ما هي الكهرباء البديلة التي يمكن استخدامها في المنازل الخاصة

تساعد ناقلات الطاقة في ضمان وظائف جميع خطوط الاتصال. في حالة الغياب المؤقت للطرق السريعة الرئيسية ، يمكن استخدام مصادر بديلة للكهرباء. إنها ليست شائعة مثل التقليدية ، لكنها أكثر ربحية من حيث التشغيل ولا تضر بالبيئة عمليًا.

أين وبأي شكل للحصول على موارد الطاقة

مصادر الطاقة التقليدية هي محطات الطاقة الحرارية والنووية والكهربائية. يعتبر مصدر الطاقة البديلة ذاتي العلاج ، وفعال ، ورخيص الثمن ، وصديق للبيئة. في الواقع ، الطاقة موجودة في الموارد الطبيعية ، ما عليك سوى محاولة استخلاصها. بدون مهارات خاصة ، يمكنك القيام بالأعمال التالية:

• تركيب مجمعات وبطاريات شمسية لتشغيل الإضاءة أو تسخين المياه ؛
• لتركيب توربينات الرياح
• استخدام المضخات الحرارية لتدفئة المنزل باستخدام حرارة الماء أو الأرض أو الهواء ؛
• لاستخدام مصانع الغاز الحيوي لمعالجة فضلات الحيوانات والطيور والبشر.

عيب مصادر الطاقة غير التقليدية هو الاستثمارات المالية الكبيرة لمنظمتهم.

مصادر الطاقة المتجددة

نظرًا لمحدودية توافر الوقود الأحفوري ، يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير ونشر مصادر الطاقة في المستقبل. الطاقة المتجددة تشمل:

• مولدات الكهرباء - على أراضي روسيا ، غالبًا ما تستخدم مولدات الكهرباء والبنزين والغاز. يعمل الأخير بالوقود الطبيعي المسال ، نظرًا لضوضاء منخفضة ، يتم استخدامه في الحياة اليومية وهو دائم
• طاقة الشمس - يستخدم الشخص الإشعاع الكهرومغناطيسي. مصدر الكهرباء والتدفئة المستقلة صامت وصديق للبيئة.
• توربينات الرياح - تعمل على أساس تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى الدوران الميكانيكي للتوربين الذي يولد التيار المتردد. تتميز توربينات الرياح الأفقية والعمودية بكفاءة عالية.
• الوقود الحيوي - أفضل الخيارات ستكون البذور الزيتية والطحالب والغاز من تخمر النفايات العضوية.
• محطات العجلة المائية هي مصدر مناسب للطاقة إذا كان هناك نهر بالقرب من المنزل. يتم تشغيل عجلة التوربين بواسطة التيارات المائية.
• حلول الطاقة الحرارية الأرضية - في المناطق النشطة زلزاليًا تعمل على تحويل الحرارة المتولدة في وقت إطلاق المياه الحرارية الجوفية.

تمتلك روسيا العديد من محطات الطاقة الشمسية - في منطقة أورينبورغ (طاقة 40 ميغاواط) ، في جمهورية باشكورتوستان (طاقة 15 ميغاواط) ، في شبه جزيرة القرم (10 قطع كل منها 20 ميغاواط).

استخدام طاقة الشمس

الكهرباء البديلة القائمة على الإشعاع الشمسي الكهرومغناطيسي لها ما يبررها للأشخاص الذين لديهم كوخ صيفي خارج المدينة.والسبب هو أن مؤشر القوة الكلية في الطقس الجيد لا يزيد عن 5-7 كيلوواط في الساعة. العديد من منشآت الطاقة الشمسية شائعة اليوم.

الألواح الشمسية

يتم تجميع الأجهزة من المحولات الكهروضوئية. يتم إنشاء العناصر الصناعية من عمال المناجم الذين يولدون تيارًا عند تعرضهم للضوء المباشر. في القطاع الخاص ، تحظى محولات السيليكون من النوع متعدد البلورات وأحادي البلورية بشعبية. هذا الأخير يختلف في الكفاءة من 13-25 ٪ ، لكن الكريستالات أرخص. تتراوح درجة حرارة اللوحات من -40 إلى +50 درجة.

