Alternatīvā enerģija privātmājai

Privātmāju īpašniekiem ir iespēja ievērojami samazināt komunālos maksājumus vai vispār neizmantot siltuma, elektrības un gāzes piegādātāju pakalpojumus. Jūs pat varat nodrošināt lielu saimniecību un, ja vēlaties, pārdot pārpalikumu. Tas ir reāli, un daži to jau ir izdarījuši. Tam tiek izmantoti alternatīvie enerģijas avoti.

Alternatīvie enerģijas avoti var apmierināt visas vajadzības

Kur var iegūt enerģiju un kādā formā

Patiesībā enerģija vienā vai otrā formā dabā ir praktiski visur - saule, vējš, ūdens, zeme - enerģija ir visur. Galvenais uzdevums ir to iegūt no turienes. Cilvēce to dara vairāk nekā simts gadus un ir sasniegusi labus rezultātus. Pašlaik alternatīvie enerģijas avoti var nodrošināt māju ar siltumu, elektrību, gāzi, siltu ūdeni. Turklāt alternatīvajai enerģijai nav nepieciešamas papildu prasmes vai zināšanas. Ar savām rokām jūs varat darīt visu savas mājas labā. Tātad, ko var izdarīt:

• Izmantojiet saules enerģiju elektroenerģijas ražošanai vai ūdens sildīšanai - karstā ūdens vai zemas temperatūras apkurei (saules paneļi un kolektori).
• Pārvērst vēja enerģiju elektrībā (vēja turbīnas).
• Izmantojiet siltumsūkņus mājas apsildīšanai, ņemot siltumu no gaisa, zemes, ūdens (siltumsūkņi).
• Iegūstiet gāzi no mājdzīvnieku un mājputnu atkritumiem (biogāzes rūpnīcās).
  

  Alternatīvā enerģija ir veids, kā patstāvīgi nodrošināt savas vajadzības

Visi alternatīvie enerģijas avoti spēj pilnībā apmierināt cilvēku vajadzības, taču tas prasa pārāk lielus ieguldījumus un / un pārāk lielas platības. Tāpēc prātīgāk ir izveidot kombinētu sistēmu: saņemt enerģiju no alternatīviem avotiem un, ja trūkst, to “iegūt” no centralizētiem tīkliem.

Saules enerģijas izmantošana

Viens no jaudīgākajiem alternatīvās enerģijas avotiem mājām ir saules starojums. Saules enerģijas pārveidošanai ir divu veidu iekārtas:

• saules paneļi ģenerēt elektrisko strāvu;
• saules kolektori silda ūdeni.
  

  Saules enerģiju var izmantot ūdens sildīšanai vai elektroenerģijas ražošanai

Nedomājiet, ka instalācijas darbojas tikai dienvidos un tikai vasarā. Viņi labi strādā arī ziemā. Skaidros laika apstākļos ar sniegputeni enerģijas ražošana ir tikai nedaudz mazāka nekā vasarā. Ja jūsu reģionā ir daudz skaidru dienu, varat izmantot līdzīgu tehnoloģiju.

Saules paneļi

Saules elementi tiek montēti no fotoelementu pārveidotājiem, kas izgatavoti uz minerālu bāzes, kas saules gaismas ietekmē izstaro elektronus - rada elektrisko strāvu. Privātām vajadzībām tiek izmantoti silīcija fotokonvertori. Pēc savas struktūras tie ir monokristāliski (izgatavoti no viena kristāla) un polikristāliski (daudzi kristāli). Monokristāliskiem ir lielāka efektivitāte (atkarībā no kvalitātes - 13-25%) un ilgāks kalpošanas laiks, taču tie ir dārgāki. Polikristāliskās saražo mazāk elektroenerģijas (9-15%) un ātrāk neizdodas, taču to cena ir zemāka.

Tas ir polikristālisks fotokonverteris.Ar tiem jārīkojas uzmanīgi - tie ir ļoti trausli (arī monokristāliski, bet ne tik lielā mērā)

DIY saules bateriju montāža nav grūta. Vispirms jums jāiegādājas noteikts daudzums silīcija fotoelementu (daudzums ir atkarīgs no nepieciešamās jaudas). Visbiežāk tos pērk tādās Ķīnas tirdzniecības platformās kā Aliexpress. Tad procedūra ir vienkārša:

