Naredi sam Alternativna energija za dom: pregled najboljših ekoloških tehnologij

Vrste in izbira virov energije

Zemeljski plin velja za najcenejše gorivo. Toda za nemoteno delovanje takšnega elektroenergetskega sistema je potrebno uplinjanje.

Generatorji, ki uporabljajo dizelsko gorivo, bencin itd., bodo potrebovali posebno posodo za shranjevanje vnetljivih tekočin s potrebo po rednem dopolnjevanju zalog.

Med avtonomnimi sistemi, ki pretvarjajo javno dostopne naravne vrste brezplačne energije, so danes najbolj razširjeni:

• Polprevodniške plošče, ki pretvarjajo sončno energijo v električno energijo – sončne plošče
• Vetrne turbine, ki jih poganja energija vetra
• male hidroelektrarne

Pri izbiri ene ali druge vrste napajanja za vašo kočo je treba upoštevati vse njene tehnične značilnosti, prednosti in slabosti, obstoječe potrebe po električni energiji, pa tudi ekonomsko komponento vprašanja.

V nadaljevanju bomo podrobneje obravnavali vsakega od naštetih neodvisnih energetskih sistemov z vidika njihove uporabe v praksi.

Toplotne črpalke

Najbolj vsestransko alternativno ogrevanje za zasebno hišo je namestitev toplotnih črpalk. Delujejo po znanem principu hladilnika, odvzemajo toploto hladnejšemu telesu in jo oddajajo v ogrevalni sistem.

Sestavljen je iz na videz zapletene sheme treh naprav: uparjalnika, toplotnega izmenjevalnika in kompresorja. Obstaja veliko možnosti za izvedbo toplotnih črpalk, najbolj priljubljene pa so:

• Zrak na zrak
• Zrak v vodo
• voda-voda
• podtalnica

Zrak na zrak

Najcenejša možnost izvedbe je zrak-zrak. Pravzaprav je podoben klasičnemu split sistemu, vendar se električna energija porabi samo za črpanje toplote z ulice v hišo in ne za ogrevanje zračnih mas. To pomaga prihraniti denar, hkrati pa odlično ogreva hišo skozi vse leto.

Učinkovitost sistemov je zelo visoka. Za 1 kW električne energije lahko dobite do 6-7 kW toplote. Sodobni inverterji delujejo odlično tudi pri temperaturah -25 stopinj in nižje.

Zrak v vodo

"zrak-voda" je ena najpogostejših izvedb toplotne črpalke, pri kateri ima vlogo toplotnega izmenjevalnika nameščena tuljava velike površine, nameščena na odprtem prostoru. Poleg tega ga lahko piha ventilator, zaradi česar se voda v notranjosti ohladi.

Za takšne instalacije so značilni bolj demokratični stroški in enostavna namestitev.Vendar so sposobni delati z visoko učinkovitostjo le pri temperaturah od +7 do +15 stopinj. Ko padec pade na negativno oceno, pade učinkovitost.

podtalnica

Najbolj vsestranska izvedba toplotne črpalke je zemlja-voda. Ni odvisno od podnebnega pasu, saj je plast zemlje, ki ne zmrzne skozi vse leto, povsod.

V tej shemi so cevi potopljene v tla do globine, kjer se temperatura ohranja na ravni 7-10 stopinj skozi vse leto. Kolektorji so lahko nameščeni navpično in vodoravno. V prvem primeru bo treba izvrtati več zelo globokih vrtin, v drugem pa na določeno globino položiti tuljavo.

Pomanjkljivost je očitna: zapletena inštalacijska dela, ki bodo zahtevala visoke finančne naložbe. Preden se odločite za tak korak, morate izračunati ekonomske koristi. Na območjih s kratkimi toplimi zimami je vredno razmisliti o drugih možnostih alternativnega ogrevanja zasebnih hiš. Druga omejitev je potreba po velikem prostem območju - do nekaj deset kvadratnih metrov. m.

voda-voda

Izvedba toplotne črpalke voda-voda se praktično ne razlikuje od prejšnje, vendar so kolektorske cevi položene v podtalnico, ki ne zmrzuje skozi vse leto, ali v bližnji rezervoar. Je cenejši zaradi naslednjih prednosti:

• Največja globina vrtanja - 15 m
• Lahko se znebite z 1-2 potopnima črpalkama

Kotli na biogoriva

Če ni želje in priložnosti za opremljanje kompleksnega sistema, sestavljenega iz cevi v tleh, solarnih modulov na strehi, lahko klasični kotel zamenjate z modelom, ki deluje na biogorivo. Oni rabijo:

1. Bioplin
2. slamnati peleti
3. Šotne granule
4. Lesni sekanci itd.

Takšne instalacije je priporočljivo namestiti skupaj z alternativnimi viri, ki smo jih že obravnavali. V primerih, ko eden od grelnikov ne deluje, bo mogoče uporabiti drugega.

Glavne prednosti

Pri odločanju o vgradnji in nadaljnjem delovanju alternativnih virov toplotne energije je treba odgovoriti na vprašanje: kako hitro se bodo izplačali? Nedvomno imajo obravnavani sistemi prednosti, med katerimi:

• Stroški proizvedene energije so nižji kot pri uporabi tradicionalnih virov
• Visoka učinkovitost

Vendar se je treba zavedati visokih začetnih stroškov materiala, ki lahko dosežejo več deset tisoč dolarjev. Namestitve takšnih inštalacij ni mogoče imenovati preprosto, zato je delo zaupano izključno strokovni ekipi, ki lahko zagotovi garancijo za rezultat.

Povzetek

Povpraševanje pridobiva alternativno ogrevanje za zasebno hišo, ki v ozadju naraščajočih cen tradicionalnih virov toplotne energije postane bolj donosna. Toda preden začnete ponovno opremljati trenutni ogrevalni sistem, je treba vse izračunati z upoštevanjem vsake od predlaganih možnosti.

Prav tako ni priporočljivo opustiti tradicionalnega kotla. Pustiti ga je treba in v določenih situacijah, ko alternativno ogrevanje ne izpolnjuje svojih funkcij, bo ostalo možno ogreti svoj dom in ne zmrzniti.

Sončna energija v elektriko

Sončni paneli so bili najprej izdelani za vesoljska plovila.Naprava temelji na sposobnosti fotonov, da ustvarijo električni tok. Obstaja veliko variacij pri oblikovanju sončnih kolektorjev in vsako leto se izboljšujejo. Sončno baterijo lahko sami izdelate na dva načina:

Metoda številka 1. Kupite že pripravljene fotocelice, iz njih sestavite verigo in pokrijte strukturo s prozornim materialom

Delati morate zelo previdno, vsi elementi so zelo krhki. Vsaka fotocelica je označena v volt-amperih. Izračun potrebnega števila celic za zbiranje baterije zahtevane moči ne bo zelo težaven

Zaporedje dela je naslednje:

Izračun potrebnega števila celic za zbiranje baterije zahtevane moči ne bo zelo težaven. Zaporedje dela je naslednje:

• za izdelavo ohišja potrebujete list vezanega lesa. Po obodu so pribite lesene letve;
• v plošči iz vezanega lesa so izvrtane prezračevalne luknje;
• v notranjost je nameščena plošča iz vlaknene plošče z spajkano verigo fotocelic;
• uspešnost se preverja;
• pleksi steklo je privijačeno na tirnice.

Metoda številka 2 zahteva znanje elektrotehnike. Električni tokokrog je sestavljen iz diod D223B. Spajkajte jih v vrsticah zaporedno. Postavljeno v ohišje, prekrito s prozornim materialom.

Fotocelice so dveh vrst:

1. Monokristalne plošče imajo izkoristek 13 % in bodo zdržale četrt stoletja. Brezhibno delujejo le v sončnem vremenu.
2. Polikristalni imajo nižji izkoristek, njihova življenjska doba je le 10 let, vendar moč ne pade, ko je oblačno. Površina plošče 10 kvadratnih metrov. m je sposoben proizvesti 1 kW energije. Pri postavitvi na streho je vredno upoštevati skupno težo konstrukcije.

Pripravljene baterije postavimo na najbolj sončno stran.Plošča mora biti opremljena z možnostjo prilagajanja naklona kota glede na sonce. Navpični položaj je nastavljen med snežnimi padavinami, da baterija ne odpove.

