Učinite sami alternativna energija za dom: pregled najboljih ekoloških tehnologija

Vrste i izbor izvora energije

Prirodni plin se smatra najjeftinijim gorivom. Ali da bi takav elektroenergetski sustav mogao nesmetano raditi, neophodna je plinifikacija.

Generatori koji koriste dizelsko gorivo, benzin i sl. zahtijevat će poseban spremnik za pohranjivanje zapaljivih tekućina uz potrebu redovitog nadopunjavanja zaliha.

Među autonomnim sustavima koji pretvaraju javno dostupne prirodne vrste besplatne energije, danas su najrašireniji:

• Poluvodičke ploče koje pretvaraju sunčevu energiju u električnu energiju – solarne ploče
• Vjetroturbine koje pokreće energija vjetra
• male hidroelektrane

Prilikom odabira jedne ili druge vrste napajanja za svoju vikendicu, potrebno je uzeti u obzir sve njegove tehničke karakteristike, prednosti i nedostatke, postojeće potrebe za električnom energijom, kao i ekonomsku komponentu pitanja.

U nastavku ćemo detaljnije razmotriti svaki od navedenih neovisnih energetskih sustava u smislu njegove uporabe u praksi.

Toplinske pumpe

Najsvestranije alternativno grijanje za privatnu kuću je ugradnja dizalica topline. Rade po poznatom principu hladnjaka, uzimaju toplinu iz hladnijeg tijela i odaju je u sustav grijanja.

Sastoji se od naizgled složene sheme od tri uređaja: isparivača, izmjenjivača topline i kompresora. Postoji mnogo opcija za implementaciju dizalica topline, no najpopularnije su:

• Zrak u zrak
• Zrak u vodu
• voda-voda
• podzemne vode

Zrak u zrak

Najjeftinija opcija implementacije je zrak-zrak. Zapravo, nalikuje klasičnom split sustavu, međutim, struja se troši samo na pumpanje topline s ulice u kuću, a ne na zagrijavanje zračnih masa. To pomaže uštedjeti novac, a savršeno grije kuću tijekom cijele godine.

Učinkovitost sustava je vrlo visoka. Za 1 kW električne energije možete dobiti do 6-7 kW topline. Moderni invertori rade izvrsno čak i na temperaturama od -25 stupnjeva i niže.

Zrak u vodu

"Zrak-voda" jedna je od najčešćih implementacija toplinske pumpe, u kojoj izmjenjivač topline ima zavojnicu velike površine postavljene na otvorenom prostoru. Osim toga, može ga puhati ventilator, uzrokujući hlađenje vode iznutra.

Takve instalacije karakteriziraju demokratskija cijena i jednostavna instalacija.Ali oni mogu raditi s visokom učinkovitošću samo na temperaturama od +7 do +15 stupnjeva. Kada traka padne na negativnu ocjenu, učinkovitost pada.

podzemne vode

Najsvestranija izvedba toplinske pumpe je zemlja-voda. Ne ovisi o klimatskoj zoni, jer je sloj tla koji se ne smrzava tijekom cijele godine posvuda.

U ovoj shemi, cijevi su uronjene u zemlju do dubine gdje se temperatura održava na razini od 7-10 stupnjeva tijekom cijele godine. Kolektori se mogu postaviti okomito i vodoravno. U prvom slučaju morat će se izbušiti nekoliko vrlo dubokih bušotina, u drugom će se zavojnica postaviti na određenu dubinu.

Nedostatak je očit: složeni instalacijski radovi koji će zahtijevati velika financijska ulaganja. Prije nego što se odlučite na takav korak, trebali biste izračunati ekonomske koristi. U područjima s kratkim toplim zimama, vrijedi razmotriti druge mogućnosti alternativnog grijanja privatnih kuća. Još jedno ograničenje je potreba za velikim slobodnim prostorom - do nekoliko desetaka četvornih metara. m.

voda-voda

Izvedba dizalice topline voda-voda praktički se ne razlikuje od prethodne, međutim, kolektorske cijevi se polažu u podzemnu vodu koja se ne smrzava tijekom cijele godine ili u obližnji rezervoar. Jeftiniji je zbog sljedećih prednosti:

• Maksimalna dubina bušenja - 15 m
• Možete proći s 1-2 potopljene pumpe

Kotlovi na biogorivo

Ako nema želje i prilike za opremanje složenog sustava koji se sastoji od cijevi u zemlji, solarnih modula na krovu, možete zamijeniti klasični bojler modelom koji radi na biogorivo. Što im je potrebno:

1. Bioplin
2. peleti od slame
3. Tresetne granule
4. Drvna sječka itd.

Takve instalacije preporuča se instalirati zajedno s ranije razmatranim alternativnim izvorima. U situacijama kada jedan od grijača ne radi, bit će moguće koristiti drugi.

