Алтернативна енергия за дома ви със собствените ви ръце: преглед на най-добрите екотехнологии

Видове и избор на енергийни източници

Природният газ се счита за най-евтиното гориво. Но за да функционира безпроблемно такава енергийна система, е необходима газификация.

Генераторите, които използват дизелово гориво, бензин и т.н., се нуждаят от специален резервоар за съхранение на горими течности, като е необходимо те да се зареждат редовно.

Сред автономните системи, които преобразуват публично достъпни природни форми на безплатна енергия, най-разпространени днес са:

• Полупроводникови панели, които преобразуват слънчевата енергия в електрическа - слънчеви панели
• Вятърни генератори, които въртят енергията на вятъра
• Малки водноелектрически централи

Когато избирате какъв тип захранване да използвате във вашата вила, трябва да вземете предвид всички негови технически характеристики, предимства и недостатъци, съществуващите изисквания за захранване и икономическите аспекти на въпроса.

По-долу ще разгледаме по-подробно всяка от изброените независими енергийни системи от гледна точка на използването им в практиката.

Термопомпи

Най-универсалната алтернатива за отопление на частна къща е инсталирането на термопомпи. Те работят на добре познатия принцип на хладилника, като отнемат топлина от по-студеното тяло и я връщат обратно в отоплителната система.

Трудната на пръв поглед схема се състои от три устройства: изпарител, топлообменник и компресор. Съществуват много варианти за реализация на термопомпи, но се разглеждат най-търсените:

• Въздух-въздух
• Въздух-вода
• Вода-вода
• Подземни води

Въздух-въздух

Най-евтиното изпълнение е "въздух-въздух". По същество тя прилича на класическа сплит система, но електроенергията се използва само за изпомпване на топлина от улицата в къщата, а не за загряване на въздушните маси. Това допринася за намаляване на разходите, като същевременно отоплява къщата перфектно през цялата година.

Ефективността на системата е много висока. Можете да получите до 6-7 kW топлина за 1 kW електроенергия. Съвременните инвертори работят отлично дори при температури от -25 градуса и по-ниски.

Въздух-вода

"Въздух-вода" е една от най-разпространените реализации на термопомпи, при която ролята на топлообменник се изпълнява от голяма по площ серпентина, монтирана на открито. Освен това тя може да бъде раздухана от вентилатор, което води до охлаждане на водата в нея.

Тези устройства се характеризират с по-достъпна цена и лесен монтаж. Но те могат да работят с висока ефективност само при температури между +7 и +15 градуса по Целзий. Когато температурата падне до отрицателни градуси, ефективността намалява.

Почвена вода

Най-универсалното приложение на термопомпата е "земя-вода". Това не зависи от климатичния пояс, тъй като навсякъде има незамръзващ слой почва през цялата година.

При тази схема тръбите се заравят в земята на дълбочина, на която се поддържа температура от 7-10 градуса през цялата година. Колекторите могат да бъдат разположени вертикално или хоризонтално. В първия случай трябва да се направят няколко много дълбоки сондажа, а във втория случай намотката трябва да се положи на определена дълбочина.

Недостатъкът е очевиден: сложни монтажни работи, които ще изискват високи финансови инвестиции. Струва си да се изчислят икономическите ползи, преди да се вземе такова решение. В районите с кратка и топла зима трябва да се обмислят други алтернативни варианти за отопление на частни домове. Голямото жилищно пространство с площ до няколко десетки квадратни метра е друго ограничение.

Вода-вода

Изпълнението на термопомпата вода-вода е почти същото като преди, но колекторните тръби се полагат в подпочвени води, които не замръзват през годината, или в близък водоем. Тя е по-евтина поради следните предимства:

• Максималната дълбочина на сондажа е 15 метра.
• Можете да се справите с 1-2 потопяеми помпи

Котли на биомаса

Ако нямате желание и възможност да организирате сложна система, състояща се от тръби в земята и соларни модули на покрива, можете да замените класическия котел с модел, който работи с биогориво. Те изискват:

1. Биогаз
2. Пелети от слама
3. Торфени пелети
4. Чипс и др.

Препоръчва се такива инсталации да се инсталират заедно с алтернативните източници, разгледани по-рано. В случаите, когато един от нагревателите не работи, е възможно да се използва вторият.

