Ну чтож товарищи, солнечные коллекторы заработали!
Настало время сбора солнечного тепла!
На выходе воздух 35-45 градусов.
Это пока не много и длиться это будет пока не долго в течение дня, но теперь я буду накапливать сэкономленную (не сожженную в печи) энергию.
Сегодня 18 января 2020. расположение г. Новосибирск.
Вообще коллекторы начали бы работать и раньше , но была пасмурная погода.
Но в этом случае на улице обычно тепло и на отопление опятьже тратся не много топлива.
Если бы все поверхности моего дома, обращенные к солнцу, были использованы для получение солнечной энергии, то коллекторы заработали бы раньше , а перестали работать осенью бы позже.
И время сбора энергии в течение дня было бы дольше.
Но все это можно оценить спомощью программы моделирующей движение солнца и прием энергии на поверхностях дома.
Кстати, я продолжаю работать над написанием этой программы.
Сейчас написана часть которая будет работать на сервере, то есть  бекэнд.
Уже сейчас этой программе можно “скормить” файл с расширением *.obj который описывает поверхность дома. Этот файл можно получить практически из любой программы-редактора 3Д моделей.
Кроме этого программе нужно указать координаты расположения строения, для которого оценивается сбор солнечной энергии.
И нужно указать дату проверки и коэффициент полезного действия самого коллектора.
В результате программа формирует файл с данными полученной энергии по часам на всей поверхности дома и на каждой поверхности.
Кроме того что я занимался написанием программы, я сделал обзор существующих библиотек для языка python (я на нем пишу в основном) и нашел несколько интересных библиотек, которые вы можете использовать уже сейчас.
Но этот обзор я напишу попозже, а то итак уже много текста.

Топливные брикеты

Когда настал вопрос выбора какой же вид топлива сейчас выгодней удобней и проще, я сделал не большой обзор цен и заморочек с покупкой дров и не большой обзор топливных брикетов.
И вот прихожу к выводу что брикеты то уже не так уж и дороги в соотношении цена - удобство - теплотворность - возможность проверки качества...
То есть проверить качество дров и насколько они плотно уложены в машине и нет ли в машине колодцев, которые значительно уменьшают количество дров в машине - очень сложно.
Сейчас еще и с доставкой дров возникает проблема. Места заготовки находятся далеко от города и везти надо через весь город и надо чтоб они не рассыпались по дороге...
брикеты плотно уложены и не рассыпаются. Их очень легко посчитать и проверить на массу (плотность, влажность).
Теплотворность качественных брикетов выше дров примерно в 2 раза.
Ну и т.к. качество проверить проще чем у дров - выбор склоняется в сторону брикетов.
Места брикеты занимают меньше и работать с ними проще, даже девушкам вполне доступно и просто.

Но их чуть-чуть сложней разжигать чем дрова.
Брикеты нужно хранить в сухом закрытом месте - дрова лучше тоже, но для них не так страшно полежать на открытом пространстве.
Ну и еще неприятный момент - покупая дрова мы поддреживаем потенциальных лесных браконьеров (черных лесорубов), а брикеты это отходы производства.
А некоторые брикеты делаются из лузги семечек или  гречихи - и это вааще прикольно! мы не трогаем деревья.
А теперь про цену вопроса:
Нам недавно привезли 5 кубов дров навального объема. То есть чистого объема примерно 4.6 куба и стоило это с доставкой 9.5 тысяч рублей.
Если пересчитать на тонну учитывая что плотность березы 650 кг в кубе, то получаем:
9.5/4.6/0.65=3177 рублей за тонну берёзовых дров.
Да ещё и везти не хотели типа далеко, не удобно и т.д.
Учитывая что теплотворная способность дров примерно в два раза меньше чем брикетов то нам нужно умножить цену тонны дров на два чтоб получить эквивалент брикетам по теплотворности. Получаем 6354 рубля за теплотворный эквивалент тонны брикетов, если топить дровами.
А тонна брикетов от 3500 до 6500 рублей взависимости от того у какого перекупщика брать и какие объемы. Если брать у производителя то будет около 3500 за тонну.