• Izveidojiet rāmi (no koka dēļiem vai metāla stūriem). Uz tā uzstādiet substrātu. Caurspīdīgs - stikls, organiskais stikls (monolīts polikarbonāts) - ja saules baterija karājas pie loga, un necaurspīdīgs (saplāksnis, krāsots baltā krāsā), ja akumulatoru neuzstādīsit uz jumta.
• Savienojiet šūnas vienā akumulatorā (paralēli), izmantojot alumīnija vadītājus. Vadītājus var tieši pielodēt pie plāksnēm (tie maksā nedaudz vairāk), vai arī tie ir jāpērk atsevišķi un pēc tam pats jālodē.
• Gatavais akumulators ir jāaizlīmē. Tas ir piepildīts ar epoksīda sveķiem vai pielīmēts ar īpašu EVA plēvi. Plombējot, ir jānodrošina, lai nebūtu tukšumu - gaisa burbuļu. Tie ievērojami samazina akumulatora darbību, tāpēc mēs tos uzmanīgi izdzenam.
  

  Šī ir gatava saules baterija

Daži vārdi par to, kāpēc saules paneļa (akumulatora) substrāts jākrāso baltā krāsā. Silīcija plāksnīšu darbības temperatūras diapazons ir no - 40 ° C līdz + 50 ° C. Darbība augstākā vai zemākā temperatūrā izraisa ātru komponentu bojājumu. Uz jumta vasarā slēgtā telpā temperatūra var būt daudz augstāka par + 50 ° C. Tāpēc ir nepieciešama balta krāsa - lai nepārkarstu silīciju.

Saules kolektori

Saules kolektorus var izmantot ūdens vai gaisa sildīšanai. Kur novirzīt saules sildīto ūdeni - uz karstā ūdens padeves krāniem vai uz apkures sistēmu - jūs pats izvēlaties. Tikai apkure būs zemas temperatūras - siltai grīdai, kas nepieciešams. Bet, lai temperatūra mājā nebūtu atkarīga no laika apstākļiem, sistēma ir jāpadara lieka, lai vajadzības gadījumā pievienotu citu siltuma avotu vai katls pārslēgtos uz citu enerģijas avotu.

Visizplatītākie cauruļveida saules kolektori

Ir trīs veidu saules kolektori: plakanie, cauruļveida un gaisa. Visizplatītākie ir cauruļveida, bet arī citiem ir tiesības pastāvēt.

Plakana plastmasa

Divi paneļi - melni un caurspīdīgi - ir apvienoti vienā korpusā. Starp tiem atrodas čūskas formas vara cauruļvads. Apakšējais tumšais panelis uzsilst no saules. no tā tiek uzkarsēts varš, un no tā - ūdens, kas iet caur labirintu. Šī alternatīvo enerģijas avotu izmantošanas metode nav visefektīvākā, bet pievilcīgā, jo to ir ļoti vienkārši ieviest. Tādējādi jūs varat sildīt ūdeni baseins... Būs nepieciešams tikai savienot tā padevi (izmantojot cirkulācijas sūkni). Tādā pašā veidā jūs varat sildīt ūdeni traukos vasaras duša vai izmantojiet to mājsaimniecības vajadzībām. Šādu iekārtu trūkums ir zema efektivitāte un produktivitāte. Lai sildītu lielu ūdens daudzumu, nepieciešams vai nu ilgs laiks, vai arī liels skaits plakanu kolektoru.

Plakans saules kolektors

Cauruļveida kolektori

Tās ir vakuuma vai koaksiālās stikla caurules, caur kurām plūst ūdens. Īpaša sistēma ļauj maksimāli koncentrēt siltumu caurulēs, kas tiek pārnesta uz caur tām plūstošo ūdeni.

Cauruļveida kolektori var būt vakuuma un spalvu

Sistēmā jābūt uzglabāšanas tvertnei, kurā ūdens tiek uzkarsēts. Ūdens cirkulāciju sistēmā nodrošina sūknis. Šādas sistēmas nevar izgatavot pats - stikla caurules izgatavošana ar savām rokām ir problemātiska, un tas ir galvenais trūkums. Kopā ar augsto cenu tas kavē plašu šī enerģijas avota izmantošanu mājās.Un pati sistēma ir ļoti efektīva, tā ar sprādzienu tiek galā ar ūdens sildīšanu karstā ūdens apgādei un pienācīgi veicina apkuri.

