Scheme de energie alternativă. Surse alternative de energie: Prezentare generală a tehnologiei

Eco Homestead: Nu orice locuință situată într-o zonă suburbană sau într-o zonă rurală poate fi conectată la un sistem de alimentare cu gaz sau pentru a stabili încălzirea folosind o sursă de alimentare.

Nu orice locuință situată într-o zonă suburbană sau într-o zonă rurală poate fi conectată la un sistem de alimentare cu gaz sau căldură de la o sursă de energie. Pot fi multe motive pentru aceasta, printre care unul dintre principalele este costurile din ce în ce mai mari de conectare, amenajare și întreținere. sistem de incalzire folosind gaze naturale. În astfel de situații, cea mai rațională cale de ieșire sunt sursele alternative de căldură pentru casă, care pot fi selectate în funcție de condițiile specifice și locația obiectului.

Numeroase tehnologii de încălzire care utilizează diverse tipuri de energie sunt oferite ca surse alternative de căldură, inclusiv cele pe care natura însăși le oferă oamenilor - energie, vânt, pământ, electricitate solară, specii combustibil, precum și energia obișnuită de ardere a combustibililor solizi și lichizi.

Atunci când alegeți sisteme alternative de încălzire pentru o casă privată, trebuie să țineți cont de specificul condițiilor locale, pornind de la criteriile de calcule:

Luați în considerare metode alternative de încălzire a spațiului și sisteme de încălzire pentru casele private, utilizate ca alternativă la gaz.

Cazane cu biocombustibil - O SURSA ALTERNATIVA DE INCALZIRE PENTRU O CASA SI APARTAMENT PRIVAT

Cazanele cu biocombustibil sunt surse de energie alternative comune pentru o casă privată, care se disting prin calitate superioară execuţie. Biocombustibilul sub formă de brichete și pelete din materii prime de origine vegetală (rumeguș, așchii, deșeuri de cherestea, coji de floarea soarelui) este o încălzire alternativă care poate servi ca înlocuitor ideal pentru incalzire pe gazîntr-o casă privată datorită transferului ridicat de căldură, care poate ajunge la 6-8 mii kcal / kg. Cazan cu biocombustibil - universal dispozitiv de încălzire cu randament ridicat, echipat sistem automat control și poate fi folosit cu succes pentru încălzire de alte tipuri combustibil solid, inclusiv cărbune, lemn de foc, brichete de cărbune.

Cazanele cu biocombustibil, ca surse alternative de încălzire pentru o casă privată, pot fi utilizate nu numai pentru încălzire (cazane cu un singur circuit), ci și pentru furnizarea de apă caldă a spațiilor - pentru aceasta puteți achiziționa un cazan cu dublu circuit sau adăugați un al doilea circuit cu un cazan de tipul adecvat (debit sau stocare) la un dispozitiv existent). Un dispozitiv simplu pentru cazane cu biocombustibil face posibilă echiparea încălzirii alternative acasă cu propriile mâini, economisind astfel o parte din bugetul familiei.

SISTEM DE POMPA DE CALDURA - O OPTIUNE BUNA

Având în vedere tipurile alternative de încălzire a unei case private, ar trebui să vă opriți cu siguranță la pompele de căldură care folosesc energie surse naturale căldură, inclusiv apa subterană și de suprafață, sol, aer. În funcție de sursele alternative de căldură utilizate, pompele de căldură diferă:

Din punct de vedere structural, pompa de căldură este formată din următoarele componente:

Freonul, care intră în evaporator prin orificiul capilar, se evaporă ca urmare a unei scăderi puternice a presiunii. Pereții evaporatorului, încălziți cu apă geotermală, degajă căldură agentului frigorific. Compresorul, aspirând și comprimând agentul frigorific, contribuie la încălzirea acestuia la o temperatură de până la 85-125 ° C, după care îl împinge în condensator, eliberând căldură prin condensator către circuitul de încălzire. Agentul frigorific răcit se transformă din nou într-un lichid. Procesul se repetă până când camera se încălzește la temperatura setată. După ce a primit un semnal, termostatul oprește funcționarea pompei de căldură și o pornește din nou când temperatura din casă scade la marcajul corespunzător.

Dacă ați reușit să furnizați energie electrică într-o casă privată cu propriile mâini (sau cu implicarea unui maestru) - instalare pompa de caldura va ajuta la reducerea costului de alimentare cu căldură în comparație cu încălzirea pe gaz.

Avantajele pompelor de căldură includ:

Schema de încălzire a apei folosind o pompă de căldură

COLECTOARELE SOLARI SUNT O VIZIUNE MINIMALĂ A O ALTERNATIVĂ

Încălzirea modernă a unei case private poate fi asigurată prin numeroase metode alternative de încălzire, printre care colectorul solar este unul dintre cele mai eficiente. Spre deosebire de panourile solare, unde se generează electricitate solară, colectoarele solare vă permit să concentrați energia termică a Soarelui și să o direcționați spre încălzirea lichidului de răcire (apă, ulei, aer, antigel etc.). Lichidul de răcire care circulă în colector este încălzit, după care căldura acumulată este transferată în rezervorul de stocare pentru consumul ulterior în sistemul de încălzire și alimentare cu apă caldă.

EMITĂTORI INFRAROSII PROPRII MINI

Sursele de căldură - emițătorii cu infraroșu, denumiți încălzitoare eco, sunt o altă opțiune pentru încălzirea camerelor dintr-o casă privată, birou sau loc de muncă. Principiul de funcționare emițător infraroșu se bazează pe transferul de energie termică sub formă de radiație infraroșie către obiecte care, la încălzire, degajă căldură direcționată către aerul încăperii, către spațiul înconjurător în spații deschise etc.

Cele mai eficiente emițătoare IR, ca sisteme de încălzire alternative, pot încălzi anumite obiecte sau părți ale încăperii. Astfel, cu un emițător IR este posibil să încălziți oamenii la care lucrează în aer liber sau într-o anumită parte a încăperii. Utilizarea încălzitoarelor cu infraroșu creează economii la încălzire, permițându-vă să încălziți doar partea utilă a spațiului. Conform metodei de instalare și fixare, încălzitoarele sunt de perete, tavan, podea, cu o acțiune direcțională a radiației infraroșii.

