Алтернативна енергия за частна къща

За собствениците на частни къщи има възможност да намалят значително сметките за комунални услуги или да не използват изобщо услугите на доставчици на топлинна, електрическа и газова енергия. Можете дори да осигурите голяма ферма и, ако желаете, да продадете излишъка. Това е реално и някои вече са го направили. За това се използват алтернативни енергийни източници.

Алтернативните енергийни източници могат да осигурят всички нужди

Откъде можете да получите енергия и под каква форма

Всъщност енергията, под една или друга форма, е практически навсякъде в природата - слънце, вятър, вода, земя - енергията е навсякъде. Основната задача е да го извлечете от там. Човечеството прави това повече от сто години и е постигнало добри резултати. В момента алтернативните енергийни източници могат да осигурят на къщата топлина, електричество, газ, топла вода. Освен това алтернативната енергия не изисква никакви допълнителни умения или знания. Можете да направите всичко за дома си със собствените си ръце. И така, какво може да се направи:

• Използвайте слънчева енергия за генериране на електричество или за загряване на вода - за битова топла вода или отопление с ниска температура (слънчеви панели и колектори).
• Преобразувайте вятърната енергия в електрическа (вятърни турбини).
• Загрейте къщата с помощта на термопомпи, като вземете топлина от въздух, земя, вода (термопомпи).
• Получавайте газ от отпадъци от домашни животни и птици (инсталации за биогаз).
  

  Алтернативната енергия е начин да осигурите самостоятелно собствените си нужди

Всички алтернативни енергийни източници са в състояние напълно да отговорят на човешките нужди, но това изисква твърде големи инвестиции и / и твърде големи площи. Затова е по-разумно да се направи комбинирана система: да се получава енергия от алтернативни източници и ако има недостиг, да се „набавя“ от централизирани мрежи.

Използване на слънчева енергия

Един от най-мощните алтернативни източници на енергия за дома е слънчевата радиация. Има два вида инсталации за преобразуване на слънчева енергия:

• слънчеви панели генерира електрически ток;
• слънчевите колектори загряват водата.
  

  Слънчевата енергия може да се използва за отопление на вода или генериране на електричество

Не мислете, че инсталациите работят само на юг и само през лятото. Те работят добре и през зимата. При ясно време със снеговалеж производството на енергия е само малко по-ниско, отколкото през лятото. Ако вашият район има голям брой ясни дни, можете да използвате подобна технология.

Слънчеви панели

Слънчевите клетки се сглобяват от фотоволтаични преобразуватели, които са направени на базата на минерали, които под въздействието на слънчевата светлина излъчват електрони - генерират електрически ток. За частна употреба се използват силиконови фотоконвертори. По своята структура те са монокристални (направени от един кристал) и поликристални (много кристали). Монокристалните имат по-висока ефективност (13-25% в зависимост от качеството) и по-дълъг експлоатационен живот, но са по-скъпи. Поликристалните генерират по-малко електричество (9-15%) и се провалят по-бързо, но имат по-ниска цена.

Това е поликристален фотоконвертор.С тях трябва да се работи внимателно - те са много крехки (също монокристални, но не в същата степен)

Сглобяването на слънчева батерия „направи си сам“ не е трудно. Първо трябва да закупите определено количество силициеви фотоклетки (количеството зависи от необходимата мощност). Най-често те се купуват на китайски платформи за търговия като Aliexpress. Тогава процедурата е проста:

• Направете рамка (от дървени дъски или метални ъгли). Инсталирайте субстрат върху него. Прозрачен - стъкло, плексиглас (монолитен поликарбонат) - ако слънчевата батерия ще виси на прозореца, и непрозрачен (шперплат, боядисан в бяло), ако няма да инсталирате батерията на покрива.
• Свържете клетките в една батерия (паралелно) с помощта на алуминиеви проводници. Проводниците могат да бъдат директно запоени към плочите (струват малко повече) или трябва да ги закупите отделно и след това да ги запоите сами.
• Готовата батерия трябва да бъде запечатана. Запълва се с епоксидна смола или се залепва със специален EVA филм. При запечатване е необходимо да се гарантира, че няма кухини - въздушни мехурчета. Те значително намаляват производителността на батерията, затова ги изгонваме внимателно.
  