Sončni panel se lahko uporablja z ali brez baterije. Podnevi porabite energijo sončne baterije, ponoči pa baterijo. Ali pa uporabite sončno energijo podnevi in ​​ponoči - iz centralnega napajalnega omrežja.

Praktična alternativna energija: vrste

Alternativni viri energije so različni obetavni načini pridobivanja, pa tudi prenosa nastale električne energije. Hkrati so takšni viri energije obnovljivi in ​​prinašajo minimalno škodo okolju. Ti viri energije vključujejo sončne kolektorje in sončne postaje.

Ti pa so razdeljeni na 3 vrste proizvodnje energije z uporabo:

• fotocelice;
• sončni kolektorji;
• Kombinirane možnosti.

Priljubljena je uporaba zrcalnih sistemov, ki segrevajo vodo na visoke temperature, zaradi česar para, ki prehaja skozi sistem cevi, obrača turbino. Vetrnice in vetrne elektrarne proizvajajo električno energijo iz vetrne energije, ki obrača posebne lopatice, povezane z generatorji.

Priljubljena je uporaba valovne energije, pa tudi osekov in tokov.

Iz geotermalnih virov se vroča voda pogosto uporablja za proizvodnjo električne energije. Zanimiva je uporaba kinetične energije v nekaterih prostorih, na primer v telovadnicah, kjer so gibljivi deli simulatorjev s pomočjo palic povezani z generatorji, ki zaradi gibanja ljudi proizvajajo električno energijo.

Sodobne tehnologije ogrevanja

Možnosti ogrevanja zasebne hiše:

• Tradicionalni sistem ogrevanja. Vir toplote je kotel. Toplotno energijo distribuira toplotni nosilec (voda, zrak). Izboljšati ga je mogoče s povečanjem prenosa toplote kotla.
• Energijsko varčna oprema, ki se uporablja v novih tehnologijah ogrevanja. Električna energija (sončni sistem, različne vrste električnega ogrevanja in sončni kolektorji) deluje kot nosilec energije za ogrevanje stanovanj.

Nove tehnologije v ogrevanju bi morale pomagati pri reševanju naslednjih vprašanj:

• Zmanjšanje cene;
• Spoštovanje naravnih virov.

Topla tla

Infrardeča tla (IR) so sodobna tehnologija ogrevanja. Glavni material je nenavaden film. Pozitivne lastnosti - fleksibilnost, povečana trdnost, odpornost na vlago, požarna odpornost. Lahko se položi pod kateri koli talni material. Sevanje infrardečih tal dobro vpliva na počutje, enako vplivu sončne svetlobe na človeško telo. Denarni stroški za polaganje infrardečih tal so 30-40% nižji od stroškov vgradnje tal z električnimi grelnimi elementi. Prihranek energije pri uporabi filmskega poda 15-20%. Nadzorna plošča uravnava temperaturo v vsakem prostoru. Brez hrupa, brez vonja, brez prahu.

Z vodno metodo oskrbe s toploto kovinsko-plastična cev leži v estrihu. Temperatura ogrevanja je omejena na 40 stopinj.

Vodni sončni kolektorji

Inovativna tehnologija ogrevanja se uporablja na mestih z visoko sončno aktivnostjo. Vodni sončni kolektorji se nahajajo na mestih, odprtih za sonce. Običajno je to streha stavbe. Od sončnih žarkov se voda segreje in pošlje v hišo.

Negativna točka je nezmožnost uporabe zbiralnika ponoči.Na območjih severne smeri ni smiselno uporabljati. Velika prednost uporabe tega principa proizvodnje toplote bo splošna dostopnost sončne energije. Ne škoduje naravi. Ne zavzema uporabnega prostora na dvorišču hiše.

solarni sistemi

Uporabljajo se toplotne črpalke. S skupno porabo električne energije 3-5 kW črpalke črpajo 5-10-krat več energije iz naravnih virov. Vir so naravni viri. Nastala toplotna energija se s pomočjo toplotnih črpalk dovaja v hladilno sredstvo.

infrardeče ogrevanje

Infrardeči grelniki so našli uporabo v obliki primarnega in sekundarnega ogrevanja v vsakem prostoru. Z nizko porabo energije dobimo velik prenos toplote. Zrak v prostoru se ne izsuši.