Glavne prednosti

Prilikom odlučivanja o ugradnji i naknadnom radu alternativnih izvora toplinske energije potrebno je odgovoriti na pitanje: koliko će se brzo isplatiti? Nesumnjivo, razmatrani sustavi imaju prednosti, među kojima:

• Trošak proizvedene energije manji je nego kod korištenja tradicionalnih izvora
• Visoka efikasnost

No, treba biti svjestan visokih početnih materijalnih troškova, koji mogu doseći i desetke tisuća dolara. Ugradnja takvih instalacija ne može se nazvati jednostavnom, stoga je posao povjeren isključivo profesionalnom timu koji je u mogućnosti dati jamstvo za rezultat.

Sumirati

Potražnja stječe alternativno grijanje za privatnu kuću, što postaje isplativije u pozadini rastućih cijena tradicionalnih izvora toplinske energije. Međutim, prije početka ponovnog opremanja postojećeg sustava grijanja, potrebno je sve izračunati uzimajući u obzir svaku od predloženih opcija.

Također se ne preporuča napustiti tradicionalni kotao. Mora se ostaviti i u određenim situacijama, kada alternativno grijanje ne ispunjava svoje funkcije, ostat će moguće zagrijati svoj dom, a ne smrznuti.

Sunčeva energija u električnu energiju

Solarni paneli su prvi put napravljeni za svemirske letjelice.Uređaj se temelji na sposobnosti fotona da stvaraju električnu struju. Postoji mnogo varijacija u dizajnu solarnih panela i svake godine se one poboljšavaju. Postoje dva načina da sami napravite solarnu bateriju:

Metoda broj 1. Kupite gotove fotoćelije, sastavite lanac od njih i pokrijte strukturu prozirnim materijalom

Morate raditi s krajnjim oprezom, svi elementi su vrlo krhki. Svaka fotoćelija je označena u volt-amperima. Izračunavanje potrebnog broja ćelija za prikupljanje baterije potrebne snage neće biti jako teško

Redoslijed rada je sljedeći:

Izračunavanje potrebnog broja ćelija za prikupljanje baterije potrebne snage neće biti jako teško. Redoslijed rada je sljedeći:

• za izradu kućišta potreban vam je list šperploče. Drvene letvice su prikovane uz perimetar;
• u listu šperploče izbušene su rupe za ventilaciju;
• unutra je postavljen lim od vlaknaste ploče s zalemljenim lancem fotoćelija;
• provjerava se izvedba;
• pleksiglas se uvija na tračnice.

Metoda broj 2 zahtijeva poznavanje elektrotehnike. Električni krug je sastavljen od dioda D223B. Lemite ih u redovima uzastopno. Smješten u kutiju prekrivenu prozirnim materijalom.

Fotoćelije su dvije vrste:

1. Monokristalne ploče imaju učinkovitost od 13% i trajat će četvrt stoljeća. Rade besprijekorno samo po sunčanom vremenu.
2. Polikristalni imaju manju učinkovitost, vijek im je samo 10 godina, ali snaga ne pada kada je oblačno. Površina panela 10 kvadratnih metara. m. može proizvesti 1 kW energije. Kada se postavi na krov, vrijedi uzeti u obzir ukupnu težinu konstrukcije.

Spremne baterije se postavljaju na najsunčaniju stranu.Ploča mora biti opremljena mogućnošću podešavanja nagiba kuta u odnosu na Sunce. Okomiti položaj se postavlja za vrijeme snježnih padavina kako baterija ne bi otkazala.