  Това е готова слънчева батерия

Няколко думи за това защо основата за слънчевия панел (батерията) трябва да бъде боядисана в бяло. Диапазонът на работните температури на силиконовите пластини е от - 40 ° C до + 50 ° C. Работата при по-високи или по-ниски температури води до бърза повреда на компонента. На покрива, през лятото, в затворено пространство, температурата може да бъде много по-висока от + 50 ° C. Следователно е необходим бял цвят - за да не прегрее силиция.

Слънчеви колектори

Слънчевите колектори могат да се използват за отопление на вода или въздух. Къде да насочите водата, загрята от слънцето - към кранове за подаване на топла вода или към отоплителната система - вие избирате сами. Само отоплението ще бъде с ниска температура - за топъл под, какво се изисква. Но за да може температурата в къщата да не зависи от времето, системата трябва да бъде излишна, така че, ако е необходимо, да се свърже друг източник на топлина или котелът да премине към друг източник на енергия.

Най-често срещаните тръбни слънчеви колектори

Има три вида слънчеви колектори: плоски, тръбни и въздушни. Най-често срещаните са тръбните, но други също имат право да съществуват.

Плоска пластмаса

Два панела - черен и прозрачен - са комбинирани в едно тяло. Между тях е разположен меден тръбопровод с форма на змия. Долният тъмен панел се загрява от слънцето. от нея се нагрява мед, а от нея - вода, преминаваща през лабиринта. Този метод за използване на алтернативни енергийни източници не е най-ефективен, но е привлекателен, тъй като е много лесен за изпълнение. По този начин можете да загрявате вода басейн... Необходимо е само да се включи захранването му (с помощта на циркулационна помпа). По същия начин можете да затопляте вода в контейнери за летен душ или го използвайте за битови нужди. Недостатъкът на такива инсталации е ниската ефективност и производителност. Отнема или дълго време, или голям брой плоски колектори, за да се загрее голям обем вода.

Плосък слънчев колектор

Тръбни колектори

Това са стъклени тръби - вакуумни или коаксиални - през които тече вода. Специална система позволява максимална концентрация на топлина в тръбите, която се предава на водата, преминаваща през тях.

Тръбните колектори могат да бъдат вакуумни и перални

Системата задължително има резервоар за съхранение, в който водата се загрява. Циркулацията на водата в системата се осигурява от помпа. Не можете сами да направите такива системи - правенето на стъклени тръби със собствените си ръце е проблематично и това е основният недостатък. Заедно с високата цена, той задържа широкото възприемане на този енергиен източник за дома.И самата система е много ефективна, тя се справя с нагряването на вода за водоснабдяване с гръм и трясък и прави приличен принос за отоплението.

Схема на организацията на отоплението и водоснабдяването поради алтернативни енергийни източници - с помощта на слънчеви колектори

Въздушни колектори

У нас те са много редки и напразни. Те са прости, можете лесно да ги направите сами. Единственото отрицателно е, че се изисква голяма площ: те могат да заемат цялата южна (източна, югоизточна) стена. Системата е много подобна на плоските колектори - черен долен панел, прозрачен горен, но те директно загряват въздуха, който е принуден (от вентилатор) или естествено насочен в стаята. Въпреки привидната лекомислие, по този начин е възможно да се отопляват малки помещения през светлата част на деня, включително технически или помощни помещения: гаражи, вили, навеси за добитък.

Устройство за въздушен колектор

Такъв алтернативен източник на енергия като слънцето ни дава своята топлина, но по-голямата част от него отива „никъде“. Улавянето на малка част от него и използването му за лични нужди е задачата, която всички тези устройства решават.

Вятърни турбини

Алтернативните енергийни източници са добри, защото те се отнасят предимно до възобновяеми ресурси. Най-вечният, вероятно, вятър. Докато има атмосфера и слънце, има и вятър. Може би за кратък период въздухът ще бъде неподвижен, но не за дълго. Нашите предци са използвали вятърната енергия в мелници, а съвременният човек я превръща в електричество. Всичко, което е необходимо за това:

• кула, монтирана на ветровито място;
• генератор с лопатки, прикрепени към него;
• акумулаторна батерия и система за разпределение на електрически ток.

Всяка кула може да бъде построена от всякакъв материал. Батерията за съхранение е батерия, тук не можете да се сетите за нищо, но къде да доставяте електричество е ваш избор. Остава само да се направи генератор. Може да се купи и готов, но е напълно възможно да се направи от двигател от домакински уреди - пералня, отвертка и т.н. Ще ви трябват неодимови магнити и епоксидна смола, струг.