Montaža je enostavna za montažo, za tovrstno ogrevanje niso potrebna dodatna dovoljenja. Skrivnost varčevanja je v tem, da se toplota kopiči v predmetih in stenah. Uporabite stropne in stenske sisteme. Imajo dolgo življenjsko dobo, več kot 20 let.

Tehnologija ogrevanja podstavkov

Shema delovanja tehnologije letev za ogrevanje prostora je podobna delovanju IR grelnikov. Stena se segreva. Nato začne oddajati toploto. Človek dobro prenaša infrardečo toploto. Stene ne bodo dovzetne za glive in plesen, saj bodo vedno suhe.

Enostaven za namestitev. Oskrba s toploto v vsakem prostoru je regulirana. Poleti se sistem lahko uporablja za hlajenje sten. Načelo delovanja je enako kot pri ogrevanju.

Sistem zračnega ogrevanja

Ogrevalni sistem je zgrajen na principu termoregulacije.Vroč ali hladen zrak se dovaja neposredno v prostor. Glavni element je pečica s plinskim gorilnikom. Zgoreli plin odda toploto v toplotni izmenjevalnik. Od tam vstopi ogret zrak v prostor. Ne potrebuje vodovodnih cevi, radiatorjev. Rešuje tri vprašanja - ogrevanje prostorov, prezračevanje.

Prednost je, da se ogrevanje lahko začne postopoma. V tem primeru ne bo vplivalo na obstoječe ogrevanje.

Akumulatorji toplote

Hladilna tekočina se segreva ponoči, da prihrani denar pri stroških električne energije. Toplotno izoliran rezervoar, velika zmogljivost je baterija. Ponoči se segreje, podnevi pride do vračanja toplotne energije za ogrevanje.

Uporaba računalniških modulov in toplote, ki jo proizvajajo

Za zagon ogrevalnega sistema morate povezati internet in elektriko. Princip delovanja: uporablja se toplota, ki jo procesor sprošča med delovanjem.

Uporabljajo kompaktne in poceni čipe ASIC. Več sto čipov je sestavljenih v eno napravo. Po ceni je ta namestitev podobna običajnemu računalniku.

Možnost #1 - Izdelava sončnih panelov

Zasnove, ki lahko zajemajo in pretvarjajo energijo sonca, so številne, raznolike in se nenehno izboljšujejo. Za mnoge obrtnike je izpopolnjevanje teh uporabnih struktur postalo odličen hobi. Na tematskih razstavah takšni navdušenci z veseljem pokažejo številne uporabne ideje.

Za izdelavo sončnih panelov morate kupiti monokristalne ali polikristalne sončne celice, jih postaviti v prozoren okvir, ki je pritrjen z močnim ohišjem.

Osnova solarne baterije so posebni kristali, ki zajemajo energijo.Doma takšnih elementov ni mogoče izdelati, jih bo treba kupiti.

Kristali so zelo krhki in z njimi je treba ravnati previdno. Za izdelavo sončne baterije potrebujete:

1. Naredite okvir za sončne celice iz prozornega materiala, kot je pleksi steklo.
2. Naredite ohišje iz kovinskega vogala, vezanega lesa itd.
3. Previdno spajkajte kristalne elemente v vezje.
4. Postavite fotocelice v okvir.
5. Izvedite montažo karoserije.

Na splošno obstajata dve vrsti sončnih celic: monokristalne in polikristalne. Prvi so bolj trpežni in imajo približno 13 % izkoristek, drugi pa hitreje propadajo, njihov izkoristek je nekoliko nižji - manj kot 9 %. Vendar monokristalne sončne celice dobro delujejo le s stabilnim pretokom sončne energije, v oblačnem dnevu pa postane njihova učinkovitost precej nižja. Toda polikristalni elementi veliko bolje prenašajo vremenske spremembe.

Ta videoposnetek odraža osnovna načela samoproizvodnje sončne baterije:

Že pripravljene baterije postavimo seveda na najbolj sončno stran strehe. V tem primeru je treba zagotoviti možnost prilagajanja naklona plošče. Na primer, med sneženjem je treba plošče postaviti skoraj navpično, sicer lahko plast snega moti delovanje baterij ali jih celo poškoduje.