CAZANE HIDROGEN - NANOMETODA

Cazane cu hidrogen sisteme eficienteîncălzirea alternativă a apărut relativ recent. Cazanul cu hidrogen, ca sursă de căldură, utilizează energia termică generată în timpul reacției dintre hidrogen și oxigen, în urma căreia se formează molecule de H2O cu eliberarea simultană a unei cantități semnificative de căldură (până la 40 ° C). Căldura rezultată este transferată către încălzirea spațiului.

Aparatele electrice sunt mai bune decât pe gaz

Cazanele electrice ca alternativă de încălzire pentru o casă privată sunt cel mai simplu mod de a găsi modalități ieftine de încălzire a camerelor. Nu este dificil să alegeți un cazan electric, doar uitați-vă la cataloagele relevante, cu ajutorul specialiștilor, efectuați calcule puterea necesară echipamente corespunzătoare volumului spațiilor.

Important: înainte de a instala un cazan electric, verificați rezistența de izolație a cablurilor electrice și conformitatea acesteia cu puterea noului echipament. Pentru a evita supratensiunile, aveți nevoie de un stabilizator de tensiune.

ABONAȚI-VĂ la canalul nostru de youtube Econet.ru, care vă permite să vizionați online, să descărcați gratuit de pe YouTube un videoclip despre vindecarea, întinerirea unei persoane ..

Pune LIKE, share cu PRIETENII!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Pentru a instala cazane electrice, nu este necesară o cameră separată - chiar și cele mai puternice dintre ele sunt de dimensiuni mici. Nu este nevoie de hote și coșuri puternice - această încălzire alternativă a locuinței este pe deplin conformă cu cerințele de mediu. Încălzirea alternativă este o abordare modernă a energiei. publicat

Pentru a rezolva problema combustibililor fosili limitati, cercetătorii din întreaga lume lucrează pentru a crea și pune în funcțiune surse alternative de energie. Și nu vorbim doar despre binecunoscutele mori de vânt și panouri solare. Gazele și petrolul pot fi înlocuite cu energia din alge, vulcani și treptele omului. Recycle a selectat zece dintre cele mai interesante și curate surse de energie ale viitorului.

Jouli de la turnichete

Mii de oameni trec zilnic prin turnichetele de la intrarea în gări. Deodată, în mai multe centre de cercetare din lume, a apărut ideea de a folosi fluxul de oameni ca un generator de energie inovator. Compania japoneză East Japan Railway Company a decis să echipeze fiecare turnichet din gările de cale ferată cu generatoare. Instalația funcționează la o gară din cartierul Shibuya din Tokyo: elemente piezoelectrice sunt încastrate în podea sub turnichete, care generează electricitate din presiunea și vibrațiile pe care le primesc atunci când oamenii le calcă.

O altă tehnologie de „turnichet energetic” este deja utilizată în China și Țările de Jos. În aceste țări, inginerii au decis să folosească nu efectul de apăsare a elementelor piezoelectrice, ci efectul de împingere al mânerelor turnichetului sau al ușilor turnichetului. Conceptul companiei olandeze Boon Edam presupune inlocuirea usilor standard la intrarea in centrele comerciale (care de obicei functioneaza pe un sistem fotocelula si incep singure sa se roteasca) cu usi pe care vizitatorul trebuie sa le impinga si astfel sa genereze electricitate.

În centrul olandez Natuurcafe La Port au apărut deja astfel de uși-generatoare. Fiecare dintre ele produce aproximativ 4.600 de kilowați-oră de energie pe an, ceea ce la prima vedere poate părea nesemnificativ, dar este un bun exemplu de tehnologie alternativă de generare a energiei electrice.

Chiar și școlarii știu că rezervele de petrol, gaze și cărbune nu sunt nesfârșite. Prețurile la energie sunt în continuă creștere, forțând plătitorii să ofte din greu și să se gândească la creșterea veniturilor proprii. În ciuda realizărilor civilizației, în afara orașelor există multe locuri unde nu se furnizează gaze, iar în unele locuri nici măcar electricitate. Acolo unde există o astfel de oportunitate, costul instalării sistemului uneori nu corespunde absolut cu nivelul veniturilor populației. Nu este surprinzător faptul că energia alternativă „do-it-yourself” este astăzi de interes atât pentru proprietarii mari, cât și pentru cei mici case de tara precum şi orăşenii.

Întreaga lume din jurul nostru este plină de energie, care este conținută nu numai în măruntaiele pământului. Chiar și la școală, la lecțiile de geografie, am învățat că se poate cu Eficiență ridicată pentru a folosi energia vântului, a soarelui, a mareelor, a apei în cădere, a miezului pământului și a altor purtători de energie similari la scară de țări și continente întregi. Cu toate acestea, poate fi folosit și pentru încălzirea unei case separate.

Tipuri de surse alternative de energie

Printre opțiunile pentru sursele naturale de aprovizionare privată cu energie, trebuie menționat:

• panouri solare;
• colectoare solare;
• pompe de căldură;
• generatoare eoliene;
• instalatii pentru absorbtia energiei apei;
• instalatii de biogaz.

Cu suficiente fonduri, puteți cumpăra un model finit al unuia dintre aceste dispozitive și puteți comanda instalarea acestuia. Răspunzând dorințelor consumatorilor, industriașii stăpânesc de mult timp fabricarea panourilor solare, pompelor de căldură etc. Cu toate acestea, costul acestora rămâne stabil ridicat. Astfel de dispozitive pot fi realizate independent, economisind o anumită sumă de bani, dar cheltuind mai mult timp și efort.

Video: ce energie naturală poate fi folosită

Principiul de funcționare și utilizarea panourilor solare într-o casă privată

Fenomenul fizic pe care se bazează principiul de funcționare a acestei surse de energie este efectul fotoelectric. Lumina soarelui care cade pe suprafața sa eliberează electroni, ceea ce creează o sarcină în exces în interiorul panoului. Dacă conectați o baterie la aceasta, atunci din cauza fulgerelor, va apărea un curent în numărul de încărcări din circuit.

Principiul de funcționare al bateriei solare este efectul fotoelectric.