تجميع الطاقة الشمسية

تستخدم لتسخين الهواء أو الماء. يمكن للمستخدم ضبط اتجاه التدفقات الساخنة ، وتنظيم احتياطي في حالة سوء الأحوال الجوية. ينتج المصنعون ثلاثة تعديلات على المجمعات - الهواء ، المسطح والأنبوبي.

• بلاستيك مسطح. إنها لوحة سوداء وشفافة في غلاف واحد مع ملف نحاسي مركزي. يسخن العنصر الداكن السفلي عند تعرضه لأشعة الشمس. ينقل الحرارة إلى الملف النحاسي الذي يسخن الماء. المجمع المسطح مناسب لتسخين المياه في المسبح أو الاستحمام الصيفي. عيب التكنولوجيا هو أن العديد من العناصر مطلوبة لتسخين كميات كبيرة.
• أنبوبي. إنها في شكل أنابيب زجاجية مفرغة أو متحدة المحور. الماء ، الذي تسخنه الشمس ، يتدفق عليها. تعمل الحرارة المركزة داخل نظام خاص على تسخين الماء في الخزان. لتداول تدفقات المياه ، يتم استخدام الرواسب. يعتبر المجمع الأنبوبي حلاً جيدًا لتسخين الماء الساخن والتدفئة.
• مجمعات الهواء الشمسية. الأجهزة تشبه النماذج البلاستيكية المسطحة بسبب الجزء السفلي الأسود والألواح العلوية الشفافة. تقع التركيبات ذات الأبعاد على الجدار الشرقي أو الجنوبي الشرقي. في نفوسهم ، بسبب حرارة الشمس ، يقوم بتسخين الهواء المزود بالمنزل وغرف المرافق بمراوح خاصة.

الطاقة الشمسية هي الأنسب للتدفئة الأرضية.

الألواح الشمسية ذاتية الصنع

تعتبر التركيبات الشمسية بديلاً مكلفًا للكهرباء التقليدية. مع التجميع اليدوي الخاص بك ، يمكنك تقليل تكلفة الهيكل بمقدار 3-4 مرات. قبل البدء في إنشاء لوحة شمسية ، يجب أن تفهم مبدأ وظائفها.

كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية

لتمثيل مبدأ التشغيل ، يجدر البدء بالبناء. جهاز مصدر الطاقة الشمسية يشمل:

• الألواح الشمسية - مجموعة من العقد لتحويل ضوء الشمس إلى تيار إلكتروني ؛
• البطارية - يوجد العديد منها في النظام ، يعتمد الرقم على قوة المستهلكين ؛
• جهاز التحكم في الشحن - يوفر شحنًا عاديًا للبطارية دون إعادة الشحن ؛
• العاكس - يحول تيار الجهد المنخفض من البطاريات إلى تيار عالي الجهد (3-5 كيلو واط يكفي للمنزل).

تنتج الخلايا الشمسية بشكل فردي تيارات جهد منخفض (حوالي 18-21 فولت) ، وهو ما يكفي لشحن بطارية 12 فولت.

صنع بطارية شمسية

يتم تجميع البطارية من الخلايا الكهروضوئية المعيارية. تحتوي الوحدة المنزلية الواحدة على 30 و 36 و 72 عنصرًا. وهي متصلة في سلسلة بمصدر طاقة بجهد أقصى يبلغ 50 فولت.

بالنسبة لجزء الجسم ، ستحتاج إلى عوارض خشبية وألواح ليفية وزجاج شبكي وخشب رقائقي. يتم قطع الجزء السفلي من الصندوق من الخشب الرقائقي وإدخاله في إطار مصنوع من قضبان بسمك 25 مم. تصنع الثقوب حول محيط الإطار. لمنع ارتفاع درجة حرارة العناصر ، يجب أن تكون خطوة الحفر 15-20 سم.