Схема за осигуряване на частна къща с електричество от алтернативни енергийни източници (вятърни генератори и слънчеви панели)

На ротора на двигателя маркираме местата за инсталиране на магнитите. Те трябва да са на еднакво разстояние една от друга. Ние смиламе ротора на избрания мотор, образувайки "седалки". Дъното на вдлъбнатината трябва да бъде леко наклонено, така че повърхността на магнита да е наклонена. Магнитите се залепват върху издълбаните места върху течни нокти и се пълнят с епоксидна смола. След това повърхността е гладка с шкурка. След това трябва да прикрепите четки, които ще премахнат тока. И това е всичко, можете да сглобите и пуснете вятърния генератор.

Такива инсталации са доста ефективни, но тяхната мощност зависи от много фактори: интензивността на вятъра, колко правилно е направен генераторът, колко ефективно потенциалната разлика се отстранява от четките, от надеждността на електрическите връзки и т.н.

Термопомпи за отопление на дома

Термопомпите използват всички налични алтернативни източници на енергия. Те отнемат топлината от водата, въздуха, почвата. В малки количества тази топлина има дори през зимата, така че термопомпата я събира и пренасочва за отопление на къщата.

Термопомпите използват и алтернативни енергийни източници - топлина от земята, водата и въздуха

Принцип на действие

Защо термопомпите са толкова привлекателни? Фактът, че като сте похарчили 1 kW енергия за изпомпването му, в най-лошия случай ще получите 1,5 kW топлина и най-успешните изпълнения могат да дадат до 4-6 kW. И това по никакъв начин не противоречи на закона за запазване на енергията, тъй като енергията се изразходва не за получаване на топлина, но не и за изпомпване. Така че няма несъответствия.

Верига на термопомпа за използване на алтернативни източници на енергия

Термопомпите имат три работни кръга: два външни и те са вътрешни, както и изпарителя, компресора и кондензатора. Схемата работи по следния начин:

• В първия контур циркулира охлаждаща течност, която отвежда топлината от източници с нисък потенциал. Може да се потопи във вода, да се зарови в земята или да отнеме топлина от въздуха. Най-високата температура, достигната в тази верига, е около 6 ° C.
• Във вътрешната верига циркулира отоплителна среда с много ниска точка на кипене (обикновено 0 ° C). Когато хладилният агент се нагрява, той се изпарява, парите влизат в компресора, където се компресират до високо налягане. По време на компресията се генерира топлина, парите на хладилния агент се нагряват до средна температура от + 35 ° C до + 65 ° C.
• В кондензатора топлината се предава към охлаждащата течност от третия - отоплителен кръг. Охлаждащите пари се кондензират и след това навлизат в изпарителя. И тогава цикълът се повтаря.

Отоплителният кръг е най-добре да се направи под формата на топъл под. Температурите са най-подходящи за това. Радиаторната система ще изисква твърде много секции, което е грозно и нерентабилно.

Алтернативни източници на топлинна енергия: къде и как да получим топлина

Но най-големите трудности причинява устройството на първата външна верига, която събира топлина. Тъй като източниците са с малък потенциал (отдолу има малко топлина), се изискват големи площи, за да се съберат в достатъчни количества. Има четири типа контури:

• Тръби с охлаждаща течност, поставени във вода на пръстени. Резервоарът може да бъде всичко - река, езерце, езеро. Основното условие е то да не измръзва дори при най-силните студове. Помпите, които изпомпват топлината от реката, работят по-ефективно; много по-малко топлина се пренася във застояла вода. Такъв източник на топлина е най-лесен за изпълнение - да се хвърлят тръби, да се завърже товар. Високи са само шансовете за случайни повреди.
  

  Най-лесният начин да направите термично поле във вода

• Термални полета с тръби, заровени под дълбочината на замръзване. В този случай има само един недостатък - големи обеми земни работи. Трябва да премахнем почвата на голяма площ и дори на солидна дълбочина.
  

  Голям обем земни работи

• Използване на геотермални температури. Пробиват се редица кладенци с голяма дълбочина, в които се спуска контур с охлаждаща течност. Хубавото на тази опция е, че тя изисква малко място, но не винаги е възможно да се пробие на големи дълбочини и сондажните услуги струват много. Можете обаче направете си сондажна платформа самино работата все още не е лесна.
  