Solarni panel se može koristiti sa ili bez baterije. Tijekom dana trošite energiju solarne baterije, a noću - baterije. Ili koristite solarnu energiju danju, a noću - iz centralne mreže napajanja.

Praktična alternativna energija: vrste

Alternativni izvori energije su različiti obećavajući načini dobivanja, kao i prijenosa dobivene električne energije. Istodobno, takvi su izvori energije obnovljivi i donose minimalnu štetu okolišu. Ovi izvori energije uključuju solarne ploče i solarne stanice.

Oni su pak podijeljeni u 3 vrste proizvodnje energije koristeći:

• fotoćelije;
• solarni paneli;
• Kombinirane opcije.

Popularna je uporaba zrcalnih sustava koji zagrijavaju vodu na visoke temperature, što rezultira parom koja, prolazeći kroz sustav cijevi, okreće turbinu. Vjetrenjače i vjetroelektrane proizvode električnu energiju koristeći energiju vjetra, koji okreće posebne lopatice spojene na generatore.

Korištenje energije valova, kao i oseka i oseka, je popularno.

Iz geotermalnih izvora, topla voda se naširoko koristi za proizvodnju električne energije. Zanimljivo je koristiti kinetičku energiju u nekim prostorijama, primjerice u teretanama, gdje su pokretni dijelovi simulatora pomoću šipki spojeni na generatore koji, kao rezultat kretanja ljudi, stvaraju električnu energiju.

Moderne tehnologije grijanja

Mogućnosti grijanja za privatnu kuću:

• Tradicionalni sustav grijanja. Izvor topline je kotao. Toplinsku energiju distribuira nosač topline (voda, zrak). Može se poboljšati povećanjem prijenosa topline kotla.
• Oprema za uštedu energije koja se koristi u novim tehnologijama grijanja. Električna energija (solarni sustav, razne vrste električnog grijanja i solarni kolektori) djeluje kao nositelj energije za grijanje stanovanja.

Nove tehnologije u grijanju trebale bi pomoći u rješavanju sljedećih problema:

• Smanjenje troškova;
• Poštivanje prirodnih resursa.

Topli pod

Infracrveni pod (IR) je moderna tehnologija grijanja. Glavni materijal je neobičan film. Pozitivne kvalitete - fleksibilnost, povećana čvrstoća, otpornost na vlagu, otpornost na vatru. Može se postaviti ispod bilo kojeg podnog materijala. Zračenje infracrvenog poda ima dobar učinak na dobrobit, identično učinku sunčeve svjetlosti na ljudsko tijelo. Troškovi gotovine za postavljanje infracrvenog poda su 30-40% manji od troškova ugradnje podova s ​​električnim grijaćim elementima. Ušteda energije pri korištenju filmskog poda od 15-20%. Upravljačka ploča regulira temperaturu u svakoj prostoriji. Bez buke, bez mirisa, bez prašine.

S vodenom metodom opskrbe toplinom, metalno-plastična cijev leži u podnom estrihu. Temperatura grijanja ograničena je na 40 stupnjeva.

Vodeni solarni kolektori

Inovativna tehnologija grijanja koristi se na mjestima s visokom sunčevom aktivnošću. Vodeni solarni kolektori nalaze se na mjestima otvorenim za sunce. Obično je ovo krov zgrade. Od sunčevih zraka voda se zagrijava i šalje u kuću.

Negativna točka je nemogućnost korištenja kolektora noću.Nema smisla primjenjivati ​​se u područjima sjevernog smjera. Velika prednost korištenja ovog principa proizvodnje topline bit će opća dostupnost sunčeve energije. Ne šteti prirodi. Ne zauzima korisni prostor u dvorištu kuće.

solarni sustavi

Koriste se toplinske pumpe. Uz ukupnu potrošnju električne energije od 3-5 kW, pumpe crpe 5-10 puta više energije iz prirodnih izvora. Izvor su prirodni resursi. Rezultirajuća toplinska energija se dovodi u rashladnu tekućinu uz pomoć dizalica topline.

infracrveno grijanje

Infracrveni grijači našli su primjenu u obliku primarnog i sekundarnog grijanja u svakoj prostoriji. Uz malu potrošnju energije, dobivamo veliki prijenos topline. Zrak u prostoriji se ne isušuje.

