Alternatyvi energija privačiam namui

Privačių namų savininkams yra galimybė žymiai sumažinti sąskaitas už komunalines paslaugas arba visai nesinaudoti šilumos, elektros ir dujų tiekėjų paslaugomis. Jūs netgi galite suteikti didelį ūkį ir, jei norite, parduoti perteklių. Tai yra tikra ir kai kurie jau tai padarė. Tam naudojami alternatyvūs energijos šaltiniai.

Alternatyvūs energijos šaltiniai gali patenkinti visus poreikius

Kur galite gauti energijos ir kokia forma

Iš tikrųjų energija vienokia ar kitokia forma gamtoje yra praktiškai visur - saulė, vėjas, vanduo, žemė - energija yra visur. Pagrindinė užduotis yra išgauti jį iš ten. Žmonija tai daro daugiau nei šimtą metų ir pasiekė gerų rezultatų. Šiuo metu alternatyvūs energijos šaltiniai gali aprūpinti namą šiluma, elektra, dujomis, šiltu vandeniu. Be to, alternatyviai energijai nereikia jokių papildomų įgūdžių ar žinių. Savo rankomis viską galite padaryti savo namų labui. Taigi, ką galima padaryti:

• Naudokite saulės energiją elektrai gaminti arba vandeniui šildyti - karštam buitiniam vandeniui ar žemos temperatūros šildymui (saulės baterijos ir kolektoriai).
• Konvertuokite vėjo energiją į elektrą (vėjo turbinas).
• Šildykite namą naudodami šilumos siurblius, imdami šilumą iš oro, žemės, vandens (šilumos siurbliai).
• Gauti dujas iš naminių gyvūnų ir naminių paukščių atliekų (biodujų gamyklos).
  

  Alternatyvi energija yra būdas savarankiškai patenkinti savo poreikius

Visi alternatyvūs energijos šaltiniai gali visiškai patenkinti žmogaus poreikius, tačiau tam reikia per didelių investicijų ir (ir) per didelių plotų. Todėl protingiau sukurti kombinuotą sistemą: gauti energiją iš alternatyvių šaltinių, o jei trūksta, „surinkti“ ją iš centralizuotų tinklų.

Saulės energijos naudojimas

Vienas iš galingiausių alternatyvių energijos šaltinių namams yra saulės spinduliuotė. Yra du saulės energijos konversijos įrenginiai:

• saulės elementai generuoti elektros srovę;
• saulės kolektoriai šildo vandenį.
  

  Saulės energija gali būti naudojama vandeniui šildyti arba elektrai gaminti

Nemanykite, kad instaliacijos veikia tik pietuose ir tik vasarą. Jie gerai dirba ir žiemą. Esant giedram orui ir sningant, energijos gaminama tik šiek tiek mažiau nei vasarą. Jei jūsų vietovėje yra daug giedrų dienų, galite naudoti panašią technologiją.

Saulės elementai

Saulės elementai surenkami iš fotovoltinių keitiklių, kurie gaminami mineralų pagrindu, kurie saulės spindulių įtakoje skleidžia elektronus - sukuria elektros srovę. Privačiam naudojimui naudojami silicio fotokonverteriai. Pagal savo struktūrą jie yra monokristaliniai (pagaminti iš vieno kristalo) ir polikristaliniai (daugybė kristalų). Monokristaliniai turi didesnį efektyvumą (13-25%, priklausomai nuo kokybės) ir ilgesnį tarnavimo laiką, tačiau jie yra brangesni. Polikristaliniai gamina mažiau elektros (9–15%) ir sugenda greičiau, tačiau jų kaina yra mažesnė.

Tai yra polikristalinis fotokonverteris.Su jais reikia elgtis atsargiai - jie yra labai trapūs (taip pat monokristaliniai, bet ne tuo pačiu mastu)

Pasidaryk pats saulės bateriją surinkti nėra sunku. Pirmiausia reikia įsigyti tam tikrą kiekį silicio saulės elementų (kiekis priklauso nuo reikalingos galios). Dažniausiai jie perkami Kinijos prekybos platformose, tokiose kaip „Aliexpress“. Tada procedūra yra paprasta:

• Padarykite rėmą (iš medinių lentų ar metalinių kampų). Ant jo sumontuokite pagrindą. Skaidrus - stiklas, organinis stiklas (monolitinis polikarbonatas) - jei saulės baterija pakabins ant lango, ir nepermatoma (fanera, nudažyta balta spalva), jei baterijos neįdėsite ant stogo.
• Sujunkite elementus į vieną bateriją (lygiagrečiai) naudodami aliuminio laidininkus. Laidininkus galima tiesiogiai prilituoti prie plokščių (jie kainuoja šiek tiek daugiau), arba jūs turite juos nusipirkti atskirai, o tada patys lituoti.
• Paruošta baterija turi būti užplombuota. Jis užpildytas epoksidine derva arba klijuojamas specialia EVA plėvele. Sandarinant būtina įsitikinti, kad nėra tuštumų - oro burbuliukų. Jie labai sumažina akumuliatoriaus veikimą, todėl juos atsargiai išvarome.
  

  Tai paruošta saulės baterija

Keletas žodžių apie tai, kodėl saulės kolektoriaus pagrindas (akumuliatorius) turėtų būti nudažytas baltai. Silicio plokštelių veikimo temperatūros diapazonas yra nuo - 40 ° C iki + 50 ° C. Naudojant aukštesnėje ar žemesnėje temperatūroje, komponentai greitai sugenda. Ant stogo, vasarą, patalpose, temperatūra gali būti daug aukštesnė nei + 50 ° C. Todėl reikalinga balta spalva - kad neperkaitintų silicio.

Saulės kolektoriai

Saulės kolektoriai gali būti naudojami vandeniui ar orui šildyti. Kur nukreipti saulės kaitinamą vandenį - į karšto vandens tiekimo čiaupus ar į šildymo sistemą - pasirenkate patys. Tik šildymas bus žemos temperatūros - reikalingos šiltos grindys. Bet norint, kad temperatūra namuose nepriklausytų nuo oro sąlygų, sistemą reikia pertvarkyti taip, kad prireikus būtų prijungtas kitas šilumos šaltinis arba katilas persijungtų į kitą energijos šaltinį.

Dažniausiai vamzdiniai saulės kolektoriai

Yra trys saulės kolektorių tipai: plokšti, vamzdiniai ir oriniai. Dažniausiai yra vamzdiniai, tačiau kiti taip pat turi teisę egzistuoti.

Plokščias plastikas

Dvi plokštės - juodos ir skaidrios - sujungtos į vieną korpusą. Tarp jų yra gyvatės formos vario vamzdynas. Apatinis tamsus skydelis įkaista nuo saulės. iš jo kaitinamas varis, o iš jo - vanduo, einantis per labirintą. Šis alternatyvių energijos šaltinių naudojimo būdas nėra pats efektyviausias, tačiau patrauklus, nes jį labai paprasta įgyvendinti. Taigi, galite šildyti vandenį baseinas... Reikės tik prijungti jo tiekimą (naudojant cirkuliacinį siurblį). Tokiu pačiu būdu galite šildyti vandenį induose vasaros dušas arba naudoti namų ūkio reikmėms. Tokių įrenginių trūkumas yra žemas efektyvumas ir našumas. Norint pašildyti didelį vandens kiekį, reikia daug laiko arba daug plokščių kolektorių.

Plokščias saulės kolektorius

Vamzdiniai kolektoriai

Tai yra stikliniai vamzdžiai - vakuuminiai arba bendraašiai -, pro kuriuos teka vanduo. Speciali sistema leidžia maksimaliai koncentruoti vamzdžiuose šilumą, kuri perduodama į jais tekantį vandenį.

Vamzdiniai kolektoriai gali būti vakuuminiai ir plunksniniai

Sistemoje turi būti akumuliacinė talpa, kurioje vanduo šildomas. Vandens cirkuliaciją sistemoje užtikrina siurblys. Negalite savarankiškai gaminti tokių sistemų - stiklo vamzdelių gaminimas savo rankomis yra problemiškas ir tai yra pagrindinis trūkumas. Kartu su aukšta kaina tai stabdo šio energijos šaltinio išplitimą namuose.Ir pati sistema yra labai efektyvi, ji su trenksmu susidoroja su vandens šildymu karšto vandens tiekimui ir tinkamai prisideda prie šildymo.