  Кладенците изискват по-малко място

• Извличане на топлина от въздуха. Така работят климатиците с възможност за отопление - те поемат топлина от "извънбордовия" въздух. Дори при минусови температури такива единици работят, макар и при не много "дълбок" минус - до -15 ° C. За да направите работата по-интензивна, можете да използвате топлината от вентилационните шахти. Хвърлете няколко в него с охлаждаща течност и изпомпвайте топлина от там.
  

  Най-компактната, но и най-нестабилната термопомпа, отнемаща топлина от въздуха

Основният недостатък на термопомпите е високата цена на самата помпа, а инсталирането на полета за събиране на топлина не е евтино. В този случай можете да спестите пари, като направите помпата сами, а също и да сложите веригата със собствените си ръце, но сумата все пак ще остане значителна. Плюсът е, че отоплението ще бъде евтино и системата ще работи дълго време.

Отпадъци до приходи: инсталации за биогаз

Всички алтернативни източници на енергия са от естествен произход, но можете да получите само двойни ползи от инсталациите за биогаз. Те преработват отпадъци от домашни животни и птици. В резултат се получава определен обем газ, който след пречистване и изсушаване може да се използва по предназначение. Останалите рециклирани отпадъци могат да бъдат продадени или използвани на полето за увеличаване на добивите - много ефективен и безопасен тор.

Енергия може да се получи и от оборски тор, само че не в чиста форма, а под формата на газ

Накратко за технологиите

Образуването на газове се случва по време на ферментацията и бактериите, живеещи в оборския тор, участват в това. Отпадъците от всеки добитък и домашни птици са подходящи за производство на биогаз, но оборският тор е оптимален. Дори се добавя към останалите отпадъци за „закваска“ - съдържа точно бактериите, необходими за преработка.

За да се създадат оптимални условия, е необходима анаеробна среда - ферментацията трябва да протича без кислород. Следователно ефективните биореактори са затворени контейнери. За да се направи процесът по-активен, е необходимо редовно смесване на масата. В индустриалните заводи за това се инсталират бъркалки с електрически задвижвания, в домашно приготвените инсталации за биогаз това обикновено са механични устройства - от обикновена пръчка до механични бъркалки, които „работят“ на ръка.

Схематична диаграма на инсталациите за биогаз

Два вида бактерии участват в образуването на газ от оборски тор: мезофилни и термофилни. Мезофилните са активни при температури от + 30 ° C до + 40 ° C, термофилните - при + 42 ° C до + 53 ° C. Термофилните бактерии работят по-ефективно. При идеални условия производството на газ от 1 литър полезна площ може да достигне 4-4,5 литра газ. Но поддържането на температура от 50 ° C в дадено растение е много трудно и скъпо, въпреки че разходите са оправдани.

Малко за дизайна

Най-простата инсталация за биогаз е барабан с капак и бъркалка. В капака е направен изход за свързване на маркуч, през който газта влиза в резервоара. От такъв обем няма да получите много газ, но ще е достатъчно за една или две газови горелки.

По-сериозни обеми могат да бъдат получени от подземен или надземен бункер. Ако говорим за подземен бункер, то той е направен от стоманобетон. Стените са отделени от земята със слой топлоизолация, самият контейнер може да бъде разделен на няколко отделения, в които обработката ще се извърши с изместване във времето. Тъй като мезофилните култури обикновено работят при такива условия, целият процес отнема от 12 до 30 дни (термофилните култури се обработват за 3 дни), поради което е желателно изместване във времето.

Схема на бункерна инсталация за биогаз

Торът влиза през зареждащия бункер, от противоположната страна се прави разтоварен люк, откъдето се вземат преработените суровини. Бункерът не е напълно запълнен с био смес - около 15-20% от пространството остава свободно - тук се натрупва газ. За да се източи, в капака е вградена тръба, другият край на която е спуснат във воден уплътнител - съд, частично напълнен с вода. По този начин газът се изсушава - вече почистеният се събира в горната част, изхвърля се с помощта на друга тръба и вече може да бъде изцеден до потребителя.

Всеки може да използва алтернативни източници на енергия. За собствениците на апартаменти е по-трудно да направят това, но в частна къща можете поне да приложите всички идеи. Дори има реални примери за това. Хората напълно отговарят на нуждите на собствената си и голяма икономика.