В расчете на самый худший случай

Свет в 54-этажном здании "Роппонги хилс", оборудованном автономной электростанцией, никогда не погаснет, даже если вся столица погрузится в темноту.
Фото Reuters

Автономность электропитания дает значительные преимущества потребителям в надежности снабжения энергией. Большинство сбоев в обеспечении электроэнергией происходит из-за повреждений в сетях во время техногенных или природных катастроф, а острова Японского архипелага подвержены полному набору последних. Это и землетрясения, и цунами, и жестокие тайфуны с вызванными ими наводнениями, и снегопады в три-четыре метра на побережье Японского моря.

Во многом этим объясняются лидирующие позиции Японии в мире по внедрению солнечных батарей как автономных источников энергии. И это несмотря на то что солнечные энергетические установки (СЭУ) дорогие и при нынешних ценах на электроэнергию в большинстве стран, в том числе и в Японии, окупаются лишь за 20–25 лет. Но без внешних источников нынешние СЭУ способны обеспечить энергией лишь районы малоэтажной застройки. При всем желании, даже если покрыть все стены и крыши небоскребов солнечными батареями, их мощностей не хватит для обеспечения энергетических потребностей таких зданий.

Поэтому японские градостроители ищут другие пути использования преимуществ, которые дает автономность электроснабжения. Один из них претворен в практику при проектировании и строительстве крупного комплекса небоскребов, возведенного в столице Японии в районе Роппонги.

Здесь на 11 га земли, освобожденной от малоэтажных застроек, к 2003 году было возведено 12 высотных зданий. Под 54-этажным, самым высоким из них, оборудован машинный зал автономной электростанции для всего комплекса. В зале установлено шесть генераторов суммарной мощностью 36 000 кВт, что равно примерно потребляемой мощности 10 тыс. индивидуальных домов. Их работу обеспечивают авиационные двигатели, подобные тем, что устанавливаются на противолодочных самолетах, достаточно мощных и, главное, компактных и более надежных в работе по сравнению с дизелями.

Проектировщики, предусматривая автономность энергоснабжения, учитывали, что большинство помещений в зданиях комплекса будут снимать компании и банки для своих офисов, в которых масса компьютеров, требующих стабильного и бесперебойного электропитания.

Есть и другие преимущества. Например, весь комплекс зданий включен в единую систему климат-контроля. Преимущество и в том, что здесь проще объединить генераторы электроэнергии с системой климат-контроля, проще использовать принцип когенерирования, одновременного производства электроэнергии и попутного тепла.

В качестве основного топлива для двигателей используется бытовой газ, температура выхлопных газов достигает 600 градусов. Они направляются в бойлер, зимой получаемый пар обеспечивает работу систем отопления всех зданий комплекса от одного источника тепла. Если бы были установлены системы индивидуального обогрева отдельных помещений зданий, потребление энергии для обогрева было бы больше на 10%. Летом энергия пара используется в компрессорах, задействованных для охлаждения воды в системе климат-контроля.

Но главное внимание при проектировании автономной электростанции уделялось обеспечению надежности при стихийных бедствиях, прежде всего землетрясениях. Газ удобен, но в Японии в городах и населенных пунктах подача газа из распределительных сетей к потребителям в случае землетрясения опасной силы перекрывается автоматически специальными кранами, срабатывающими при подземных толчках. Их установка стала обязательной после анализа последствий землетрясения в Кобе, произошедшего в январе 1995 года. Наибольший ущерб тогда нанесли пожары, а их причиной была утечка бытового газа из поврежденных сетей.

В случае перекрытия газа в комплексе «Роппонги хилс» есть возможность переключиться на питание от городской электросети. Электросети при землетрясениях более стойки, чем газовые. Во время тайфунов картина обратная, повреждаются в первую очередь электрические сети, но подача газа сохраняется, и тайфуны не оказывают влияния на работу электростанции комплекса. В самом критическом случае, когда повреждены и газовые, и электросети, двигатели могут быть переведены на работу на керосине, постоянные запасы которого рассчитаны на трое суток.

«Свет на «Роппонги хилс» никогда не погаснет, даже если весь Токио погрузится в темноту», – считает руководство специальной компании «Роппонги Энерджи сервис», ответственной за надежность электроснабжения комплекса.

У нас в Сибири минувшей зимой также использовались альтернативные источники энергии, правда, тепловой. Отслужившие свой срок паровозы ставились в тупик и задействовались как котельные на колесах для снабжения теплом пристанционных зданий. Об их КПД при использовании в таком качестве никто и не задумывался. На телевидении два таких случая подавались как достойный подражания положительный опыт.