Вокруг нас много источников даровой энергии: энергия солнца, ветра, геотермальная. Но использование этой энергии затруднено капризами природы и не всегда эффективно и оправдано. А нельзя ли использовать энергию, которая находится рядом с нами практически всегда? Так, например, люди каждый день потребляют огромное количество воды, даже не задумываясь, куда и как она уходит. Не скрыт ли в воде, которую мы используем, источник энергии, пригодный для использования?

Потребление людьми воды постоянно растёт. Появление в нашей жизни стиральных и посудомоечных машин, удобных душевых кабин и ванн с гидромассажем повсеместно способствует этому. Стремление к комфорту всегда было свойственно человеку и способствовало развитию цивилизации. Что ж, призывать в XXI веке к отказу от удобств глупо, но и не использовать даровую энергию неразумно.

Рассмотрим организацию водоснабжения современной квартиры, оборудованной внутренним водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. В соответствии с нормами хозяйственно-питьевого потребления воды для населенных мест, на одного жителя в сутки приходится от 180 до 420 литров воды (в разных источниках указываются различные данные, примем среднее значение 300 литров). Куда же девается эта вода после использования? Правильно, в канализационную трубу. Сколько же воды стекает за сутки из квартир одного подъезда многоэтажного дома?

Например, если взять девятиэтажный дом, в котором на каждом этаже по 6 квартир, а в каждой квартире проживает по 3 человека, то потребление воды этими людьми за сутки окажется примерно равным 50 тоннам! И эта вода просто утекает в систему канализации:

V = 300 л · 3 чел · 6 кв · 9 эт = 48600 л = 48,6 м³.

m = r·V = 1000 кг/м³ · 48,6 м³ = 48600 кг » 50 тонн

А сколько энергии утекает с этой водой?

Примем высоту этажа в нашей девятиэтажке равной 3 метрам, тогда вода с 9 этажа будет падать с высоты более 24 метров (максимальная высота падения воды будет определяться примерно уровнем пола девятого этажа). Учитывая, что вода будет выливаться не только с 9 этажа, но и с нижних, то есть с меньшей высоты, примем высоту падения воды средней, примерно 12 метров. Тогда эта вода при падении перенесёт энергию:

E = m·g·h » 50000 кг · 10 Н/кг · 12 м = 6 000 000 Дж

Ясно, что эта энергия несравнима с энергией ГЭС, ТЭС или АЭС, но если брать возможную выработку энергии в масштабах города, то это довольно ощутимая энергия (6 МДж энергии в сутки с каждого подъезда). Достоинство этой идеи в том, что люди, не смотря ни на что, будут потреблять воду, а значит, энергия будет вырабатываться постоянно. Безусловно, эта энергия не слишком велика, но она будет практически бесплатной и ее будет вполне достаточно для освещения лестниц подъезда. Для этого необходимо в подвал, в канализационную трубу, поставить мини-гидроэлектростанцию, аккумулятор которой будет накапливать энергию утром и днём и отдавать её осветительным лампам вечером и ночью.

Естественно, при попытке использования этой энергии неизбежны потери, но если учесть, что освещение нужно только в тёмное время суток, использовать для освещения подъезда современные энергосберегающие лампы или светильники на светодиодах, оборудовать систему освещения таймером, автоматически отключающим освещение через определённое время, то можно с уверенностью сказать, что вырабатываемой энергии будет вполне достаточно.

Стоит помнить, что устанавливать такие устройства на дома ниже 5 этажей не выгодно, поскольку выработка энергии будет мала из-за низости здания. Но даже если работа подобной мини-электростанции позволит работать всего одной лампочке, например, освещающей крыльцо при входе в подъезд, то это даст определённую экономию энергии.

В тоже время при установке такого прибора на очень высокие дома выработка электроэнергии будет просто колоссальна. Так, например, если высота дома в 5 раз больше, то есть 45 этажей, за сутки будет вырабатываться энергия, большая в 25 раз, так как при увеличении высоты здания в 5 раз увеличивается не только высота падения воды, но и масса потребляемой воды, причем тоже в 5 раз:

E = 5m·g·5h » 5 · 50000 кг · 10 Н/кг · 5 · 12 м = 150 000 000 Дж

Эта энергия обеспечит работу заметно большего количества приборов!

(C) 2010. Толкачёв Вячеслав Владимирович (Свердловская область, г.Асбест)