Instalacija je jednostavna za montažu, za ovu vrstu grijanja nisu potrebne dodatne dozvole. Tajna štednje je u tome što se toplina nakuplja u predmetima i zidovima. Nanesite stropne i zidne sustave. Imaju dug vijek trajanja, više od 20 godina.

Tehnologija grijanja lajsni

Shema rada tehnologije lajsne za grijanje prostorije nalikuje radu IR grijača. Zid se zagrijava. Tada počinje davati toplinu. Ljudi dobro podnose infracrvenu toplinu. Zidovi neće biti osjetljivi na gljivice i plijesan, jer će uvijek biti suhi.

Jednostavan za instalaciju. Opskrba toplinom u svakoj prostoriji je regulirana. Ljeti se sustav može koristiti za hlađenje zidova. Princip rada je isti kao i kod grijanja.

Sustav grijanja zraka

Sustav grijanja izgrađen je na principu termoregulacije.Topli ili hladni zrak se dovodi izravno u prostoriju. Glavni element je pećnica s plinskim plamenikom. Izgorjeli plin odaje toplinu izmjenjivaču topline. Odatle zagrijani zrak ulazi u prostoriju. Ne zahtijeva vodovodne cijevi, radijatore. Rješava tri problema - grijanje prostora, ventilaciju.

Prednost je što se grijanje može pokrenuti postupno. U tom slučaju neće utjecati na postojeće grijanje.

Akumulatori topline

Rashladna tekućina se zagrijava noću kako bi se uštedio novac na troškovima električne energije. Toplinski izolirani spremnik, veliki kapacitet je baterija. Noću se zagrijava, danju dolazi do povrata toplinske energije za grijanje.

Korištenje računalnih modula i topline koju oni stvaraju

Da biste pokrenuli sustav grijanja, morate spojiti internet i struju. Princip rada: koristi se toplina koju procesor oslobađa tijekom rada.

Koriste kompaktne i jeftine ASIC čipove. Nekoliko stotina čipova sastavljeno je u jedan uređaj. Po cijeni ova instalacija izlazi kao obično računalo.

Opcija #1 - Izrada solarnih panela

Dizajni koji mogu uhvatiti i pretvoriti sunčevu energiju su brojni, raznoliki i stalno se poboljšavaju. Za mnoge obrtnike usavršavanje ovih korisnih struktura postalo je izvrstan hobi. Na tematskim izložbama takvi entuzijasti rado demonstriraju mnoge korisne ideje.

Za izradu solarnih panela morate kupiti monokristalne ili polikristalne solarne ćelije, staviti ih u prozirni okvir, koji je pričvršćen čvrstim kućištem

Osnova solarne baterije su posebni kristali koji hvataju energiju.Kod kuće se takvi elementi ne mogu napraviti, morat će se kupiti.

Kristali su vrlo krhki i s njima treba pažljivo rukovati. Za izradu solarne baterije potrebno vam je:

1. Napravite okvir za solarne panele od prozirnog materijala, poput pleksiglasa.
2. Napravite kućište od metalnog kuta, šperploče itd.
3. Pažljivo zalemite kristalne elemente u krug.
4. Postavite fotoćelije u okvir.
5. Izvršite montažu karoserije.

Općenito, postoje dvije vrste solarnih ćelija: monokristalne i polikristalne. Prvi su izdržljiviji i imaju učinkovitost od oko 13%, dok drugi brže propadaju, njihova učinkovitost je nešto niža - manje od 9%. Međutim, monokristalne solarne ćelije dobro rade samo uz stabilan protok sunčeve energije, a po oblačnim danima njihova učinkovitost postaje znatno niža. Ali polikristalni elementi puno bolje podnose hirove vremena.

Ovaj video prikazuje osnovne principe samoproizvodnje solarne baterije:

Gotove baterije postavljaju se, naravno, na najsunčaniju stranu krova. U tom slučaju potrebno je predvidjeti mogućnost podešavanja nagiba ploče. Na primjer, tijekom snježnih padalina ploče treba postaviti gotovo okomito, inače sloj snijega može ometati rad baterija ili ih čak oštetiti.

