Quelles alternatives électriques peuvent être utilisées dans les maisons privées

Les vecteurs d'énergie aident à assurer les fonctions de toutes les lignes de communication. En l'absence temporaire des principaux axes routiers, des sources alternatives d'électricité peuvent être utilisées. Ils ne sont pas aussi populaires que les traditionnels, mais ils sont plus rentables en termes de fonctionnement et ne nuisent pratiquement pas à l'environnement.

Où et sous quelle forme obtenir des ressources énergétiques

Les sources d'énergie traditionnelles sont les centrales thermiques, nucléaires et hydroélectriques. L'approvisionnement en énergie alternative est auto-réparateur, efficace, bon marché et respectueux de l'environnement. En fait, l'énergie est dans les ressources naturelles, il suffit d'essayer de l'extraire. Sans compétences particulières, vous pouvez effectuer les travaux suivants:

• installer des capteurs solaires et des batteries pour alimenter l'éclairage ou chauffer l'eau ;
• monter des éoliennes;
• utiliser des pompes à chaleur pour chauffer la maison en utilisant la chaleur de l'eau, de la terre ou de l'air;
• d'utiliser des installations de biogaz pour le traitement des déchets animaux, aviaires et humains.

L'inconvénient des sources d'énergie non traditionnelles réside dans les investissements financiers importants pour leur organisation.

Sources d'énergie renouvelables

En raison de la disponibilité limitée des combustibles fossiles, les scientifiques du monde entier développent et déploient les sources d'énergie du futur. Renouvelable comprend :

• Générateurs d'électricité - sur le territoire de la Russie, les générateurs électriques, à essence et à gaz sont le plus souvent utilisés. Ce dernier fonctionne au carburant liquéfié et naturel, du fait de son faible bruit, il est utilisé dans la vie de tous les jours et est durable.
• Énergie du soleil - une personne utilise un rayonnement électromagnétique. La source d'électricité et de chauffage autonome est silencieuse et respectueuse de l'environnement.
• Éoliennes - fonctionnent sur la base de la transformation de l'énergie cinétique du vent en rotation mécanique d'une turbine qui génère du courant alternatif. Les éoliennes horizontales et verticales se caractérisent par un rendement élevé.
• Biocarburants - les meilleures options seraient les graisses oléagineuses, les algues, le gaz provenant de la fermentation des déchets organiques.
• Les stations de roue hydraulique sont une source d'énergie pratique s'il y a une rivière près de la maison. La roue de la turbine est entraînée par les courants d'eau.
• Solutions géothermiques - dans les zones sismiquement actives, transforment la chaleur générée au moment de la libération de l'eau géothermique.

La Russie possède plusieurs centrales solaires - dans la région d'Orenbourg (puissance 40 MW), dans la République du Bachkortostan (puissance 15 MW), en Crimée (10 pièces de 20 MW chacune).

Utiliser l'énergie du soleil

L'électricité alternative basée sur le rayonnement solaire électromagnétique est justifiée pour les personnes qui ont une maison d'été en dehors de la ville.La raison en est l'indicateur de la puissance totale par beau temps, pas plus de 5 à 7 kW par heure. Plusieurs installations solaires sont populaires aujourd'hui.

Panneaux solaires

Les appareils sont assemblés à partir de convertisseurs photovoltaïques. Les éléments industriels sont construits à partir de mineurs qui génèrent du courant lorsqu'ils sont exposés à la lumière directe. Dans le secteur privé, les convertisseurs au silicium de type poly et monocristallin sont populaires. Ces derniers diffèrent par leur efficacité de 13 à 25 %, mais le polycristallin est moins cher. La plage de température des plaques est de -40 à +50 degrés.

Capteurs solaires

Utilisé pour chauffer l'air ou l'eau. L'utilisateur peut régler le sens des flux chauffés, organiser une réserve en cas d'intempéries. Les fabricants produisent trois modifications de collecteurs - air, plat et tubulaire.