Domača hidroelektrarna

Če je na mestu potok ali rezervoar z jezom, bo dodaten vir alternativne električne energije samostojna hidroelektrarna. Naprava temelji na vodnem kolesu, moč pa bo odvisna od hitrosti vodnega toka. Materiale za izdelavo generatorja in kolesa lahko vzamete iz avtomobila, ostanke vogala in kovine pa najdete v vsakem gospodinjstvu.Poleg tega boste potrebovali kos bakrene žice, vezane plošče, polistirensko smolo in neodim magnete.

1. Kolo je izdelano iz 11-palčnih koles. Rezila so izdelana iz jeklene cevi (cev razrežemo po dolžini na 4 dele). Potrebovali boste 16 rezil. Diski so potegnjeni skupaj s sorniki, reža med njimi je 10 palcev. Rezila so varjena.
2. Šoba je izdelana glede na širino kolesa. Izdelan je iz odpadne kovine, upognjen po velikosti in spojen z varjenjem. Šoba je nastavljena po višini. To bo uravnavalo pretok vode.
3. Os je varjena.
4. Kolo je nameščeno na osi.
5. Navitje je narejeno, tuljave se prelijejo s smolo - stator je pripravljen. Zberemo generator. Šablona je izdelana iz vezanega lesa. Namestite magnete.
6. Generator je zaščiten s kovinskim krilom pred brizganjem vode.
7. Kolo, os in pritrdilni elementi s šobo so premazani z barvo za zaščito kovine pred korozijo in estetskim užitkom.
8. S prilagajanjem šobe dosežete največjo moč.

Domače naprave ne zahtevajo velikih kapitalskih naložb in brezplačno proizvajajo energijo. Če združite več vrst alternativnih virov, bo tak korak znatno zmanjšal stroške energije. Za sestavljanje enote potrebujete le spretne roke in bistro glavo.

Tradicionalna energija

To je širok sloj uveljavljenih sektorjev toplotne in energetske industrije, ki zagotavljajo približno 95 % svetovnih porabnikov energije. Nastajanje vira poteka na posebnih postajah - to so objekti termoelektrarn, hidroelektrarn, jedrskih elektrarn itd. Delajo s pripravljeno surovino, v procesu predelave katere ciljna energija se generira. Obstajajo naslednje faze proizvodnje energije:

• Proizvodnja, priprava in dostava surovin v objekt za proizvodnjo ene ali druge vrste energije.To so lahko procesi pridobivanja in obogatitve goriva, zgorevanja naftnih derivatov itd.
• Prenos surovin v enote in sklope, ki neposredno pretvarjajo energijo.
• Procesi pretvorbe energije iz primarne v sekundarno. Ti cikli niso prisotni na vseh postajah, vendar se na primer za udobje dobave in naknadne distribucije energije lahko uporabljajo različne oblike le-te - predvsem toplota in električna energija.
• Vzdrževanje končne pretvorjene energije, njen prenos in distribucija.

Na zadnji stopnji se vir pošlje končnim potrošnikom, ki so lahko tako veje nacionalnega gospodarstva kot navadni lastniki stanovanj.

Netradicionalni viri energije: metode pridobivanja

Netradicionalni viri oskrbe z energijo so predvsem proizvodnja električne energije z uporabo vetra, sončne svetlobe, energije plimskih valov in tudi z uporabo geotermalnih voda. Toda poleg tega obstajajo tudi drugi načini uporabe biomase in drugih metod.

in sicer:

1. Pridobivanje električne energije iz biomase. Ta tehnologija pomeni proizvodnjo bioplina iz odpadkov, ki je sestavljen iz metana in ogljikovega dioksida. Nekatere eksperimentalne naprave (Michaelov Humireactor) predelujejo gnoj in slamo, kar omogoča pridobivanje 10–12 m3 metana iz 1 tone materiala.
2. Toplotno pridobivanje električne energije. Pretvorba toplotne energije v električno energijo s segrevanjem nekaterih medsebojno povezanih polprevodnikov, sestavljenih iz termoelementov, in hlajenja drugih. Zaradi temperaturne razlike nastane električni tok.
3. Vodikova celica.To je naprava, ki iz navadne vode z elektrolizo omogoča, da dobite precej veliko mešanico vodika in kisika. Hkrati so stroški pridobivanja vodika minimalni. Toda taka proizvodnja električne energije je še vedno le v eksperimentalni fazi.