Domaća hidroelektrana

Ako na mjestu postoji potok ili akumulacija s branom, dodatni izvor alternativne električne energije bit će hidroelektrana vlastite proizvodnje. Uređaj se temelji na vodenom kotaču, a snaga će ovisiti o brzini protoka vode. Materijali za izradu generatora i kotača mogu se uzeti iz automobila, a ostaci ugla i metala mogu se naći u svakom kućanstvu.Osim toga, trebat će vam komad bakrene žice, šperploča, polistirenska smola i neodimijski magneti.

1. Kotač je napravljen od kotača od 11 inča. Oštrice su izrađene od čelične cijevi (cijev smo prerezali po dužini na 4 dijela). Trebat će vam 16 oštrica. Diskovi su spojeni vijcima, razmak između njih je 10 inča. Oštrice su zavarene.
2. Mlaznica se izrađuje prema širini kotača. Izrađen je od starog metala, savijen u željenu veličinu i spojen zavarivanjem. Mlaznica se podešava po visini. To će regulirati protok vode.
3. Osovina je zavarena.
4. Kotač je montiran na osovinu.
5. Namot je napravljen, zavojnice su izlivene smolom - stator je spreman. Skupljamo generator. Šablon je izrađen od šperploče. Ugradite magnete.
6. Generator je zaštićen metalnim krilom od prskanja vode.
7. Kotač, osovina i pričvršćivači s mlaznicom premazani su bojom radi zaštite metala od korozije i estetskog užitka.
8. Podešavanjem mlaznice postiže se najveća snaga.

Domaći uređaji ne zahtijevaju velika kapitalna ulaganja i proizvode energiju besplatno. Ako kombinirate nekoliko vrsta alternativnih izvora, tada će takav korak značajno smanjiti troškove energije. Za sastavljanje jedinice potrebne su vam samo vješte ruke i bistra glava.

Tradicionalna energija

Riječ je o širokom sloju etabliranih sektora toplinske i elektroenergetske industrije, koji osiguravaju oko 95% svjetskih potrošača energije. Proizvodnja resursa odvija se na posebnim stanicama - to su objekti termoelektrana, hidroelektrana, nuklearnih elektrana itd. Oni rade s gotovom sirovinskom bazom, tijekom čije se prerade stvara ciljna energija . Postoje sljedeće faze proizvodnje energije:

• Proizvodnja, priprema i isporuka sirovine u pogon za proizvodnju jedne ili druge vrste energije.To mogu biti procesi ekstrakcije i obogaćivanja goriva, izgaranje naftnih derivata itd.
• Prijenos sirovina u jedinice i sklopove koji izravno pretvaraju energiju.
• Procesi pretvaranja energije iz primarne u sekundarnu. Ovi ciklusi nisu prisutni na svim postajama, ali, na primjer, za praktičnost isporuke i naknadne distribucije energije, mogu se koristiti različiti oblici - uglavnom toplina i električna energija.
• Održavanje gotove pretvorene energije, njezin prijenos i distribucija.

U završnoj fazi, resurs se šalje krajnjim korisnicima, koji mogu biti i sektori nacionalnog gospodarstva i obični vlasnici kuća.

Netradicionalni izvori energije: metode dobivanja

Netradicionalni izvori opskrbe energijom su prvenstveno proizvodnja električne energije pomoću vjetra, sunčeve svjetlosti, energije plimskih valova, a također i korištenjem geotermalnih voda. No, osim ovoga, postoje i drugi načini korištenja biomase i druge metode.

Naime:

1. Dobivanje električne energije iz biomase. Ova tehnologija podrazumijeva proizvodnju bioplina iz otpada koji se sastoji od metana i ugljičnog dioksida. Neke eksperimentalne jedinice (Michael's Humireactor) prerađuju stajski gnoj i slamu, što omogućuje dobivanje 10–12 m3 metana iz 1 tone materijala.
2. Termički dobivanje električne energije. Pretvaranje toplinske energije u električnu energiju zagrijavanjem nekih međusobno povezanih poluvodiča koji se sastoje od termoelemenata i hlađenjem drugih. Kao rezultat temperaturne razlike, dobiva se električna struja.
3. Vodikova stanica.Ovo je uređaj koji iz obične vode elektrolizom omogućuje dobivanje prilično velike količine smjese vodika i kisika. Istodobno, trošak dobivanja vodika je minimalan. Ali takva proizvodnja električne energije još je samo u eksperimentalnoj fazi.

