¿Qué alternativas eléctricas se pueden usar en hogares privados?

Los portadores de energía ayudan a garantizar las funciones de todas las líneas de comunicación. En ausencia temporal de las carreteras principales, se pueden utilizar fuentes alternativas de electricidad. No son tan populares como los tradicionales, pero son más rentables en términos de funcionamiento y prácticamente no dañan el medio ambiente.

Dónde y de qué forma obtener recursos energéticos

Las fuentes de energía tradicionales son las centrales térmicas, nucleares e hidroeléctricas. El suministro de energía alternativa es autocurativo, eficiente, económico y respetuoso con el medio ambiente. De hecho, la energía está en los recursos naturales, solo debes intentar extraerla. Sin habilidades especiales, puede realizar el siguiente trabajo:

• instalar colectores solares y baterías para alimentar la iluminación o calentar el agua;
• montar aerogeneradores;
• utilizar bombas de calor para calentar la casa utilizando el calor del agua, la tierra o el aire;
• utilizar plantas de biogás para procesar desechos de animales, aves y humanos.

La desventaja de las fuentes de energía no tradicionales son las grandes inversiones financieras para su organización.

Fuentes de energía renovable

Debido a la disponibilidad limitada de combustibles fósiles, los científicos de todo el mundo están desarrollando y desplegando las fuentes de energía del futuro. Renovable incluye:

• Generadores de electricidad: en el territorio de Rusia, los generadores eléctricos, de gasolina y de gas se utilizan con mayor frecuencia. Este último funciona con combustible licuado y natural, debido a su bajo nivel de ruido, se utiliza en la vida cotidiana y es duradero.
• Energía del sol: una persona usa radiación electromagnética. La fuente de electricidad y calefacción autónoma es silenciosa y respetuosa con el medio ambiente.
• Turbinas eólicas: funcionan sobre la base de la transformación de la energía cinética del viento en la rotación mecánica de una turbina que genera corriente alterna. Los aerogeneradores horizontales y verticales se caracterizan por su alta eficiencia.
• Biocombustibles: las mejores opciones serían las grasas de semillas oleaginosas, las algas, el gas de la fermentación de desechos orgánicos.
• Las estaciones de rueda hidráulica son una fuente de energía conveniente si hay un río cerca de la casa. La rueda de la turbina es impulsada por corrientes de agua.
• Soluciones geotérmicas - en áreas sísmicamente activas transforman el calor generado en el momento de la liberación de agua geotérmica.

Rusia tiene varias estaciones solares: en la región de Orenburg (potencia 40 MW), en la República de Bashkortostán (potencia 15 MW), en Crimea (10 piezas de 20 MW cada una).

Usando la energía del sol

La electricidad alternativa basada en la radiación solar electromagnética está justificada para las personas que tienen una casa de campo fuera de la ciudad.La razón es el indicador de potencia total con buen tiempo no más de 5-7 kW por hora. Varias instalaciones solares son populares en la actualidad.

Paneles solares

El montaje de dispositivos se realiza a partir de convertidores fotovoltaicos. Los elementos industriales se construyen a partir de mineros que generan corriente cuando se exponen a la luz directa. En el sector privado, los convertidores de silicio de tipo policristalino y monocristalino son populares. Estos últimos difieren en eficiencia del 13-25%, pero el policristalino es más barato. El rango de temperatura de las placas es de -40 a +50 grados.

Colectores solares

Se utiliza para calentar aire o agua. El usuario puede establecer la dirección de los flujos calentados, organizar una reserva en caso de mal tiempo. Los fabricantes producen tres modificaciones de colectores: aire, plano y tubular.

• Plástico plano. Son un panel negro y transparente en una carcasa con una bobina de cobre central. El elemento oscuro inferior se calienta cuando se expone a la luz solar. Transfiere calor a la bobina de cobre, que calienta el agua. El colector plano es adecuado para calentar el agua de la piscina o la ducha de verano. La desventaja de la tecnología es que se requieren muchos elementos para calentar grandes volúmenes.
• Tubular. Se presentan en forma de tubos de vidrio al vacío o coaxiales. El agua, calentada por el sol, fluye por ellos. El calor concentrado dentro de un sistema especial calienta el agua en el tanque de almacenamiento. Para la circulación de los flujos de agua se utilizan sedimentos. Un colector tubular es una buena solución para calentar agua caliente y calentar.
• Colectores solares de aire. Los dispositivos se asemejan a modelos de plástico plano debido a la parte inferior negra y los paneles superiores transparentes. Las instalaciones dimensionales están ubicadas en la pared este o sureste. En ellos, debido al calor solar, calienta el aire suministrado a la casa y cuartos de servicio con ventiladores especiales.

La energía solar es la más adecuada para la calefacción por suelo radiante.