بالنسبة لحجم القاع ، قم بحساب عدد الخلايا الضوئية وقياس كل منها.

من اللوح الليفي بسكين كتابي ، يتم قطع ركيزة من اللوح الليفي مع فتحات تهوية. إنها مصنوعة وفقًا لمخطط تعشيش مربع بمسافة بادئة تبلغ 5 سم ، ثم:

1. توضع العناصر فوق الركيزة وغير ملحومة.
2. يتم إجراء التوصيلات بشكل متسلسل ومنظم.
3. الصفوف النهائية متصلة بقضبان التوصيل التي تجري التيار.
4. يتم قلب العناصر وتثبيتها في المقعد بالسيليكون.
5. تحقق من معلمات جهد الخرج. مداها من 18 إلى 20 فولت.
6. يتم تشغيل البطارية لمدة 2-3 أيام لاختبار سعة الشحن.
7. في نهاية الفحص ، يتم إغلاق المفاصل.

قم بطلاء الغطاء وتجفيفه مرتين.

بعد التحقق من الوظيفة ، يتم تجميع الألواح الشمسية:

1. قم بإحضار جهات اتصال الإدخال والإخراج إلى الخارج.
2. قم بقص الغطاء من زجاج شبكي وثبته بمسامير ذاتية التنصت على الفتحات التي تم إجراؤها مسبقًا.
3. عند استخدام دارة الصمام الثنائي المكونة من 36 صمامًا ثنائيًا بجهد 12 فولت ، تتم إزالة الطلاء من الجزء الذي يحتوي على الأسيتون.
4. يتم عمل الثقوب في اللوحة البلاستيكية ، ويتم إدخال الثنائيات ولحامها.

الخطوة الأخيرة هي تركيب وتوجيه الألواح الشمسية لتسهيل الوصول إلى الخدمة وكفاءة الطاقة.

قواعد تركيب الألواح الشمسية

يمكن أن تدور التعديلات الصناعية بشكل مستقل. يجب ضبط الأجهزة المنزلية وفقًا لعدة معايير:

• الابتعاد عن المناطق المظللة - ستؤدي الشجرة أو المنزل المرتفع القريب إلى جعل الجهاز غير فعال.
• معلم على الجانب المشمس. يوجه سكان النصف الشمالي من الكرة الأرضية الهيكل إلى الجنوب ، والنصف الجنوبي إلى الشمال.
• زاوية الميل - مرتبطة بخط العرض الجغرافي للموقع. في الصيف ، من الأفضل إمالة الألواح الشمسية 30 درجة في الأفق ، في الشتاء - 70 درجة.
• توفر الوصول للصيانة - تنظيف الغبار والأوساخ والثلج الملتصق.

سيكون الجهاز فعالاً إذا تم توجيه أشعة الشمس مباشرة على الغطاء.

ميزات توربينات الرياح

تعمل مصادر طاقة الرياح على مبدأ تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية ، ثم إلى تيار متردد. يمكن الحصول على الكهرباء بسرعة رياح لا تقل عن 2 م / ث. سرعة الرياح المثلى هي من 5 إلى 8 م / ث.

أنواع مولدات الرياح

هناك تعديلات على نوع الدوار المتصاعد:

• أفقي - تختلف في الحد الأدنى من المواد للتصنيع والكفاءة العالية. عيوب الجهاز هي ارتفاع الصاري وتعقيد الجزء الميكانيكي.
• عمودي - تعمل في نطاق واسع من سرعات الرياح. خصوصية المولد هي الحاجة إلى تثبيت إضافي للمحرك.

وفقًا لعدد الشفرات ، هناك نماذج أحادية أو متعددة الشفرات. حسب المواد ، يتم تصنيف الشفرات على أنها شراعية وجامدة. درجة اللولب للتثبيت متغيرة (يمكنك ضبط سرعة العمل) وثابتة.

