Welche alternativen Elektriken können in Privathaushalten verwendet werden

Energieträger tragen dazu bei, die Funktion aller Kommunikationsleitungen sicherzustellen. In Ermangelung der Hauptverkehrsstraßen können alternative Stromquellen genutzt werden. Sie sind nicht so beliebt wie herkömmliche, aber sie sind rentabler im Betrieb und schaden der Umwelt praktisch nicht.

Wo und in welcher Form Energieressourcen beziehen

Traditionelle Energieträger sind Wärme-, Kern- und Wasserkraftwerke. Die alternative Energieversorgung ist selbstheilend, effizient, günstig und umweltfreundlich. Tatsächlich ist Energie in natürlichen Ressourcen enthalten, Sie müssen nur versuchen, sie zu gewinnen. Ohne besondere Kenntnisse können Sie folgende Arbeiten ausführen:

• installieren Sie Sonnenkollektoren und Batterien, um Beleuchtung zu betreiben oder Wasser zu erhitzen;
• um Windkraftanlagen zu montieren;
• Verwenden Sie Wärmepumpen, um das Haus mit der Wärme von Wasser, Erde oder Luft zu heizen;
• Biogasanlagen zur Verarbeitung von tierischen, Vogel- und menschlichen Abfällen zu nutzen.

Der Nachteil nicht-traditioneller Energiequellen sind hohe finanzielle Investitionen für ihre Organisation.

Erneuerbaren Energiequellen

Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe entwickeln und nutzen Wissenschaftler weltweit die Energiequellen der Zukunft. Erneuerbar umfasst:

• Stromgeneratoren - Auf dem Territorium Russlands werden am häufigsten Strom-, Benzin- und Gasgeneratoren verwendet. Letzterer läuft mit verflüssigtem und natürlichem Kraftstoff, wird aufgrund seiner geringen Geräuschentwicklung im Alltag eingesetzt und ist langlebig.
• Energie der Sonne - eine Person verwendet elektromagnetische Strahlung. Die Quelle für Strom und autonome Heizung ist geräuschlos und umweltfreundlich.
• Windturbinen - arbeiten auf der Grundlage der Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in die mechanische Rotation einer Turbine, die Wechselstrom erzeugt. Horizontale und vertikale Windkraftanlagen zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus.
• Biokraftstoffe - die besten Optionen wären Ölsaatenfette, Algen, Gas aus der Vergärung von organischen Abfällen.
• Wasserradstationen sind eine bequeme Energiequelle, wenn sich ein Fluss in der Nähe des Hauses befindet. Das Turbinenrad wird durch Wasserströmungen angetrieben.
• Geothermische Lösungen – wandeln in seismisch aktiven Gebieten die Wärme um, die zum Zeitpunkt der Freisetzung von geothermischem Wasser entsteht.

Russland hat mehrere Solarstationen - in der Region Orenburg (Leistung 40 MW), in der Republik Baschkortostan (Leistung 15 MW), auf der Krim (10 Stück à 20 MW).

Die Energie der Sonne nutzen

Alternativer Strom auf Basis elektromagnetischer Sonnenstrahlung ist für Personen gerechtfertigt, die ein Ferienhaus außerhalb der Stadt haben.Der Grund ist der Indikator für die Gesamtleistung bei gutem Wetter nicht mehr als 5-7 kW pro Stunde. Mehrere Solaranlagen sind heute beliebt.

Sonnenkollektoren

Die Montage der Geräte erfolgt aus Photovoltaik-Konvertern. Industrielle Elemente werden von Bergleuten gebaut, die Strom erzeugen, wenn sie direktem Licht ausgesetzt werden. Im privaten Bereich sind Siliziumwandler des poly- und monokristallinen Typs beliebt. Letztere unterscheiden sich in der Effizienz von 13-25%, polykristallin ist jedoch billiger. Der Temperaturbereich der Platten reicht von -40 bis +50 Grad.

Sonnenkollektoren

Wird zum Erhitzen von Luft oder Wasser verwendet. Der Benutzer kann die Richtung der beheizten Strömungen einstellen und eine Reserve bei schlechtem Wetter organisieren. Die Hersteller produzieren drei Modifikationen von Kollektoren - Luft-, Flach- und Rohrkollektoren.

