Alternativ energi för ett privat hus

För ägare av privata hus finns det en möjlighet att avsevärt minska elräkningen eller inte alls använda tjänster från värme-, el- och gasleverantörer. Du kan till och med tillhandahålla en stor gård och, om du vill, sälja överskottet. Detta är verkligt och vissa har redan gjort det. För detta används alternativa energikällor.

Alternativa energikällor kan tillgodose alla behov

Var kan du få energi och i vilken form

Faktum är att energi, i en eller annan form, är praktiskt taget överallt i naturen - sol, vind, vatten, jord - energi finns överallt. Huvuduppgiften är att extrahera den därifrån. Mänskligheten har gjort detta i mer än hundra år och har uppnått goda resultat. För närvarande kan alternativa energikällor förse ett hus med värme, el, gas, varmt vatten. Dessutom kräver alternativ energi inga extra färdigheter eller kunskaper. Du kan göra allt för ditt hem med egna händer. Så vad kan man göra:

• Använd solenergi för att generera el eller för att värma vatten - för varmvatten eller lågtemperaturvärme (solpaneler och solfångare).
• Omvandla vindkraft till el (vindkraftverk).
• Värm huset med värmepumpar, ta värme från luft, jord, vatten (värmepumpar).
• Skaffa gas från avfall från husdjur och fjäderfä (biogasanläggningar).
  

  Alternativ energi är ett sätt att självständigt tillgodose dina egna behov

Alla alternativa energikällor kan tillgodose mänskliga behov helt, men det kräver för stora investeringar och / och för stora områden. Därför är det klokare att skapa ett kombinerat system: att ta emot energi från alternativa källor, och om det finns brist, att "samla" det från centraliserade nätverk.

Använda solenergi

En av de mest kraftfulla alternativa energikällorna för hemmet är solstrålning. Det finns två typer av installationer för omvandling av solenergi:

• solpaneler generera elektrisk ström;
• solfångare värmer upp vattnet.
  

  Solenergi kan användas för att värma vatten eller generera elektricitet

Tror inte att installationen bara fungerar i söder och bara på sommaren. De fungerar bra på vintern också. I klart väder med snöfall är energiproduktionen bara något lägre än på sommaren. Om ditt område har ett stort antal klara dagar kan du använda den här tekniken.

Solpaneler

Solceller är sammansatta av solceller, som är gjorda på grundval av mineraler, som under påverkan av solljus avger elektroner - genererar en elektrisk ström. För privat bruk används kiselkonverterare. Genom sin struktur är de monokristallina (gjorda av en kristall) och polykristallina (många kristaller). Monokristallina har högre verkningsgrad (13-25% beroende på kvalitet) och har längre livslängd, men de är dyrare. Polykristallina producerar mindre el (9-15%) och misslyckas snabbare, men har ett lägre pris.

Detta är en polykristallin fotokonverterare.De måste hanteras försiktigt - de är mycket ömtåliga (monokristallina också, men inte i samma utsträckning)

DIY solbatteri montering är inte svårt. Först måste du köpa en viss mängd kiselsolceller (mängden beror på erforderlig effekt). Oftast köps de på kinesiska handelsplattformar som Aliexpress. Då är proceduren enkel:

• Gör en ram (av träplankor eller metallhörn). Installera ett substrat på det. Transparent - glas, plexiglas (monolitiskt polykarbonat) - om solbatteriet kommer att hänga på fönstret och ogenomskinligt (plywood, vitmålat), om du inte installerar batteriet på taket.
• Anslut cellerna till ett batteri (parallellt) med aluminiumledare. Ledarna kan lödas direkt på plattorna (de kostar lite mer) eller så måste du köpa dem separat och sedan lödda dem själv.
• Det färdiga batteriet måste vara förseglat. Den är fylld med epoxiharts eller limmad med en speciell EVA-film. Vid tätning är det nödvändigt att se till att det inte finns några tomrum - luftbubblor. De minskar kraftigt batteriets prestanda, så vi driver dem försiktigt ut.
  

  Detta är ett färdigt solbatteri

Några ord om varför substratet för solpanelen (batteri) ska målas vitt. Drifttemperaturområdet för kiselskivor är från - 40 ° C till + 50 ° C. Drift vid högre eller lägre temperaturer leder till snabbt komponentfel. På taket, på sommaren, inomhus, kan temperaturen vara mycket högre än + 50 ° C. Därför behövs en vit färg - för att inte överhetta kislet.

