Дом будущего: умные технологии

На данный момент «смарт» является самым модным словом в технической отрасли. Очень многие технологические новшества получают приставку «смарт»: мобильные телефоны, телевизоры, а теперь и жилища. Неслучайно «Smart Home» в этом году стал девизом крупнейшей Международной выставки бытовой электроники IFA.

Когда говорят об умном доме, речь идет о том, чтобы по возможности объединить в сеть все компоненты жилища и осуществлять централизованный контроль и управление ими. Начинается все с производства собственной электроэнергии, накапливания ее и расхода по мере необходимости в доме, а избыточная энергия при этом подается в общую электросеть.

Умный дом, энергоэффективные технологии — это восходящий мировой тренд, но дальше всех в этом вопросе ушла Германия, где инновационные подходы субсидируются и поддерживаются государством. Поэтому именно немецкие наработки мы будем приводить в пример.

Основную идею составляет умное управление. Холодильник, духовка, стиральная машина в будущем должны подключаться к Интернету, настраиваться и контролироваться на расстоянии. Это экономит время, деньги и энергию. Разумеется, это открывает и новые риски, ведь каждое устройство, подключенное к Интернету, теоретически может подвергнуться хакерской атаке.

То же касается и электромобилей: они предлагаются в качестве экологичной альтернативы нынешним поглощающим бензин генераторам углекислого газа. Но пока электрокары страдают техническими проблемами: хотя двигатели машин имеют достаточную мощность, чтобы выдерживать конкуренцию в разгоне и скорости, аккумуляторы выдыхаются слишком быстро. Даже у самых дорогих моделей дальность поездки на одном заряде находится приблизительно на отметке 500 км. И потом, аккумулятор нельзя заправить за несколько минут, как бензобак. Однако можно было бы очень разумно включить и автомобиль в систему умного дома.

1 Фотовольтаика

Одну из основ умного дома в Европе составляет идея о том, что владелец самостоятельно производит электроэнергию. Данная идея реализуется различными способами, но самой практичной для большинства домовладельцев может стать фотоэлектрическая установка на крыше, называемая «солнечной батареей». Возможно, смотрится она не очень красиво, но в данном случае функциональность должна преобладать над эстетикой.

Пока монтаж такой системы нельзя назвать бюджетным. Установка для среднестатистического дома на одну семью обойдется от €8000 до €12 000. К тому же примерно €400 в год придется потратить на очистку, техобслуживание и страховку.

Фотоэлектрическая энергетическая установка должна выходить на пиковую мощность примерно от 5 до 8 кВт. Это — максимальная выработка при стандартизированных условиях. В зависимости от расположения, этого вполне хватает для выработки до 9000 кВт·ч электроэнергии в год, чего более чем достаточно для домохозяйства, в котором проживает четыре человека.

Если же жители потребляют лишь половину данного объема, то они уже экономят не менее €1000 в год. То есть установка окупается уже через несколько лет, если в вашем доме расходуется больше электроэнергии, и вы не переправляете ее в электросеть.

2 Накопитель энергии

Поскольку фотоэлектрическая энергетическая установка функционирует только днем, но при этому непрерывно вырабатывает энергию, вам понадобится аккумулятор. В умном доме таковых будет два. Один из них — автомобильный аккумулятор (см. пункт 6), а второй — аккумулятор в подвале. Таким образом, вы сможете использовать выработанную электроэнергию и позднее — например, ночью, когда солнце не светит. Должно хватить накопителя на 5 кВт. Недостаток: он размером с холодильник и весит примерно 220 кг. То есть легковесом его не назовешь.

К тому же накопитель энергии с расходами на приобретение примерно от €10 000 бюджетным никак не является. Есть и риски: батареи состоят из свинцово-гелевых аккумуляторов, электролитом в которых является концентрированная серная кислота, — это такие же компоненты, как, например, в автомобильных аккумуляторах. Уже по одной этой причине они должны стоять в подвале, потому как чувствительны к температуре. Но и срок их службы составляет около десяти лет. Электроэнергия, которую не вмещают аккумуляторы, переправляется в электросети, что принесет вам дополнительный доход.

3 Умный счетчик

Умными системы являются особенно в тех случаях, когда они сокращают объем работы. Например, умный счетчик в первую очередь избавит вашего поставщика электроэнергии от необходимости отправлять своих сотрудников на проверку электросчетчиков. Он измеряет расход в доме и передает данные поставщику электроэнергии через Интернет.

Умный счетчик также может распознать, потребляете ли вы электроэнергию в часы пиковой нагрузки или во время снижения нагрузки, когда в общей сети энергии в избытке. Гибкие тарифы поощряют сознательное потребление электроэнергии в часы меньшей нагрузки. Если вы, например, стираете ночью, это может обойтись вам дешевле, чем стирка ранним вечером.

Умные счетчики играют здесь ведущую роль: они передают данные по нагрузке из электросети в центр управления умным домом, который затем определяет, какой потребитель электроэнергии должен быть включен, а какой выключен. Например, можно предусмотрительно запустить холодильник или морозильную камеру, прежде чем в сети назреет ближайший пик нагрузки, а гибкая цена электроэнергии снова возрастет.

Это дает огромные преимущества энергетическим концернам. Они могут эффективнее распределять нагрузки в электросетях и точнее планировать ремонтные работы, если им известно, когда, где и в каком объеме потребляется энергия.

4 Управление всеми системами

В умном доме будет множество умных устройств, соединенных друг с другом в сеть (см. пункт 5), — разумеется, они будут контролироваться и управляться централизованно. Такую единую систему предлагает, например, компания Digitalstrom.