Идеи для энергоэффективных домов. Идея 1

Как известно теплые полы используют массу для накопления тепла и чем больше масса пола тем медленней меняется температура и тем меньше затрат на подержание пола в установленном режиме. Например летом пол может сам нагреться, а потом нужно просто его поддерживать. Конечно потери тепла будут зависеть и от качества утепления дома, но это другая история.
Так вот самый высокий коэффициент теплоемкости среди известных нам и доступных материалов, в диапазоне от 20 до 90 градусов - это вода. Да! Вода! посмотрите справочники по материалам. Она лучше и по объемному накоплению тепла и по массовому.
Но вода не удобна тем что протекает везде и поэтому делать просто огромную емкость с водой, которая будет греться это и затратно и не ремонтопригодно.
А вот если комбинировать известные всем бетонные теплые полы и водяные накопители в виде обычных пластиковых бутылок с водой - это позволит увеличить способность накопления тепла.
Пластик бутылок очень прочный и долговечный. Единственная проблемма это не то что пробки бутылок со временем теряют эластичность и лопаются. Но я замечал это только с теми пробками, что находились на солнечном свете. а те что лежали под землей чаще всего целы и эластичны. Но если промазать пробки бутылок герметиком перед тем как заливать их в бетон теплого пола, то можно считаить что мы сделали вечную герметизацию.
Ну и кроме того даже если лопнет одна две бутылки, во-первых вода сквозь бетон может и не протечь, а во-вторых это ве таки всего 1,5 - 2 литра а не несколько тонн воды разом из-за одной трещины.
Так что наряду с кабелем или нагревающей трубой в пол нужно заливать бутылки с водой, а потом поверх этого делать стяжку с армированием , чтобы пол держал нагрузку домашних вещей и людей.

Про утилизацию несгораемых отходов на своем участке.

На самом деле я это вычитал когда-то давно в какой-то брошюре про то что металлические и стеклянные и фарфоровые отходы можно закапывать в землю в тех местах где нужно сделать дренаж.
И вот я подумал и разработал свою ситсему дренажа - делюсь идеей.
1. определяем на участке уклоны и возможные направления сточных вод.
Я, например, сделал специальные водоотводы вокруг дома, чтоб талая или дождевая вода на текла под дом.
2. копаем траншею примерно полметра глубиной шириной со штык лопаты. Ну глубина будет зависеть от уклонов, которые вы хотите опеспечить для стока. Но прикидывайте так чтобы самая верхняя точка заглублялась примерно на 30-40 см и глубина траншеи не превышала метра в других местах. Просто копать много и не удобно.
3. берем старый, использованные и даже можно дырявый баннер или другой гидроизолирующий материал и укладываем в траншею.
4. берем и сыпем в траншею весь не гниющий и не содержащий ядов мусор. Стекло , битые чашки, тарелки, мятые консервные банки. Накопились стеклянные банки, которые не нужны и мешаются везде - туда их , бьем на куски и туда. накопились пластмассовые сломанные игрушки - туда. накопились запчасти от компьтеров - разбираем забираем самое нужно остальное туда. БАТАРЕЙКИ туда бросать НЕЛЬЗЯ!
И еще  - я заметил что материал пластиковых бутылок из под соков лимонада, пива весьма упругий и долго не разлагается.
Если бутылки скручивать и мять от такого состояния когда они уже не развоварияваются, то получается штуковина которая имеет поры и проходы для воды, но смять ее уже почти не возможно.
Поэтому если мы такими скрученными и смятыми бутылками наполняем траншею, то земля, когда начнутся весенние подвижки грунта, не сможет их смять так чтобы воде негде было течь.
Поэтому такие БУТЫЛКИ ОТЛИЧНЫЙ ДРЕНАЖ.
Насыпать можно примерно со штык лопаты.
5. заворачиваем поверх всего что в траншее остатки баннера или пленки и присыпаем это все песком.
можно просто землей, но лучше песком, а поверх песка уже землей.
песка в этом случае много не надо.
А вот глиной присыпать такую траншею не надо.
6. можно поверх такого дренажа даже травку и газон засеять.
Таким образом мы экономим на щебне, песке и прочих стройматериалах и заодно утилизируем часть отходов.
Поверьте (или посчитайте) объем таких траншей не такой уж и маленький. И в них влезет довольно много мусора.
Ну для того чтобы не держать многие месяцы или года раскопанную, но не заполненую отходами траншею - лучше где-то накопить эти самые отходы, но не с головной болью "Куда это все девать?", а с пониманием что когда наступит сезон землянных работ все будет пристроено.
Я вижу единственные отрицательный момент - когда-то все траншеи таки заполнятся и отходы будет таки некуда девать.
Поэтому важный принцип экологического сознания - избавляться от лишнего мусора еще на этапе покупки продуктов.
Поддерживайте инициативу возвратной тары, поддреживайте производтелей, которые берут на себя утилизацию своей продукции после того как она отработала свое - выбирайте тех кому можно сдать старую бытовую технику.
И все такое... ну Вы поняли
Всем добра!

Факторы влияющие на успешность проекта строительства экодома с альтернативной энергетикой.