Solfångare

Solfångare kan användas för att värma upp vatten eller luft. Var du ska rikta vattnet som värms upp av solen - till kranar för varmvattenförsörjning eller till värmesystemet - väljer du själv. Endast uppvärmningen är låg temperatur - vad som krävs för ett varmt golv. Men för att temperaturen i huset inte ska bero på vädret måste systemet göras överflödigt så att vid behov en annan värmekälla ansluts eller att pannan växlar till en annan energikälla.

De vanligaste rörformiga solfångarna

Det finns tre typer av solfångare: platt, rörformig och luft. De vanligaste är rörformiga, men andra har också rätt att existera.

Platt plast

Två paneler - svart och transparent - kombineras i en kropp. En ormformad kopparrörledning ligger mellan dem. Den nedre mörka panelen värms upp från solen. koppar värms upp från det, och från det - vatten som passerar genom labyrinten. Denna metod för att använda alternativa energikällor är inte den mest effektiva, men attraktiv eftersom den är mycket enkel att implementera. Således kan du värma upp vatten slå samman... Det är bara nödvändigt att slinga på matningen (med hjälp av en cirkulationspump). På samma sätt kan du värma vatten i behållare för sommardusch eller använd den för hushållens behov. Nackdelen med sådana installationer är låg effektivitet och produktivitet. Det tar antingen lång tid eller ett stort antal platta samlare att värma upp en stor volym vatten.

Platt solfångare

Rörformade samlare

Dessa är glasrör - vakuum eller koaxial - genom vilket vatten rinner. Ett speciellt system möjliggör maximal koncentration av värme i rören som överförs till vattnet som strömmar genom dem.

Rörformade samlare kan vara vakuum och fjäder

Systemet har nödvändigtvis en lagringstank där vattnet värms upp. Cirkulationen av vatten i systemet tillhandahålls av en pump. Du kan inte skapa sådana system på egen hand - att göra glasrör med egna händer är problematiskt och detta är den största nackdelen. Tillsammans med den höga prislappen hindrar den den utbredda antagandet av denna energikälla för hemmet.Och själva systemet är mycket effektivt, det klarar uppvärmningen av vatten för varmvattenförsörjning och ger ett anständigt bidrag till uppvärmningen.

Schema för organisering av uppvärmning och varmvattenförsörjning på grund av alternativa energikällor - med solfångare

Luftuppsamlare

I vårt land är de mycket sällsynta och förgäves. De är enkla, du kan enkelt göra dem själv. Det enda negativa är att ett stort område krävs: de kan ockupera hela den södra (östra, sydöstra) muren. Systemet liknar mycket platta samlare - en svart bottenpanel, en transparent topp, men de värmer upp luften som tvingas (av en fläkt) eller riktas naturligt in i rummet. Trots den skenbara frivoliteten är det på detta sätt möjligt att värma upp små rum under dagsljus, inklusive tekniska eller tvättstugor: garage, sommarstugor, skjul för boskap.

Luftgrenrörsenhet

En sådan alternativ energikälla som solen ger oss sin värme, men det mesta går "ingenstans". Att fånga en liten del av den och använda den för personliga behov är uppgiften som alla dessa enheter löser.

Vindturbiner

Alternativa energikällor är bra eftersom de mest relaterar till förnybara resurser. Den mest eviga, troligen vinden. Så länge det finns atmosfär och sol finns det också vind. Kanske kommer luften att vara orörlig under en kort period, men inte länge. Våra förfäder använde vindkraft i kvarnar och den moderna människan omvandlar den till el. Allt som krävs för detta:

• ett torn installerat på en blåsig plats;
• en generator med knivar fästa på den;
• lagringsbatteri och distributionssystem för elektrisk ström.

Varje torn kan byggas av vilket material som helst. Ett lagringsbatteri är ett batteri, du kan inte tänka på någonting här, men var du ska leverera el är ditt val. Det återstår bara att skapa en generator. Det kan också köpas färdigt, men det är fullt möjligt att göra det av en motor från hushållsapparater - en tvättmaskin, en skruvmejsel etc. Du behöver neodymmagneter och epoxiharts, en svarv.

