Шлях до енергонезалежності: історія двох навчальних закладів Хмельницького

Про відновлювальні джерела енергії як шлях до енергетичної незалежності Україні активно почали говорити після російської агресії у Криму та на Донбасі. Часто це питання експерти поєднують з енергоефективністю. Але, якщо утеплення будинків стало доволі звичним явищем для багатьох українців, то тема відновлювальних джерел енергії останнім часом почала фігурувати лише в контексті високих «зелених тарифів» і монополізації цього ринку окремими олігархічними колами. Проте специфіка роботи та позитивні приклади створення тих же сонячних електростанцій часто для більшості залишається білою плямою.

Натомість у Європі розвиток відновлювальних джерел енергії стає частиною державних програм, адже цей напрямок тісно пов’язаний зі зменшенням парникових викидів, які є однією з причин глобального потепління. Наприклад, як повідомляє видання «DW», Німеччина у першому кварталі цього року отримала 52 відсотки електроенергії саме з відновлювальних джерел.

За інформацією видання «Євроінтеграційний портал», Європейський Союз також зацікавлений у розвитку відновлювальних джерел енергії в Україні. Наприклад, західні партнери вирішили профінансувати проєкт Twinning «Розвиток відновлюваної енергетики в Україні». Одне з його завдань — поділитися досвідом збільшення частки відновлюваних джерел енергії. Розпочали цей проєкт австрійсько-італійський консорціум та Держенергоефективності. До речі, саме Австрія ставить амбітну мету до 2030 року стовідсотково перейти на відновлювальні джерела енергії. 

Однак цікавий досвід у цьому напрямку вже можна знайти не лише за кордоном, а й у Хмельницькому. В обласному центрі активно використовують потенціал сонця два навчальні заклади: Хмельницький національний університет і Хмельницький політехнічний коледж Національного університету «Львівська політехніка».

Зекономили гроші завдяки утепленню та встановили сонячні панелі

Хмельницький політехнічний коледж можна вважати новачком у використанні дахових сонячних електростанцій (СЕС) — повноцінно її запустили у травні 2020-го. Проте досвід цього навчального закладу доволі унікальний. Політехнічний коледж завдяки запровадженню заходів з енергоефективності зумів зекономити власні кошти і витрати їх на створення сонячної електростанції.

За словами викладача Хмельницького політехнічного коледжу Павла Данилюка, все розпочалося два роки тому. Тоді у коледжі почали утеплювати фасади корпусів та замінювати вікна. Це дало економічний ефект, адже політехнічний коледж почав менше зазнавати втрат теплової енергії у холодну пору року. Зекономлені на цьому кошти директор політехнічного коледжу Вадим Овчарук вирішив покласти на депозит, а далі — спрямувати їх на встановлення сонячних панелей. Загалом створення цієї сонячної електростанції коштувало начальному закладу приблизно 440 тисяч гривень.

«Спершу встановили тридцять панелей, а пізніше докупили решту. Нині на одному з дахів у нас вже діє сформована сонячна електростанція, яка складається зі шістдесяти панелей, — розповідає Павло Данилюк. — Їх загальна потужність становить 22,5 кіловат-годин, а щомісяця вони можуть генерувати орієнтовно три тисячі кіловат-годин електроенергії».

У політехнічному коледжі наразі встановлено 60 сонячних панелей. Фото: автора

Працівники навчального закладу встановлювали їх власноруч. Фото: Надане Хмельницьким політехнічним коледжем

Для використання сонячних панелей у навчальному закладі встановлено три інвертори — перетворювачі напруги. Фото: автора

Він зазначив, що обирали панелі після консультації з фахівцями. Проте встановлювали їх працівники коледжу власноруч, адже у них для цього є необхідна кваліфікація.

«Для роботи цих панелей ми також встановили три інвертори — перетворювачі напруги. На одній секції, стрінгу, напруга може сягати більше тисяч вольт і вона є постійною, як у пальчикових батарейках. Тому її потрібно перетворити у змінну напругу, у звичні для всіх 220 вольт», — пояснив Павло Данилюк.

