Que eletricidade alternativa pode ser usada em residências privadas

As transportadoras de energia ajudam a garantir as funções de todas as linhas de comunicação. Na ausência temporária de linhas principais, fontes alternativas de eletricidade podem ser usadas. Não são tão populares quanto os tradicionais, mas são mais rentáveis ​​em termos de operação e praticamente não agridem o meio ambiente.

Onde e de que forma obter recursos de energia

As fontes tradicionais de energia são termelétricas, nucleares e hidrelétricas. O fornecimento de energia alternativa é autocurativo, eficiente, barato e amigo do ambiente. Na verdade, a energia está nos recursos naturais, você só precisa tentar extraí-la. Sem habilidades especiais, você pode realizar o seguinte trabalho:

• instalar coletores solares e baterias para alimentar a iluminação ou aquecer água;
• para montar turbinas eólicas;
• usar bombas de calor para aquecer a casa usando o calor da água, da terra ou do ar;
• usar usinas de biogás para o processamento de dejetos de animais, aves e humanos.

A desvantagem das fontes de energia não tradicionais são os grandes investimentos financeiros para sua organização.

Fontes de energia renováveis

Devido à disponibilidade limitada de combustíveis fósseis, cientistas de todo o mundo estão desenvolvendo e implantando as fontes de energia do futuro. Renovável inclui:

• Geradores de eletricidade - no território da Rússia, os geradores elétricos, a gasolina e a gás são mais usados. Este último funciona com combustível liquefeito e natural, devido ao seu baixo ruído, é utilizado no dia a dia e é durável.
• Energia do sol - uma pessoa usa radiação eletromagnética. A fonte de eletricidade e aquecimento autônomo é silenciosa e amiga do ambiente.
• Turbinas eólicas - operam a partir da transformação da energia cinética do vento na rotação mecânica de uma turbina que gera corrente alternada. As turbinas eólicas horizontais e verticais são caracterizadas pela alta eficiência.
• Biocombustíveis - as melhores opções seriam gorduras de oleaginosas, algas, gases da fermentação de resíduos orgânicos.
• As estações de roda d'água são uma fonte conveniente de energia se houver um rio perto da casa. A roda da turbina é movida por correntes de água.
• Soluções geotérmicas - em áreas sismicamente ativas transformam o calor gerado na hora do lançamento da água geotérmica.

A Rússia tem várias estações solares - na região de Orenburg (potência de 40 MW), na República de Bashkortostan (potência de 15 MW), na Crimeia (10 unidades de 20 MW cada).

Usando a energia do sol

A eletricidade alternativa baseada na radiação solar eletromagnética é justificada para pessoas que têm uma casa de veraneio fora da cidade.O motivo é o indicador de potência total em bom tempo não mais do que 5-7 kW por hora. Várias instalações solares são populares hoje.

Painéis solares

A montagem dos dispositivos é feita a partir de conversores fotovoltaicos. Os elementos industriais são construídos a partir de mineradores que geram corrente quando expostos à luz direta. No setor privado, os conversores de silício do tipo poli e monocristalino são populares. O último difere em eficiência de 13-25%, mas o policristalino é mais barato. A faixa de temperatura das placas é de -40 a +50 graus.

Coletores solares

Usado para aquecer o ar ou a água. O usuário pode definir a direção dos fluxos aquecidos, organizar uma reserva em caso de mau tempo. Os fabricantes produzem três modificações de coletores - ar, plano e tubular.

• Plástico plano. Eles são um painel preto e transparente em um invólucro com uma bobina de cobre central. O elemento escuro inferior aquece quando exposto à luz solar. Ele transfere calor para a bobina de cobre, que aquece a água. O coletor plano é adequado para aquecer a água da piscina ou do duche de verão. A desvantagem da tecnologia é que muitos elementos são necessários para aquecer grandes volumes.
• Tubular. Eles estão na forma de tubos de vidro coaxiais ou a vácuo. Água, aquecida pelo sol, flui por eles. O calor concentrado dentro de um sistema especial aquece a água do tanque de armazenamento. Para a circulação dos fluxos de água, utiliza-se sedimento. Um coletor tubular é uma boa solução para aquecer água quente e aquecer.
• Coletores solares de ar. Os dispositivos se assemelham a modelos de plástico plano devido ao fundo preto e aos painéis superiores transparentes. As instalações dimensionais estão localizadas na parede leste ou sudeste. Neles, devido ao calor solar, aquece o ar fornecido à casa e às despensas com ventiladores especiais.

A energia solar é mais adequada para aquecimento de piso.