Предимства

При вземането на решение за инсталиране и последваща експлоатация на алтернативни източници за производство на топлинна енергия трябва да се отговори на въпроса: колко бързо ще се изплатят те? Разбира се, разглежданите системи имат предимства, включително

• Разходите за получената енергия са по-ниски, отколкото при използването на традиционни източници.
• Висока ефективност

Не трябва обаче да се забравя за високите първоначални разходи за материали, които могат да достигнат десетки хиляди долари. Монтажът на такива инсталации не може да се нарече прост, затова работата се поверява само на професионален екип, който може да даде гаранция за резултата.

В обобщение

Търсенето на алтернативно отопление на частни къщи, което става все по-изгодно на фона на нарастващите разходи за традиционните източници на топлинна енергия. Преди да започнете да модернизирате настоящата си отоплителна система обаче, трябва да изчислите всичко, като разгледате всяка от наличните възможности.

Не е препоръчително да се отказвате и от традиционния котел. Тя трябва да се запази и в определени ситуации, когато алтернативното отопление не изпълнява функциите си, все пак ще бъде възможно да затоплите дома си и да не замръзнете.

Превръщане на слънчевата енергия в електричество

Слънчевите панели са създадени за космически кораби. Устройството се основава на способността на фотоните да създават електрически ток. Разновидностите на дизайна на слънчевите панели са многобройни и се усъвършенстват всяка година. Има два начина за самостоятелно изработване на слънчев панел:

Метод 1: Купете сглобяеми слънчеви клетки, направете верига от тях и покрийте конструкцията с прозрачен материал.

Работете с най-голямо внимание, тъй като всички елементи са много крехки. Всяка фотоклетка е маркирана във волт-ампери. Изчисляването на правилния брой клетки за сглобяване на батерия с необходимата мощност не е много трудно.

Последователността на операциите е следната:

Изчисляването на точния брой клетки за сглобяване на батерия с необходимата мощност не е много трудно. Последователността от стъпки е следната:

• За направата на корпуса е необходим лист шперплат. По периметъра се заковават дървени ламели;
• в листа от шперплат се пробиват отвори за вентилация;
• Поставете листа от фибростъкло със запоената фотоелементна верига вътре;
• Проверете дали работи;
• Плексигласът се завинтва към ламелите.

Метод № 2 изисква познания в областта на електротехниката. Електрическата верига е съставена от диоди D223B. Те са запоени последователно на редове. Те се поставят в корпус, покрит с прозрачен материал.

Съществуват два вида фотоклетки:

1. Монокристалните плочи имат ефективност от 13% и издържат четвърт век. Работят безупречно само при слънчево време.
2. Поликристалните имат по-ниска ефективност и живот от само 10 години, но мощността им не намалява, когато е облачно. Панел с площ 10 квадратни метра може да произведе 1 kW енергия. При поставяне на покрива трябва да се вземе предвид общото тегло на конструкцията.

Готовите батерии се поставят на най-слънчевата страна. Панелът трябва да е оборудван с възможност за регулиране на ъгъла спрямо слънцето. Вертикалната позиция трябва да се настройва по време на снеговалеж, за да не се повреди батерията.

Соларният панел може да се използва със или без батерия. Слънчевият панел консумира енергията на слънчевия панел през деня и на батерията през нощта. Или използвайте слънчева енергия през деня и електрическа мрежа през нощта.

Практическа алтернативна енергия: видове

Алтернативните енергийни източници са разнообразни и перспективни начини за производство и пренос на произведената електроенергия. Това са възобновяеми енергийни източници, които нанасят най-малка вреда на околната среда. Тези енергийни източници включват слънчеви панели и слънчеви електроцентрали.

Те от своя страна се подразделят на 3 вида производство на енергия чрез:

• Фотоволтаични клетки;
• Слънчеви панели;
• Комбинирани опции.

Популярно е използването на огледални системи, които загряват водата до високи температури, в резултат на което се получава пара, която при преминаването си през система от тръби завърта турбина. Вятърните турбини и вятърните паркове произвеждат електроенергия от силата на вятъра, който върти специални лопатки, свързани с генератори.

Използването на енергията на вълните и приливите е популярно.

Горещата вода от геотермални източници се използва широко за производство на електроенергия. Използването на кинетичната енергия е интересно в някои пространства, като например фитнес залите, където движещите се части на фитнес уредите са свързани с теглилки към генератори, които в резултат на човешкото движение генерират електричество.

Съвременна технология за отопление

Възможности за отопление на частна къща:

• Система за производство на топлина в традиционния вариант. Източникът на топлина е котел. Топлинната енергия се разпределя чрез топлоносителя (вода, въздух). Тя може да бъде подобрена чрез увеличаване на топлинната мощност на котела.
• Енергоспестяващо оборудване, което се използва в новите технологии за отопление. Енергоносителят за отоплението на дома е електроенергия (соларни системи, различни видове електрическо отопление и слънчеви колектори).