За його словами, СЕС на даху політехнічному коледжу допоможе навчальному закладу економити 20-30 відсотків платежів за електроенергію. Втім, теоретично коледж може повністю забезпечити себе власною електроенергією, якщо вкриє сонячними панелями дахи обох корпусів, а також розмістить їх на стінах — для комбінації їх роботи у холодну пору року. Тобто рухатися є куди…

«Насправді, запуск нашої СЕС — це не лише питання грошей, а й питання екології. Ми хочемо показати позитивний приклад іншим, що можна запустити власну невелику електростанцію, яка зробить свій внесок у зменшення парникових газів і буде виробляти безпечну для довкілля енергію», — переконаний Павло Данилюк.

Його колега Максим Довгалюк додає, що обслуговувати сонячні панелі не важко. Їх потрібно іноді протирати від запилення та посліду птахів. Перевіряють їх, якщо немає екстраординарних ситуацій, приблизно один або два рази в місяць. Не страшний їм навіть град.

«Головне перевіряти їх стан, чи нічого не деформувалося. Це особливо актуально в нинішніх погодних умовах з різкими перепадами температури повітря. Якщо ж є збій у роботі, то повідомлення про це надходить у систему», — зазначив Максим Довгалюк.

Хмельницький національний університет: за крок до енергонезалежності

Шлях Хмельницького національного університету до освоєння потенціалу сонячної енергії розпочався кілька років тому. Заручившись державним фінансуванням, навчальний заклад запустив наймасштабніші проєкти у 2018-2019 роках.

«Ідея побудувати сонячні електростанції на корпусах університету виникла випадково у 2016 році, — розповідає перший проректор Хмельницького національного університету Михайло Войнаренко. — Тоді я дізнався, що наш молодий професор Валерій Мартинюк запатентував прилад, який дозволяв збільшити коефіцієнт корисної дії сонячної панелі на 20-30 відсотків. Мені було цікаво знайти практичне застосування таких інноваційних розробок».

За словами Михайла Войнаренка, спершу фінансування на будівництво дахових СЕС і вчасно освоїти виділені кошти було непросто. Хмельницький національний університет подавався на різноманітні грантові програми з впровадження відновлювальних джерел енергії. Зрештою ректор Микола Скиба домігся, щоб навчальний заклад отримав з держбюджету у 2017 році чотири мільйони гривень гранту на будівництво трьох СЕС, а у 2018-у — дев’ять мільйонів гривень на ще п’ять електростанцій.

«Потужність наших восьми сонячних електростанцій складає приблизно 500 кіловат, що майже повністю покриває поточні потреби університету в електроенергії. Завдяки цьому Хмельницький національний університет щорічно заощаджуєте понад один мільйон гривень», — зазначив Михайло Войнаренко.

Загалом впродовж року дахові СЕС Хмельницького національного університету орієнтовно генерують 450 тисяч кіловат-годин електроенергії. Фото: з архіву редакції

Такі акумулятори використовують для накопичення сонячної енергії. Фото: з архіву редакції

Щоб координувати роботу цих доволі потужних, але розташованих на дахах різних корпусів сонячних електростанцій, у Хмельницькому національному університеті працює спеціальний диспетчерський пункт. Оператор сидить за комп’ютером і стежить за стабільністю роботи СЕС.

За словами керівника лабораторії відновлювальних джерел енергії Хмельницького національного університету Тараса Романця, кожен інвертор підключений до мережі Інтернет. Тому навіть з дому фахівець може побачити показники по кожному стрінгу — скільки він генерує та чи справно працює. Уся ця інформація архівується для аналізу й порівняння за різні проміжки часу. Крім того, університет має власну метеостанцію для визначення майбутньої погоди, від якої залежить обсяг виробленої енергії.

«Нині на вітчизняному ринку електроенергії є поняття «ринок на добу наперед». Тобто потрібно прогнозувати, скільки саме наступної доби ми виробимо електроенергії, адже недовиконання чи перевиконання може стати причиною штрафних санкцій», — зазначив Тарас Романець.

Не лише власна енергія, а й допомога у навчанні

Обидва навчальні заклади також використовують власні напрацювання у царині відновлювальних джерел енергії для навчання студентів.