• Plastique plat. Il s'agit d'un panneau noir et transparent dans un boîtier avec une bobine centrale en cuivre. L'élément sombre inférieur se réchauffe lorsqu'il est exposé au soleil. Il transfère la chaleur à la bobine de cuivre, qui chauffe l'eau. Le collecteur plat est adapté pour chauffer l'eau de la piscine ou de la douche d'été. L'inconvénient de la technologie est que de nombreux éléments sont nécessaires pour chauffer de gros volumes.
• Tubulaire. Ils se présentent sous forme de tubes sous vide ou coaxiaux en verre. L'eau chauffée par le soleil y coule. La chaleur concentrée à l'intérieur d'un système spécial chauffe l'eau dans le réservoir de stockage. Pour la circulation des flux d'eau, des sédiments sont utilisés. Un collecteur tubulaire est une bonne solution pour chauffer l'eau chaude et le chauffage.
• Capteurs solaires à air. Les appareils ressemblent à des modèles en plastique plat en raison du fond noir et des panneaux supérieurs transparents. Les installations dimensionnelles sont situées sur le mur est ou sud-est. En eux, grâce à la chaleur solaire, il chauffe l'air fourni à la maison et aux locaux techniques avec des ventilateurs spéciaux.

L'énergie solaire est la mieux adaptée pour le chauffage par le sol.

Panneaux solaires faits maison

Les installations solaires sont une alternative coûteuse à l'électricité traditionnelle. Avec votre propre assemblage à la main, vous pouvez réduire le coût de la structure de 3 à 4 fois. Avant de commencer à créer un panneau solaire, vous devez comprendre le principe de sa fonctionnalité.

Comment fonctionne un système d'énergie solaire

Pour représenter le principe de fonctionnement, il convient de commencer par la construction. Le dispositif de sources d'énergie solaire comprend :

• panneau solaire - un complexe de nœuds pour convertir la lumière du soleil en un flux d'électrons;
• Batterie - il y en a plusieurs dans le système, le nombre dépend de la puissance des consommateurs;
• contrôleur de charge - fournit une charge normale de la batterie sans recharge;
• onduleur - convertit le courant basse tension des batteries en courant haute tension (3-5 kW suffisent pour une maison).

Les cellules solaires produisent individuellement des courants de basse tension (environ 18-21 V), ce qui est suffisant pour charger une batterie de 12 volts.

Construire une cellule solaire

La batterie est assemblée à partir de photocellules modulaires. Un module domestique contient 30, 36 et 72 éléments. Ils sont connectés en série avec une alimentation d'une tension maximale de 50 V.

Pour la partie carrosserie, vous aurez besoin de poutres en bois, de panneaux de fibres de bois, de plexiglas et de contreplaqué. Le fond de la boîte est découpé dans du contreplaqué et inséré dans un cadre constitué de barres de 25 mm d'épaisseur. Des trous sont faits autour du périmètre du cadre. Pour éviter la surchauffe des éléments, le pas de perçage doit être de 15 à 20 cm.

Pour la taille du fond, comptez le nombre de photocellules et mesurez chacune.

À partir du panneau de fibres avec un couteau de bureau, un substrat de panneau de fibres avec des trous de ventilation est découpé. Ils sont réalisés selon un schéma d'emboîtement carré avec une empreinte de 5 cm.Ensuite :

1. Les éléments sont placés sur le substrat et dessoudés.
2. Les connexions sont faites de manière séquentielle, ordonnée.
3. Les rangées terminées sont connectées aux jeux de barres qui transportent le courant.
4. Les éléments sont retournés et fixés dans le siège avec du silicone.
5. Vérifiez les paramètres de tension de sortie. Sa gamme est de 18 à 20 V.
6. La batterie est rodée pendant 2-3 jours pour tester la capacité de charge.
7. A la fin du contrôle, les joints sont scellés.

Peignez et séchez le support 2 fois.

Après vérification de la fonctionnalité, le panneau solaire est assemblé :

1. Amener les contacts d'entrée et de sortie vers l'extérieur.
2. Découpez le couvercle du plexiglas et fixez-le avec des vis autotaraudeuses sur les trous faits à l'avance.
3. Lors de l'utilisation d'un circuit de diodes de 36 diodes avec une tension de 12 V, la peinture est retirée de la pièce avec de l'acétone.
4. Des trous sont pratiqués dans le panneau en plastique, des diodes sont insérées et soudées.