Новите технологии в областта на отоплението трябва да помогнат за решаването на проблемите:

• Намаляване на разходите;
• Зачитане на природните ресурси.

Подово отопление

Инфрачервеното (IR) подово отопление е модерна технология за отопление. Основният материал е необичаен филм. Положителните качества са гъвкавост, висока якост, влагоустойчивост и пожароустойчивост. Може да се монтира под всякакви подови настилки. Излъчването на инфрачервения под оказва положително влияние върху човешкия организъм и е подобно на влиянието на слънчевите лъчи върху човешкото тяло. Разходите за монтаж са с 30-40 % по-ниски от тези за електрически системи за подово отопление. Икономията на енергия при подово отопление е 15-20%. С дистанционно управление се регулира температурата във всяка стая. Без шум, без миризма, без прах.

При водния метод на топлоснабдяване в подовата замазка се полага метално-пластмасова тръба. Температурата на отопление е ограничена до 40 градуса.

Слънчеви колектори за вода

Тази иновативна технология за отопление се използва на места с много слънчева светлина. Слънчевите колектори за топла вода се монтират на места, които са изложени на слънце. Обикновено това е покривът на сградата. Слънчевите лъчи нагряват водата и я насочват към вътрешността на къщата.

Недостатъкът е, че колекторът не може да се използва през нощта. Няма смисъл да се използва в северните райони. Голямо предимство на този принцип на производство на топлина е общата наличност на слънчева енергия. Той не вреди на природата. Той не заема полезно място в двора на къщата.

Слънчеви системи .

Използват се термопомпи. При обща консумация на енергия от 3-5 kw помпите изпомпват 5-10 пъти повече енергия от природни източници. Източникът са природните ресурси. Получената топлинна енергия постъпва в топлоносител посредством термопомпи.

Инфрачервено отопление

Инфрачервените нагреватели се използват за основно и допълнително отопление във всяка стая. Ниската консумация на енергия води до голяма топлинна мощност. Въздухът в помещението не се изсушава.

Инсталацията е лесна за монтиране и за този тип отопление не са необходими допълнителни разрешителни. Тайната на спестяването на пари е, че топлината се съхранява в предметите и стените. Използват се таванни и стенни системи. Те имат дълъг експлоатационен живот от над 20 години.

Технология за отопление с дъска

Схемата на работа на технологията за отопление на первази наподобява работата на инфрачервените нагреватели. Стената се нагрява. След това започва да отделя топлина. Инфрачервената топлина се понася добре от хората. Стените няма да бъдат засегнати от гъбички или мухъл, тъй като винаги ще бъдат сухи.

Лесен за инсталиране. Отоплението може да се контролира във всяка стая. През лятото системата може да се използва за охлаждане на стените. Принципът на работа е същият като при отоплението.

Система за въздушно отопление

Отоплителната система се основава на принципа на терморегулацията. Топлият или студеният въздух се вкарва директно в помещението. Основният елемент е готварска печка с газова горелка. Горивният газ отделя топлина в топлообменника. Оттам затопленият въздух се насочва към помещението. Не се нуждае от водопроводни тръби, радиатори. Решава три проблема - отопление на помещенията, вентилация.

Предимството е, че отоплението може да започне постепенно. В този случай съществуващото отопление не се засяга.

Топлинни акумулатори

Отоплителната среда се загрява през нощта, за да се спестят разходи за енергия. Изолираният резервоар с по-големи размери е акумулатор. През нощта тя се нагрява и освобождава топлинна енергия за отопление през деня.

Използване на компютърни модули и генерираната от тях топлина

За стартиране на отоплителната система са необходими интернет връзка и електричество. Принцип на работа: Използва топлината, генерирана от процесора по време на работа.

Използват се компактни и евтини ASIC чипове. Няколкостотин чипа се сглобяват в едно устройство. Цената на това устройство е същата като на обикновен компютър.

Вариант #1 - изработване на слънчеви панели

Конструкциите, които могат да улавят и преобразуват слънчевата енергия, са многобройни, разнообразни и непрекъснато се усъвършенстват. За много занаятчии усъвършенстването на тези полезни модели се е превърнало в голямо хоби. На тематични изложения такива ентусиасти се стремят да покажат много полезни идеи.