• Flacher Kunststoff. Sie sind ein schwarzes und transparentes Panel in einem Gehäuse mit einer zentralen Kupferspule. Das untere dunkle Element erwärmt sich bei Sonneneinstrahlung. Es überträgt Wärme an die Kupferspirale, die das Wasser erhitzt. Der Flachkollektor eignet sich zum Erwärmen des Wassers im Pool oder in der Sommerdusche. Der Nachteil der Technologie besteht darin, dass viele Elemente benötigt werden, um große Mengen zu erhitzen.
• Röhrenförmig. Sie liegen in Form von Vakuum- oder koaxialen Glasröhren vor. Von der Sonne erwärmtes Wasser fließt an ihnen herunter. Die in einem speziellen System konzentrierte Wärme erwärmt das Wasser im Speicher. Für die Zirkulation von Wasserströmen wird Sediment verwendet. Ein Röhrenkollektor ist eine gute Lösung für die Warmwasserbereitung und Heizung.
• Luft-Sonnenkollektoren. Durch die schwarze Unterseite und die transparente Oberseite ähneln die Geräte flachen Plastikmodellen. Dimensionale Installationen befinden sich an der Ost- oder Südostwand. In ihnen erwärmt er durch Sonnenwärme die Luft, die dem Haus und den Hauswirtschaftsräumen mit speziellen Ventilatoren zugeführt wird.

Solarenergie eignet sich am besten für eine Fußbodenheizung.

Selbstgebaute Sonnenkollektoren

Solaranlagen sind eine teure Alternative zum herkömmlichen Strom. Mit Ihrer eigenen Handmontage können Sie die Kosten der Struktur um das 3-4-fache reduzieren. Bevor Sie mit der Erstellung eines Solarmoduls beginnen, müssen Sie das Funktionsprinzip verstehen.

So funktioniert eine Solarstromanlage

Um das Funktionsprinzip darzustellen, lohnt es sich, mit der Konstruktion zu beginnen. Das Solarenergiequellengerät umfasst:

• solarpanel - ein Komplex von Knoten zur Umwandlung von Sonnenlicht in einen Elektronenstrom;
• Batterie - es gibt mehrere davon im System, die Anzahl hängt von der Leistung der Verbraucher ab;
• Laderegler - ermöglicht das normale Aufladen der Batterie ohne Aufladen;
• Wechselrichter - wandelt Niederspannungsstrom aus Batterien in Hochspannungsstrom um (3-5 kW reichen für ein Haus).

Solarzellen erzeugen einzeln Niederspannungsströme (ca. 18-21 V), die ausreichen, um eine 12-Volt-Batterie aufzuladen.

Herstellung einer Solarbatterie

Die Batterie ist aus modularen Fotozellen aufgebaut. Ein Haushaltsmodul enthält 30, 36 und 72 Elemente. Sie sind in Reihe mit einem Netzteil mit einer maximalen Spannung von 50 V geschaltet.

Für den Karosserieteil benötigen Sie Holzbalken, Faserplatten, Plexiglas und Sperrholz. Der Boden der Box wird aus Sperrholz geschnitten und in einen Rahmen aus 25 mm dicken Stäben eingesetzt. Löcher werden um den Umfang des Rahmens gemacht. Um eine Überhitzung der Elemente zu vermeiden, sollte der Bohrschritt 15-20 cm betragen.

Zählen Sie für die Bodengröße die Anzahl der Fotozellen und messen Sie jede.

Aus der Faserplatte wird mit einem Büromesser ein Faserplattensubstrat mit Belüftungslöchern ausgeschnitten. Sie werden nach einem quadratischen Schachtelschema mit einer Vertiefung von 5 cm hergestellt. Dann:

1. Die Elemente werden auf das Substrat aufgelegt und abgelötet.
2. Verbindungen werden sequentiell und geordnet hergestellt.
3. Die fertigen Reihen werden mit den stromführenden Stromschienen verbunden.
4. Die Elemente werden umgedreht und mit Silikon im Sitz fixiert.
5. Überprüfen Sie die Parameter der Ausgangsspannung. Sein Bereich beträgt 18 bis 20 V.
6. Der Akku wird 2-3 Tage eingefahren, um die Ladekapazität zu testen.
7. Am Ende der Prüfung werden die Fugen abgedichtet.

Lackieren und trocknen Sie die Rückseite 2 Mal.

Nach Überprüfung der Funktionsfähigkeit wird das Solarpanel zusammengebaut:

1. Bringen Sie die Ein- und Ausgangskontakte nach außen.
2. Schneiden Sie die Abdeckung aus Plexiglas aus und befestigen Sie sie mit selbstschneidenden Schrauben an den zuvor gemachten Löchern.
3. Bei Verwendung einer Diodenschaltung aus 36 Dioden mit einer Spannung von 12 V wird der Lack mit Aceton vom Teil entfernt.
4. In die Kunststoffplatte werden Löcher gebohrt, Dioden eingesetzt und verlötet.