Modelele capabile să capteze și să transforme energia soarelui sunt numeroase, variate și în continuă îmbunătățire. Pentru mulți meșteri, îmbunătățirea acestora structuri utile transformat într-un mare hobby. La expozițiile tematice, astfel de entuziaști demonstrează de bunăvoie multe idei utile.

Pentru a face panouri solare, trebuie să achiziționați celule solare monocristaline sau policristaline, plasați-le într-un cadru transparent, care este fixat cu o carcasă rezistentă.

Video: realizarea unei baterii solare cu propriile mâini

Bateriile gata făcute sunt amplasate, desigur, pe partea cea mai însorită a acoperișului. În acest caz, este necesar să se prevadă posibilitatea de reglare a înclinării panoului. De exemplu, în timpul căderilor de zăpadă, panourile trebuie așezate aproape vertical, altfel stratul de zăpadă poate interfera cu funcționarea bateriilor sau chiar le poate deteriora.

Dispozitivul și utilizarea colectoarelor solare

Un colector solar primitiv este o placă de metal neagră plasată sub un strat subțire de lichid transparent. După cum știți de la un curs de fizică din școală, obiectele întunecate se încălzesc mai mult decât cele ușoare. Acest fluid se deplasează cu ajutorul unei pompe, răcește placa și se încălzește în același timp. Circuitul cu lichid incalzit poate fi plasat intr-un rezervor conectat la sursa apă rece. Prin încălzirea apei din rezervor, lichidul din colector este răcit. Și apoi se întoarce. Astfel, acest sistem de alimentare vă permite să obțineți o sursă constantă apa fierbinte, iar iarna si calorifere calde.

Există trei tipuri de colectoare care diferă în funcție de dispozitiv

Până în prezent, există 3 tipuri de astfel de dispozitive:

• aer;
• tubular;
• apartament.

Aer

Colectoarele de aer constau din plăci de culoare închisă.

Colectoarele de aer sunt plăci negre acoperite cu sticlă sau plastic transparent. Aerul circulă natural sau forțat în jurul acestor plăci. Aerul cald este folosit pentru a încălzi încăperile din casă sau pentru a usca hainele.

Avantajul este simplitatea extremă a designului și cost scăzut. Singurul dezavantaj este utilizarea circulației forțate a aerului. Dar te poți descurca fără el.

Tubular

Avantajul unui astfel de colector este simplitatea și fiabilitatea.

Colectorii tubulari au aspectul mai multor aliniati tuburi de sticla acoperit la interior cu material care absoarbe lumina. Sunt conectate la un colector comun și fluidul circulă prin ele. Astfel de colectoare au 2 moduri de transfer a energiei primite: directă și indirectă. Prima metodă este folosită iarna. Al doilea este folosit pe tot parcursul anului. Există o variație folosind tuburi de vid: unul este introdus în celălalt și se creează un vid între ele.

Acest lucru îi izolează de mediu inconjurator si retine mai bine caldura. Avantajele sunt simplitatea și fiabilitatea. Dezavantajele includ costul ridicat de instalare.

apartament

Pentru ca colectorii să funcționeze mai eficient, inginerii au propus utilizarea concentratoarelor.

Colectorul plat este cel mai comun tip. El a servit drept exemplu pentru a explica principiul de funcționare a acestor dispozitive. Avantajul acestui soi este simplitatea și ieftinitatea în comparație cu altele. Dezavantajul este o pierdere semnificativă de căldură decât alte subtipuri nu suferă.

Pentru a îmbunătăți sistemele solare deja existente, inginerii au propus să folosească un fel de oglinzi numite concentratoare. Acestea vă permit să ridicați temperatura apei de la standardul 120 la 200 C°. Această subspecie de colectori se numește concentrare. Aceasta este una dintre cele mai scumpe opțiuni de execuție, ceea ce este, fără îndoială, un dezavantaj.

Instrucțiuni complete pentru fabricarea instalării unui colector solar în următorul nostru articol:

Utilizarea energiei eoliene

Dacă vântul este capabil să conducă stoluri de nori, de ce să nu-și folosească energia pentru alte lucruri utile? Căutarea unui răspuns la această întrebare i-a determinat pe ingineri să creeze o turbină eoliană. Acest dispozitiv constă de obicei din:

• generator;
• turn înalt;
• lame care se rotesc pentru a prinde vântul;
• baterii;
• sisteme electronice de control.

Principiul de funcționare al unui generator eolian este destul de simplu. Lamele care se rotesc din vânt puternic, rotiți arborii de transmisie (la oamenii obișnuiți - cutia de viteze). Sunt conectate la un alternator. Transmisia și generatorul sunt amplasate în leagăn sau, cu alte cuvinte, în gondolă. Poate avea un mecanism de pivotare. Generatorul este conectat la automatizarea de control și la un transformator step-up. După transformator, tensiunea, care și-a crescut valoarea, este dată sistemului general de alimentare cu energie.

Generatoarele eoliene sunt potrivite pentru zonele în care vântul bate constant.

Deoarece problemele creării turbinelor eoliene au fost studiate de mult timp, există proiecte cu o mare varietate de design pentru aceste dispozitive. Modelele cu o axă orizontală de rotație necesită destul spatiu mare, dar turbinele eoliene cu axă verticală de rotație sunt mult mai compacte. Desigur, pentru munca eficienta Aparatul necesită un vânt suficient de puternic.

Avantaje:

• fara emisii;
• autonomie;
• utilizarea uneia dintre resursele regenerabile;

Defecte:

• nevoia de vânt constant;
• preț inițial ridicat;
• zgomot de rotație și radiații electromagnetice;
• ocupa suprafete mari.

Generatorul eolian trebuie amplasat cât mai sus posibil pentru ca funcționarea lui să fie eficientă. Modelele care au o axă de rotație verticală sunt mai compacte decât cele cu rotație orizontală

Un ghid pas cu pas pentru realizarea unei turbine eoliene cu propriile mâini pe site-ul nostru:

Apa ca sursă de energie

Cel mai faimos mod de a folosi apa pentru a genera energie electrică este, desigur, energia hidroelectrică. Dar nu este singurul. Există și energia mareelor ​​și energia curenților. Și acum în ordine.