Druga vrsta proizvodnje električne energije je posebna naprava, imenovana Stirlingov motor. Znotraj posebnega cilindra z batom je plin ali tekočina. Z zunanjim segrevanjem se prostornina tekočine ali plina poveča, bat se premika in povzroči, da generator deluje izmenično. Nadalje se plin ali tekočina, ki prehaja skozi cevni sistem, ohladi in premakne bat nazaj. To je precej grob opis, vendar je jasno, kako ta motor deluje.

Možnost #4 - bioplinarna

Pri anaerobni predelavi organskih odpadkov se sprošča tako imenovani bioplin. Rezultat je mešanica plinov, sestavljena iz metana, ogljikovega dioksida in vodikovega sulfida. Bioplinski generator je sestavljen iz:

• zaprt rezervoar;
• polž za mešanje organskih odpadkov;
• odcepna cev za razkladanje porabljene mase odpadkov;
• vratovi za polnjenje odpadkov in vode;
• cev, skozi katero teče nastali plin.

Pogosto je rezervoar za predelavo odpadkov urejen ne na površini, ampak v debelini tal. Da bi preprečili uhajanje nastalega plina, je izdelan popolnoma zaprt. Hkrati je treba spomniti, da se v procesu sproščanja bioplina tlak v rezervoarju nenehno povečuje, zato je treba plin redno jemati iz rezervoarja. Poleg bioplina se kot rezultat predelave pridobi odlično organsko gnojilo, uporabno za gojenje rastlin.

Za napravo in pravila delovanja takšnega plinskega generatorja veljajo povečane varnostne zahteve, saj je bioplin nevaren za vdihavanje in lahko eksplodira. Vendar pa je v številnih državah sveta, na primer na Kitajskem, ta način pridobivanja energije precej razširjen.

Zasnova bioplinskega generatorja je zelo preprosta, vendar je treba pri njegovem delovanju paziti, saj je bioplin zdravju nevarna gorljiva snov.

Sestava in količina pridobljenega bioplina iz odpadkov je odvisna od substrata. Največ plina dobimo pri uporabi maščobe, žita, tehničnega glicerina, sveže trave, silaže itd. Običajno se v rezervoar naloži mešanica živalskih in rastlinskih odpadkov, ki jim dodamo nekaj vode. Poleti je priporočljivo povečati vlažnost mase na 94-96%, pozimi pa zadostuje 88-90% vlage. Vodo, ki se dovaja v rezervoar za odpadke, je treba segreti na 35-40 stopinj, sicer se bodo procesi razgradnje upočasnili. Za ohranjanje toplote je na zunanji strani rezervoarja nameščen sloj toplotnoizolacijskega materiala.

Vedno se mi je zdelo, da je alternativna energija investicijsko predraga, vendar ste me uspeli prepričati. Po eni strani je težko ročno sestaviti potrebne napeljave (osebno tega nisem preizkusil, ne morem soditi). Po drugi strani pa se bo alternativni vir energije tako ali tako poplačal, če je vse mogoče narediti pravilno. Zdaj elektrika stane veliko denarja. Ampak, menim, da je alternativno energijo mogoče namestiti le v zasebni hiši, ker. v mestu - nadzorne službe (ime se ne spomnim) - na to ne bodo gledali zelo odobravajoče - morda bodo celo kaznovani.Sam živim v mestu in takšne stvari ni mogoče poskusiti.

Če združite vse vrste alternativne proizvodnje energije, bo to morda znatno zmanjšalo stroške energije in celo povrnilo vašo gradnjo. Sodeč po članku ni tako težko sestaviti alternativnega vira energije, vendar vseeno zahteva nekaj spretnosti. Če razmišljate o namestitvi sončnih kolektorjev na streho, poleg njih pa še vetrne turbine, lahko dobite skoraj univerzalen vir energije v vsakem vremenu. In če dodate bioplin, potem bo na splošno lepota. Vendar so vse te metode dobre le za toplo sezono (no, ali jesen, ko je močan veter), pozimi pa sonce ni pogosto, veter tudi. Kako biti v tem primeru?