Šildymo ir karšto vandens tiekimo dėl alternatyvių energijos šaltinių organizavimo schema - naudojant saulės kolektorius

Oro kolektoriai

Mūsų šalyje jie yra labai reti ir veltui. Jie yra paprasti, juos galite lengvai pasigaminti patys. Vienintelis neigiamas dalykas yra tas, kad reikalingas didelis plotas: jie gali užimti visą pietinę (rytinę, pietryčių) sieną. Sistema labai panaši į plokščius kolektorius - juodas apatinis skydelis, permatomas viršus, tačiau jie tiesiogiai šildo orą, kuris yra priverstas (ventiliatoriaus) arba natūraliai nukreipiamas į patalpą. Nepaisant akivaizdaus lengvabūdiškumo, tokiu būdu dienos metu galima sušilti mažus kambarius, įskaitant technines ar pagalbines patalpas: garažai, vasarnamiai, nameliai gyvuliams.

Oro kolektoriaus įtaisas

Toks alternatyvus energijos šaltinis, kaip saulė, suteikia mums šilumos, tačiau didžioji jo dalis niekur nedingsta. Pagauti nedidelę jos dalį ir panaudoti asmeniniams poreikiams yra visų šių prietaisų užduotis.

Vėjo turbinos

Alternatyvūs energijos šaltiniai yra geri, nes jie daugiausia susiję su atsinaujinančiais ištekliais. Amžinas, ko gero, vėjas. Kol yra atmosfera ir saulė, yra ir vėjas. Gal trumpam oras bus nejudantis, bet neilgam. Mūsų protėviai vėjo energiją naudojo malūnuose, o šiuolaikinis žmogus ją paverčia elektra. Viskas, ko tam reikia:

• bokštas, įrengtas vėjuotoje vietoje;
• generatorius su prie jo pritvirtintomis mentėmis;
• akumuliatorių ir elektros srovės paskirstymo sistemą.

Bet kokį bokštą galima pastatyti iš bet kokios medžiagos. Akumuliatorius yra akumuliatorius, čia nieko negalvojate, bet kur tiekti elektrą - jūsų pasirinkimas. Belieka tik pagaminti generatorių. Jį galima nusipirkti ir paruoštą, tačiau visiškai įmanoma pagaminti jį iš variklio iš buitinių prietaisų - skalbimo mašinos, atsuktuvo ir kt. Jums reikės neodimio magnetų ir epoksidinės dervos, tekinimo staklės.

Schema, kaip privačiam namui tiekti elektros energiją iš alternatyvių energijos šaltinių (vėjo generatoriaus ir saulės baterijų)

Ant variklio rotoriaus pažymime magnetų montavimo vietas. Jie turi būti vienodu atstumu vienas nuo kito. Mes sumalame pasirinkto variklio rotorių, suformuodami "sėdynes". Įdubos dugnas turi būti šiek tiek pakreiptas, kad magneto paviršius būtų pakreiptas. Ant išraižytų vietų ant skystų vinių klijuojami magnetai, jie pilami epoksidine derva. Tada paviršius yra lygus švitriniu popieriumi. Tada turite pritvirtinti šepečius, kurie pašalins srovę. Ir viskas, jūs galite surinkti ir paleisti vėjo generatorių.

Tokie įrenginiai yra gana efektyvūs, tačiau jų galia priklauso nuo daugelio veiksnių: vėjo intensyvumo, kaip teisingai pagamintas generatorius, kaip efektyviai pašalinamas potencialų skirtumas šepečiais, nuo elektros jungčių patikimumo ir kt.

Šilumos siurbliai namų šildymui

Šilumos siurbliai naudoja visus galimus alternatyvius energijos šaltinius. Jie ima šilumą iš vandens, oro, dirvožemio. Nedideliais kiekiais ši šiluma būna net žiemą, todėl šilumos siurblys ją surenka ir nukreipia namo šildymui.

Šilumos siurbliai taip pat naudoja alternatyvius energijos šaltinius - žemės, vandens ir oro šilumą

Veikimo principas

Kodėl šilumos siurbliai yra tokie patrauklūs? Tai, kad išleidę 1 kW energijos jos pumpavimui, blogiausiu atveju gausite 1,5 kW šilumos, o sėkmingiausiai įgyvendinus, ji gali būti iki 4-6 kW. Ir tai jokiu būdu neprieštarauja energijos išsaugojimo dėsniui, nes energija išleidžiama ne šilumai gauti, bet ir pumpuoti. Taigi jokių nenuoseklumų.