O centrală hidroelectrică este un baraj în care există mai multe ecluze pentru eliberarea controlată a apei. Aceste încuietori sunt conectate la paletele generatorului turbinei. Curgând sub presiune, apa îl învârte, generând astfel electricitate.

Defecte:

• inundații de coastă;
• scăderea numărului de locuitori ai râurilor;

Pentru a folosi energia apei, se construiesc stații speciale.

Puterea curenților

Această metodă de generare a energiei este similară cu turbinele eoliene, singura diferență fiind că generatorul cu pale uriașe este plasat peste un curent marin mare. Cum ar fi Gulf Stream, de exemplu. Dar este foarte scump și dificil din punct de vedere tehnic. De aceea totul proiecte majore rămâne pe hârtie. Cu toate acestea, există proiecte mici, dar în derulare, care demonstrează posibilitățile acestui tip de energie.

Energia valurilor

Proiectarea centralei, care transformă acest tip de energie în energie electrică, este un baraj imens situat în golful mării. Are orificii prin care apa patrunde spre spate. Acestea sunt conectate printr-o conductă la generatoarele de energie.

O centrală maremotrică este în funcțiune în felul următor: la maree ridicată, nivelul apei crește și se creează presiune care poate roti axul generatorului. La sfârșitul mareei, gurile de intrare sunt închise și în timpul valului scăzut, care are loc după 6 ore, ieșirile sunt deschise și procesul se repetă în sens invers.

Avantajele acestei metode:

• servicii ieftine;
• atractie pentru turisti.

Defecte:

• costuri semnificative de construcție;
• daune aduse vieții marine;
• erorile de proiectare pot cauza inundarea orașelor din apropiere.

Aplicarea biogazului

În timpul prelucrării anaerobe a deșeurilor organice, este eliberat așa-numitul biogaz. Rezultatul este un amestec de gaze format din metan, dioxid de carbon și hidrogen sulfurat. Generatorul de biogaz este format din:

• rezervor etanș;
• melc pentru amestecarea deșeurilor organice;
• conductă de derivație pentru descărcarea masei uzate de deșeuri;
• gâturi pentru umplerea cu deșeuri și apă;
• conducta prin care curge gazul rezultat.

Adesea, un rezervor de procesare a deșeurilor este aranjat nu la suprafață, ci în grosimea solului. Pentru a preveni scurgerea gazului rezultat, acesta este realizat complet etanș. În același timp, trebuie amintit că, în procesul de eliberare a biogazului, presiunea din rezervor crește în mod constant, astfel încât gazul trebuie luat în mod regulat din rezervor. Pe lângă biogaz, procesarea are rezultate excelente îngrășământ organic util pentru cultivarea plantelor.

Dispozitivului și regulilor de funcționare ale unui astfel de dispozitiv sunt impuse cerințe de siguranță sporite, deoarece este periculos să inhalați biogaz și poate exploda. Cu toate acestea, într-un număr de țări ale lumii, de exemplu, în China, această metodă de obținere a energiei este destul de răspândită.

O astfel de instalație de biogaz poate fi costisitoare

Acest produs de reciclare a deșeurilor poate fi utilizat ca:

• materii prime pentru centrala termica si centrala de cogenerare;
• înlocuire gaz natural in sobe, arzatoare si cazane.

Puterea acestui tip de combustibil este reînnoirea și disponibilitatea, mai ales la sate, a materiilor prime pentru prelucrare. Acest tip de combustibil are și o serie de dezavantaje, cum ar fi:

• emisii de la incinerare;
• tehnologie de producție imperfectă;
• preţul aparatului de producere a biogazului.

Designul generatorului de biogaz este foarte simplu, dar trebuie avută o anumită atenție în timpul funcționării acestuia, deoarece biogazul este o substanță combustibilă periculoasă pentru sănătate.

Compoziția și cantitatea de biogaz obținută din deșeuri depind de substrat. Cele mai multe gaze se obțin atunci când se utilizează grăsimi, cereale, glicerină tehnică, iarbă proaspătă, siloz etc. De obicei, în rezervor se încarcă un amestec de deșeuri animale și vegetale, la care se adaugă puțină apă. ÎN ora de vara se recomandă creșterea conținutului de umiditate al masei la 94-96%, iar iarna, 88-90% umiditate este suficientă. Apa furnizată rezervorului de deșeuri trebuie încălzită la 35-40 de grade, altfel procesele de descompunere vor fi încetinite. Pentru a menține căldura, pe exteriorul rezervorului este montat un strat de material termoizolant.

Aplicarea biocombustibilului (biogaz)

Funcționarea unei pompe de căldură se bazează pe principiul invers Carnot. Acesta este un dispozitiv destul de mare și destul de complex care colectează energie termică de calitate scăzută din mediu și o transformă în energie cu potențial ridicat. Cel mai adesea, pompele de căldură sunt folosite pentru încălzirea spațiului. Aparatul este format din:

• circuit extern cu lichid de răcire;
• circuit intern cu lichid de răcire;
• evaporator;
• compresor;
• condensator.

Freonul este de asemenea folosit în sistem. Circuitul extern al pompei de căldură poate absorbi energie din diverse medii: pământ, apă, aer. Costurile forței de muncă pentru crearea acesteia depind de tipul pompei și de configurația acesteia. Cel mai dificil lucru de aranjat este o pompă sol-apă, în care circuitul exterior este situat orizontal în sol, deoarece aceasta necesită o scară largă. terasamente. Dacă există un rezervor în apropierea casei, este logic să construiți o pompă de căldură apă-apă. În acest caz, circuitul exterior este pur și simplu coborât în ​​rezervor.

Pompa de căldură transformă energia de calitate scăzută a pământului, a apei sau a aerului în energie termică de înaltă calitate, ceea ce vă permite să încălziți clădirea destul de eficient

Eficiența unei pompe de căldură depinde nu atât de cât de ridicată este temperatura ambiantă, ci de constanța acesteia. O pompă de căldură proiectată și instalată corespunzător poate oferi unei locuințe suficientă căldură în timpul iernii, chiar și la temperaturi foarte scăzute ale apei, solului sau aerului. Vara, pompele de caldura pot actiona ca un aparat de aer conditionat, racind locuinta.