Der letzte Schritt ist die Installation und Ausrichtung des Solarmoduls, um den Servicezugang und die Energieeffizienz zu erleichtern.

Regeln für die Installation von Solarmodulen

Industrielle Modifikationen können unabhängig voneinander rotieren. Haushaltsgeräte müssen nach mehreren Parametern eingestellt werden:

• Wenn Sie sich von schattigen Bereichen entfernen - ein Baum oder ein hohes Haus in der Nähe macht das Gerät unwirksam.
• Wahrzeichen auf der Sonnenseite. Bewohner der nördlichen Hemisphäre orientieren die Struktur nach Süden, die südliche nach Norden.
• Neigungswinkel - gebunden an die geografische Breite des Standorts. Im Sommer ist es besser, das Solarpanel um 30 Grad zum Horizont zu neigen, im Winter - 70 Grad.
• Verfügbarkeit des Zugangs für Wartungsarbeiten - Reinigung von Staub, Schmutz, anhaftendem Schnee.

Das Gerät ist wirksam, wenn die Sonnenstrahlen direkt auf die Abdeckung gerichtet sind.

Merkmale von Windkraftanlagen

Windkraftquellen arbeiten nach dem Prinzip, kinetische Energie in mechanische Energie und dann in Wechselstrom umzuwandeln. Strom kann ab einer Mindestwindgeschwindigkeit von 2 m/s bezogen werden. Die optimale Windgeschwindigkeit beträgt 5 bis 8 m / s.

Arten von Windgeneratoren

Je nach Art der Rotorbefestigung gibt es Modifikationen:

• Horizontal - unterscheiden sich in der minimalen Materialmenge für die Herstellung und hohe Effizienz. Die Nachteile des Gerätes sind der hohe Montagemast und die Komplexität des mechanischen Teils.
• Vertikal - Betrieb in einem weiten Bereich von Windgeschwindigkeiten. Die Besonderheit des Generators ist die Notwendigkeit einer zusätzlichen Fixierung des Motors.

Je nach Anzahl der Klingen gibt es Ein- oder Mehrklingenmodelle. Nach Material werden die Blätter in Segel und Starr eingeteilt. Die Spindelsteigung der Anlage ist variabel (Sie können die Arbeitsgeschwindigkeit einstellen) und fest.

Beim Bau einer Windkraftanlage wird zwangsläufig ein Fundament geschaffen und verstärkt.

Auslegung von Windkraftanlagen

Der fertige Windgenerator besteht aus folgenden Teilen:

• Turm - in einer windigen Gegend aufgestellt;
• Klingengenerator;
• Blade Controller - wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um;
• Wechselrichter - wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um;
• Akku;
• Wassertank.

Akkumulierende Batterie gleicht den Unterschied zwischen der Windsaison und der Windstille aus.

Aus einem Maschinengenerator einen Windgenerator mit niedriger Drehzahl machen

Da der Bausatz zum Zusammenbau eines Windgenerators 250 bis 300 Tausend Rubel kostet, ist es ratsam, die Struktur mit eigenen Händen herzustellen. Sie benötigen einen Autogenerator und eine Batterie.

Die Rotorblätter sorgen für den Betrieb anderer Windkraftanlagen. Sie können sie wie folgt aus Stoff-, Metall- oder Kunststoffrohr selbst herstellen:

1. Wählen Sie ein Material mit guter Windbeständigkeit - ab 4 cm Dicke.
2. Berechnen Sie die Länge der Klinge so, dass der Rohrdurchmesser 1/5 beträgt.
3. Schneiden Sie das Rohr ab und verwenden Sie es als Schablonen.
4. Schleifen Sie die Kanten aller Elemente, um Unregelmäßigkeiten zu entfernen.
5. Befestigen Sie die Kunststoffklingen an der Aluminiumscheibe.
6. Ausgleichen Sie das Rad, indem Sie es in einer horizontalen Position arretieren.
7. Schleifen Sie die Kanten des Windrades während des Drehens.

Das optimale Blattlayout ist eine große Zahl, aber eine kleinere Größe.

Das Projekt zur Herstellung eines Mastes muss mit der Materialauswahl beginnen. Sie benötigen ein 7 m langes Stahlrohr mit einem Durchmesser von 150-200 m. Wenn Hindernisse vorhanden sind, ragt das Rad 1 m höher als diese.

Für zusätzliche Stabilität der Struktur sind die Spannstifte aus Stahl oder verzinktem Kabel mit einer Dicke von 6-8 mm hergestellt. Mast und Heringe müssen betoniert werden.