Šilumos siurblio grandinė, skirta naudoti alternatyvius energijos šaltinius

Šilumos siurbliai turi tris darbo grandines: dvi išorines ir vidines, taip pat garintuvą, kompresorių ir kondensatorių. Schema veikia taip:

• Pirmoje kilpoje cirkuliuoja aušinimo skystis, kuris pašalina šilumą iš mažo potencialo šaltinių. Jis gali būti panardintas į vandenį, užkasamas į žemę arba gali atimti šilumą iš oro. Aukščiausia šioje grandinėje pasiekta temperatūra yra apie 6 ° C.
• Vidinėje grandinėje cirkuliuoja labai žemos virimo temperatūros (paprastai 0 ° C) šildymo terpė. Kaitinant šaltnešį jis išgaruoja, garai patenka į kompresorių, kur suspausti iki aukšto slėgio. Suslėgimo metu susidaro šiluma, šaltnešio garai pašildomi iki vidutinės temperatūros nuo + 35 ° C iki + 65 ° C.
• Kondensatoriuje šiluma perduodama į aušinimo skystį iš trečiojo - šildymo - kontūro. Aušinimo garai kondensuojasi ir patenka į garintuvą. Ir tada ciklas kartojasi.

Šildymo kontūrą geriausia atlikti šiltų grindų pavidalu. Tam tinkamiausia temperatūra. Radiatorių sistemai reikės per daug sekcijų, o tai yra negražu ir nuostolinga.

Alternatyvūs šilumos energijos šaltiniai: kur ir kaip gauti šilumos

Tačiau didžiausius sunkumus sukelia pirmosios išorinės grandinės prietaisas, kuris surenka šilumą. Kadangi šaltiniai yra mažai potencialūs (apačioje yra mažai šilumos), norint surinkti pakankamą kiekį jos reikia didelių plotų. Yra keturi kontūrų tipai:

• Vamzdžiai su aušinimo skysčiu žiedais dedami į vandenį. Rezervuaras gali būti bet koks - upė, tvenkinys, ežeras. Pagrindinė sąlyga yra tai, kad jis neturėtų užšalti net esant stipriausiems šalčiams. Siurbliai, pumpuojantys šilumą iš upės, veikia efektyviau, stovinčiame vandenyje perduodama daug mažiau šilumos. Tokį šilumos šaltinį lengviausia įgyvendinti - mesti vamzdžius, surišti apkrovą. Didelė tikimybė atsitiktinai sugadinti.
  

  Lengviausias būdas padaryti terminį lauką vandenyje

• Terminiai laukai su vamzdžiais, palaidotais žemiau užšalimo gylio. Šiuo atveju yra tik vienas trūkumas - dideli žemės darbų kiekiai. Mes turime pašalinti dirvožemį dideliame plote ir net tolygiame gylyje.
  

  Didelė žemės darbų apimtis

• Naudojant geoterminę temperatūrą. Išgręžiama keletas didelio gylio šulinių, kuriuose nuleidžiamas kontūras su aušinimo skysčiu. Ši parinktis yra gera tuo, kad jai reikia nedaug vietos, tačiau ne visada galima gręžti iki didelio gylio, o gręžimo paslaugos kainuoja daug. Vis dėlto galite pasidarykite gręžimo įrenginį patysbet darbas vis tiek nėra lengvas.
  

  Šuliniams reikia mažiau vietos

• Šilumos ištraukimas iš oro. Taip veikia oro kondicionieriai su galimybe šildyti - jie ima šilumą iš „lauko“ oro. Tokie agregatai veikia net esant žemesnei temperatūrai, nors ir nėra labai „gilus“ minusas - iki -15 ° C. Norėdami dirbti intensyviau, galite naudoti šilumą iš ventiliacijos šachtų. Meskite keletą į jį su aušinimo skysčiu ir iš ten pumpuokite šilumą.
  

  Kompaktiškiausias, bet ir nestabiliausias šilumos siurblys, paimantis šilumą iš oro

Pagrindinis šilumos siurblių trūkumas yra didelė paties siurblio kaina, o šilumos surinkimo laukų įrengimas nėra pigus. Šiuo klausimu galite sutaupyti pinigų patys gamindami siurblį ir taip pat uždėdami grandinę savo rankomis, tačiau suma vis tiek išliks nemaža. Pliusas yra tas, kad šildymas bus nebrangus, o sistema veiks ilgą laiką.