Pentru a utiliza astfel de pompe, trebuie mai întâi să efectuați lucrări de foraj

Avantajele acestor instalații includ:

• eficienta energetica;
• Siguranța privind incendiile;
• multifunctionalitate;
• funcţionare pe termen lung până la prima revizie.

Punctele slabe ale unui astfel de sistem sunt:

• preț inițial ridicat în comparație cu alte metode de încălzire a unei clădiri;
• cerința privind starea rețelei de alimentare cu energie electrică;
• mai zgomotos decât un cazan clasic pe gaz;
• nevoia de foraj.

Video: cum funcționează pompele de căldură

După cum puteți vedea, pentru a vă asigura locuința cu căldură și electricitate, puteți folosi energia solară, puterea vântului și a apei. Fiecare metodă are propriile sale avantaje și dezavantaje. Totuși, din toate opțiunile existente puteți folosi o metodă care este atât ieftină, cât și eficientă.

Astăzi, problemele de conservare a energiei sunt foarte grele, mai ales în unele state independente din număr fostele republici Uniunea Sovietică. Unul dintre subiectele cele mai discutate în multe forumuri se referă la fezabilitatea financiară a instalării surselor care reduc consumul de energie. Energie alternativă bricolajă - există o soluție eficientă? Să încercăm să înțelegem această problemă.

Merită să precizați imediat faptul că este puțin probabil că va fi posibil să creați surse alternative de energie cu propriile mâini. Există însă posibilitatea utilizării echipamentelor produse la scară industrială. Instalarea unor astfel de dispozitive poate nu numai să reducă costul energiei electrice și al furnizării de căldură, ci și să elimine complet dependența de rețelele centrale de energie.

Din punct de vedere tehnologic, toate instalațiile de energie alternativă pot fi împărțite în două tipuri principale:

• Dispozitive pentru generarea energiei electrice.
• Unități utilizate pentru obținerea energiei termice în formă pură sau pentru generarea de combustibil gazos pentru echipamentele cazanelor.

Instalatii de alimentare autonome

Dintre dispozitivele existente pentru obținerea energiei electrice gratuite, următoarele tipuri de echipamente au găsit o utilizare pe scară largă:

• Panouri solare care transformă energia sursei noastre naturale de lumină direct în electricitate. Panourile de acest tip constau dintr-o multitudine de elemente semiconductoare receptoare de lumină. Aceste unități sunt recomandate pentru utilizare în regiunile cu un număr mare de zile însorite. Este recomandabil să instalați astfel de panouri folosind mecanisme care asigură o modificare a unghiului de înclinare a structurii. Acest lucru va ajuta la evitare impact negativ precipitaţiilor atmosferice şi să asigure recepţia maximă a radiaţiei solare posibile.
• Un alt generator de energie alternativă poate fi instalat în regiunile cu o sarcină semnificativă de vânt. La prima vedere, o moară de vânt obișnuită este capabilă să furnizeze energie electrică mai multor consumatori în același timp. Performanța unității depinde de tipul de generator utilizat, de anvergura aripilor unității de antrenare, de capacitatea de a întoarce dispozitivul în funcție de direcția predominantă a vântului.

Instalatii de alimentare cu caldura

• Pompele de căldură funcționează pe principiul transferului de energie termică dintr-un mediu cu o temperatură mai ridicată. În practică, se folosesc schimbătoare de căldură care funcționează pe energia apei, a aerului și a instalațiilor geotermale, capabile să transforme temperatura diferitelor straturi de sol în energie termică.
• Biogeneratoare care vă permit să colectați eliberate în timpul procesului de descompunere materie organică gaz. Acest design poate funcționa tipuri variate combustibil, cele mai eficiente si sigure instalatii cu control automat.

Desigur, costul instalațiilor din această clasă este considerabil, dar achiziția lor va asigura independența alimentării cu energie a propriei locuințe.

Selectarea corectă și operarea competentă a surselor alternative de energie în conditii moderne va permite ca 70-90% să refuze achiziționarea de gaz, energie termică și, eventual, electricitate. Există multe opțiuni de utilizare a energiei mediului, dar lucrul cu acesta nu este atât de ușor pe cât ar părea la prima vedere. Va fi necesar să se efectueze calculul cel mai precis al parametrilor de alimentare cu energie alternativă, ținând cont de zona climatică, locația casei, densitatea clădirii și, cel mai important, cantitatea de resurse financiare care ar putea fi investită în proiect.

Tipuri de energie alternativă

O rezervare trebuie făcută imediat: capacitatea de a trece complet la surse alternative de energie pentru o casă privată este destul de realizabilă, dar numai dacă alimentarea cu energie a unei cabane sau a unui apartament se bazează pe două sau trei diferite căi obţinerea de căldură şi energie electrică „verde”.

O excepție pot fi gospodăriile private situate în regiunile de nord, unde sezonul încălzit durează cel puțin opt luni. În acest caz, sursele alternative pot reduce consumul de energie doar cu 40-50%. În regiunile sudice, chiar și apartamentele din clădirile înalte pot fi transformate în surse alternative de electricitate și căldură.

Energie solară și panouri de siliciu

Majoritatea proiectelor de dezvoltare a surselor alternative sunt legate de energia solară. Companiile de baterii solare promovează în mod activ convertizoarele și panourile ca fiind cele mai profitabile, prietenoase cu mediul și silențioase. Dar nu totul este atât de simplu. Înainte de a cumpăra și instala panouri solare ca sursă principală de căldură, merită să ne amintim câteva dintre dezavantajele acestei metode de obținere a energiei alternative:

• Costul ridicat al energiei solare, astăzi diferența este de 2,5 ori față de tariful companiilor de rețea electrică;
• Sursă mică de energie. De la unul metru patrat panourile într-o zi însorită nu pot primi mai mult de 150 W de energie electrică alternativă, în ciuda faptului că costul panoului în sine este de aproximativ o sută de dolari;
• Dificultatea reparației și durata limitată de viață a panourilor solare de siliciu.

