гелиополем, он не будет работать эффективно и покрывать потребности. С другой стороны, если гелиополе будет слишком большим, вы не только переплатите, но и получите ненужное тепло, которое придется летом куда-то девать.
Очень непросто даже примерно определить, сколько коллекторов и какой мощности нужно установить для ваших потребностей в горячей воде. В каждом проекте индивидуально просчитываются и учитываются различные факторы, такие, как местонахождение, ориентация здания по сторонам света, затененность территории, роза ветров, вид основной системы отопления.
Целесообразнее всего устанавливать коллекторы в больших, работающих круглогодично отелях с высокой потребностью в горячей воде и отоплении, например, для поддержания нужной температуры в бассейне, SPA-центре и пр. Тогда можно выйти на привлекательные сроки окупаемости и достичь максимальной экономии. Если гостиница сезонная, установка коллектора менее выгодна: расходы на оборудование относительно высоки, а окупаться они будут долго.
Как показывает практика, месторасположение отеля не имеет принципиального значения: на юге и в северных широтах коэффициенты инсоляции существенно не разнятся. Важно количество солнечных дней в году, и здесь Крым, конечно, выигрывает. Кроме того, на ЮБК даже зимой плюсовая температура, поэтому в холодное время коллекторы будут обеспечивать здесь больший процент горячей воды по сравнению с северными регионами.
Лучше всего встраивать коллектор в уже имеющуюся тепловую систему (электрический или газовый котел), тогда не придется тратиться на дорогостоящие баки (в среднем $4–10 тыс.). Если гелиоустановка оборудуется при строительстве отеля, оптимальным вариантом будет комбинированная система: коллектор плюс тепловой насос.
Современные гелиоустановки способны использовать солнечное тепло по максимуму и работать чрезвычайно эффективно. Если в ближайшем будущем тарифы на газ и электричество вырастут (что весьма вероятно), то сроки окупаемости системы могут сократиться. Это действительно выгодно, ведь даже самое экономное газовое оборудование по мере увеличения тарифов будет требовать больших расходов.
МНЕНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Данило Токач, Управляющий гостиничным комплексом "Зорянi Карпати":
Установки работают даже при 30-градусном морозе
Мы находимся в Закарпатской области, неподалеку от Ужгорода. Занимаем большую территорию. "Зорянi Карпати" включают деревянные коттеджи на 50 человек площадью 300 кв. м, а также ресторан, кафе, зал компьютерных игр, финскую сауну, хаммам, инфракрасную сауну, SPA-центр с бассейном на 300 куб. м, массажными кабинетами. Потребности в горячей воде для здания с бассейном составляют 5 тыс. л в сутки. Поскольку мы работаем весь год, а зимой в Карпатах холодно, приходилось за воду и обогрев платить бешеные деньги.
Два года назад на каждый коттедж поставили 30 солнечных коллекторов по 30 вакуумных труб. В баки встроены электротэны, и в случае длительного отсутствия солнечного света вода автоматически нагревается от электросети. В теплое время года гелиосистемы полностью обеспечивают потребность в горячей воде. Хорошая эффективность и зимой: установки работают, пусть и не на полную силу, даже при 30-градусном морозе. Главное — вовремя расчищать от снега и льда. Однажды пропустили момент и тут же почувствовали сбой. Но стоило убрать снег, все сразу нормализовалось. Поскольку коллекторы в нашем отельном комплексе были установлены изначально, процент экономии посчитать сложно, зато мы определили примерные сроки окупаемости: через два года должны выйти в ноль. А если цена на энергоносители продолжит расти, то и раньше.
Александр Шматов, Представитель администрации санатория "Ай-Петри":
Потребность в горячей воде покрывается летом почти на 100%
У нас хорошая практика использования солнечных коллекторов. Три года назад мы установили первую гелиосистему на ресторанный комплекс санатория: 25 коллекторов по 24 трубки. "Ай-Петри" рассчитан на 760 отдыхающих, соответственно, расход воды в нашей системе общепита очень большой. Вся установка обошлась тогда в порядка $25 тыс. В процессе эксплуатации потребность в горячей воде покрывалась летом почти на 100%, а зимой примерно на 70–75%.
В общей сложности за горячую воду для ресторана стали платить в холодное время на 60–70% меньше, с мая по октябрь вообще практически не платили. Такие результаты во многом обеспечивает расположение "Ай-Петри" — на ЮБК, неподалеку от Ялты. Среднегодовая температура воздуха тут составляет +14 градусов, зимой обычно выше нуля.
Вдохновившись успехом и перспективами экономии, мы обратились недавно в ту же компанию, чтобы поставить гелиоустановку уже на корпус, где проживают 250 человек. Посчитали, что в сутки потребляется с бассейном и лечебным центром 25 кубов горячей воды. Поставили 60 коллекторов по 30 вакуумных труб. Результат превзошел ожидания: гелиосистемы полностью покрывают потребности в горячей воде. Думаю, можно рассчитывать на максимально быструю окупаемость в течение года. Солнечная установка на ресторане работает бесперебойно, проблем при ее использовании пока не было. Поскольку коллектор для отельного корпуса от той же компании, будем рассчитывать на столь же эффективную службу системы.
Эдуард Якубчак, Руководитель отдела продаж и маркетинга отельного комплекса "Резиденция "Крымский бриз":
После установки коллектора за горячую воду не платим
Наш комплекс расположен в пгт Парковое, между Форосом и Семеизом. Инфраструктура здесь не развита, сложно с газом и электричеством. Мы посчитали, что если отель будет работать на традиционных энергоносителях, то обойдется слишком дорого: чего только стоит прокладка коммуникаций. А потом ведь все равно придется платить за газ и электричество. Комплекс большой, несколько отдельных жилых зданий.
Расход воды для каждой мини-гостиницы составляет порядка 4–4,5 куб. м в сутки. Плюс SPA-центр, бассейны (один из них с подогреваемой водой), бар, ресторан, кафе на пляже. Чтобы стать максимально автономными, было решено оборудовать все эти постройки солнечными коллекторами.
Прежде всего устанавливаем плоские гелиосистемы на сезонное пляжное кафе. Гелиополе из восьми коллекторов площадью 19 кв. м позволит полностью обеспечить горячее водоснабжение с конца апреля до конца октября. После установки за горячую воду не платим. Срок окупаемости системы составит три года. Также на набережной будет второе гелиополе на фотопанелях (12 коллекторов по 1,28 кв. м), которое поставит в нашу сеть 2,8 кВт электроэнергии. Помимо набережной и кафе, будут установки еще на четырех виллах из 11 номеров на 25 человек. Это плоские коллекторы площадью 36 кв. м с 200-литровым бойлером. Срок окупаемости проекта составит 2,5 года.