System för att förse ett privat hus med el från alternativa energikällor (vindgenerator och solpaneler)

På motorns rotor markerar vi platserna för att installera magneterna. De måste vara lika långt ifrån varandra. Vi slipar rotorn för vald motor och bildar "säten". Fördjupningens botten ska lutas något så att magnetens yta lutas. Magneter limmas på de snidade platserna på flytande naglar och de är fyllda med epoxiharts. Ytan är sedan slät med sandpapper. Därefter måste du fästa borstar som tar bort strömmen. Och det är allt, du kan montera och driva vindgeneratorn.

Sådana installationer är ganska effektiva, men deras kraft beror på många faktorer: vindens intensitet, hur korrekt generatorn är gjord, hur effektivt potentialskillnaden avlägsnas av borstarna, tillförlitligheten hos elektriska anslutningar etc.

Värmepumpar för hemuppvärmning

Värmepumpar använder alla tillgängliga alternativa energikällor. De tar värme från vatten, luft, jord. I små mängder finns denna värme även på vintern, så värmepumpen samlar in den och omdirigerar den för att värma huset.

Värmepumpar använder också alternativa energikällor - värme från jorden, vatten och luft

Funktionsprincip

Varför är värmepumpar så attraktiva? Genom att spendera 1 kW energi för att pumpa den får du i värsta fall 1,5 kW värme och de mest framgångsrika implementeringarna kan ge upp till 4-6 kW. Och detta strider inte på något sätt mot lagen om energibesparing, eftersom energi inte spenderas på att erhålla värme utan att pumpa den. Så inga inkonsekvenser.

Värmepumpskrets för användning av alternativa energikällor

Värmepumpar har tre arbetskretsar: två externa och de är interna, liksom förångaren, kompressorn och kondensorn. Schemat fungerar så här:

• Ett kylvätska cirkulerar i den första slingan, som tar bort värme från källor med låg potential. Det kan nedsänkas i vatten, begravas i marken eller så kan det ta bort värmen från luften. Den högsta temperaturen som uppnås i denna krets är cirka 6 ° C.
• Ett värmemedium med mycket låg kokpunkt (vanligtvis 0 ° C) cirkulerar i den interna kretsen. När kylmediet värms upp förångas det, ångan kommer in i kompressorn, där den komprimeras till högt tryck. Under kompression genereras värme, kylmedelsångan värms upp till en medeltemperatur på + 35 ° C till + 65 ° C.
• I kondensorn överförs värme till kylvätskan från den tredje värmekretsen. Kylångor kondenserar och tränger sedan in i förångaren. Och sedan upprepas cykeln.

Värmekretsen görs bäst i form av ett varmt golv. Temperaturer är mest lämpliga för detta. Radiatorsystemet kräver för många sektioner, vilket är ful och olönsamt.

Alternativa källor till värmeenergi: var och hur man får värme

Men de största svårigheterna orsakas av enheten i den första externa kretsen, som samlar värme. Eftersom källorna har låg potential (det finns lite värme i botten) krävs stora områden för att samla upp den i tillräckliga mängder. Det finns fyra typer av konturer:

• Rör med kylvätska som läggs i vatten i ringar. Behållaren kan vara vad som helst - en flod, en damm, en sjö. Huvudvillkoret är att det inte ska frysa igenom även i de mest svåra frosten. Pumpar som pumpar värme ut ur floden fungerar mer effektivt; mycket mindre värme överförs i stillastående vatten. En sådan värmekälla är den enklaste att genomföra - att kasta rör, binda en last. Endast risken för oavsiktlig skada är hög.
  

  Det enklaste sättet att skapa ett termiskt fält i vatten

• Termiska fält med rör begravda under frysdjupet. I det här fallet finns det bara en nackdel - stora volymer jordarbeten. Vi måste ta bort jord över ett stort område och till och med på ett fast djup.
  

  Stor volym jordarbeten

• Använda geotermiska temperaturer. Ett antal djupa brunnar borras och en kylvätskekrets sänks ned i dem. Vad som är bra med det här alternativet är att det kräver lite utrymme, men det är inte alltid möjligt att borra till stora djup, och borrtjänster kostar mycket. Du kan dock skapa en borrigg självmen jobbet är fortfarande inte lätt.
  