Dezavantajele enumerate ale unei surse alternative de energie solară, cu care oficialii companiilor de rețea electrică le place să se sperie, sunt asociate în primul rând cu costul ridicat al unei celule solare. Experții estimează că o reducere cu 60% a prețului de vânzare cu amănuntul al bateriilor cu siliciu va duce la o cerere explozivă pentru surse alternative de energie solară.

Important! Pentru a instala o baterie solară pe acoperișul unei case private, nu sunt necesare aprobări și permisiuni de la autoritățile locale dacă sistemul nu este conectat la circuitul de cablare introductiv al companiei de rețea electrică.

Proiect alternativ pentru utilizarea energiei solare

Utilizare energie solara nu se limitează la bateriile cu silicon. Există o altă schemă de surse alternative de energie bazată pe energia solară termică. Spre deosebire de panourile în stare solidă cu conversie directă a luminii în energie electrică, sistemul alternativ se bazează pe căldura generată în mai mulți colectori solari termici.

Apa sau etilenglicolul incalzit la 120°C intră în cazanul-schimbător de căldură situat la subsolul casei. O parte din căldură este eliberată într-un lichid cu punct de fierbere scăzut - butan sau freon, care este trimis la un mic generator electric cu o turbină vortex, iar o parte este acumulată într-un acumulator masiv de căldură umplut cu parafină topită.

Costul unei astfel de instalații alternative este cu aproximativ 60-70% mai mare decât pentru un sistem cu panouri din silicon. Potrivit producătorilor, chiar și la un preț mai mare, cererea pentru o sursă alternativă de energie este mult mai mare decât pentru panourile de siliciu:

• Resursa de proiectare, supusă întreținerii anuale, este de peste 50 de ani;
• Eficiența unei instalații alternative alimentate cu energie solară este de 2,5 ori mai mare decât cea a unei baterii solare de uz casnic modern.

În loc de baterii scumpe litiu-ion, sistemul folosește un acumulator de căldură ieftin, capabil să stocheze energie până la 150 kWh în echivalent electric. Aceasta înseamnă că chiar și iarna, în condiții meteorologice nefavorabile și pe cerul cel mai înnorat, o sursă alternativă de energie este capabilă să încălzească o cameră cu o suprafață de 40-50 m 2 timp de 24-30 de ore.Singurul dezavantaj semnificativ al unui sursa de energie termomecanica este necesitatea de a recurge la serviciile unor specialisti atestati pentru instalarea si intretinerea regulata a sistemului.

Energie eoliana

Utilizarea fluxurilor de aer ca sarcină de vânt face posibilă atingerea unor puteri foarte mari, variind de la 1-15 kW per turn. sistem clasic Obținerea energiei alternative cu ajutorul vântului constă din trei componente:

• Catarg din metal sau beton cu platan rotativ;
• Elice conectată printr-o transmisie mecanică la un generator electric;
• Baterie reîncărcabilă cu sistem de conversie a curentului.

Costul energiei eoliene depinde de dimensiunea structurii, cu cât este mai mare înălțimea la care este ridicat șurubul, cu atât eficiența sursei alternative de energie este mai mare. Pentru o instalatie alternativa cu o capacitate de 50 kW/h, ridicata la un catarg de 50 m, pretul energiei electrice „aerutice” produse este comparabil cu tariful unei centrale termice.

Pentru o casă privată, posibilitățile de utilizare a vântului ca sursă alternativă sunt mult mai modeste. De exemplu, cea mai simplă turbină eoliană cu o înălțime a catargului de 4,5 m și un diametru al elicei cu patru pale de 2 m, cu un vânt de 12 m/s, produce cel puțin 800-900 W/h. Patru turbine eoliene sunt capabile să înlocuiască o sursă de energie costisitoare bazată pe panouri solare de siliciu cu o suprafață de 20 m 2 . În același timp, costul energiei alternative va fi de două ori mai mare decât tariful rețelei.

Cea mai simplă instalație pentru obținerea de energie alternativă cu o elice cu diametrul de doar 70 cm, instalată pe balconul etajului cinci, vă permite să obțineți 200 W/h chiar și în condiții de vânt ușor. Nu este dificil să faci surse alternative de energie pentru casă cu propriile mâini, trebuie doar să proiectezi un șurub cu o configurație specială pentru a minimiza nivelul de zgomot.

În China, unitățile de dimensiuni mici cu șurub de 50 cm sunt utilizate pe scară largă ca sursă alternativă de energie electrică pentru alimentarea luminilor stradale și a repetoarelor. internet fără fir, sisteme de alarma si camere de supraveghere in parcari si autostrazi. O astfel de „fărâmă” costă de 10 ori mai ieftin decât o priză din silicon de putere similară și funcționează în aproape orice vreme, chiar și fără baterii.

Cu o alegere cu succes a unui loc pentru amplasarea unui catarg, un parc eolian ca sursă alternativă de energie electrică se amortizează în 2-3 ani. Înălțimea catargului ar trebui să fie de cel puțin 10-12 m, iar diametrul palelor ar trebui să fie de 2,5-3 m. Două turnuri sunt capabile să producă până la 5 kW / h cu un vânt mediu.

Turbinele eoliene funcționează perfect în zonele de stepă și munte, în zonele urbane și suburbane dense eficiența lor este redusă cu 30-40%. Singurul dezavantaj al turbinei eoliene este nivel inalt zgomot. Sistemele cu o putere de aproximativ 1 kW sunt capabile să genereze zgomot comparabil cu decibelii unei mașini diesel care funcționează.

puterea apei

Dacă în apropierea casei curge un pârâu sau un râu, debitul de apă poate fi folosit cu succes ca sursă de energie. Apa este mult mai slabă decât vântul din punct de vedere al rezervelor de energie, prin urmare, pentru a obține o sursă alternativă cu 2-3 kW/h de energie electrică dorită, este necesar să se asigure următoarele caracteristici mișcări ale fluxului:

• Diferența de înălțime sau presiune - nu mai puțin de 150 cm, viteza de curgere nu mai mică de 70 cm / s;
• Consum de apă - nu mai puțin de 1,5-2 m 3 / s;
• Diametrul rotorului nu mai mic de 60 cm.

Pe lângă proiectarea unui sistem alternativ de acționare a apei, va fi necesară și construirea unui baraj și a unui canal de ocolire, ceea ce va necesita costuri semnificative.

