Jakie alternatywne elektryki można zastosować w domach prywatnych

Nośniki energii pomagają zapewnić funkcjonowanie wszystkich linii komunikacyjnych. W przypadku chwilowego braku głównych autostrad można skorzystać z alternatywnych źródeł energii elektrycznej. Nie są tak popularne jak tradycyjne, ale są bardziej opłacalne w eksploatacji i praktycznie nie szkodzą środowisku.

Gdzie i w jakiej formie pozyskiwać surowce energetyczne

Tradycyjne źródła energii to elektrownie cieplne, jądrowe i wodne. Alternatywne dostawy energii są samouzdrawiające, wydajne, tanie i przyjazne dla środowiska. W rzeczywistości energia znajduje się w zasobach naturalnych, wystarczy spróbować ją wydobyć. Bez specjalnych umiejętności możesz wykonać następujące prace:

• instalować kolektory słoneczne i baterie do zasilania oświetlenia lub podgrzewania wody;
• montować turbiny wiatrowe;
• używaj pomp ciepła do ogrzewania domu za pomocą ciepła wody, ziemi lub powietrza;
• wykorzystanie biogazowni do przetwarzania odpadów zwierzęcych, ptasich i ludzkich.

Wadą nietradycyjnych źródeł energii są duże inwestycje finansowe w ich organizację.

Odnawialne źródła energii

Ze względu na ograniczoną dostępność paliw kopalnych naukowcy na całym świecie opracowują i wdrażają przyszłe źródła energii. Odnawialne obejmuje:

• Generatory energii elektrycznej - na terytorium Rosji najczęściej używane są generatory elektryczne, benzynowe i gazowe. Ta ostatnia działa na skroplonym i naturalnym paliwie, ze względu na niski poziom hałasu jest używana w życiu codziennym i jest trwała.
• Energia słońca - człowiek wykorzystuje promieniowanie elektromagnetyczne. Źródło energii elektrycznej i autonomiczne ogrzewanie jest ciche i przyjazne dla środowiska.
• Turbiny wiatrowe – działają w oparciu o przekształcenie energii kinetycznej wiatru w ruch obrotowy turbiny generującej prąd przemienny. Turbiny wiatrowe poziome i pionowe charakteryzują się wysoką sprawnością.
• Biopaliwa - najlepszymi opcjami byłyby tłuszcze z nasion oleistych, algi, gaz z fermentacji odpadów organicznych.
• Stacje z kołem wodnym są wygodnym źródłem energii, jeśli w pobliżu domu znajduje się rzeka. Koło turbiny napędzane jest prądami wodnymi.
• Rozwiązania geotermalne - w obszarach aktywnych sejsmicznie przekształcają ciepło wytworzone w momencie uwolnienia wód geotermalnych.

Rosja ma kilka elektrowni słonecznych - w regionie Orenburg (moc 40 MW), w Republice Baszkirii (moc 15 MW), na Krymie (10 sztuk po 20 MW).

Wykorzystanie energii słońca

Alternatywna energia elektryczna oparta na elektromagnetycznym promieniowaniu słonecznym jest uzasadniona dla osób, które mają domek letniskowy poza miastem.Powodem jest wskaźnik całkowitej mocy przy dobrej pogodzie nie więcej niż 5-7 kW na godzinę. Obecnie popularne jest kilka instalacji solarnych.

Panele słoneczne

Zespół urządzeń wykonany jest z przekształtników fotowoltaicznych. Elementy przemysłowe są zbudowane z górników, które generują prąd pod wpływem bezpośredniego światła. W sektorze prywatnym popularne są konwertery krzemowe typu poli- i monokrystalicznego. Te ostatnie różnią się wydajnością 13-25%, ale polikrystaliczny jest tańszy. Zakres temperatur płyt wynosi od -40 do +50 stopni.

Kolektory słoneczne

Służy do ogrzewania powietrza lub wody. Użytkownik może ustawić kierunek ogrzewanych przepływów, zorganizować rezerwę na wypadek złej pogody. Producenci produkują trzy modyfikacje kolektorów - powietrzne, płaskie i rurowe.