За да направите слънчеви панели, трябва да закупите монокристални или поликристални фотоклетки, да ги поставите в прозрачна рамка, която е фиксирана с твърд корпус.

Основата на слънчевия панел са специални кристали, които задържат енергията. Те не могат да се приготвят у дома, а трябва да се закупят.

Кристалите са много деликатни и с тях трябва да се работи внимателно. За изработването на слънчев панел са ви необходими

1. Изработете рамката за слънчевите панели от прозрачен материал, например плексиглас.
2. Направете корпуса от метален ъгъл, шперплат и др.
3. Внимателно запоявайте кристалните клетки във верига.
4. Поставете фотоклетките в рамката.
5. Монтирайте корпуса.

Като цяло има два вида фотоклетки: монокристални и поликристални. Първите са по-издръжливи и имат ефективност от около 13%, докато вторите се повреждат по-бързо и имат малко по-ниска ефективност от по-малко от 9%. Монокристалните слънчеви клетки обаче работят добре само при постоянен поток от слънчева енергия; в облачен ден ефективността им е много по-ниска. От друга страна, поликристалните клетки понасят много по-добре капризите на времето.

Това видео показва основните принципи за създаване на собствени слънчеви панели:

Разбира се, сглобяемите батерии се поставят на слънчевата страна на самия покрив. Наклонът на панела трябва да може да се регулира. По време на снежни бури например панелите трябва да се поставят почти вертикално, в противен случай снежната покривка може да попречи на батериите или дори да ги повреди.

Домашна водноелектрическа централа

Ако на мястото има поток или язовир с язовир, допълнителен източник на алтернативна енергия е домашна водноелектрическа централа. Устройството е базирано на водно колело и мощността му зависи от скоростта на водния поток. Материалите за генератора и колелото могат да се вземат от автомобил, а парчета от ъгли и метал могат да се намерят във всяко домакинство. Необходими са ви също парче медна тел, шперплат, полистиренова смола и неодимови магнити.

1. Колелото е изработено от 11-инчови джанти. Направете лопатките от стоманена тръба (разрежете тръбата по дължина на 4 части). Необходими са ни 16 остриета. Закрепете дисковете с болтове, като между тях има 10" разстояние. Остриетата са заварени заедно.
2. Направена е дюза с широчина, равна на ширината на колелото. Изработена е от метални отпадъци, огънати по размер и заварени. Дюзата се регулира по височина. Това ще регулира водния поток.
3. Оста е заварена.
4. Колелото е монтирано на оста.
5. Намотката е направена, намотките са запълнени със смола - статорът е готов. Сглобете генератора. Шперплатът се използва за изработване на шаблон. Магнитите са монтирани.
6. Генераторът е защитен с метален предпазител срещу водни пръски.
7. Колелото, оста и монтажът на дюзата са покрити с боя, за да се предпази металът от корозия и по естетически причини.
8. Чрез регулиране на дюзата постигате най-високата производителност.

Домашните устройства не изискват големи инвестиции и произвеждат енергия безплатно. Съчетаването на няколко вида алтернативни източници ще доведе до значително намаляване на разходите за енергия. Необходими са ви само стабилна ръка и ясна глава.

Конвенционална енергия

Това е широка прослойка от утвърдените сектори на топлоенергетиката и електроснабдяването, които осигуряват около 95% от световните потребители на енергия. Ресурсът се генерира в специални централи - това са ТЕЦ, ВЕЦ, АЕЦ и др. Те работят с готова суровинна база, в процеса на обработката на която се генерира целевата енергия. Разграничават се следните етапи на производство на енергия:

• Производство, подготовка и доставка на суровината до целевото съоръжение за производство на енергия. Това могат да бъдат процеси на извличане и обогатяване на горива, изгаряне на петролни продукти и др.
• Прехвърляне на суровини към единици и единици, които директно преобразуват енергия.
• Процеси на преобразуване на енергията от първична във вторична енергия. Тези цикли не присъстват във всички инсталации, но например могат да се използват различни форми на енергия - основно топлинна и електрическа - за по-лесно доставяне и последващо разпределение.
• Поддържане на готовата трансформирана енергия, нейния пренос и разпределение.

На последния етап ресурсът се изпраща на крайните потребители, които могат да бъдат както от промишлеността, така и обикновени собственици на жилища.

Неконвенционални източници на енергия: как да я получим

Нетрадиционните енергийни източници са предимно вятърна енергия, слънчева светлина, енергия на приливите и отливите и геотермална вода. Но освен това има и други начини за използване на биомаса и други методи.