Paneles solares de fabricación propia

Las instalaciones solares son una alternativa cara a la electricidad tradicional. Con su propio montaje manual, puede reducir el costo de la estructura de 3 a 4 veces. Antes de comenzar a crear un panel solar, debe comprender el principio de su funcionalidad.

Cómo funciona un sistema de energía solar

Para representar el principio de funcionamiento, vale la pena comenzar con la construcción. El dispositivo de fuente de energía solar incluye:

• panel solar: un complejo de nodos para convertir la luz solar en una corriente de electrones;
• Batería: hay varios de ellos en el sistema, el número depende de la potencia de los consumidores;
• controlador de carga: proporciona una carga normal de la batería sin recargar;
• inversor: convierte la corriente de bajo voltaje de las baterías en corriente de alto voltaje (3-5 kW es suficiente para una casa).

Las células solares producen individualmente corrientes de bajo voltaje (aproximadamente 18-21 V), que es suficiente para cargar una batería de 12 voltios.

Hacer una batería solar

La batería se ensambla a partir de fotocélulas modulares. Un módulo de hogar contiene 30, 36 y 72 elementos. Están conectados en serie con una fuente de alimentación con una tensión máxima de 50 V.

Para la parte del cuerpo, necesitará vigas de madera, tableros de fibra, plexiglás y madera contrachapada. La parte inferior de la caja se corta en madera contrachapada y se inserta en un marco de barras de 25 mm de espesor. Se hacen agujeros alrededor del perímetro del marco. Para evitar el sobrecalentamiento de los elementos, el paso de perforación debe ser de 15-20 cm.

Para el tamaño del fondo, cuente el número de fotocélulas y mida cada una.

Del tablero de fibra con un cuchillo de oficina, se corta un sustrato de tablero de fibra con orificios de ventilación. Están hechos de acuerdo con un esquema de anidamiento cuadrado con una sangría de 5 cm. Luego:

1. Los elementos se colocan encima del sustrato y se desoldan.
2. Las conexiones se realizan de forma secuencial y ordenada.
3. Las filas terminadas están conectadas a las barras colectoras que conducen la corriente.
4. Los elementos se voltean y se fijan en el asiento con silicona.
5. Verifique los parámetros de voltaje de salida. Su rango es de 18 a 20 V.
6. La batería se ejecuta durante 2-3 días para probar la capacidad de carga.
7. Al final de la verificación, se sellan las juntas.

Pinte y seque el respaldo 2 veces.

Después de verificar la funcionalidad, se ensambla el panel solar:

1. Lleve los contactos de entrada y salida al exterior.
2. Recorte la cubierta de plexiglás y fíjela con tornillos autorroscantes en los orificios hechos de antemano.
3. Cuando se usa un circuito de diodos de 36 diodos con un voltaje de 12 V, la pintura se elimina de la pieza con acetona.
4. Se hacen agujeros en el panel de plástico, se insertan y se sueldan los diodos.

El último paso es la instalación y orientación del panel solar para facilitar el acceso al servicio y la eficiencia energética.

Reglas de instalación de paneles solares

Las modificaciones industriales pueden rotar de forma independiente. Los dispositivos domésticos deben configurarse de acuerdo con varios parámetros:

• Alejarse de las áreas sombreadas: un árbol o una casa alta cercana hará que el dispositivo sea ineficaz.
• Hito en el lado soleado. Los habitantes del hemisferio norte orientan la estructura hacia el sur, la del sur hacia el norte.
• Ángulo de inclinación: vinculado a la latitud geográfica del sitio. En verano, es mejor inclinar el panel solar 30 grados hacia el horizonte, en invierno, 70 grados.
• Disponibilidad de acceso para mantenimiento - limpieza de polvo, suciedad, nieve adherida.

El dispositivo será eficaz si los rayos del sol se dirigen directamente sobre la funda.

Características de las turbinas eólicas.

Las fuentes de energía eólica funcionan según el principio de convertir la energía cinética en energía mecánica y luego en corriente alterna. La electricidad se puede obtener a una velocidad mínima del viento de 2 m / s. La velocidad óptima del viento es de 5 a 8 m / s.

Tipos de aerogeneradores

Hay modificaciones según el tipo de montaje del rotor:

• Horizontal: difieren en la cantidad mínima de materiales para la fabricación y alta eficiencia. Las desventajas del dispositivo son el alto mástil de montaje y la complejidad de la parte mecánica.
• Vertical: opere en una amplia gama de velocidades del viento. La especificidad del generador es la necesidad de una fijación adicional del motor.

Según el número de palas, existen modelos de una o varias palas. Por material, las palas se clasifican en vela y rígidas. El paso del tornillo de la instalación es variable (se puede configurar la velocidad de trabajo) y fijo.