• Płaski plastik. Są to czarny i przezroczysty panel w jednej obudowie z centralną miedzianą cewką. Dolny ciemny element nagrzewa się pod wpływem światła słonecznego. Przekazuje ciepło do miedzianej wężownicy, która podgrzewa wodę. Kolektor płaski nadaje się do podgrzewania wody w basenie lub letniego prysznica. Wadą technologii jest to, że do ogrzewania dużych objętości potrzeba wielu elementów.
• Rurowy. Występują w postaci szklanych rurek próżniowych lub współosiowych. Spływa po nich nagrzana słońcem woda. Ciepło skoncentrowane w specjalnym systemie podgrzewa wodę w zasobniku. Do cyrkulacji przepływów wody stosuje się osad. Kolektor rurowy to dobre rozwiązanie do podgrzewania ciepłej wody i ogrzewania.
• Powietrzne kolektory słoneczne. Urządzenia przypominają płaskie modele z tworzywa sztucznego ze względu na czarną dolną część i przezroczyste górne panele. Instalacje gabarytowe znajdują się na ścianie wschodniej lub południowo-wschodniej. W nich za pomocą ciepła słonecznego ogrzewa powietrze dostarczane do domu i pomieszczeń gospodarczych specjalnymi wentylatorami.

Energia słoneczna najlepiej nadaje się do ogrzewania podłogowego.

Własnoręcznie wykonane panele słoneczne

Instalacje solarne to kosztowna alternatywa dla tradycyjnej energii elektrycznej. Dzięki własnemu ręcznemu montażowi możesz obniżyć koszt konstrukcji 3-4 razy. Zanim zaczniesz tworzyć panel słoneczny, musisz zrozumieć zasadę jego funkcjonalności.

Jak działa system energii słonecznej

Aby przedstawić zasadę działania, warto zacząć od budowy. W skład urządzenia źródła energii słonecznej wchodzą:

• panel słoneczny - zespół węzłów do przekształcania światła słonecznego w strumień elektronów;
• Bateria - w systemie jest ich kilka, ilość zależy od mocy odbiorców;
• kontroler ładowania - zapewnia normalne ładowanie akumulatora bez doładowania;
• falownik - zamienia prąd o niskim napięciu z akumulatorów na prąd o wysokim napięciu (3-5 kW wystarcza na dom).

Ogniwa słoneczne pojedynczo wytwarzają prądy o niskim napięciu (około 18-21 V), które wystarczają do naładowania akumulatora 12 V.

Wykonywanie baterii słonecznej

Bateria składa się z modułowych fotokomórek. Jeden moduł gospodarstwa domowego zawiera 30, 36 i 72 elementy. Są połączone szeregowo z zasilaczem o maksymalnym napięciu 50 V.

Do części ciała potrzebne będą drewniane belki, płyta pilśniowa, pleksi i sklejka. Dno skrzynki wycinane jest ze sklejki i wstawiane w ramę wykonaną z prętów o grubości 25 mm. Na obwodzie ramy wykonane są otwory. Aby zapobiec przegrzaniu elementów, krok wiercenia powinien wynosić 15-20 cm.

Aby określić rozmiar dolny, policz liczbę fotokomórek i zmierz każdą z nich.

Z płyty pilśniowej nożem biurowym wycina się podłoże z płyty pilśniowej z otworami wentylacyjnymi. Wykonane są według schematu zagnieżdżenia kwadratowego z wcięciem 5 cm. Następnie:

1. Elementy układa się na wierzchu podłoża i nie lutuje.
2. Połączenia wykonywane są sekwencyjnie, uporządkowane.
3. Gotowe rzędy są połączone z szynami zbiorczymi przewodzącymi prąd.
4. Elementy są odwracane i mocowane w siedzisku za pomocą silikonu.
5. Sprawdź parametry napięcia wyjściowego. Jego zakres to 18 do 20 V.
6. Akumulator jest docierany przez 2-3 dni w celu przetestowania zdolności ładowania.
7. Pod koniec kontroli złącza są uszczelniane.

Pomaluj i osusz podkład 2 razy.

Po sprawdzeniu funkcjonalności panel słoneczny jest montowany:

1. Wyprowadzić styki wejściowe i wyjściowe na zewnątrz.
2. Wytnij pokrywę z pleksi i przymocuj ją wkrętami samogwintującymi do wcześniej wykonanych otworów.
3. Przy zastosowaniu obwodu diodowego składającego się z 36 diod o napięciu 12 V farba jest usuwana z części za pomocą acetonu.
4. W plastikowym panelu wykonane są otwory, diody są wstawiane i lutowane.