Ее система делает умными даже такие устройства, которые по природе своей таковыми не являются. В эти устройства встраиваются «умные клеммы», а в предохранительной коробке устанавливается центральный контроллер, который подключен к Интернету. Отдельные компоненты при этом сообщаются друг с другом через электропроводку.

Посредством приложений вы можете управлять своим домом, даже находясь в пути. Возможности почти безграничные: например, вы можете установить реле времени для жалюзи или соединить датчик движения с лампами в прихожей, чтобы свет автоматически включался, когда вы входите в дом.

В Швейцарии компания Digitalstrom связала свою систему с одним из метеорологических институтов: при штормовых предупреждениях автоматически закрываются шторы и опускаются жалюзи. Правда, стоит это все недешево: одно только оснащение дома умными клеммами, выполняемое электриком, обойдется примерно в €3500 на 80 квадратных метров.

5 Умные бытовые приборы

Почин компании Siemens: на радиотехнической выставке IFA концерн показал новые кухонные принадлежности серии IQ7000. Ими можно управлять с помощью приложения для iOS. Приложение может также принимать из кухни push-уведомления: например, сообщить о том, что пирог в духовке уже готов или что посудомоечную машину можно разгрузить.

Компания Samsung наконец приняла стартап SmartThings, портфолио которого уже включается в себя 1000 умных приспособлений для дома. Умные бытовые приборы — это перспективный рынок: исследователи компании Deloitte оценивают оборот в данной отрасли примерно в €4,1 млрд к 2017 году — и это в одной лишь Европе.

Список идей огромен: будильник, который определяет пробки по дороге на работу и поэтому звонит на 30 минут раньше; отопление, которое включается только тогда, когда в помещении становится слишком холодно; умный пол, который распознает взломщика. Страховые компании также открыли для себя новый рынок: умные системы труб, например, могут определять угрозу прорыва. Но умные устройства открывают и новый оперативный простор для хакеров и вирусов.

6 Электромобили

К элементам умного дома может относиться и умное транспортное средство — электромобиль. Наряду с экологичностью его преимущество состоит и в том, что аккумуляторы автомобиля служат и в качестве накопителей энергии для дома. Стоит отметить, что это работает в обоих направлениях: автомобильный аккумулятор может накапливать излишки энергии, выработанной фотоэлектрической энергетической установкой, и, в свою очередь, обеспечивать домохозяйство электроэнергией, когда не работают солнечные батареи.

При этом выбор электромобилей постоянно растет: например, компания BMW предлагает модель i3 с мощностью 170 л. с. и дальностью 190 км. Запас хода является главной проблемой электромобилей на данный момент: аккумуляторов не хватает на дальние поездки. Американская модель высшей категории Tesla S в самом лучшем исполнении проходит 502 км и развивает максимальную скорость в 200 км/ч. Правда, и стоит она около €66 000.

Однако цены в ближайшие годы могут и снизиться, поскольку сейчас все крупные автомобилестроители работают над собственными электромобилями: Nissan, Volkswagen, Toyota и Renault уже предлагают свои модели. К тому же осенью стартует первый сезон «Формулы Е»: в гоночной серии могут соревноваться только электромобили. По аналогии с «Формулой-1» для «обычных» автомобилей «Формула Е» для электромобилей должна дать стимул для разработки новых, более эффективных технологий.

7 Стенной короб

Помимо малой дальности основная претензия, предъявляемая к электромобилям, заключается в ограниченности возможностей для подзарядки. Пока не существует сети зарядных станций, хотя лидер отрасли Tesla и собирается построить такую сеть в Калифорнии. Поэтому аккумуляторы электромобилей включают в себя так называемые технологии быстрой зарядки: свинцово-гелевые аккумуляторы полностью заряжаются примерно за 30 минут.

Но это все-таки намного превышает время заправки бака бензином. Поэтому представляется целесообразной зарядка электромобиля от домашней розетки. В этом помогает стенной короб в гараже, нечто вроде вашей личной автозаправки.

Проблемой является то, что до сих пор не выпущено единого штекера. В Европе предпочитают одобренный Ассоциацией европейских производителей автомобилей (АСЕА) и изготавливаемый по нормам RWE и Daimler зарядный штекер фирмы Mennes. Он подходит почти для всех стенных коробов, производимых в Европе. Такой короб с мощностью в 10 кВт стоит примерно €600. Изделия, которые могут также переносить электроэнергию в обратном направлении, от автомобиля в дом, стоят еще дороже.

8 Симбиоз: электромобиль и умный дом

Последним шагом на пути к полностью умному дому является соединение электромобиля и умного дома в единую систему. Это вполне логическое развитие событий, поскольку производители автомобилей стараются делать свои транспортные средства все более умными.

Первую концепцию уже представили компании Panasonic и Toyota: они объединяют свои облачные сервисы Panasonic Cloud и Toyota Smart Center. В результате автомобиль по дороге может запрашивать уведомления о статусе бытовых приборов, а также отправлять команды.

Например, находясь в автомобиле, вы уже можете включить отопление по дороге с работы домой. Или вы устанавливаете реле времени, которое автоматически запустит нагрев духовки для приготовления ужина, если предполагается, что вам осталось ехать до дома всего 20 минут. И наоборот, умный дом может напомнить вам о том, что нужно отключить отопление с помощью дистанционного управления, если посредством GPS автомобиль определяет, что вы удаляетесь от своего дома.

К сожалению, Panasonic и Toyota пока не дают информации о дате презентации, ценах и прочих деталях их нового сервиса.

ФОТО: Компании-производители; AndreasWeber; Siemens; BMW; Toyota; Devolo