Опыт использования альтернативных источников энергии на Байкальской магнитотеллурической обсерватории на о-ве Ольхон

Интервью Марины Роговой с Р.А. Рахматуллиным, заведующим Объединённой геомагнитной обсерваторией, кандидатом физико-математических наук, старшим научным сотрудником Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск)

— Равиль Анатольевич, расскажите о работе обсерватории и вашем опыте использования альтернативных источников энергии.

— Байкальская магнитотеллурическая обсерватория в с. Узур на севере Ольхона существует с середины 1960¬х годов. Оптимальное местоположение для обсерватории было выбрано не случайно. В наблюдениях за электромагнитным полем Земли должны быть исключены факторы беспокойства — электромагнитные шумы от населённых пунктов и от производственной деятельности, а главное, от линий электропередач. После долгих поисков и вариантов (среди которых были, например, Баяндай, Ушканьи острова) был выбран остров Ольхон. Толща воды, которая окружает остров, поглощает излишние шумы, а малонаселённость позволяет проводить круглогодичные ежедневные наблюдения практически без помех. Станция создавалась в период международных геофизических исследований, идея которых заключалась в попытке организовать наблюдения по всему миру по скоординированной программе. Ряд станций, в том числе в Узурах, был оснащён малоэнергоёмкой аппаратурой, которая применялась для наблюдения электромагнитных вариаций. Специально для обсерватории была построена дизельная станция на солярке, которая обеспечивала потребности в электроэнергии для измерительных приборов и бытовых нужд.

Эпоху экспериментирования с альтернативными источниками энергии открыли с приобретением в 1980-х маломощного ветряка на 300-500 Вт (в постперестроечную эпоху начались перебои с топливом для дизельной станции). Позже в 1995 г. приобрели ветростанцию помощнее — на 4 кВт. Подобные ветряки были уже апробированы Норильской обсерваторией, где порывы ветра достигают 50 метров в секунду. В Узурах ветровая ситуация также отличается непостоянством: 5 секунд ветер может дуть со скоростью 20 м/сек., а два часа с нулевой скоростью. Однако, как оказалось, ветряк был некорректно установлен (из-за неясной инструкции) и однажды не выдержал мощного ветра. Это случилось в период распада Советского Союза, когда запчастей было не найти. Со временем обсерватория приобрела солнечную электростанцию, и про ветряк позабыли. (Его лопасти необходимо отремонтировать так, чтобы они были одинаковы относительно друг друга и по весу, и по центру тяжести, либо, скорее всего, придётся покупать новые сбалансированные лопасти.) И всё же за 4 года службы ветровой агрегат зарекомендовал себя хорошо. Если бы не перепады скорости ветров, дующих на Ольхоне, ветровая энергия была бы оптимальным вариантом в электроснабжении населённых пунктов острова.

В 1996 г. на средства гранта РФФИ установили в обсерватории солнечную электростанцию. Работу электростанции обеспечивают 18 солнечных панелей: 12 российского производства, 6 американского, доставленные в Узуры из Большого Голоустного примерно в 2000 г. (Возможно, это те самые солнечные батареи, которые в середине 1990-х были установлены американцами в посёлке Большое Голоустное на крыше школы. В то время обслуживающий персонал не справился со своими задачами, и солнечные батареи быстро перестали функционировать. Позже в долину реки Голоустной пришла линия электропередачи, и о солнечном комплексе теперь вспоминают без всякого сожаления. — Прим. ред.)

От панелей через блок электроники идёт зарядка аккумулятора, ёмкость которого составляет 3600 Ампер-часов. Такая ёмкость является достаточной для обеспечения энергией оборудования обсерватории, работы бытовой техники, включая лампы, телевизор и стиральную машину (кроме того, обсерватория подпитывает ещё и гидрометеостанцию, расположенную здесь же в Узурах). Чтобы узнать на сколько хватит заряда аккумуляторов, в обсерватории провели эксперимент: отключили аккумуляторы и использовали накопленную электроэнергию без подпитки в течение недели — энергии хватило. Дальше эксперимент продолжать не стали, поскольку аккумуляторы нельзя разряжать полностью.

Наличие постоянного источника энергии, в данном случае солнца, позволяет обсерватории не только выполнять свою основную задачу — наблюдения за излучением электромагнитного поля Земли в частоте от 0 до 5 Гц, но и открывать новые возможности для высокочастотных наблюдений. Потенциал Байкальской обсерватории позволяет выходить на международный уровень измерений в диапазоне сотни Герц и выше. С помощью наблюдений на обсерватории геофизики получают материал для прогнозирования мощности землетрясений. МЧС использует электроэнергию обсерватории для работы своей системы навигации, которая установлена примерно в полукилометре от обсерватории.

— Насколько эффективна работа солнечной электростанции на Ольхоне?

— Для работы обсерватории (как и других организаций, использующих электроэнергию) важно, чтобы аппаратура работала круглогодично и ежедневно. Более чем 10¬летний период работы солнечной электростанции в Узурах показал, что это самый надёжный и постоянный источник энергии. Летом у нас возникают ситуации, когда хоть торгуй электроэнергией. Зато в пасмурные дни зимой иногда бывает недостаток энергии, приходится подключать дизель. Но эту проблему тоже можно решить, если установить побольше панелей и систему их самоповорота. Кроме того, сейчас можно заменить любую деталь — преобразователи и аккумуляторы в свободной продаже, их можно купить даже на рынке «Фортуна». Производство солнечных панелей налажено во многих российских городах — под Москвой, в Томске, у нас в Иркутске в Институте геохимии пытаются освоить технологию. То есть ситуации с отсутствием необходимых запчастей, как с ветряком в тяжёлые 1990¬е годы, уже не повторится.

— По вашему мнению, ветряки ещё будут востребованы на острове?

— На Узурской метеостанции в настоящее время работает ветряной двигатель мощностью примерно 200-300 Вт, этого хватает только на лампочку и на зарядку аккумуляторов. Думаю, что с ветроагрегатами не до конца «спета песня». Сейчас есть модели, которые способны отбирать электроэнергию при малой скорости ветра — 0,5 м/сек.

Если говорить об использовании нетрадиционных источников энергии в целом, необходима, конечно, поддержка на государственном уровне. В Америке, например, нетрадиционных энергопроизводителей включают в энергосистему и даже доплачивают им за поступление энергии в общую энергосеть.

— А вы бы могли своей солнечной электроэнергией обеспечивать хотя бы Узуры?

— Сегодня мы подпитываем немного метеостанцию, но если поставить в 2 раза больше панелей, то энергии хватит на все Узуры. Кроме того, наши панели фиксированные, то есть отбор энергии солнечными панелями происходит максимально 2¬3 часа в сутки, а если поставить систему поворота, то это очень сильно повысит КПД. Ещё желательно будет поставить энергосберегающие лампы, которые мы используем в обсерватории. Они сейчас в свободной продаже, стоят дороже ламп накаливания — 150-200 руб., но служат гораздо дольше и, потребляя, к примеру, 20 Вт, выдают света как лампа накаливания на 100 Вт. Если подсчитать средства, которые уходят ежегодно на ГСМ у метеостанции и местных жителей (как минимум 300 руб. в день), думаю, что солнечная энергетика обойдётся не дороже этих сумм. Кроме того, в отличие от дизельного топлива — бензина и солярки, солнечная электростанция является абсолютно безотходным экологически чистым источником энергии. Наша энергия для Байкала лучше всего!