Apkures un karstā ūdens apgādes organizēšanas shēma alternatīvu enerģijas avotu dēļ - izmantojot saules kolektorus

Gaisa kolektori

Mūsu valstī tie ir ļoti reti un veltīgi. Tie ir vienkārši, tos var viegli izgatavot pats. Vienīgais negatīvais ir tas, ka nepieciešama liela platība: tie var aizņemt visu dienvidu (austrumu, dienvidaustrumu) sienu. Sistēma ir ļoti līdzīga plakanajiem kolektoriem - melns apakšējais panelis, caurspīdīga augšdaļa, bet tie tieši silda gaisu, kuru piespiež (ventilators) vai dabiski novirza telpā. Neskatoties uz šķietamo vieglprātību, šādā veidā dienas laikā ir iespējams sildīt mazas telpas, ieskaitot tehniskās vai palīgtelpas: garāžas, vasarnīcas, novietnes mājlopiem.

Gaisa kolektora ierīce

Šāds alternatīvs enerģijas avots, kā saule, dod mums savu siltumu, bet lielākā daļa no tā nenonāk "nekur". Lai noķertu nelielu daļu no tā un izmantotu to personīgām vajadzībām, ir uzdevums, ko visas šīs ierīces atrisina.

Vēja turbīnas

Alternatīvie enerģijas avoti ir labi, jo tie galvenokārt attiecas uz atjaunojamiem resursiem. Mūžīgākais, iespējams, vējš. Kamēr ir atmosfēra un saule, ir arī vējš. Varbūt uz īsu laiku gaiss būs nekustīgs, bet ne uz ilgu laiku. Mūsu senči izmantoja vēja enerģiju dzirnavās, un mūsdienu cilvēks to pārveido par elektrību. Viss, kas tam nepieciešams:

• tornis, kas uzstādīts vējainā vietā;
• ģenerators ar tam piestiprinātām lāpstiņām;
• akumulatora akumulators un elektriskās strāvas sadales sistēma.

Jebkuru torni var uzbūvēt no jebkura materiāla. Akumulatora akumulators ir akumulators, šeit neko nevarat iedomāties, bet kur piegādāt elektrību, ir jūsu izvēle. Atliek tikai izgatavot ģeneratoru. To var iegādāties arī gatavu, taču ir pilnīgi iespējams to izgatavot no dzinēja no sadzīves tehnikas - veļas mazgājamās mašīnas, skrūvgrieža utt. Jums būs nepieciešami neodīma magnēti un epoksīda sveķi, virpa.

Shēma privātmājas apgādei ar elektrību no alternatīviem enerģijas avotiem (vēja ģenerators un saules paneļi)

Uz motora rotora mēs atzīmējam magnētu uzstādīšanas vietas. Viņiem jābūt vienādā attālumā viens no otra. Mēs sasmalcinām izvēlētā motora rotoru, veidojot "sēdekļus". Padziļinājuma apakšai jābūt nedaudz noliektai tā, lai magnēta virsma būtu sasvērta. Uz cirsts vietām uz šķidriem nagiem tiek pielīmēti magnēti, un tie ir piepildīti ar epoksīda sveķiem. Pēc tam virsma ir gluda ar smilšpapīru. Tālāk jums jāpiestiprina otas, kas noņems strāvu. Un tas arī viss, jūs varat salikt un darbināt vēja ģeneratoru.

Šādas instalācijas ir diezgan efektīvas, taču to jauda ir atkarīga no daudziem faktoriem: vēja intensitātes, cik pareizi izveidots ģenerators, cik efektīvi potenciālo atšķirību novērš otas, elektrisko savienojumu uzticamība utt.

Siltumsūkņi mājas apkurei

Siltumsūkņi izmanto visus pieejamos alternatīvās enerģijas avotus. Viņi atņem siltumu no ūdens, gaisa, augsnes. Nelielos daudzumos šis siltums ir pat ziemā, tāpēc siltumsūknis to savāc un novirza mājas apsildīšanai.

Siltumsūkņos tiek izmantoti arī alternatīvi enerģijas avoti - siltums no zemes, ūdens un gaisa

Darbības princips

Kāpēc siltumsūkņi ir tik pievilcīgi? Iztērējot 1 kW enerģijas tās sūknēšanai, sliktākajā gadījumā jūs iegūsiet 1,5 kW siltuma, un visveiksmīgākā ieviešana var dot līdz 4-6 kW. Un tas nekādā ziņā nav pretrunā ar enerģijas saglabāšanas likumu, jo enerģija tiek tērēta nevis siltuma iegūšanai, bet ne sūknēšanai. Tātad nekādu pretrunu.