La dernière étape est l'installation et l'orientation du panneau solaire pour faciliter l'accès au service et l'efficacité énergétique.

Règles d'installation des panneaux solaires

Les modifications industrielles peuvent tourner indépendamment. Les appareils ménagers doivent être réglés en fonction de plusieurs paramètres :

• S'éloigner des zones ombragées - un arbre ou une grande maison à proximité rendra l'appareil inefficace.
• Point de repère du côté ensoleillé. Les résidents de l'hémisphère nord orientent la structure vers le sud, celle du sud vers le nord.
• Angle d'inclinaison - lié à la latitude géographique du site. En été, il est préférable d'incliner le panneau solaire de 30 degrés vers l'horizon, en hiver de 70 degrés.
• Disponibilité d'accès pour l'entretien - nettoyage de la poussière, de la saleté, de la neige collée.

L'appareil sera efficace si les rayons du soleil sont dirigés directement sur la couverture.

Caractéristiques des éoliennes

Les éoliennes fonctionnent sur le principe de la conversion de l'énergie cinétique en énergie mécanique, puis en courant alternatif. L'électricité peut être obtenue à une vitesse de vent minimale de 2 m/s. La vitesse optimale du vent est de 5 à 8 m/s.

Types d'éoliennes

Il y a des modifications selon le type de montage du rotor :

• Horizontal - diffèrent par la quantité minimale de matériaux pour la fabrication et une efficacité élevée. Les inconvénients de l'appareil sont le mât de montage élevé et la complexité de la partie mécanique.
• Vertical - fonctionne dans une large gamme de vitesses de vent. La spécificité du générateur est la nécessité d'une fixation supplémentaire du moteur.

Selon le nombre de pales, il existe des modèles mono ou multi pales. Par matériau, les pales sont classées en voile et rigide. Le pas de vis de l'installation est variable (vous pouvez régler la vitesse de travail) et fixe.

Lors de la construction d'une éolienne, une fondation est nécessairement créée et renforcée.

Conception d'éoliennes

L'éolienne finie se compose des éléments suivants :

• tour - placée dans une zone venteuse;
• générateur de pales;
• contrôleur de lame - convertit le courant alternatif en courant continu ;
• onduleur - convertit le courant continu en courant alternatif;
• batterie de stockage;
• réservoir d'eau.

La batterie accumulée atténue la différence entre la saison des vents et la période calme.

Fabriquer une éolienne à faible vitesse à partir d'un générateur de machine

Étant donné que le kit d'assemblage d'une éolienne coûte de 250 à 300 000 roubles, il est conseillé de fabriquer la structure de vos propres mains. Vous aurez besoin d'un générateur de voiture et d'une batterie.

Les pales assurent le fonctionnement d'autres dispositifs d'éoliennes. Vous pouvez les fabriquer vous-même à partir de tuyaux en tissu, en métal ou en plastique comme suit :

1. Choisissez un matériau avec une bonne résistance au vent - à partir de 4 cm d'épaisseur.
2. Calculez la longueur de la lame pour que le diamètre du tuyau soit de 1/5.
3. Coupez le tuyau et utilisez-le comme gabarit.
4. Poncez les bords de tous les éléments pour éliminer les irrégularités.
5. Fixez les lames en plastique au disque en aluminium.
6. Équilibrez la roue en la bloquant en position horizontale.
7. Meulez les bords de la roue éolienne pendant la rotation.

La disposition optimale de la lame est un grand nombre, mais une taille plus petite.

Un projet de fabrication de mât doit commencer par la sélection des matériaux. Vous aurez besoin d'un tuyau en acier de 7 m de long et de 150-200 m de diamètre. S'il y a des obstacles, la roue monte 1 m plus haut qu'eux.

Pour une stabilité supplémentaire de la structure, les piquets d'étirement sont en acier ou en câble galvanisé de 6 à 8 mm d'épaisseur. Le mât et les piquets doivent être bétonnés.

Le processus de refonte de l'auto-générateur consiste à rembobiner le démarreur et à créer un rotor à base d'aimants en néodyme. Des trous sont percés dans l'appareil pour eux. Les aimants doivent être placés en alternant les pôles et les vides doivent être remplis d'époxy.