Painéis solares de fabricação própria

As instalações solares são uma alternativa cara à eletricidade tradicional. Com sua própria montagem manual, você pode reduzir o custo da estrutura em 3-4 vezes. Antes de começar a criar um painel solar, você precisa entender o princípio de sua funcionalidade.

Como funciona um sistema de energia solar

Para representar o princípio de funcionamento, vale a pena começar pela construção. O dispositivo de fonte de energia solar inclui:

• painel solar - um complexo de nós para converter a luz do sol em um fluxo de elétrons;
• Bateria - existem vários no sistema, o número depende da potência dos consumidores;
• controlador de carga - fornece carga normal da bateria sem recarga;
• inversor - converte a corrente de baixa tensão das baterias em corrente de alta tensão (3-5 kW é o suficiente para uma casa).

As células solares produzem individualmente correntes de baixa tensão (cerca de 18-21 V), o que é suficiente para carregar uma bateria de 12 volts.

Fazendo uma bateria solar

A bateria é montada a partir de fotocélulas modulares. Um módulo doméstico contém 30, 36 e 72 elementos. Eles são conectados em série com uma fonte de alimentação com uma tensão máxima de 50 V.

Para a parte do corpo, você precisará de vigas de madeira, painéis de fibra, acrílico e compensado. O fundo da caixa é recortado em madeira compensada e inserido em uma moldura feita de barras de 25 mm de espessura. Os furos são feitos em torno do perímetro da moldura. Para evitar o superaquecimento dos elementos, a etapa de perfuração deve ser de 15-20 cm.

Para o tamanho do fundo, conte o número de fotocélulas e meça cada uma.

Da placa de fibra com uma faca de escritório, um substrato de placa de fibra com orifícios de ventilação é cortado. Eles são feitos de acordo com um esquema aninhado de quadrados com um recuo de 5 cm. Então:

1. Os elementos são colocados em cima do substrato e não soldados.
2. As conexões são feitas sequencialmente, em ordem.
3. As linhas acabadas são conectadas aos barramentos que conduzem a corrente.
4. Os elementos são virados e fixados no assento com silicone.
5. Verifique os parâmetros de tensão de saída. Seu intervalo é de 18 a 20 V.
6. A bateria funciona por 2 a 3 dias para testar a capacidade de carga.
7. No final da verificação, as juntas são seladas.

Pinte e seque o suporte 2 vezes.

Após verificar a funcionalidade, o painel solar é montado:

1. Traga os contatos de entrada e saída para o exterior.
2. Recorte a tampa de acrílico e fixe-a com parafusos auto-roscantes nos orifícios feitos previamente.
3. Ao usar um circuito de diodo de 36 diodos com tensão de 12 V, a tinta é removida da peça com acetona.
4. Furos são feitos no painel de plástico, diodos são inseridos e soldados.

A última etapa é a instalação e orientação do painel solar para facilitar o acesso ao serviço e eficiência energética.

Regras de instalação de painel solar

As modificações industriais podem girar de forma independente. Os dispositivos domésticos devem ser definidos de acordo com vários parâmetros:

• Afastar-se de áreas sombreadas - uma árvore ou uma casa alta próxima tornará o dispositivo ineficaz.
• Marco do lado ensolarado. Os residentes do hemisfério norte orientam a estrutura para o sul e a do sul para o norte.
• Ângulo de inclinação - vinculado à latitude geográfica do local. No verão, é melhor inclinar o painel solar 30 graus em relação ao horizonte, no inverno - 70 graus.
• Disponibilidade de acesso para manutenção - limpeza de poeira, sujeira, neve aderida.

O dispositivo será eficaz se os raios solares forem direcionados diretamente para a capa.

Características das turbinas eólicas

As fontes de energia eólica funcionam com base no princípio de conversão de energia cinética em energia mecânica e, em seguida, em corrente alternada. A eletricidade pode ser obtida a uma velocidade do vento mínima de 2 m / s. A velocidade ótima do vento é de 5 a 8 m / s.

Tipos de geradores eólicos

Existem modificações de acordo com o tipo de montagem do rotor:

• Horizontal - difere na quantidade mínima de materiais para fabricação e alta eficiência. As desvantagens do dispositivo são o alto mastro de montagem e a complexidade da parte mecânica.
• Vertical - opere em uma ampla gama de velocidades de vento. A especificidade do gerador é a necessidade de fixação adicional do motor.

De acordo com o número de lâminas, existem modelos de uma ou várias lâminas. Por material, as lâminas são classificadas em navais e rígidas. O passo do parafuso da instalação é variável (você pode definir a velocidade de trabalho) e fixo.

Durante a construção de um parque eólico, a fundação é necessariamente criada e reforçada.