Durante la construcción de una turbina eólica, necesariamente se crea y fortalece una base.

Diseño de aerogeneradores

El aerogenerador terminado consta de las siguientes partes:

• torre - colocada en un área ventosa;
• generador de palas;
• controlador de cuchilla: convierte la corriente alterna en corriente continua;
• inversor: convierte la corriente continua en corriente alterna;
• almacenamiento de batería;
• depósito de agua.

La batería acumulativa suaviza la diferencia entre la temporada de viento y el período de calma.

Hacer un aerogenerador de baja velocidad a partir de una máquina generadora

Dado que el kit para ensamblar un generador eólico cuesta de 250 a 300 mil rublos, es recomendable hacer la estructura con sus propias manos. Necesitará un generador de automóvil y una batería.

Las palas proporcionan el funcionamiento de otros dispositivos de turbina eólica. Puede hacerlos usted mismo con tubería de tela, metal o plástico de la siguiente manera:

1. Elija un material con buena resistencia al viento, a partir de 4 cm de grosor.
2. Calcule la longitud de la hoja para que el diámetro de la tubería sea 1/5.
3. Corta la tubería y úsala como plantillas.
4. Lijar los bordes de todos los elementos para eliminar las irregularidades.
5. Fije las cuchillas de plástico al disco de aluminio.
6. Equilibre la rueda bloqueándola en posición horizontal.
7. Muele los bordes de la rueda de viento mientras gira.

El diseño óptimo de la hoja es un gran número, pero un tamaño más pequeño.

El proyecto para la fabricación de un mástil debe comenzar con la elección del material. Necesitará una tubería de acero de 7 m de largo y 150-200 m de diámetro, si hay obstáculos, la rueda se eleva 1 m más alto que ellos.

Para una estabilidad adicional de la estructura, las clavijas para estirar están hechas de acero o cable galvanizado de 6-8 mm de espesor. El mástil y las estacas deben estar hormigonados.

El proceso de reelaboración del autogenerador consiste en rebobinar la unidad de arranque y crear un rotor a base de imanes de neodimio. Se perforan agujeros en el dispositivo para ellos. Los imanes deben colocarse alternando los polos y los huecos deben rellenarse con epoxi.

El rotor está envuelto en papel para rebobinar la bobina en una dirección en un esquema trifásico. En la última etapa, se prueba el generador: a 300 rpm debería mostrar 30 V.

Cuantas más vueltas hay en la bobina, más eficientemente funciona el generador.

Las fuentes eólicas alternativas de calor y electricidad se recolectan después de fabricar el eje de pivote. Necesitará un tubo con dos cojinetes y un tramo de cola de chapa galvanizada de 1,2 mm de espesor.

El generador se fija al mástil mediante el marco de su tubería profesional. La distancia de la viga a las palas debe ser superior a 25 cm. Después de ensamblar la estructura básica, se montan el controlador de carga, el inversor y la batería.

Calentar una casa con bombas de calor

Europa ha estado utilizando bombas de calor durante varios años, interactuando con todas las formas alternativas de electricidad. En verano e invierno, las unidades toman calor del suelo, aire, agua y lo envían a calentar la habitación.

Variedades de bombas de calor.

Dependiendo de las necesidades de calefacción, puede elegir modelos con 1, 2, 3 circuitos, 1-2 condensadores. Funcionarán para calentar y enfriar, o exclusivamente para calentar.

Por tipo de fuente de energía y método de generación de electricidad, los dispositivos son:

• Aire a agua. Los flujos de calor se toman del aire y calientan el agua. Los sistemas son adecuados para zonas climáticas con una temperatura invernal de -15 grados.
• Tierra agua. Relevante para la zona climática templada. Se instalan en el suelo mediante colector o sonda sin permiso de perforación.
• Agua agua. Instalado junto a cuerpos de agua. En invierno, la bomba, al calentar la fuente, proporciona calor a una casa grande.
• Agua-aire. La fuente de energía es un depósito. Los flujos de calor se suministran al aire mediante un compresor. Se convierte en refrigerante.
• Tierra-aire. El suelo es una fuente de calor, que el compresor transfiere al aire. El portador de energía son los líquidos anticongelantes.
• Aire a aire. Los dispositivos funcionan según el principio de un acondicionador de aire: para enfriar y calentar.

La elección de una fuente de calor depende de la geología del área y de la presencia de obstáculos para los movimientos de tierra.