Le rotor est enveloppé dans du papier pour rembobiner la bobine dans un sens selon un schéma triphasé. Au dernier stade, le générateur est testé - à 300 tr/min, il devrait afficher 30 V.

Plus la bobine tourne, plus le générateur fonctionne efficacement.

D'autres sources éoliennes de chaleur et d'électricité sont collectées après la fabrication de l'arbre de pivot. Vous aurez besoin d'un tuyau avec deux paliers et une section arrière en tôle galvanisée de 1,2 mm d'épaisseur.

Le générateur est fixé au mât au moyen du cadre de leur tuyau professionnel. La distance entre le faisceau et les pales doit être supérieure à 25 cm.Après avoir assemblé la structure de base, le contrôleur de charge, l'onduleur et la batterie sont montés.

Chauffer une maison avec des pompes à chaleur

L'Europe utilise des pompes à chaleur depuis plusieurs années, interagissant avec toutes les formes alternatives d'électricité. En été comme en hiver, les unités prélèvent la chaleur du sol, de l'air, de l'eau et l'envoient pour chauffer la pièce.

Variétés de pompes à chaleur

En fonction des besoins de chauffage, vous pouvez choisir des modèles à 1, 2, 3 circuits, 1-2 condenseurs. Ils fonctionneront pour le chauffage et le refroidissement, ou exclusivement pour le chauffage.

Selon le type de source d'énergie et le mode de production d'électricité, les appareils sont :

• Air à eau. Les flux de chaleur sont prélevés dans l'air et chauffent l'eau. Les systèmes sont adaptés aux zones climatiques avec une température hivernale de -15 degrés.
• L'eau de terre. Pertinent pour la zone climatique tempérée. Ils sont installés dans le sol au moyen d'un collecteur ou d'une sonde sans permis de forage.
• L'eau l'eau. Installé à côté des plans d'eau. En hiver, la pompe, en chauffant la source, fournit de la chaleur à une grande maison.
• Eau-air. La source d'énergie est un réservoir. Les flux de chaleur sont fournis à l'air au moyen d'un compresseur. Il devient un liquide de refroidissement.
• Terre-air. Le sol est une source de chaleur, qui est transférée à l'air par le compresseur. Le vecteur d'énergie est le liquide antigel.
• Air-air. Les appareils fonctionnent sur le principe d'un climatiseur - pour le refroidissement et le chauffage.

Le choix d'une source de chaleur dépend de la géologie de la zone et de la présence d'obstacles aux terrassements.

Comment fonctionne une pompe à chaleur

La pompe à chaleur fonctionne sur la base du cycle de Carnot - une augmentation de la température avec une forte compression du liquide de refroidissement. Étant donné que les appareils ont 3 circuits de travail (2 - externe, 1 - interne), un condenseur, un évaporateur et un compresseur, leur schéma d'action peut être représenté comme suit :

1. Le fluide caloporteur primaire (situé dans l'eau, dans l'air, dans le sol) capte la chaleur de sources à faibles potentiels. La température maximale du nœud est d'environ + 6 degrés.
2. Le support basse température et basse température se trouve dans la boucle interne. Le réfrigérant s'évapore lorsqu'il est chauffé, sa vapeur est comprimée dans le compresseur. A ce moment, de la chaleur est générée. Température de vapeur - de +35 à +65 degrés.
3. La chaleur du condenseur pénètre dans le fluide caloporteur depuis le circuit de chauffage. Les vapeurs se condensent et sont envoyées à l'évaporateur.

Le cycle de la pompe à chaleur est constamment répété.

Pompe à chaleur à partir de matériaux de récupération

Le fait maison est bien réel si vous avez des pièces de travail provenant d'appareils électroménagers.

Pour préparer le condenseur et le compresseur, vous aurez besoin de :

1. Fabriquez un compresseur de pompe à partir d'un compresseur de réfrigérateur ou de climatiseur. Le détail est fixé avec une suspension souple sur le mur de la chaufferie.
2. Faire un condensateur. La meilleure option est un réservoir en acier inoxydable de 100 litres.
3. Coupez le récipient en deux avec un broyeur, puis insérez le serpentin (tube en cuivre du réfrigérateur ou du climatiseur).
4. Après avoir installé la bobine, soudez les moitiés du réservoir.