Siltumsūkņa ķēde alternatīvu enerģijas avotu izmantošanai

Siltumsūkņiem ir trīs darba ķēdes: divas ārējās un tās ir iekšējās, kā arī iztvaicētājs, kompresors un kondensators. Shēma darbojas šādi:

• Pirmajā lokā cirkulē dzesēšanas šķidrums, kas noņem siltumu no zema potenciāla avotiem. To var iegremdēt ūdenī, aprakt zemē vai arī tas var atņemt siltumu no gaisa. Augstākā temperatūra šajā ķēdē ir aptuveni 6 ° C.
• Iekšējā kontūrā cirkulē apkures vide ar ļoti zemu viršanas temperatūru (parasti 0 ° C). Kad dzesēšanas šķidrums tiek uzkarsēts, tas iztvaiko, tvaiki nonāk kompresorā, kur tie tiek saspiesti līdz augstam spiedienam. Saspiešanas laikā rodas siltums, dzesētāja tvaiki tiek sasildīti līdz vidējai temperatūrai no + 35 ° C līdz + 65 ° C.
• Kondensatorā siltumu pārnes uz dzesēšanas šķidrumu no trešā - apkures - loka. Dzesēšanas tvaiki kondensējas un pēc tam nonāk iztvaicētājā. Un tad cikls atkārtojas.

Apkures loku vislabāk var izdarīt siltas grīdas veidā. Tam vispiemērotākā ir temperatūra. Radiatora sistēmai būs nepieciešams pārāk daudz sekciju, kas ir neglīti un neizdevīgi.

Alternatīvie siltumenerģijas avoti: kur un kā iegūt siltumu

Bet vislielākās grūtības rada pirmās ārējās ķēdes ierīce, kas savāc siltumu. Tā kā avotiem ir zems potenciāls (apakšā ir maz siltuma), tā savākšanai pietiekamā daudzumā nepieciešamas lielas platības. Ir četri kontūru veidi:

• Caurules ar dzesēšanas šķidrumu, kas gredzenos ievietots ūdenī. Rezervuārs var būt jebkas - upe, dīķis, ezers. Galvenais nosacījums ir tas, ka tai nevajadzētu sasalst pat vissmagākajās sals. Sūkņi, kas izsūc siltumu no upes, darbojas efektīvāk, daudz mazāk siltuma tiek pārnests stāvošā ūdenī. Šādu siltuma avotu ir visvieglāk īstenot - mest caurules, sasiet slodzi. Augstas ir tikai nejaušas bojājumu iespējas.
  

  Vieglākais veids, kā izveidot termisko lauku ūdenī

• Termiskie lauki ar caurulēm, kas apraktas zem sasalšanas dziļuma. Šajā gadījumā ir tikai viens trūkums - lieli zemes darbu apjomi. Mums ir jānoņem augsne lielā platībā un pat stingrā dziļumā.
  

  Liels zemes darbu apjoms

• Izmantojot ģeotermisko temperatūru. Tiek urbtas vairākas ļoti dziļas akas, kurās tiek pazemināta kontūra ar dzesēšanas šķidrumu. Šajā variantā labi ir tas, ka tam nepieciešams maz vietas, taču urbt ne vienmēr ir iespējams lielā dziļumā, un urbšanas pakalpojumi maksā daudz. Tomēr jūs varat pats izveidojiet urbšanas platformubet darbs joprojām nav viegls.
  

  Akas prasa mazāk vietas

• Siltuma iegūšana no gaisa. Šādi darbojas gaisa kondicionieri ar iespēju sildīt - tie siltumu ņem no "ārējā" gaisa. Pat zemāk par nulles temperatūru šādas vienības darbojas, kaut arī ne pārāk "dziļā" mīnusā - līdz -15 ° C. Lai padarītu darbu intensīvāku, varat izmantot siltumu no ventilācijas šahtām. Mest tajā dažus ar dzesēšanas šķidrumu un sūknēt siltumu no turienes.
  

  Kompaktākais, bet arī nestabilākais siltumsūknis, kas ņem siltumu no gaisa

Galvenais siltumsūkņu trūkums ir paša sūkņa augstā cena, un siltuma savākšanas lauku ierīkošana nav lēta. Šajā gadījumā jūs varat ietaupīt naudu, pats izgatavojot sūkni un arī uzliekot ķēdi ar savām rokām, taču summa joprojām paliks ievērojama. Plus ir tas, ka apkure būs lēta, un sistēma darbosies ilgu laiku.