Глобально их можно разделить на социальные и природные итак:
1. Площадь земельного участка.
Чем меньше участок тем больше вероятность что соседские насаждения будут затенять солнечные установки или закрывать ветроустановки от ветра. И больше вероятность что и вы будете мешать соседям.
2. Фактор - возможность выбрать соседей понимающих принципы экологии и альтернативной энергетики.
3. Фактор - уклон местности участка или возвышенность на участке. Тут очевидно увеличивается вероятность найти открытое солнечное место. Но нужно учитывать направление склона. В нашем полушарии лучше южный склон, в южном полушарии - северный.
Склон на побережье видимо самое удачное сочетание. Тут вам и солнце и ветер.
4. Фактор - возможность выбрать регион. Есть регионы где большая солнечная активность. И это могут быть даже не совсем южные районы. Например Бурятия или Якутия. Правда как ни странно но там может возникнуть проблема переизбытка этой энергии летом. Если нет эффективного съёма этой энергии и ее запаса, то в доме будет очень жарко и может случиться пожар.
В некоторых регионах сильные ветра, если вы ориентируетесь на этот вид энергии лучше выбрать место где ветра постоянные и без порывов, равномерные.
5. Фактор - дороги и подъездные пути или возможность их быстро и не дорого построить.
Казалось бы езжай в чисто поле и никаких соседей , никто не мешает ... Но и никто не помогает. Построить дороги и подъездные пути трудно и дорого. Поэтому все же нужно объединяться и кооперироваться и соседи все же нужны.
Получается экология должна охватывать не только наши взаимодействия с природой но и взаимодействия с людьми. Экология это наука изучающая устойчивые самоподдерживающиеся системы. И ваши взаимодействия с соседями должны подчиняться тем же правилам взаимного поддержания.

Форма дома как энергоэффективный фактор

Еще один аспект экологического домостроения - простота формы, приближенность к форма шара.
Причина здесь вроде бы очевидная, но я все же опишу для тех кому это не совсем понятно.
Дело в том, что количество энергии, которое теряет дом зависит от наружной площади поверхности (от количества тепла внутри и от качества утепления конечно тоже). А от чего зависит площадь поверхность дома? Ну конечно от размеров самого дома (про размеры поговорим потом)… А еще?
А еще от количества выпирающих элементов.
Представьте гармошку - у нее есть складки и в полусжатом положении гармошка не большого размера, но как понять какова площадь поверхности гармошки? Ну конечно просто растянуть гармошку до плоского состояния складок - это и будет полная площадь складок.
Так вот если дом имеет разные “складки” выпирающие части и углубления, то площадь такого дома будет больше, чем дом простой формы.
Еще одна аналогия - это батарея. Вы же понимаете зачем у хорошей батареи так много складок? Правильно - чтобы хорошо отдавать тепло в воздух нашей комнаты. Так вот дом с выступающими элементами - это батарея, которая греет улицу и соответственно теряет тепло.
Получается, что разные башенки, эркеры и прочие красоты - это все увеличение площади. Если эти башенки внутри никак не используются, то получается, что они только остужают дом в целом. Но конечно это может быть красиво… тут уж выбирайте уменьшать свой вклад в глобальное потепление или показывать всем окружающим свой статус.
Уверяю вас можно создавать новые архитектурные решения, которые могут считаться произведением искусства даже без башенок.
История показывает нам как менялась архитектура взависимости от требований времени.
Ну хорошо, простые формы, а какие и насколько они энергоэффективные?
Начнем с того, что самая энергоэффективная форма это шар - в нем соотношение внутреннего объема к площади поверхности самое большое. Далее идет форма цилиндра, затем куб и на последнем месте параллелепипед .
Тут возникает вопрос - как же использовать пространства внутри сферы, полусферы и в цилиндре? стены то круглые!
Стоить заметить, что кривизна стены менее заметна, чем размеры дома больше. Но внутренний дизайн и отделка все же будет делать несколько сложней, чем в доме с прямыми стенами. Здесь тема для больших дискуссий. Дело в том, что сейчас нет никаких особых проблем разработать проект нестандартного дизайна с обыгрыванием разных криволинейных поверхностей. Есть только проблема в стоимости как самого проекта так и его реализации. Но и здесь не так все плохо - можно разработать все самому и даже сделать все по своему проекту. Но это требует времени на изучение темы и на реализацию. Это тему я буду раскрывать позже.
В принципе, если вы прикините на что вы способны и захотите все же сделать энергоэффективное жилье, вы можете построить дом по форме близкий к квадрату и за счет других аспектов и принципов все же достигнуть эффективности равной эффективности круглого дома.
А вообще если рассматривать форму дома не просто как “абстрактного коня в вакууме”, то есть дом на открытом месте, а учесть ландшафт, рельеф, розу ветров, уклон, наличие и расположения водных объектов, то возможно вы получите форму отличную от шара или куба. Это может оказаться например форма боба или форма капли. Некоторые умельцы делают дома такой формы чтобы получилась “солнечная ловушка” и за счет использования солнечной энергии такие дома могут покрывать все свои расходы на обогрев.
Я видел проекты домов похожих на соты, но по сути это несколько домиков правильной формы соединенные гранями, если каждый из этих домов сами по себе энергоэффективны, то совмещение этих домов может дать хороший эффект.
Получается что выбор формы ограничивается только тем что форма не должна иметь выпирающих элементов - меньше складок и нужно стремиться к шару. Но дальше есть много факторов, которые могут повлиять на форму дома. В целом это :
1. ландшафт
2. стоимость
3. желание создать что-то уникально
4. желание вообще разбираться с проектированием и технологиями.
Программа SunPowerCalc, которую я разрабатываю позволяет оценить форму дома расположенного в указанном ландшафте на то количество солнечной энергии, которое дом будет получать и на то какое количество энергии будет потеряно через те грани, которые имеет форма дома. Саму форму дома и ландшафт нужно разрабатывать отдельно и загружать в программу в определенном формате, хотя сейчас программа существует в виде плагина к программе Blender и в самом блендере можно создавать и форму дома и форму ландшафта. Но видимо нужно делать реализацию программы SunPowerCalc для браузеров, чтобы было удобно ей пользоваться.