Cómo funciona una bomba de calor

La bomba de calor funciona sobre la base del ciclo de Carnot: un aumento de temperatura con una fuerte compresión del refrigerante. Dado que los dispositivos tienen 3 circuitos de trabajo (2 - externos, 1 - internos), un condensador, un evaporador y un compresor, su esquema de acción se puede representar de la siguiente manera:

1. El refrigerante primario (ubicado en el agua, en el aire, en el suelo) toma calor de fuentes con bajo potencial. La temperatura máxima del nodo es de aproximadamente + 6 grados.
2. El portador de baja temperatura, baja temperatura está en el circuito interno. El refrigerante se evapora cuando se calienta, su vapor se comprime en el compresor. En este momento se genera calor. Temperatura de vapor: de +35 a +65 grados.
3. El calor del condensador entra en el medio de calefacción desde el circuito de calefacción. Los vapores se condensan y se dirigen al evaporador.

El ciclo de la bomba de calor se repite constantemente.

Bomba de calor de materiales de desecho

Hecho en casa es bastante real si tiene piezas que funcionan de electrodomésticos.

Para preparar el condensador y el compresor necesitará:

1. Haga un compresor de bomba con un compresor de refrigerador o aire acondicionado. La pieza se fija con una suspensión blanda en la pared de la sala de calderas.
2. Haz un condensador. La mejor opción es un tanque de acero inoxidable de 100 litros.
3. Corte el recipiente por la mitad con un molinillo y luego inserte la bobina (tubo de cobre del refrigerador o aire acondicionado).
4. Después de instalar la bobina, suelde las mitades del tanque.

Utilice soldadura de argón para una soldadura de calidad.

El evaporador está construido alrededor de un tanque de plástico de 75 a 80 litros con un serpentín de tubo de cobre de ”de diámetro. Está envuelto alrededor de una tubería de acero de 300-400 mm de diámetro. Los giros se fijan con un ángulo perforado.

Se corta un hilo en la bobina para acoplarlo a la tubería. Se bombea refrigerante a la unidad, después de lo cual el evaporador se monta en la pared.

La fuente óptima para estos métodos alternativos de generar calor y electricidad será el agua de un pozo o pozo. El líquido no se congela ni siquiera en invierno.

Necesitará 2 pozos:

• para la toma de agua y su suministro al evaporador;
• para descargar las aguas residuales e introducirlas en el evaporador.

La autonomía de la bomba de calor estará asegurada por mecanismos automáticos para controlar el movimiento del refrigerante a lo largo de los circuitos de calefacción y la presión del freón.

Obtener calor de otras fuentes alternativas

Al organizar el primer circuito externo de la bomba, se necesitará una fuente de calor efectiva:

• Tuberías en forma de anillo en el agua. Un embalse sin una gran profundidad de congelación o un río asegura la efectividad de la tecnología. Las tuberías se colocan bajo el agua con una carga.
• Campos termales. Las tuberías están enterradas debajo de la congelación del suelo: se elimina una gran capa de tierra.
• Manantiales geotermales. Los pozos se perforan a grandes profundidades. En ellos se inician circuitos con refrigerantes.
• Aire exterior. El calor se extrae de los conductos de ventilación o de los conductos ramificados.

La desventaja de una bomba de calor es el alto costo y el costo de instalar fuentes de calor.

Plantas de biogás

La electricidad alternativa orgánica se produce mediante sistemas de biogás. Los dispositivos le permiten reciclar desechos de aves y animales. El gas resultante se purifica y se seca y luego se usa como portador de calor. Las masas residuales serán un fertilizante eficaz y seguro para el suelo.

Principio tecnológico

Los gases se forman durante la fermentación de desechos biológicos de animales y aves. Un ambiente anaeróbico sin oxígeno será óptimo. Aumenta la actividad de bacterias mesófilas y termófilas. Para que el proceso sea efectivo, la masa deberá mezclarse a mano, usando un palillo o agitadores mecánicos. En condiciones ideales, en 1 litro de un recipiente cerrado calentado a una temperatura de +50 grados, se obtienen de 4 a 4,5 litros de gas.

Sistema de biogás para una casa particular.

El biorreactor más simple es un recipiente con tapa y mecanismo de agitación. Se hace un agujero en la tapa para la manguera de salida de gas. Su cantidad será suficiente para 1-2 quemadores.

Un búnker subterráneo o sobre el suelo aumenta el volumen utilizable. La estructura subterránea está hecha de hormigón armado con una capa superior de aislamiento térmico. La capacidad se divide en compartimentos. El estiércol se carga en el transportador, llenando la tolva al 80-85%. El resto del área se utiliza para la acumulación de gas. Se descarga a través de un tubo especial, cuyo otro extremo está en el sello de agua. Después de la deshumidificación, el gas purificado ingresa a la casa.

Actualmente, los residentes de los apartamentos no disponen de tipos alternativos de extracción de recursos térmicos y de electricidad. Pueden ser utilizados por residentes de casas particulares y granjas. El único inconveniente de las fuentes renovables es el costo de organizar el sistema, pero las inversiones financieras se amortizan después de 1-2 años de funcionamiento.