Ostatnim krokiem jest instalacja i orientacja panelu słonecznego w celu ułatwienia dostępu serwisowego i efektywności energetycznej.

Zasady instalacji paneli słonecznych

Modyfikacje przemysłowe mogą obracać się niezależnie. Urządzenia gospodarstwa domowego muszą być ustawione według kilku parametrów:

• Odejście od zacienionych obszarów - drzewo lub wysoki dom w pobliżu sprawią, że urządzenie będzie nieskuteczne.
• Punkt orientacyjny po słonecznej stronie. Mieszkańcy półkuli północnej kierują budowlę na południe, południową na północ.
• Kąt pochylenia - związany z szerokością geograficzną terenu. Latem lepiej pochylić panel słoneczny 30 stopni do horyzontu, zimą - 70 stopni.
• Dostępność dostępu do konserwacji - czyszczenie z kurzu, brudu, przyklejonego śniegu.

Urządzenie będzie skuteczne, jeśli promienie słoneczne zostaną skierowane bezpośrednio na pokrowiec.

Cechy turbin wiatrowych

Źródła energii wiatrowej działają na zasadzie zamiany energii kinetycznej na energię mechaniczną, a następnie na prąd przemienny. Prąd można uzyskać przy minimalnej prędkości wiatru 2 m/s. Optymalna prędkość wiatru to od 5 do 8 m/s.

Rodzaje generatorów wiatrowych

Istnieją modyfikacje w zależności od rodzaju mocowania wirnika:

• Poziome - różnią się minimalną ilością materiałów do produkcji i wysoką wydajnością. Wadami urządzenia są wysoki maszt montażowy i złożoność części mechanicznej.
• Pionowe - działają w szerokim zakresie prędkości wiatru. Specyfiką generatora jest konieczność dodatkowego mocowania silnika.

W zależności od liczby ostrzy istnieją modele jedno- lub wielołopatkowe. Ze względu na materiał ostrza są klasyfikowane jako żeglarskie i sztywne. Skok śrub instalacji jest zmienny (można ustawić prędkość roboczą) i stały.

Podczas budowy turbiny wiatrowej koniecznie tworzy się i wzmacnia fundament.

Projekt turbin wiatrowych

Gotowy generator wiatrowy składa się z następujących części:

• wieża - umieszczona w wietrznym terenie;
• generator ostrzy;
• kontroler ostrza - zamienia prąd przemienny na prąd stały;
• falownik - zamienia prąd stały na prąd przemienny;
• akumulator;
• zbiornik wodny.

Akumulowana bateria niweluje różnicę w porze wiatru i okresie spokoju.

Wykonanie generatora wiatrowego o niskiej prędkości z generatora maszynowego

Ponieważ zestaw do montażu generatora wiatrowego kosztuje od 250 do 300 tysięcy rubli, wskazane jest wykonanie konstrukcji własnymi rękami. Będziesz potrzebował generatora samochodowego i akumulatora.

Łopaty zapewniają pracę innych urządzeń turbin wiatrowych. Możesz zrobić je samodzielnie z tkaniny, metalu lub plastikowej rury w następujący sposób:

1. Wybierz materiał o dobrej odporności na wiatr - od 4 cm grubości.
2. Oblicz długość ostrza tak, aby średnica rury wynosiła 1/5.
3. Wytnij rurę i użyj jej jako szablonów.
4. Oszlifuj krawędzie wszystkich elementów, aby usunąć nierówności.
5. Przymocuj plastikowe ostrza do aluminiowej tarczy.
6. Wyważyć koło, blokując je w pozycji poziomej.
7. Zmiel krawędzie koła wiatrowego podczas obracania.

Optymalny układ ostrzy to duża liczba, ale mniejszy rozmiar.

Projekt produkcji masztu musi zaczynać się od wyboru materiału. Potrzebna będzie stalowa rura o długości 7 m i średnicy 150-200 m. Jeśli są przeszkody, koło unosi się o 1 m wyżej.

Dla dodatkowej stabilności konstrukcji kołki do rozciągania wykonane są ze stalowej lub ocynkowanej linki o grubości 6-8 mm. Maszt i kołki należy zabetonować.