أثناء بناء توربينات الرياح ، يتم إنشاء الأساس وتقويته بالضرورة.

تصميم توربينات الرياح

يتكون مولد الرياح النهائي من الأجزاء التالية:

• برج - يوضع في منطقة عاصفة ؛
• مولد شفرة
• تحكم النصل - يحول التيار المتردد إلى تيار مباشر ؛
• العاكس - يحول التيار المباشر إلى تيار متردد ؛
• بطارية تخزين؛
• خزان المياه.

تعمل البطارية التراكمية على تخفيف الاختلاف في موسم الرياح وفترة الهدوء.

صنع مولد رياح منخفض السرعة من مولد آلة

نظرًا لأن مجموعة أدوات تجميع مولد الرياح تكلف من 250 إلى 300 ألف روبل ، فمن المستحسن أن تصنع الهيكل بيديك. ستحتاج إلى مولد سيارة وبطارية.

توفر الشفرات تشغيل أجهزة توربينات الرياح الأخرى. يمكنك صنعها بنفسك من القماش أو المعدن أو الأنابيب البلاستيكية على النحو التالي:

1. اختر مادة ذات مقاومة جيدة للرياح - بسمك 4 سم.
2. احسب طول النصل بحيث يكون قطر الأنبوب 1/5.
3. قص الأنبوب واستخدمه كقوالب.
4. صنفرة حواف جميع العناصر لإزالة المخالفات.
5. ثبت الشفرات البلاستيكية على قرص الألمنيوم.
6. قم بموازنة العجلة عن طريق قفلها في وضع أفقي.
7. طحن حواف عجلة الرياح أثناء الدوران.

التخطيط الأمثل للشفرة هو عدد كبير ، لكن بحجم أصغر.

يجب أن يبدأ مشروع تصنيع الصاري باختيار المادة. ستحتاج إلى أنبوب فولاذي بطول 7 أمتار وقطره 150-200 متر ، وإذا كانت هناك عوائق ، ترتفع العجلة عنها بمقدار متر واحد.

لمزيد من الثبات للهيكل ، فإن أوتاد الشد مصنوعة من الفولاذ أو الكابلات المجلفنة بسمك 6-8 مم. يجب صب الخرسانة والأوتاد.

تتكون عملية إعادة عمل المولد التلقائي من إعادة لف وحدة البداية وإنشاء دوار يعتمد على مغناطيس نيوديميوم. يتم حفر ثقوب في الجهاز لهم. يجب وضع المغناطيس بالتناوب بين القطبين ويجب ملء الفراغات بالإيبوكسي.

يتم لف الجزء المتحرك بالورق لإعادة لف الملف في اتجاه واحد في مخطط ثلاثي الطور. في المرحلة الأخيرة ، يتم اختبار المولد - عند 300 دورة في الدقيقة ، يجب أن يظهر 30 فولت.

كلما زاد عدد مرات تشغيل الملف ، زادت كفاءة عمل المولد.

يتم جمع مصادر طاقة الرياح البديلة من الحرارة والكهرباء بعد تصنيع العمود المحوري. ستحتاج إلى أنبوب به محامل وقسم خلفي مصنوع من الصاج المجلفن بسمك 1.2 مم.

يتم توصيل المولد بالصاري عن طريق إطار الأنبوب الاحترافي. يجب أن تكون المسافة من الحزمة إلى الشفرات أكثر من 25 سم ، وبعد تجميع الهيكل الأساسي ، يتم تركيب جهاز التحكم بالشحن والعاكس والبطارية.

تدفئة المنزل بمضخات الحرارة

تستخدم أوروبا المضخات الحرارية لعدة سنوات حتى الآن ، وتتفاعل مع جميع أشكال الكهرباء البديلة. في الصيف والشتاء ، تأخذ الوحدات الحرارة من التربة والهواء والماء وترسلها لتدفئة الغرفة.