Про отопление и про эффективность дома

Вот прошел декабрь и маленький отчет.

За декабрь я сжег 16 мешков брикетов по 30 кг - 16*30*5 = 2400 кВт*ч
Да, я все записывал, каждый мешок :))
Ну и для розжига я использовал дрова , за декабрь примерно 110 кг - то есть 430 кВт*ч
всего это 2830 кВт*ч. Получается в среднем 3,8 кВт. Но у меня иногда включается 0.8 кВт ТЭН для подогрева печи чтоб не было резких перепадов температур для кирпичей печи и кроме этого 1,6 кВт для подогрева воды, он тоже включается не часто  - только для поддержания 80 градусов в бачке, но все его теплопотери это подогрев пространства дома.
Поэтому думаю что в целом для поддержания комфорта в доме по теплу тратится не больше 5 кВт.
Но понятно, что кроме тепла есть еще уборка, посуда и стирка это тоже траты
Но если говорить об энергоэффективности именно здания, то вот не более 5 кВт
И это пока еще не заработал солнечный коллектор.
Когда он заработает то его мощность начнет увеличиваться с увеличением угла наклона солнца над горизонтом.
Максимальная мощность примерно 2,5 кВт в это время длина солнечного дня будет примерно 10 часов
То есть средняя мощность в сутки 1 кВт.
Ну а если установить солнечные коллекторы на всей стороне, то можно уменьшить количество сжигаемого топлива больше чем в 2 раза.
Для того чтобы просчитать это более точно, я сейчас пишу программу для расчета солнечной мощности на поверхностях зданий любой формы.
Кстати я не учел КПД самой печи, ведь часть энергии улетает в трубу вместе с дымом.
Так что реально в дом приходит чуть меньше энергии на обогрев.
Таким образом мой дом еще более энергоэффективней чем тот который тратит 5кВт на отопление.
В комментах к моим постам в фейсбуке возникла идея оценивать энергоэффективность дома через электропотребление. То есть по киловаттчасам за месяц. И это правильно т.к. "Практически всё электричество, потреблённое в доме, превращается в тепло (кроме разве что света, излучённого в окна и тепла воды, утекшей в канализацию). Поэтому нет смысла заморачиваться с подсчётом мощностей ТЭНов и т.п., можно тупо брать общее среднее потребление электроэнергии. "
Но! с печкой в доме расчет немного усложняется.
Часть тепла практически тут же сливается в канализацию, например из посудомоечной машины или из стиральной машины - хотя это все тоже потери тепла и в целом тоже являются показателем энергоэффективности дома. Но если учитывать эффективность только самого строение - качество строительных материалов и конструкции дома в целом, то нужно количество утекшей в канализацию энергии вычитать из расчетов.
Кроме этого нужно вычесть электричество которое греет машину или освещает двор и сени и вообще дома не касается...
А машину у меня греет например 1,5 кВт.

В таблице указаны цифры теплоты сгорания объема и массы разных материалов.

Вот посмотрите уголь , дрова и брикеты (у меня из лузги семечки)… Но обратите внимание на водород.
Кстати, еще один осложняющий фактор для оценки энергоэффективности - это то что когда дом засыпает снегом, то потери тепла уменьшаются. Это хорошо когда в этот момент живешь в этом доме и мало тратишь на отопление. Но для оценки это плохо. И если вдруг окажется малоснежный год, то будет перерасход топлива...