Atliekos į pajamas: biodujų gamyklos

Visi alternatyvūs energijos šaltiniai yra natūralios kilmės, tačiau biodujų jėgainėse galite gauti tik dvigubą naudą. Jie apdoroja naminių gyvūnų ir naminių paukščių atliekas. Dėl to gaunamas tam tikras dujų tūris, kurį, išgryninus ir išdžiovinus, galima panaudoti pagal paskirtį. Likusias perdirbtas atliekas galima parduoti arba panaudoti laukuose, kad padidėtų derlius - tai labai efektyvios ir saugios trąšos.

Energiją galima gauti ir iš mėšlo, tik ne gryna, o dujų forma

Trumpai apie technologijas

Fermentacijos metu susidaro dujos, tame dalyvauja mėšle gyvenančios bakterijos. Biodujų gamybai tinka bet kokių gyvulių ir naminių paukščių atliekos, tačiau optimalus yra galvijų mėšlas. Jis netgi dedamas į likusias „raugo“ atliekas - jose yra tiksliai perdirbimui reikalingų bakterijų.

Norint sukurti optimalias sąlygas, reikalinga anaerobinė aplinka - fermentacija turėtų vykti be deguonies. Todėl efektyvūs bioreaktoriai yra uždari konteineriai. Kad procesas būtų aktyvesnis, reikia reguliariai maišyti masę. Pramonės gamyklose tam yra sumontuoti maišytuvai su elektrinėmis pavaromis, namuose pagamintose biodujų gamyklose tai dažniausiai yra mechaniniai įtaisai - nuo paprasto pagaliuko iki mechaninių maišytuvų, kurie „dirba“ rankomis.

Biodujų jėgainių schema

Dujų susidaryme iš mėšlo dalyvauja dviejų tipų bakterijos: mezofilinės ir termofilinės. Mezofiliniai aktyvūs esant temperatūrai nuo + 30 ° C iki + 40 ° C, termofiliniai - esant + 42 ° C iki + 53 ° C. Termofilinės bakterijos veikia efektyviau. Idealiomis sąlygomis dujų gamyba iš 1 litro naudingo ploto gali siekti 4–4,5 litro dujų. Tačiau išlaikyti 50 ° C temperatūrą gamykloje yra labai sunku ir brangu, nors išlaidos yra pagrįstos.

Šiek tiek apie dizainus

Paprasčiausia biodujų gamykla yra būgnas su dangčiu ir maišytuvas. Dangtelyje yra išleidimo anga, skirta prijungti žarną, per kurią dujos patenka į baką. Iš tokio tūrio negausite daug dujų, tačiau jų užteks vienam ar dviem dujų degikliams.

Rimtesnių tomų galima gauti iš požeminio ar antžeminio bunkerio. Jei mes kalbame apie požeminį bunkerį, tada jis pagamintas iš gelžbetonio. Sienos nuo žemės atskirtos šilumos izoliacijos sluoksniu, patį konteinerį galima suskirstyti į keletą skyrių, kuriuose apdorojimas vyks laikui bėgant. Kadangi paprastai mezofilinės kultūros veikia tokiomis sąlygomis, visas procesas trunka nuo 12 iki 30 dienų (termofilinės kultūros apdorojamos per 3 dienas), todėl pageidautinas laiko poslinkis.

Bunkerio biodujų gamyklos schema

Mėšlas patenka per pakrovimo bunkerį, iš priešingos pusės padaromas iškrovimo liukas, iš kurio paimamos perdirbtos žaliavos. Bunkeris nėra visiškai užpildytas biologiniu mišiniu - lieka laisva apie 15–20% vietos - čia kaupiasi dujos. Jam nutekėti į dangtį įmontuotas vamzdis, kurio kitas galas nuleistas į vandens sandariklį - indą, iš dalies pripildytą vandens. Taigi dujos yra sausinamos - viršutinėje dalyje surenkamos jau išvalytos dujos, jos išleidžiamos naudojant kitą vamzdį ir jau gali būti išspaustos vartotojui.

Visi gali naudoti alternatyvius energijos šaltinius. Buto savininkams tai padaryti yra sunkiau, tačiau privačiame name galite bent įgyvendinti visas idėjas. Yra net tikrų to pavyzdžių. Žmonės visiškai tenkina savo ir didelės ekonomikos poreikius.