أنواع مختلفة من المضخات الحرارية

اعتمادًا على احتياجات التدفئة ، يمكنك اختيار الطرز ذات الدوائر 1 ، 2 ، 3 ، 1-2 مكثفات. سيعملون من أجل التدفئة والتبريد ، أو للتدفئة حصريًا.

حسب نوع مصدر الطاقة وطريقة توليد الكهرباء ، الأجهزة هي:

• هواء إلى ماء. يتم أخذ تدفقات الحرارة من الهواء وتسخين الماء. الأنظمة مناسبة للمناطق المناخية ذات درجة حرارة الشتاء -15 درجة.
• مياه الأرض. ذات صلة بالمنطقة المناخية المعتدلة. يتم تثبيتها في الأرض عن طريق مجمع أو مسبار بدون تصاريح حفر.
• المياه المياه. مثبتة بجانب المسطحات المائية. في فصل الشتاء ، توفر المضخة ، عن طريق تسخين المصدر ، الحرارة لمنزل كبير.
• الماء والهواء. مصدر الطاقة هو الخزان. يتم توفير تدفقات الحرارة للهواء عن طريق ضاغط. يصبح المبرد.
• هواء الأرض. التربة هي مصدر للحرارة ، والتي تنتقل إلى الهواء عن طريق الضاغط. الناقل للطاقة هو السوائل المضادة للتجمد.
• جو إلى هواء. تعمل الأجهزة وفقًا لمبدأ مكيف الهواء - للتبريد والتدفئة.

يعتمد اختيار مصدر الحرارة على جيولوجيا المنطقة ووجود عوائق أمام أعمال الحفر.

كيف تعمل المضخة الحرارية

تعمل المضخة الحرارية على أساس دورة كارنو - زيادة في درجة الحرارة مع ضغط حاد لسائل التبريد. نظرًا لأن الأجهزة بها 3 دوائر عمل (2 - خارجية ، 1 - داخلية) ، مكثف ، مبخر وضاغط ، يمكن تمثيل مخطط عملها على النحو التالي:

1. المبرد الأساسي (الموجود في الماء ، في الهواء ، في الأرض) يأخذ الحرارة من مصادر ذات إمكانات منخفضة. تبلغ درجة حرارة العقدة القصوى حوالي + 6 درجات.
2. درجة الحرارة المنخفضة ، حامل درجة الحرارة المنخفضة في الحلقة الداخلية. يتبخر المبرد عند تسخينه ، ويتم ضغط بخاره في الضاغط. في هذه اللحظة ، يتم توليد الحرارة. درجة حرارة البخار - من +35 إلى +65 درجة.
3. تدخل الحرارة في المكثف إلى وسط التسخين من دائرة التسخين. تصبح الأبخرة متكثفة ويتم توجيهها إلى المبخر.

تتكرر دورة المضخة الحرارية باستمرار.

مضخة حرارية من مواد الخردة

محلية الصنع حقيقية تمامًا إذا كان لديك أجزاء عمل من الأجهزة المنزلية.

لتحضير المكثف والضاغط ستحتاج:

1. اصنع ضاغط مضخة من الثلاجة أو ضاغط مكيف الهواء. تم إصلاح الجزء بتعليق ناعم على جدار غرفة المرجل.
2. اصنع مكثفًا. الخيار الأفضل هو خزان الفولاذ المقاوم للصدأ سعة 100 لتر.
3. اقطع الحاوية إلى نصفين بمطحنة ، ثم أدخل الملف (الأنبوب النحاسي للثلاجة أو مكيف الهواء).
4. بعد تثبيت الملف ، قم بلحام أنصاف الخزان.

استخدم لحام الأرجون للحصول على لحام عالي الجودة.

تم بناء المبخر حول خزان بلاستيكي سعة 75-80 لترًا مع ملف أنبوب نحاسي بقطر ”. يتم لفها حول أنبوب فولاذي قطره 300-400 مم. تم إصلاح المنعطفات بزاوية مثقبة.