Druga vrsta proizvodnje električne energije je poseban uređaj nazvan Stirlingov motor. Unutar posebnog cilindra s klipom nalazi se plin ili tekućina. S vanjskim grijanjem, volumen tekućine ili plina se povećava, klip se pomiče i tjera generator da radi zauzvrat. Nadalje, plin ili tekućina, prolazeći kroz sustav cijevi, hladi se i pomiče klip natrag. Ovo je prilično grub opis, ali jasno daje do znanja kako ovaj motor radi.

Opcija #4 - bioplinsko postrojenje

Tijekom anaerobne obrade organskog otpada oslobađa se tzv. bioplin. Rezultat je mješavina plinova koja se sastoji od metana, ugljičnog dioksida i sumporovodika. Generator bioplina sastoji se od:

• zatvoreni spremnik;
• puž za miješanje organskog otpada;
• grana za istovar istrošene mase otpada;
• grla za punjenje otpada i vode;
• cijev kroz koju struji nastali plin.

Često se spremnik za preradu otpada ne postavlja na površinu, već u debljinu tla. Kako bi se spriječilo curenje rezultirajućeg plina, izrađen je potpuno zapečaćen. Pritom treba imati na umu da se u procesu ispuštanja bioplina tlak u spremniku stalno povećava, pa se plin mora redovito uzimati iz spremnika. Osim bioplina, kao rezultat prerade, dobiva se izvrsno organsko gnojivo, korisno za uzgoj biljaka.

Uređaj i pravila rada takvog generatora plina podliježu povećanim sigurnosnim zahtjevima, budući da je bioplin opasan za udisanje i može eksplodirati. Međutim, u nizu zemalja svijeta, na primjer, u Kini, ova metoda dobivanja energije prilično je raširena.

Dizajn bioplinskog generatora vrlo je jednostavan, ali se tijekom njegovog rada mora pripaziti, jer je bioplin zapaljiva tvar opasna po zdravlje.

Sastav i količina bioplina dobivenog iz otpada ovisi o podlozi. Najviše plina dobiva se korištenjem masti, žitarica, tehničkog glicerina, svježe trave, silaže itd. Obično se u spremnik utovari mješavina životinjskog i biljnog otpada u koju se dodaje nešto vode. Ljeti se preporuča povećati vlažnost mase na 94-96%, a zimi je dovoljno vlage 88-90%. Vodu koja se dovodi u spremnik za otpad treba zagrijati na 35-40 stupnjeva, inače će se procesi raspadanja usporiti. Za održavanje topline, s vanjske strane spremnika montira se sloj toplinski izolacijskog materijala.

Uvijek mi se činilo da je alternativna energija preskupa u smislu ulaganja, ali uspjeli ste me uvjeriti. S jedne strane, teško je ručno sastaviti potrebne uređaje (osobno nisam probao, ne mogu suditi). S druge strane, ako se sve može napraviti kako treba, alternativni izvor energije će se ionako isplatiti. Sada struja košta puno novca. Ali, smatram da se alternativna energija može ugraditi samo u privatnu kuću, jer. u gradu - nadzorne službe (ne sjećam se imena) - neće na to gledati s odobravanjem - možda će čak dobiti i novčanu kaznu.I sama živim u gradu i takve stvari nikako ne mogu probati.

Ako kombinirate sve vrste alternativne proizvodnje energije, onda će to možda značajno smanjiti troškove energije, pa čak i jednog dana vratiti vašu izgradnju. Sudeći prema članku, sastaviti alternativni izvor energije nije tako teško, ali ipak zahtijeva određene vještine. Ako razmišljate o postavljanju solarnih panela na krov, a uz njih i vjetroturbine, možete dobiti gotovo univerzalni izvor energije u svakom vremenu. A ako dodate bioplin, onda će općenito biti ljepote. Međutim, sve ove metode su dobre samo za toplu sezonu (dobro, ili jesen, kada je jak vjetar), ali zimi sunce nije često, vjetar također. Kako biti u ovom slučaju?