Utilisez le soudage à l'argon pour une soudure de qualité.

L'évaporateur est construit autour d'un réservoir en plastique de 75-80 litres avec un serpentin en tube de cuivre de ¾ "de diamètre. Il est enroulé autour d'un tube en acier de 300 à 400 mm de diamètre. Les virages sont fixés avec un angle perforé.

Un fil est coupé sur la bobine pour le couplage avec le pipeline. Le réfrigérant est pompé dans l'unité, après quoi l'évaporateur est monté sur le mur.

La source optimale pour ces méthodes alternatives de production de chaleur et d'électricité sera l'eau d'un puits ou d'un puits. Le liquide ne gèle pas même en hiver.

Vous aurez besoin de 2 puits :

• pour la prise d'eau et son alimentation vers l'évaporateur ;
• pour évacuer les eaux usées et les faire entrer dans l'évaporateur.

L'autonomie de la pompe à chaleur sera assurée par des mécanismes automatiques de contrôle du mouvement du fluide caloporteur le long des circuits de chauffage et de la pression du fréon.

Obtenir de la chaleur à partir d'autres sources alternatives

Lors de l'organisation du premier circuit externe de la pompe, une source de chaleur efficace sera nécessaire :

• Tuyaux en forme d'anneau dans l'eau. Un réservoir sans grande profondeur de congélation ou une rivière assure l'efficacité de la technologie. Les tuyaux sont posés sous l'eau à l'aide d'une charge.
• Champs thermiques. Les tuyaux sont enterrés sous le point de congélation du sol - une grande couche de sol est enlevée.
• Sources géothermiques. Les puits sont forés à de grandes profondeurs. Des circuits avec des liquides de refroidissement y sont démarrés.
• Air extérieur. La chaleur est extraite des gaines de ventilation ou des conduits de dérivation.

L'inconvénient d'une pompe à chaleur est le coût élevé et le coût d'installation des sources de chaleur.

Installations de biogaz

L'électricité alternative organique est produite à l'aide de systèmes de biogaz. Les appareils vous permettent de recycler les déchets de volaille et d'animaux. Le gaz résultant est purifié et séché, puis utilisé comme caloporteur. Les masses résiduelles seront un engrais efficace et sûr pour le sol.

Principe technologique

Des gaz se forment lors de la fermentation des déchets biologiques des animaux et des oiseaux. Un environnement anaérobie sans oxygène sera optimal. Il augmente l'activité des bactéries mésophiles et thermophiles. Pour que le processus soit efficace, la masse devra être mélangée à la main, à l'aide d'un bâton ou d'agitateurs mécaniques. Dans des conditions idéales, dans 1 litre d'un récipient fermé chauffé à une température de +50 degrés, on obtient de 4 à 4,5 litres de gaz.

Système de biogaz pour une maison privée

Le bioréacteur le plus simple est un récipient avec un couvercle et un mécanisme d'agitation. Un trou est fait dans le couvercle pour le tuyau de sortie de gaz. Sa quantité sera suffisante pour 1-2 brûleurs.

Un bunker souterrain ou aérien augmente le volume utilisable. La structure souterraine est en béton armé avec une couche supérieure d'isolation thermique. La capacité est divisée en compartiments. Le fumier est chargé dans le convoyeur, remplissant la trémie à 80-85%. Le reste de la zone est utilisé pour l'accumulation de gaz. Il est évacué par un tube spécial dont l'autre extrémité se trouve dans le joint hydraulique. Après déshumidification, le gaz purifié pénètre dans la maison.

D'autres types d'extraction de ressources thermiques et d'électricité ne sont actuellement pas disponibles pour les résidents des appartements. Ils peuvent être utilisés par les résidents des maisons privées et des fermes. Le seul inconvénient des sources renouvelables est le coût d'aménagement du système, mais l'investissement financier est rentable après 1-2 ans de fonctionnement.