Викладач Хмельницького політехнічного коледжу Павло Данилюк бере в руки та ставить на стіл модель дерев’яного будинку. Ззовні на ньому розміщені невеличкі сонячні панелі, а всередині — він пронизаний дротами. Він підносить до датчика запрограмовану карту й у будиночку відчиняються двері, вмикається світло.

«Це модель автономного будинку, — пояснює викладач. — Ми розробили його ще минулого року. На його прикладі ми показуємо принципи роботи сонячних панелей для забезпечення електроенергією звичайного приватного будинку. Найголовніше, що це цікаво студентам».

Натомість дахова СЕС має стати майданчиком для проведення практичних занять студентів Хмельницького політехнічного коледжу. Крім того, у навчальному закладі заплановано запровадити новий предмет «Альтернативні джерела енергії».

Викладачі Хмельницького політехнічного коледжу Павло Данилюк і Максим Довгалюк з моделлю автономного будинку

У Хмельницькому національному університеті працює кафедра машин і апаратів, електромеханічних та енергетичних систем. На ній готують фахівців за напрямком «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка». Зокрема, студенти вивчають предмет «Альтернативні та відновлювальні джерела енергії».

«Такі студенти можуть на базі нашого університету отримати досвід обслуговування та експлуатації сонячних електростанцій, а також — освоїти систему комерційного обліку електроенергії. Тобто вони на власні очі можуть побачити приклад роботи сонячної електростанції», — розповів керівник лабораторії відновлювальних джерел енергії Тарас Романець.

Перевага дахових сонячних електростанцій: думка експерта

Голова громадської організації «Хмельницький енергетичний кластер» Степан Кушнір розповідає, що на Заході використання відновлювальних джерел енергії вже стало нормою.

«Особисто найкращі приклади бачив у навчальних закладах Каліфорнії. Там не лише використовують дахові сонячні станції, а й всі «зелені» інновації — від навчального процесу до екотранспорту. До речі, на законодавчому рівні у цьому штаті закріплено, що всі нові будинки мають бути облаштовані даховими СЕС. Звісно, у наших широтах немає стільки ж сонячного світла як у Каліфорнії, проте це не скасовує перспективності закордонного досвіду», — переконаний громадський активіст.

За його словами перевага дахових сонячних електростанцій полягає у максимальному наближені джерела енергії до її споживача. Це здешевлює проєкт і не потребує будівництва додаткової інфраструктури для транспортування електроенергії. Також у порівнянні з наземними СЕС, дахові потребують менше металоконструкцій.

Приклад сонячної електростанції у Каліфорнійському університеті. Фото: надане Степаном Кушніром

У кампусі того ж навчального закладу працюють заправки для електромобілів. Фото: надане Степаном Кушніром

До речі, у Каліфорнії сонячні панелі часто розміщують вертикально, а також вбудовують їх у стіни будинків. Фото: надане Степаном Кушніром

Однак вони мають певні вимоги, яким відповідають не всі будинки. Наприклад, бажано, щоб дах був орієнтований на південь для максимального використання його площі й встановлення більшої кількості панелей. Цьому можуть заважати вентиляційні шахти, антени, кабелі… Крім того, має бути відсутня тінь, яка потраплятиме на сонячні панелі. А перед встановленням СЕС потрібно провести експертизу даху, щоб переконатися у його міцності.

«В обласному центрі «Хмельницький енергетичний кластер» дослідив дахи міських садочків, шкіл та інших закладів комунальної форми власності як можливих майданчиків для встановлення СЕС. Це можуть бути електростанції, встановленні за бюджетні кошти. Інший варіант — здавати дахи в оренду інвесторам, які зацікавленні створювати такі електростанції та продавати енергію у мережу. Найперспективніші дахи ми позначили на мапі з описом їх характеристик», — розповів Степан Кушнір.

Також він додає, що розвиток відновлювальних джерел енергії — це шлях до енергонезалежності України та порятунку планети від надлишку парникових газів. На його переконання, особливо перспективними у цьому напрямку є сонячні електростанції малої та середньої генерації. Їх можуть встановлювати власники приватних будинків та компанії для забезпечення власних потреб в електроенергії.

Читайте також: Теорія розбитих вікон: як в громаді на Хмельниччині змінюють звичку смітити