Ca sursă independentă de energie, posibilitățile unui flux de a satisface nevoile casei în mod clar nu vor fi suficiente, iar pentru a utiliza o unitate completă de cinci kilowați, veți avea nevoie de cel puțin un permis de utilizare a resurselor de apă.

Căldura pământului

Pompele de căldură pot fi considerate în siguranță una dintre cele mai de succes scheme de furnizare a energiei termice alternative. Teoretic, o pompă de căldură poate furniza cu 60% mai multă căldură decât consumă.

Pentru a obține căldură cu o temperatură de tur de cel puțin 70 ° C, conductele sunt așezate în sol, la o adâncime de 6-7 m sub nivelul de îngheț, combinate într-un circuit schimbător de căldură. Cu ajutorul lichidului de răcire pompat, căldura internă a straturilor de sol este luată și utilizată în pompa de căldură pentru încălzirea ulterioară a spațiului.

biocombustibil

Majoritatea surselor alternative de energie au același dezavantaj - este aproape imposibil să stocați căldură sau electricitate, cu excepția stocării termice foarte mari și a bateriilor cu litiu de putere redusă pentru panourile solare.

Majoritatea proprietarilor de case private ar prefera să folosească Opțiune alternativă biocombustibil sigur și ușor de utilizat, care ar putea fi stocat pentru întregul sezon de încălzire.

Există două tipuri de combustibili alternativi utilizați în prezent:

• Biogaz obținut direct pe teritoriul moșiei sau gospodăriei;
• Pelete, produse granulate din carbune, turba, lemn, prelucrare deseuri de gatere.

Sursa de materii prime pentru producerea peleților poate fi orice deșeu de lemn. O presă rotativă mică, care poate fi instalată cu ușurință acasă, transformă o pungă de așchii zdrobite în câteva kilograme de pelete. Drept urmare, proprietarul primește o sursă de combustibil alternativ ieftin, care poate fi depozitat și ars în cazane speciale cu alimentare automată cu peleți.

Biogazul este un produs al prelucrării de către anumite culturi de bacterii a deșeurilor organice amestecate cu gunoi de grajd de vacă și de porc. Materiile prime sunt încărcate într-un container metalic cu un acoperiș care plutește liber și pudră cu bacterii.

În a doua sau a treia zi, biogazul începe să curgă din rezervor, care poate fi folosit ca combustibil alternativ în locul metanului. Este suficient doar să reglați funcționarea automatizării la gaz cu un conținut mai scăzut de calorii.

O sursă convenabilă, dar nu cea mai sigură de energie alternativă, deoarece biogazul este inodor și poate aprinde cu ușurință un incendiu dacă se scurge.

Sistem de energie solară

Principalul element de cost pentru alimentarea alternativă cu energie solară include prețul panourilor, care este de aproximativ 160 de ruble. pentru 1 W sau 80-85 de dolari pe metru pătrat de suprafață. Pentru o alimentare alternativă cu energie la domiciliu, vor fi necesare cel puțin 25 m 2 de panouri de siliciu policristalin.

Puteți economisi baterii. În loc de litiu scump, puteți instala o baterie alcalină care va dura 15 ani la îngrijire minimăîn spatele sursei de energie. Un set de baterii alcaline va costa încă 200-300 USD.

Puteți cumpăra panouri gata făcute în carcase cu un suport lipit și cabluri lipite pentru 500-700 USD sau puteți cumpăra și lipi plăci simple pe o bază de textolit cu propriile mâini. În loc de o placă scumpă cu un singur cristal, folosim faguri policristalini la jumătate din preț. Adevărat, eficiența polisiliciului este cu câteva procente mai mică, dar pierderea poate fi ușor compensată. suprafata suplimentara elemente.

Dispozitiv cu panou solar

Dacă planificați o sursă alternativă de energie pe termen lung, cel mai bine este să renunțați la utilizarea oricăror biocombustibili și generatoare de apă. În termen de zece ani, standardele de emisie de CO vor fi strict controlate de stat. În timp ce pentru instalarea unei surse alternative de alimentare din polisiliciu, se vor putea primi subvenții, așa cum este cazul astăzi în Europa și Canada.

Bateria solară este cel mai subțire strat de siliciu cu electrozi de cupru sau nichel depuși pe capetele „sandvișului”. Avionul orientat spre soare trebuie protejat de praf și umiditate cu sticlă subțire de cuarț, vitroceramică sau policarbonat. „Sandvișuri” separate sunt lipite în rânduri și panouri întregi capabile să furnizeze 80-100 wați de energie electrică.

Panourile sunt conectate în serie și conectate la baterie și la convertor. Acesta din urmă transformă curentul continuu al panoului în 220 V alternativ, ceea ce vă permite să conectați o sursă de alimentare convențională la o sursă alternativă. aparate electrocasnice, sisteme de iluminat și de susținere a vieții.

Pe lângă panoul clasic de siliciu, așa-numitele panouri solare din titan sunt folosite și pentru alimentarea alternativă. De fapt, acestea sunt două pahare subțiri cu un strat subțire, aproape invizibil, de oxid de titan pulverizat, între care se află o soluție de electrolit. Panoul din titan arată ca o sticlă obișnuită a ferestrei cu o diminuare abia vizibilă, dar acest lucru nu împiedică sursa alternativă să livreze energie cu o eficiență de până la 7%.

Panourile sunt introduse în ferestre, folosite pentru vitrarea verandelor și a podelelor întregi, utilizate ca sursă independentă de alimentare de rezervă și asociate cu panouri din silicon.

Reguli de instalare a panourilor solare

În stil clasic panou solar trebuie instalat la un unghi de 55-60 o față de linia orizontului. Pentru obișnuit acoperișuri în două frontoane acesta este un unghi de înclinare prea mare, așa că fie trebuie să ridicați bateriile în raport cu panta acoperișului, fie să suportați o scădere ușoară a eficienței unei surse alternative de alimentare și să așezați secțiunile pur și simplu pe partea însorită a acoperiş.

Alternativ, panourile sunt amplasate pe site pe special suporturi pivotante, această metodă este folosită în case de țară și cabane, unde puterea unei surse alternative nu este întotdeauna suficientă și există întotdeauna o abundență de spațiu liber.