  Brunnar kräver mindre utrymme

• Extrahering av värme från luften. Så här fungerar luftkonditioneringsapparater med möjlighet till uppvärmning - de tar värme från "utombordaren". Även vid temperaturer under nollan fungerar sådana enheter, även om de inte är så "djupa" minus - upp till -15 ° C. För att göra arbetet mer intensivt kan du använda värmen från ventilationsaxlarna. Kasta några i den med kylvätska och pumpa värme därifrån.
  

  Den mest kompakta men också den mest instabila värmepumpen som tar värme från luften

Den största nackdelen med värmepumpar är det höga priset på själva pumpen och installationen av värmeuppsamlingsfält är inte billig. I det här fallet kan du spara pengar genom att göra pumpen själv och även lägga kretsen med egna händer, men beloppet förblir fortfarande betydande. Plus är att uppvärmningen kommer att vara billig och systemet kommer att fungera under lång tid.

Avfall till inkomst: biogasanläggningar

Alla alternativa energikällor är av naturligt ursprung, men du kan bara få dubbla fördelar med biogasanläggningar. De bearbetar avfall från husdjur och fjäderfä. Som ett resultat erhålls en viss gasvolym, som efter rening och avfuktning kan användas för det avsedda syftet. Det återstående återvunna avfallet kan säljas eller användas på fälten för att öka avkastningen - ett mycket effektivt och säkert gödselmedel.

Energi kan också erhållas från gödsel, inte bara i ren form utan i form av gas

Kort om teknik

Bildandet av gas sker under jäsning och bakterier som lever i gödseln deltar i detta. Avfall från all boskap och fjäderfä är lämpligt för biogasproduktion, men nötkreatur är optimalt. Det tillsätts till och med till resten av avfallet för "surdeg" - det innehåller exakt de bakterier som behövs för bearbetning.

För att skapa optimala förhållanden krävs en anaerob miljö - jäsning måste ske utan syre. Därför är effektiva bioreaktorer slutna behållare. För att göra processen mer aktiv krävs regelbunden blandning av massan. I industrianläggningar installeras omrörare med elektriska drivenheter, i hemgjorda biogasanläggningar är detta vanligtvis mekaniska anordningar - från en enkel pinne till mekaniska omrörare som "fungerar" för hand.

Schematisk bild av biogasanläggningar

Två typer av bakterier är inblandade i bildandet av gas från gödsel: mesofil och termofil. Mesofila är aktiva vid temperaturer från + 30 ° C till + 40 ° C, termofila - vid + 42 ° C till + 53 ° C. Termofila bakterier fungerar mer effektivt. Under idealiska förhållanden kan gasproduktionen från 1 liter användbar yta nå 4-4,5 liter gas. Men att hålla temperaturen 50 ° C i installationen är mycket svårt och kostsamt, även om kostnaderna är berättigade.

Lite om design

Den enklaste biogasanläggningen är en trumma med lock och omrörare. Ett utlopp görs i locket för att ansluta en slang genom vilken gasen kommer in i tanken. Du får inte mycket gas från en sådan volym, men det räcker för en eller två gasbrännare.

Mer allvarliga volymer kan erhållas från en underjordisk eller ovanjordisk bunker. Om vi ​​talar om en underjordisk bunker, är den gjord av armerad betong. Väggarna är separerade från marken med ett lager av värmeisolering, själva behållaren kan delas in i flera fack, där bearbetning kommer att ske med en tidsförskjutning. Eftersom mesofila kulturer vanligtvis fungerar under sådana förhållanden tar hela processen från 12 till 30 dagar (termofila kulturer bearbetas på tre dagar), därför är en tidsförskjutning önskvärd.

Schema för en bunkerbiogasanläggning

Gödsel kommer in genom lastbunkeren, från motsatt sida tillverkas en lossningslucka, varifrån de bearbetade råvarorna tas. Bunkeren är inte helt fylld med bioblandning - cirka 15-20% av utrymmet förblir fritt - gas ackumuleras här. För att tömma det är ett rör inbyggt i locket, vars andra ände sänks ned i en vattentätning - en behållare som delvis är fylld med vatten. Således torkas gasen - redan rengjord samlas i den övre delen, den släpps ut med ett annat rör och kan redan pressas till konsumenten.

Alla kan använda alternativa energikällor. Det är svårare för lägenhetsägare att göra detta, men i ett privat hus kan du åtminstone genomföra alla idéer. Det finns till och med verkliga exempel på detta. Människor tillgodoser helt sina egna behov och en stor ekonomi.