Atkritumi uz ienākumiem: biogāzes stacijas

Visiem alternatīvajiem enerģijas avotiem ir dabiska izcelsme, taču jūs varat iegūt tikai divkāršus ieguvumus no biogāzes stacijām. Viņi pārstrādā mājdzīvnieku un mājputnu atkritumus. Rezultātā tiek iegūts noteikts gāzes tilpums, kuru pēc attīrīšanas un sausināšanas var izmantot paredzētajam mērķim. Atlikušos pārstrādātos atkritumus var pārdot vai izmantot laukos ražas palielināšanai - ļoti efektīvs un drošs mēslojums.

Enerģiju var iegūt arī no kūtsmēsliem, tikai ne tīrā veidā, bet gan gāzes veidā

Īsumā par tehnoloģijām

Gāzes veidošanās notiek fermentācijas laikā, un tajā piedalās kūtsmēslos dzīvojošās baktērijas. Jebkura mājlopu un mājputnu atkritumi ir piemēroti biogāzes ražošanai, bet liellopu kūtsmēsli ir optimāli. Tas pat tiek pievienots pārējiem atkritumiem, kas paredzēti “skābmaizei” - tie satur tieši baktērijas, kas nepieciešamas pārstrādei.

Lai radītu optimālus apstākļus, nepieciešama anaerobā vide - fermentācijai jānotiek bez skābekļa. Tādēļ efektīvie bioreaktori ir slēgti konteineri. Lai padarītu procesu aktīvāku, regulāri jāsajauc masa. Rūpniecības uzņēmumos šim nolūkam tiek uzstādīti maisītāji ar elektrisko piedziņu, mājās gatavotās biogāzes stacijās tās parasti ir mehāniskas ierīces - sākot no vienkāršas nūjas līdz mehāniskiem maisītājiem, kas "darbojas" ar rokām.

Biogāzes staciju shematiska shēma

Gāzu veidošanā no kūtsmēsliem ir iesaistīti divu veidu baktērijas: mezofilā un termofilā. Mezofīlie ir aktīvi temperatūrā no + 30 ° C līdz + 40 ° C, termofīli - pie + 42 ° C līdz + 53 ° C. Termofilās baktērijas darbojas efektīvāk. Ideālos apstākļos gāzes ražošana no 1 litra izmantojamās platības var sasniegt 4-4,5 litrus gāzes. Bet uzturēt 50 ° C temperatūru instalācijā ir ļoti grūti un dārgi, lai gan izmaksas ir pamatotas.

Nedaudz par dizainu

Vienkāršākā biogāzes iekārta ir cilindrs ar vāku un maisītājs. Vāciņā ir izveidota izeja šļūtenes savienošanai, caur kuru gāze nonāk tvertnē. No šāda tilpuma jūs nesaņemsiet daudz gāzes, bet tas būs pietiekami vienam vai diviem gāzes degļiem.

Nopietnākus apjomus var iegūt no pazemes vai virszemes bunkura. Ja mēs runājam par pazemes bunkuru, tad tas ir izgatavots no dzelzsbetona. Sienas ir atdalītas no zemes ar siltumizolācijas slāni, pašu konteineru var sadalīt vairākos nodalījumos, kuros apstrāde notiks ar laika nobīdi. Tā kā mezofilās kultūras parasti darbojas šādos apstākļos, viss process ilgst no 12 līdz 30 dienām (termofilās kultūras tiek apstrādātas 3 dienās), tāpēc ir vēlama laika nobīde.

Bunkura biogāzes stacijas shēma

Kūtsmēsli iekļūst caur iekraušanas bunkuru, no pretējās puses tiek izveidota izkraušanas lūka, no kurienes tiek ņemtas pārstrādātās izejvielas. Bunkurs nav pilnībā piepildīts ar bio-maisījumu - aptuveni 15-20% vietas paliek brīvi - šeit uzkrājas gāze. Lai to iztukšotu, vākā ir iebūvēta caurule, kuras otru galu nolaiž ūdens blīvējumā - daļēji ar ūdeni piepildītā traukā. Tādējādi gāze tiek sausināta - jau iztīrītā gāze tiek savākta augšējā daļā, tā tiek izvadīta, izmantojot citu cauruli, un to jau var noslāpēt patērētājam.

Ikviens var izmantot alternatīvus enerģijas avotus. Dzīvokļu īpašniekiem to ir grūtāk izdarīt, bet privātmājā jūs varat vismaz īstenot visas idejas. Tam ir pat reāli piemēri. Cilvēki pilnībā apmierina savas un lielas ekonomikas vajadzības.