Der Prozess der Überarbeitung des Autogenerators besteht darin, die Startereinheit zurückzuspulen und einen Rotor auf Basis von Neodym-Magneten zu erstellen. Dafür werden Löcher in das Gerät gebohrt. Die Magnete sollten abwechselnd mit den Polen platziert werden und die Hohlräume sollten mit Epoxid gefüllt werden.

Der Rotor ist in Papier gewickelt, um die Spule in einer Richtung in einem Dreiphasenschema aufzuwickeln. In der letzten Stufe wird der Generator getestet - bei 300 U / min sollte er 30 V anzeigen.

Je mehr Windungen die Spule hat, desto effizienter arbeitet der Generator.

Alternative Windquellen für Wärme und Strom werden nach der Herstellung der Schwenkwelle gesammelt. Sie benötigen ein Rohr mit zwei Lagern und ein Endstück aus 1,2 mm starkem verzinktem Blech.

Der Generator wird mit dem Rahmen ihres Profirohres am Mast befestigt. Der Abstand vom Balken zu den Blättern sollte mehr als 25 cm betragen Nach dem Zusammenbau der Grundstruktur werden Laderegler, Wechselrichter und Batterie montiert.

Mit Wärmepumpen ein Haus heizen

Europa setzt seit mehreren Jahren Wärmepumpen ein, die mit allen alternativen Stromformen interagieren. Im Sommer und Winter nehmen die Geräte Wärme aus Erde, Luft und Wasser auf und geben sie zur Beheizung des Raumes ab.

Sorten von Wärmepumpen

Je nach Heizbedarf können Sie Modelle mit 1, 2, 3 Kreisläufen, 1-2 Verflüssigern wählen. Sie arbeiten zum Heizen und Kühlen oder ausschließlich zum Heizen.

Nach der Art der Energiequelle und der Art der Stromerzeugung sind Geräte:

• Luft zu Wasser. Der Luft werden Wärmeströme entzogen und das Wasser erwärmt. Die Systeme sind für Klimazonen mit einer Wintertemperatur von -15 Grad geeignet.
• Erde Wasser. Relevant für die gemäßigte Klimazone. Sie werden mit einem Kollektor oder einer Sonde ohne Bohrgenehmigung in den Boden eingebaut.
• Wasser Wasser. In der Nähe von Gewässern installiert. Im Winter liefert die Pumpe durch Beheizung der Quelle Wärme an ein großes Haus.
• Wasser-Luft. Die Energiequelle ist ein Reservoir. Über einen Kompressor werden der Luft Wärmeströme zugeführt. Es wird ein Kühlmittel.
• Erde-Luft. Der Boden ist eine Wärmequelle, die vom Kompressor an die Luft abgegeben wird. Energieträger sind Frostschutzmittel.
• Luft zu Luft. Die Geräte arbeiten nach dem Prinzip einer Klimaanlage – zum Kühlen und Heizen.

Die Wahl einer Wärmequelle hängt von der Geologie des Gebiets und dem Vorhandensein von Hindernissen für Erdarbeiten ab.

So funktioniert eine Wärmepumpe

Die Wärmepumpe arbeitet nach dem Carnot-Zyklus - einer Temperaturerhöhung bei starker Kompression des Kühlmittels. Da die Geräte über 3 Arbeitskreise (2 - extern, 1 - intern), einen Kondensator, einen Verdampfer und einen Kompressor verfügen, kann ihr Wirkungsschema wie folgt dargestellt werden:

1. Das Primärkühlmittel (im Wasser, in der Luft, im Erdreich) nimmt Wärme aus Quellen mit niedrigem Potential auf. Die maximale Knotentemperatur beträgt etwa + 6 Grad.
2. Der Niedertemperatur-Niedertemperatur-Träger befindet sich in der inneren Schleife. Das Kältemittel verdampft beim Erhitzen, sein Dampf wird im Kompressor komprimiert. In diesem Moment wird Wärme erzeugt. Dampftemperatur - von +35 bis +65 Grad.
3. Die Wärme im Verflüssiger gelangt aus dem Heizkreis in das Heizmedium. Die Dämpfe werden zu Kondensat und werden dem Verdampfer zugeführt.

Der Zyklus der Wärmepumpe wird ständig wiederholt.

Wärmepumpe aus Schrott

Hausgemacht ist ganz real, wenn Sie funktionierende Teile von Haushaltsgeräten haben.

Zur Vorbereitung des Kondensators und Kompressors benötigen Sie:

1. Machen Sie einen Pumpenkompressor aus einem Kühlschrank oder Klimaanlagenkompressor. Das Teil wird mit einer weichen Aufhängung an der Heizraumwand befestigt.
2. Machen Sie einen Kondensator. Die beste Option ist ein 100-Liter-Edelstahltank.
3. Schneiden Sie den Behälter mit einer Mühle in zwei Hälften und setzen Sie dann die Spule (Kupferrohr des Kühlschranks oder der Klimaanlage) ein.
4. Nach dem Einbau der Spule die Tankhälften verschweißen.