А именно:

1. Производство на електроенергия от биомаса. Тази технология включва производството на биогаз от отпадъци, който се състои от метан и въглероден диоксид. Някои експериментални инсталации (хумиреакторът на Майкъл) преработват оборски тор, слама, което позволява да се получат 10-12 m3 метан от 1 тон материал.
2. Получаване на електроенергия по термичен метод. Преобразуване на топлинна енергия в електричество чрез нагряване на някои свързани помежду си полупроводници, състоящи се от термодвойки, и охлаждане на други. В резултат на температурната разлика се генерира електрически ток.
3. Водородна клетка. Това е устройство, което произвежда достатъчно голямо количество водородно-кислородна смес от обикновена вода чрез електролиза. Разходите за производство на водород са минимални. Но този метод за производство на електроенергия все още е в експериментален стадий.

Друг начин за генериране на електроенергия е с помощта на специално устройство, наречено двигател на Стърлинг. В специален цилиндър с бутало има газ или течност. При външно нагряване обемът на течността или газа се увеличава, буталото се движи и кара генератора да работи на свой ред. След това газът или течността, преминавайки през система от тръби, се охлажда и придвижва буталото обратно. Това е доста грубо описание, но дава представа за работата на този двигател.

Вариант #4 - инсталация за биогаз

При анаеробното разграждане на органични отпадъци се отделя т.нар. биогаз. В резултат се получава смес от газове, състояща се от метан, въглероден диоксид и сероводород. Генераторът за биогаз се състои от:

• въздухонепроницаем резервоар;
• шнек за смесване на органичните отпадъци
• изходяща тръба за отпадъчната маса;
• кранче за пълнене на отпадъците и водата;
• Кранче за отвеждане на извлечения газ.

Нерядко резервоарите за третиране на отпадъци се монтират в земята, а не на повърхността. Резервоарът е напълно запечатан, за да се предотврати изтичането на получения газ. Не забравяйте обаче, че по време на извличането на биогаз налягането в резервоара се повишава непрекъснато, така че газът трябва да се източва от резервоара на редовни интервали. В допълнение към биогаза се получава и отличен органичен тор, който е полезен за отглеждането на растения.

Конструкцията и правилата за експлоатация на газовия генератор са особено строги, тъй като биогазът е опасен за вдишване и може да експлодира. Въпреки това в някои части на света - например в Китай - този метод на производство на енергия е доста разпространен.

Конструкцията на генератора за биогаз е много проста, но трябва да се внимава, тъй като биогазът е опасно горимо вещество.

Съставът и количеството на произвеждания биогаз зависят от субстрата. По-голямата част от газа се получава от мазнини, зърно, промишлен глицерин, прясна трева, силаж и др. Обикновено в резервоара се зарежда смес от животински и растителни отпадъци, към която се добавя малко вода. През лятото се препоръчва влажността на масата да се увеличи до 94-96%, а през зимата е достатъчна влажност от 88-90%. Водата в кофата за отпадъци трябва да бъде загрята до 35-40 градуса, в противен случай процесите на разграждане ще се забавят. За да се запази топлината, от външната страна на резервоара се монтира слой топлоизолационен материал.

Винаги съм смятал, че алтернативната енергия е твърде скъпа от гледна точка на инвестициите, но вие успяхте да промените мнението ми. От една страна - трудно е да се сглобят необходимите устройства на ръка (не съм опитвал лично, не мога да преценя). От друга страна, ако всичко е направено правилно, алтернативният източник на енергия ще се изплати във всички случаи. Сега електричеството струва много пари. Но мисля, че алтернативната енергия може да бъде инсталирана само в частна къща, защото В града - службата за наблюдение (не помня името) - няма да погледне благосклонно на това - може дори да ви глобят. Аз самата живея в града и нямам възможност да опитам такива неща.

Ако се комбинират всички видове алтернативно производство на енергия, може да се постигне значително намаляване на разходите за енергия и дори да се изплати изграждането му. Съдейки по статията, създаването на алтернативен източник на енергия не е много трудно, но все пак се изискват известни умения. Ако поставите слънчеви панели на покрива си и добавите към тях вятърна турбина, можете да получите почти универсален източник на енергия при всякакви метеорологични условия. А ако добавите и биогаз, това е истинска красота. Всички тези начини обаче са подходящи само за топлите сезони (е, или есента, когато има силен вятър), но през зимата слънцето не е често, както и вятърът. Какво да правим в този случай?