Projeto de turbina eólica

O gerador eólico concluído consiste nas seguintes partes:

• torre - colocada em uma área com muito vento;
• gerador de lâmina;
• controlador de lâmina - converte corrente alternada em corrente contínua;
• inversor - converte corrente contínua em corrente alternada;
• bateria de armazenamento;
• tanque de água.

A bateria acumulativa atenua a diferença na estação do vento e no período de calmaria.

Fazendo um gerador eólico de baixa velocidade a partir de um gerador de máquina

Como o kit de montagem de um gerador eólico custa de 250 a 300 mil rublos, é aconselhável fazer a estrutura com as próprias mãos. Você precisará de um gerador de carro e de uma bateria.

As pás fornecem a operação de outros dispositivos de turbina eólica. Você pode fazer você mesmo com tecido, tubo de metal ou plástico da seguinte maneira:

1. Escolha um material com boa resistência ao vento - a partir de 4 cm de espessura.
2. Calcule o comprimento da lâmina para que o diâmetro do tubo seja 1/5.
3. Corte o tubo e use-o como gabarito.
4. Lixe as bordas de todos os elementos para remover irregularidades.
5. Fixe as lâminas de plástico no disco de alumínio.
6. Equilibre a roda travando-a na posição horizontal.
7. Moa as bordas da roda do vento enquanto gira.

O layout de lâmina ideal é um grande número, mas um tamanho menor.

O projeto de fabricação de um mastro deve começar com a escolha do material. Você vai precisar de um tubo de aço de 7 m de comprimento e 150-200 m de diâmetro. Se houver obstáculos, a roda sobe 1 m acima deles.

Para estabilidade adicional da estrutura, os pinos são feitos para esticar a partir de um cabo de aço ou galvanizado de 6 a 8 mm de espessura. O mastro e as estacas devem ser concretados.

O processo de alteração do autogerador consiste em rebobinar a unidade de partida e criar um rotor baseado em ímãs de neodímio. Para eles, são feitos furos no dispositivo. Os imãs devem ser colocados alternando os pólos e os vazios devem ser preenchidos com epóxi.

O rotor é embrulhado em papel para rebobinar a bobina em uma direção em um esquema trifásico. No último estágio, o gerador é testado - a 300 rpm ele deve mostrar 30 V.

Quanto mais a bobina gira, mais eficientemente o gerador funciona.

Fontes alternativas de vento de calor e eletricidade são coletadas após a fabricação do eixo pivô. Você vai precisar de um tubo com dois rolamentos e uma seção final feita de chapa galvanizada de 1,2 mm de espessura.

O gerador é fixado ao mastro por meio da estrutura de seu tubo profissional. A distância da viga às lâminas deve ser superior a 25 cm. Após a montagem da estrutura básica, o controlador de carregamento, o inversor e a bateria são montados.

Aquecimento de uma casa com bombas de calor

A Europa já usa bombas de calor há vários anos, interagindo com todas as formas alternativas de eletricidade. No verão e no inverno, as unidades retiram o calor do solo, do ar, da água e o enviam para aquecer o ambiente.

Variedades de bombas de calor

Dependendo das necessidades de aquecimento, você pode escolher modelos com 1, 2, 3 circuitos, 1-2 condensadores. Eles funcionarão para aquecimento e resfriamento, ou exclusivamente para aquecimento.

Pelo tipo de fonte de energia e o método de geração de eletricidade, os dispositivos são:

• Ar para água. Os fluxos de calor são retirados do ar e aquecem a água. Os sistemas são adequados para zonas climáticas com uma temperatura de inverno de -15 graus.
• Água da Terra. Relevante para a zona climática temperada. Eles são instalados no solo por meio de um coletor ou uma sonda sem autorização de perfuração.
• Água Água. Instalado próximo a corpos d'água. No inverno, a bomba, ao aquecer a fonte, fornece calor a uma grande casa.
• Água-ar. A fonte de energia é um reservatório. Os fluxos de calor são fornecidos ao ar por meio de um compressor. Torna-se um refrigerante.
• Terra-ar. O solo é uma fonte de calor, que é transferido para o ar pelo compressor. O portador de energia são os líquidos anticongelantes.
• Ar para ar. Os dispositivos funcionam com base no princípio de um ar condicionado - para resfriamento e aquecimento.

A escolha de uma fonte de calor depende da geologia da área e da presença de obstáculos ao terraplenagem.