Verwenden Sie Argonschweißen für eine qualitativ hochwertige Schweißnaht.

Der Verdampfer ist um einen 75-80-Liter-Kunststofftank mit einer Kupferrohrschlange mit einem Durchmesser herum gebaut. Es ist um ein Stahlrohr von 300-400 mm Durchmesser gewickelt. Die Windungen werden mit einem perforierten Winkel fixiert.

An der Spule wird ein Gewinde zur Kopplung mit der Rohrleitung geschnitten. Kältemittel wird in das Gerät gepumpt, danach wird der Verdampfer an der Wand montiert.

Die optimale Quelle für diese alternativen Methoden der Wärme- und Stromerzeugung ist Wasser aus einem Brunnen oder Brunnen. Die Flüssigkeit gefriert auch im Winter nicht.

Sie benötigen 2 Brunnen:

• für die Wasseraufnahme und deren Zufuhr zum Verdampfer;
• um Abwasser abzuleiten und in den Verdampfer zu leiten.

Die Autonomie der Wärmepumpe wird durch automatische Mechanismen zur Steuerung der Bewegung des Kühlmittels entlang der Heizkreise und des Freondrucks sichergestellt.

Wärme aus anderen alternativen Quellen beziehen

Bei der Organisation des ersten externen Kreislaufs der Pumpe wird eine effektive Wärmequelle benötigt:

• Ringförmige Rohre im Wasser. Ein Stausee ohne große Gefriertiefe oder ein Fluss sichert die Wirksamkeit der Technik. Die Rohre werden mit einer Last unter Wasser verlegt.
• Thermische Felder. Die Rohre werden unter dem Gefrierpunkt des Bodens vergraben - eine große Bodenschicht wird entfernt.
• Geothermische Quellen. Brunnen werden bis in große Tiefen gebohrt. In ihnen werden Kreisläufe mit Kühlmitteln gestartet.
• Außenbordluft. Die Wärme wird aus Lüftungsschächten oder Stichkanälen abgeführt.

Der Nachteil einer Wärmepumpe sind die hohen Kosten und Kosten für die Installation von Wärmequellen.

Biogasanlagen

Bio-Alternativstrom wird über Biogasanlagen erzeugt. Mit den Geräten können Sie Geflügel und tierische Abfälle recyceln. Das resultierende Gas wird gereinigt und getrocknet und dann als Wärmeträger verwendet. Restmassen sind ein wirksamer und sicherer Dünger für den Boden.

Technologieprinzip

Bei der Vergärung von biologischen Abfällen von Tieren und Vögeln entstehen Gase. Eine anaerobe Umgebung ohne Sauerstoff ist optimal. Es erhöht die Aktivität mesophiler und thermophiler Bakterien. Damit der Prozess effektiv ist, muss die Masse von Hand mit einem Stab oder mechanischen Rührern gemischt werden. Unter idealen Bedingungen werden in 1 Liter eines auf +50 Grad erhitzten geschlossenen Behälters 4 bis 4,5 Liter Gas gewonnen.

Biogasanlage für ein Privathaus

Der einfachste Bioreaktor ist ein Behälter mit Deckel und Rührwerk. Im Deckel ist ein Loch für den Gasaustrittsschlauch angebracht. Seine Menge reicht für 1-2 Brenner.

Ein unterirdischer oder oberirdischer Bunker erhöht das Nutzvolumen. Die unterirdische Konstruktion besteht aus Stahlbeton mit einer Deckschicht aus Wärmedämmung. Das Fassungsvermögen ist in Fächer unterteilt. Der Mist wird in das Förderband geladen und füllt den Trichter zu 80-85%. Der Rest der Fläche wird zur Gasansammlung genutzt. Es wird durch ein spezielles Rohr abgeführt, dessen anderes Ende sich in der Wassersperre befindet. Nach der Entfeuchtung gelangt das gereinigte Gas ins Haus.

Alternative Formen der Gewinnung von Wärmeressourcen und Strom stehen den Bewohnern von Wohnungen derzeit nicht zur Verfügung. Sie können von Bewohnern von Privathäusern und Bauernhöfen genutzt werden. Der einzige Nachteil der erneuerbaren Quellen sind die Kosten für die Einrichtung des Systems, aber die finanziellen Investitionen amortisieren sich nach 1-2 Jahren Betrieb.