يتم قطع خيط على الملف لربطه بخط الأنابيب. يتم ضخ المبرد في الوحدة ، وبعد ذلك يتم تركيب المبخر على الحائط.

سيكون المصدر الأمثل لهذه الطرق البديلة لتوليد الحرارة والكهرباء هو الماء من بئر أو بئر. السائل لا يتجمد حتى في الشتاء.

ستحتاج إلى بئرين:

• لسحب المياه وإمدادها بالمبخر ؛
• لتصريف مياه الصرف وإدخالها في المبخر.

سيتم ضمان استقلالية المضخة الحرارية من خلال آليات تلقائية للتحكم في حركة المبرد على طول دوائر التسخين وضغط الفريون.

الحصول على الحرارة من مصادر بديلة أخرى

عند تنظيم أول دائرة خارجية للمضخة ، ستكون هناك حاجة إلى مصدر حرارة فعال:

• أنابيب على شكل حلقة في الماء. يضمن الخزان بدون عمق تجميد كبير أو نهر فعالية التكنولوجيا. يتم وضع الأنابيب تحت الماء باستخدام الحمل.
• المجالات الحرارية. يتم دفن الأنابيب تحت تجمد التربة - تتم إزالة طبقة كبيرة من التربة.
• الينابيع الحرارية الجوفية. يتم حفر الآبار إلى أعماق كبيرة. بدأت الدوائر مع المبردات فيها.
• الهواء الخارجي. يتم استخراج الحرارة من أعمدة التهوية أو القنوات الفرعية.

عيب المضخة الحرارية هو التكلفة العالية وتكلفة تركيب مصادر الحرارة.

نباتات الغاز الحيوي

يتم إنتاج الكهرباء العضوية البديلة باستخدام أنظمة الغاز الحيوي. تسمح لك الأجهزة بإعادة تدوير مخلفات الدواجن والحيوانات. يتم تنقية الغاز الناتج وتجفيفه ، ثم استخدامه كحامل للحرارة. ستكون الكتل المتبقية سمادًا فعالًا وآمنًا للتربة.

مبدأ التكنولوجيا

تتشكل الغازات أثناء تخمير النفايات البيولوجية من الحيوانات والطيور. ستكون البيئة اللاهوائية الخالية من الأكسجين هي الأمثل. يزيد من نشاط البكتيريا الوسيطة والحرارة. لكي تكون العملية فعالة ، يجب خلط الكتلة يدويًا باستخدام عصا أو أدوات تحريك ميكانيكية. في ظل الظروف المثالية ، يتم تسخين 1 لتر من حاوية مغلقة إلى درجة حرارة +50 درجة ، من 4 إلى 4.5 لترات من الغاز.

نظام الغاز الحيوي لمنزل خاص

أبسط مفاعل حيوي هو وعاء بغطاء وآلية تحريك. يتم عمل فتحة في غطاء خرطوم مخرج الغاز. ستكون كميته كافية لشعلتين أو شعلتين.

القبو تحت الأرض أو فوق الأرض يزيد من الحجم القابل للاستخدام. الهيكل تحت الأرض مصنوع من الخرسانة المسلحة مع طبقة علوية من العزل الحراري. السعة مقسمة إلى مقصورات. يتم تحميل الروث في الناقل ، وملء النطاط إلى 80-85٪. يتم استخدام باقي المنطقة لتراكم الغاز. يتم تفريغها من خلال أنبوب خاص ، يكون الطرف الآخر في ختم الماء. بعد إزالة الرطوبة ، يدخل الغاز المنقى إلى المنزل.

الأنواع البديلة لاستخراج الموارد الحرارية والكهرباء غير متوفرة حاليًا لسكان الشقق. يمكن استخدامها من قبل سكان المنازل والمزارع الخاصة. العيب الوحيد للمصادر المتجددة هو تكلفة ترتيب النظام ، ولكن يتم سداد الاستثمارات المالية بعد 1-2 سنوات من التشغيل.