Proces przeróbki autogeneratora polega na przewinięciu zespołu rozruchowego i stworzeniu wirnika opartego na magnesach neodymowych. W urządzeniu wierci się dla nich otwory. Magnesy należy umieszczać naprzemiennie biegunami, a puste przestrzenie wypełnić żywicą epoksydową.

Wirnik jest owinięty papierem, aby przewinąć cewkę w jednym kierunku w schemacie trójfazowym. Na ostatnim etapie testowany jest generator - przy 300 obr/min powinien pokazywać 30 V.

Im więcej zwojów na cewce, tym wydajniej pracuje generator.

Alternatywne wiatrowe źródła ciepła i energii elektrycznej są gromadzone po wyprodukowaniu wału obrotowego. Potrzebna będzie rura z dwoma łożyskami i sekcją tylną wykonaną z blachy ocynkowanej o grubości 1,2 mm.

Generator jest przymocowany do masztu za pomocą ramy ich profesjonalnej rury. Odległość od belki do łopatek powinna być większa niż 25 cm Po zmontowaniu konstrukcji podstawowej montowany jest regulator ładowania, falownik i akumulator.

Ogrzewanie domu pompami ciepła

Europa od kilku lat korzysta z pomp ciepła, wchodząc w interakcję ze wszystkimi alternatywnymi formami energii elektrycznej. Latem i zimą urządzenia pobierają ciepło z gleby, powietrza, wody i przesyłają je do ogrzewania pomieszczenia.

Odmiany pomp ciepła

W zależności od potrzeb grzewczych można wybrać modele z 1, 2, 3 obwodami, 1-2 skraplacze. Będą pracować do ogrzewania i chłodzenia lub wyłącznie do ogrzewania.

Według rodzaju źródła energii i sposobu wytwarzania energii elektrycznej urządzenia to:

• Powietrze do wody. Strumienie ciepła pobierane są z powietrza i ogrzewają wodę. Systemy nadają się do stref klimatycznych o temperaturze zimowej -15 stopni.
• Ziemska woda. Istotne dla strefy klimatycznej umiarkowanej. Instalowane są w gruncie za pomocą kolektora lub sondy bez pozwolenia na wiercenie.
• Woda woda. Zainstalowany obok zbiorników wodnych. Zimą pompa ogrzewając źródło dostarcza ciepło do dużego domu.
• Woda-powietrze. Źródłem energii jest zbiornik. Strumienie ciepła dostarczane są do powietrza za pomocą sprężarki. Staje się chłodziwem.
• Ziemia-powietrze. Gleba jest źródłem ciepła, które kompresor przekazuje do powietrza. Nośnikiem energii są płyny przeciw zamarzaniu.
• Powietrze do powietrza. Urządzenia działają na zasadzie klimatyzatora - do chłodzenia i ogrzewania.

Wybór źródła ciepła uzależniony jest od budowy geologicznej terenu oraz występowania przeszkód w pracach ziemnych.

Jak działa pompa ciepła

Pompa ciepła działa w oparciu o cykl Carnota - wzrost temperatury z ostrym ściskaniem chłodziwa. Ponieważ urządzenia mają 3 obwody robocze (2 - zewnętrzne, 1 - wewnętrzne), skraplacz, parownik i sprężarkę, ich schemat działania można przedstawić w następujący sposób:

1. Chłodziwo pierwotne (umieszczone w wodzie, powietrzu, w ziemi) pobiera ciepło ze źródeł o niskim potencjale. Maksymalna temperatura węzła wynosi około + 6 stopni.
2. Niskotemperaturowy, niskotemperaturowy nośnik znajduje się w wewnętrznej pętli. Po podgrzaniu czynnik chłodniczy odparowuje, jego para jest sprężana w sprężarce. W tym momencie powstaje ciepło. Temperatura pary - od +35 do +65 stopni.
3. Ciepło w skraplaczu dostaje się do czynnika grzewczego z obiegu grzewczego. Opary zamieniają się w kondensację i kierowane są do parownika.

Cykl pompy ciepła jest stale powtarzany.

Pompa ciepła ze złomu

Domowe wykonanie jest całkiem realne, jeśli masz działające części z urządzeń gospodarstwa domowego.

Do przygotowania skraplacza i kompresora potrzebne będą:

1. Zrób kompresor pompy z kompresora lodówki lub klimatyzacji. Część mocowana jest miękkim zawieszeniem na ścianie kotłowni.
2. Zrób kondensator. Najlepszą opcją jest 100-litrowy zbiornik ze stali nierdzewnej.
3. Pojemnik przeciąć na pół szlifierką, a następnie włożyć wężownicę (miedzianą rurkę lodówki lub klimatyzatora).
4. Po zamontowaniu cewki zespawaj połówki zbiornika.