Generator eolian într-o casă privată

Costul unei turbine eoliene cu o capacitate de 1 kW / h este de cel puțin 600 USD. Pentru a instala o sursă alternativă de alimentare, în primul rând, va trebui să selectați corect spațiul liber pentru catargul generatorului. În jurul turnului trebuie să existe spațiu liber cu o suprafață de cel puțin 20 m2.

Poate fi asamblat design de casă sursă de alimentare de rezervă din următoarele părți:

• Generator auto;
• Elice 2,5m din placaj și plastic;
• Teava de otel de doi inci;
• Bretele pentru cablu.

Prețul unui set de piese abia depășește 150 USD, astfel încât costul unui kilowatt de energie produs de un sistem alternativ de alimentare se va dovedi a fi mai ieftin de 3,5 ruble. Sursa de energie de rezervă se va amortiza în trei luni.

Pompe de caldura pentru incalzire

Eficiența unei surse alternative de căldură depinde de structura rocilor, de prezența apelor geotermale, de conținutul ridicat de gaze și de depozite de combustibili fosili, turbă și cărbune. Cea mai bună putere termică poate fi obținută în umiditate soluri mlăștinoase, rocile grele sunt considerate cele mai dificile pentru organizarea furnizării alternative de căldură.

Clasificarea pompelor de căldură

Mai multe tipuri principale de pompe de căldură sunt utilizate ca surse alternative de energie termică:

• Odată cu selecția căldurii din masele solului. Cea mai comună schemă de organizare a încălzirii alternative folosind o sursă de căldură stabilă;
• Încălzirea schimbătorului de căldură pompei din aerul ambiant din exteriorul încăperii. Conform acestei scheme, aparatul de aer condiționat funcționează ca sursă de căldură pentru încălzirea ușoară a încăperii toamna;
• Extragerea căldurii din interior pentru a răci aerul în modul de aer condiționat.

Primele două tipuri de pompe de căldură sunt folosite ca sursă alternativă de energie termică. Pompa de căldură poate funcționa atât ca sursă de energie termică, cât și în regim de răcire. Un sistem alternativ de răcire cu pompă este cu aproximativ 40-45% mai eficient decât un aparat de aer condiționat. Pompele de căldură în viitorul apropiat vor trece cu încredere de la statutul de surse alternative de energie la categoria metodei principale de generare a căldurii.

Cum funcționează o pompă de căldură

Dispozitivul și schema de funcționare a unei pompe de căldură ca sursă de energie termică sunt prezentate în diagramă.

Funcționarea unui sistem alternativ de încălzire seamănă în multe privințe cu ciclul unui frigider convențional cu compresie sau ejectare de vapori, cu două circuite suplimentare de schimb de căldură instalate.

Primul circuit al unei surse alternative de energie este realizat din câteva zeci tevi metalice, așezate în puțuri, cu adâncimea de 40-100 m. Numărul puțurilor poate ajunge la 80-90 de unități pentru o sursă de energie cu o capacitate de 16-18 kW. Sondele joacă rolul unui încălzitor pentru antigel pompat și o sursă primară de energie pentru pompa de căldură.

Al doilea circuit este un schimbător de căldură din cupru articulat cu primul circuit. În el, ca într-un frigider, circulă freonul sau izobutanul. În procesul de condensare a freonului, se eliberează o cantitate imensă de energie termică, care este trimisă prin al treilea circuit pentru a încălzi casa.

Există și scheme fără pompă de surse alternative de energie, în care nu există compresoare și, respectiv, pompe, practic nu există consum de energie electrică. Eficiența unei astfel de pompe de căldură alternativă este mai mică, prin urmare, pentru a menține puterea termică necesară a sursei de energie, este necesară creșterea numărului de puțuri.

Pompă de căldură cu componente de la aparatele de uz casnic

Cea mai simplă sursă alternativă de căldură poate fi făcută din piese dintr-un frigider puternic sau congelator de exterior. În astfel de sisteme, ca agent - un purtător de energie, ei folosesc dioxid de carbon. Un compresor cu o putere de 1,5 kW este capabil să livreze până la 2,5 kW de energie termică pe radiatorul de cupru al frigiderului. Este necesar doar să echipați radiatorul cu suflare de aer și să adânciți congelatorul în sol umed până la o adâncime sub nivelul de îngheț. O astfel de sursă alternativă de energie termică este capabilă să încălzească eficient o cameră de până la 25 m 2.

Amenajarea și conectarea unui dispozitiv extern

Din punct de vedere structural, o pompă de căldură arată ca un frigider, din care țevile merg către radiatoarele de încălzire și un cazan masiv de stocare a energiei. Alternativ, țevile pot fi așezate direct în baza încălzirii prin pardoseală.

Există, de asemenea, o opțiune alternativă pentru așezarea țevilor circuitului primar. Dacă există o sursă de apă în apropierea casei, atunci pentru o absorbție mai eficientă a căldurii, conductele circuitului primar sunt cel mai bine așezate cât mai aproape de fluxul de apă.

Avantaje și dezavantaje ale utilizării

În teorie, o pompă de căldură este ideală pentru rolul unei surse alternative de căldură, dar în practică, în timpul funcționării, trebuie să se confrunte cu un astfel de fenomen precum degenerarea transferului de căldură din puțuri. După 1800-2000 de ore de funcționare, solul din jurul circuitului de încălzire alternativ primar trebuie să fie regenerat.

Distanța dintre puțuri trebuie să fie de cel puțin 6 m, deci sub cale alternativă pentru a obține energie termică, o zonă semnificativă a site-ului trebuie să fie cedată. Costul instalării unei pompe de căldură astăzi este cel mai mare dintre toate sursele alternative de energie, cel puțin 10 mii de euro.

Concluzie

Potrivit experților, achiziționarea și instalarea de surse alternative de energie rămâne cea mai bună investiție pentru astăzi. Sistemul se amortizează chiar înainte de timpul estimat, iar pentru structurile eoliene această perioadă poate fi redusă la câteva luni. În plus, aceasta metodă grozavă scăpați de dependența de furnizarea de energie electrică de către companiile de rețea.