Como funciona uma bomba de calor

A bomba de calor opera com base no ciclo de Carnot - um aumento na temperatura com uma compressão acentuada do refrigerante. Como os dispositivos possuem 3 circuitos de trabalho (2 - externo, 1 - interno), um condensador, um evaporador e um compressor, seu esquema de ação pode ser representado da seguinte forma:

1. O refrigerante primário (localizado na água, no ar, no solo) obtém calor de fontes com baixo potencial. A temperatura máxima do nó é de cerca de + 6 graus.
2. O portador de baixa temperatura, baixa temperatura está no loop interno. O refrigerante evapora quando aquecido, seu vapor é comprimido no compressor. Nesse momento, o calor é gerado. Temperatura de vapor - de +35 a +65 graus.
3. O calor no condensador entra no meio de aquecimento do circuito de aquecimento. Os vapores se condensam e são direcionados para o evaporador.

O ciclo da bomba de calor é repetido constantemente.

Bomba de calor de materiais de sucata

Feito em casa é bastante real se você tiver partes funcionando de eletrodomésticos.

Para preparar o condensador e o compressor, você precisará de:

1. Faça um compressor de bomba de um refrigerador ou compressor de ar condicionado. O detalhe é fixado com suspensão macia na parede da sala da caldeira.
2. Faça um capacitor. A melhor opção é um tanque de aço inoxidável de 100 litros.
3. Corte o recipiente ao meio com um moedor e, em seguida, insira a bobina (tubo de cobre da geladeira ou ar condicionado).
4. Depois de instalar a bobina, solde as metades do tanque.

Use soldagem de argônio para uma solda de qualidade.

O evaporador é construído em torno de um tanque de plástico de 75-80 litros com uma bobina de tubo de cobre de ¾ ”de diâmetro. Ele é enrolado em um tubo de aço de 300-400 mm de diâmetro. As voltas são fixadas com um ângulo perfurado.

Uma rosca é cortada na bobina para acoplamento com a tubulação. O refrigerante é bombeado para a unidade e, em seguida, o evaporador é montado na parede.

A fonte ideal para esses métodos alternativos de geração de calor e eletricidade será a água de um poço ou poço. O líquido não congela mesmo no inverno.

Você precisará de 2 poços:

• para a entrada de água e seu abastecimento ao evaporador;
• para descarregar as águas residuais e colocá-las no evaporador.

A autonomia da bomba de calor será garantida por mecanismos automáticos de controle do movimento do refrigerante ao longo dos circuitos de aquecimento e da pressão do freon.

Obtendo calor de outras fontes alternativas

Ao organizar o primeiro circuito externo da bomba, uma fonte de calor eficaz será necessária:

• Tubos em forma de anel na água. Um reservatório sem grande profundidade de congelamento ou rio garante a eficácia da tecnologia. Os tubos são colocados sob a água usando uma carga.
• Campos térmicos. Os tubos são enterrados abaixo do congelamento do solo - uma grande camada de solo é removida.
• Fontes geotérmicas. Os poços são perfurados a grandes profundidades. Os circuitos com refrigerantes são iniciados neles.
• Ar externo. O calor é extraído de poços de ventilação ou dutos ramificados.

A desvantagem de uma bomba de calor é o alto custo e custo de instalação de fontes de calor.

Usinas de biogás

A eletricidade alternativa orgânica é produzida usando sistemas de biogás. Os dispositivos permitem a reciclagem de resíduos de aves e animais. O gás resultante é purificado e seco, e então usado como um transportador de calor. As massas residuais serão um fertilizante eficaz e seguro para o solo.

Princípio de tecnologia

Os gases são formados durante a fermentação de resíduos biológicos de animais e pássaros. Um ambiente anaeróbico sem oxigênio será o ideal. Aumenta a atividade de bactérias mesofílicas e termofílicas. Para que o processo seja efetivo, a massa deverá ser misturada manualmente, usando um bastão ou agitador mecânico. Em condições ideais, em 1 litro de um recipiente fechado aquecido a uma temperatura de +50 graus, obtém-se de 4 a 4,5 litros de gás.

Sistema de biogás para uma casa particular

O biorreator mais simples é um recipiente com tampa e um mecanismo de agitação. É feito um furo na tampa da mangueira de saída do gás. Sua quantidade será suficiente para 1-2 queimadores.

Um bunker subterrâneo ou acima do solo aumenta o volume utilizável. A estrutura subterrânea é de concreto armado com uma camada superior de isolamento térmico. A capacidade é dividida em compartimentos. O estrume é carregado no transportador, enchendo a tremonha até 80-85%. O resto da área é usado para acumulação de gás. É descarregado através de um tubo especial, cuja outra extremidade fica no selo d'água. Após a desumidificação, o gás purificado entra na casa.

Tipos alternativos de extração de recursos de calor e eletricidade estão atualmente indisponíveis para residentes de apartamentos. Eles podem ser usados ​​por residentes de casas particulares e fazendas. A única desvantagem das fontes renováveis ​​é o custo de organizar o sistema, mas o investimento financeiro compensa após 1-2 anos de operação.