Użyj spawania argonem, aby uzyskać wysokiej jakości spoinę.

Parownik zbudowany jest wokół zbiornika z tworzywa sztucznego o pojemności 75-80 litrów z wężownicą z miedzianej rury. Jest owinięty wokół stalowej rury o średnicy 300-400 mm. Zwoje są mocowane za pomocą perforowanego kątownika.

Na cewce nacina się nić do połączenia z rurociągiem. Do jednostki pompowany jest czynnik chłodniczy, po czym parownik montowany jest na ścianie.

Optymalnym źródłem dla tych alternatywnych metod wytwarzania ciepła i energii elektrycznej będzie woda ze studni lub studni. Płyn nie zamarza nawet zimą.

Będziesz potrzebował 2 studni:

• do poboru wody i jej dostarczania do parownika;
• do odprowadzania ścieków i wprowadzania ich do parownika.

Autonomię pompy ciepła zapewnią automatyczne mechanizmy kontroli ruchu chłodziwa wzdłuż obwodów grzewczych i ciśnienia freonu.

Pozyskiwanie ciepła z innych alternatywnych źródeł

Przy organizacji pierwszego zewnętrznego obiegu pompy potrzebne będzie efektywne źródło ciepła:

• Rury w kształcie pierścienia w wodzie. Zbiornik bez dużej głębokości zamarzania lub rzeka zapewnia skuteczność technologii. Rury układa się pod wodą z obciążeniem.
• Pola cieplne. Rury są zakopywane pod zamarzniętą glebą - usuwana jest duża warstwa gleby.
• Źródła geotermalne. Studnie wiercone są na duże głębokości. W nich uruchamiane są obiegi z chłodziwami.
• Powietrze zaburtowe. Ciepło jest pobierane z szybów wentylacyjnych lub przewodów rozgałęzionych.

Wadą pompy ciepła jest wysoki koszt i koszt instalacji źródeł ciepła.

Biogazownie

Ekologiczna alternatywna energia elektryczna jest wytwarzana przy użyciu systemów biogazowych. Urządzenia pozwalają na recykling odpadów drobiowych i zwierzęcych. Powstały gaz jest oczyszczany i suszony, a następnie wykorzystywany jako nośnik ciepła. Resztki masy będą skutecznym i bezpiecznym nawozem dla gleby.

Zasada technologii

Gazy powstają podczas fermentacji odpadów biologicznych zwierząt i ptaków. Optymalne będzie środowisko beztlenowe bez tlenu. Zwiększa aktywność bakterii mezofilnych i termofilnych. Aby proces był skuteczny, masę należy wymieszać ręcznie, za pomocą patyczka lub mieszadeł mechanicznych. W idealnych warunkach w 1 litrze zamkniętego pojemnika podgrzanego do temperatury +50 stopni uzyskuje się od 4 do 4,5 litra gazu.

Instalacja biogazowa do prywatnego domu

Najprostszym bioreaktorem jest pojemnik z pokrywką i mechanizmem mieszającym. W pokrywie wykonano otwór na wąż wylotowy gazu. Jego ilość wystarczy na 1-2 palniki.

Podziemny lub naziemny bunkier zwiększa kubaturę użytkową. Konstrukcja podziemna wykonana jest z betonu zbrojonego z wierzchnią warstwą izolacji termicznej. Pojemność podzielona jest na przedziały. Obornik jest ładowany na przenośnik, wypełniając zbiornik do 80-85%. Pozostała część terenu wykorzystywana jest do akumulacji gazu. Jest odprowadzany przez specjalną rurkę, której drugi koniec znajduje się w uszczelnieniu wodnym. Po osuszeniu oczyszczony gaz dostaje się do domu.

Alternatywne sposoby pozyskiwania zasobów ciepła i energii elektrycznej są obecnie niedostępne dla mieszkańców mieszkań. Mogą z nich korzystać mieszkańcy prywatnych domów i gospodarstw. Jedyną wadą źródeł odnawialnych jest koszt aranżacji systemu, ale inwestycje finansowe zwracają się po 1-2 latach eksploatacji.