Alternatívna energia pre súkromný dom

Pre majiteľov súkromných domov existuje príležitosť výrazne znížiť účty za energie alebo vôbec nevyužívať služby dodávateľov tepla, elektriny a plynu. Môžete dokonca zabezpečiť veľkú farmu a prebytok predať, ak chcete. Je to skutočné a niektorí to už dokázali. Na tento účel sa používajú alternatívne zdroje energie.

Alternatívne zdroje energie môžu uspokojiť všetky potreby

Kde a v akej podobe môžete získať energiu

V skutočnosti je energia v tej či onej podobe prakticky všade v prírode - slnko, vietor, voda, zem - energia je všade. Hlavnou úlohou je odtiaľ ho extrahovať. Ľudstvo to robí už viac ako sto rokov a dosahuje dobré výsledky. V súčasnosti môžu alternatívne zdroje energie dodávať domu teplo, elektrinu, plyn, teplú vodu. Alternatívna energia navyše nevyžaduje žiadne ďalšie zručnosti alebo znalosti. Všetko môžete pre svoj domov urobiť vlastnými rukami. Čo sa dá teda urobiť:

• Slnečnú energiu používajte na výrobu elektriny alebo na ohrev vody - na ohrev teplej úžitkovej vody alebo na nízku teplotu (solárne panely a kolektory).
• Premeniť veternú energiu na elektrinu (veterné turbíny).
• Na vykurovanie domu používajte tepelné čerpadlá, ktoré odoberajú teplo zo vzduchu, zeme, vody (tepelné čerpadlá).
• Získajte plyn z odpadu domácich zvierat a hydiny (bioplynové stanice).
  

  Alternatívna energia je spôsob, ako si samostatne zabezpečiť svoje vlastné potreby

Všetky alternatívne zdroje energie sú schopné plne uspokojiť ľudské potreby, čo si však vyžaduje príliš veľké investície a / alebo príliš veľké plochy. Preto je rozumnejšie vytvoriť kombinovaný systém: prijímať energiu z alternatívnych zdrojov a v prípade jej nedostatku ju „získavať“ z centralizovaných sietí.

Využívanie slnečnej energie

Jedným z najsilnejších alternatívnych zdrojov energie pre domácnosť je slnečné žiarenie. Existujú dva typy zariadení na premenu solárnej energie:

• solárne panely generovať elektrický prúd;
• slnečné kolektory ohrievajú vodu.
  

  Slnečnú energiu je možné využiť na ohrev vody alebo na výrobu elektriny

Nemyslite si, že inštalácie fungujú iba na juhu a iba v lete. Fungujú dobre aj v zime. Za jasného počasia so snežením je produkcia energie iba o niečo nižšia ako v lete. Ak má vaša oblasť veľký počet jasných dní, môžete použiť podobnú technológiu.

Solárne panely

Solárne články sa zostavujú z fotovoltaických konvertorov, ktoré sú vyrobené na báze minerálov, ktoré pod vplyvom slnečného žiarenia emitujú elektróny - vytvárajú elektrický prúd. Na súkromné ​​použitie sa používajú kremíkové fotokonvertory. Svojou štruktúrou sú monokryštalické (vyrobené z jedného kryštálu) a polykryštalické (veľa kryštálov). Monokryštalické majú vyššiu účinnosť (13 - 25% v závislosti od kvality) a dlhšiu životnosť, sú však nákladnejšie. Polykryštalické vyrábajú menej elektriny (9 - 15%) a zlyhávajú rýchlejšie, ale majú nižšiu cenu.

Toto je polykryštalický fotokonvertor.Musí sa s nimi narábať opatrne - sú veľmi krehké (tiež monokryštalické, ale nie v rovnakom rozsahu)

Montáž solárnej batérie pre domácich majstrov nie je zložitá. Najskôr je potrebné dokúpiť určité množstvo kremíkových fotobuniek (množstvo závisí od požadovaného výkonu). Najčastejšie sa nakupujú na čínskych obchodných platformách, ako je Aliexpress. Potom je postup jednoduchý:

• Vytvorte rám (z drevených dosiek alebo kovových rohov). Nainštalujte na ňu podklad. Priehľadné - sklo, plexisklo (monolitický polykarbonát) - ak bude solárna batéria visieť na okne, a nepriehľadné (preglejka, maľovaná bielou farbou), ak batériu nebudete inštalovať na strechu.
• Pripojte články do jednej batérie (paralelne) pomocou hliníkových vodičov. Vodiče môžu byť priamo spájkované s doskami (stojí o niečo viac) alebo si ich musíte kúpiť osobitne a potom ich sami spájkovať.
• Hotová batéria musí byť zapečatená. Je vyplnená epoxidovou živicou alebo zlepená špeciálnym filmom EVA. Pri utesňovaní je potrebné zabezpečiť, aby v ňom neboli žiadne vzduchové bubliny. Výrazne znižujú výkon batérie, preto ich opatrne vybíjame.
  

  Toto je hotová solárna batéria

Niekoľko slov o tom, prečo by mal byť podklad pre solárny panel (batéria) natretý na bielo. Rozsah prevádzkových teplôt kremíkových doštičiek je od - 40 ° C do + 50 ° C. Prevádzka pri vyšších alebo nižších teplotách vedie k rýchlej poruche komponentov. Na streche, v lete, v interiéri, môže byť teplota oveľa vyššia ako + 50 ° C. Preto je potrebná biela farba - aby nedošlo k prehriatiu kremíka.

Slnečné kolektory

Slnečné kolektory možno použiť na ohrev vody alebo vzduchu. Kam nasmerovať vodu ohrievanú slnkom - do vodovodných batérií alebo do vykurovacieho systému - si vyberiete sami. Iba kúrenie bude nízkoteplotné - čo je potrebné pre teplú podlahu. Aby však teplota v dome nezávisila od počasia, musí byť systém redundantný, aby sa v prípade potreby pripojil iný zdroj tepla alebo aby sa kotol prepol na iný zdroj energie.

Najčastejšie trubicové solárne kolektory

Existujú tri typy slnečných kolektorov: ploché, trubicové a vzduchové. Najčastejšie sú rúrkové, ale iné majú tiež právo na existenciu.

Plochý plast

Dva panely - čierny a priehľadný - sú spojené do jedného tela. Medzi nimi je umiestnené medené potrubie v tvare hada. Spodný tmavý panel sa ohrieva od slnka. meď sa z nej zohrieva a z nej - voda prechádzajúca labyrintom. Táto metóda využívania alternatívnych zdrojov energie nie je najefektívnejšia, ale atraktívna, pretože je jej implementácia veľmi jednoduchá. Takto môžete ohrievať vodu bazén... Bude potrebné iba prerušiť jeho napájanie (pomocou cirkulačného čerpadla). Rovnakým spôsobom môžete ohriať vodu v nádobách na letná sprcha alebo ho použiť pre potreby domácnosti. Nevýhodou takýchto inštalácií je nízka účinnosť a produktivita. Ohrev veľkého množstva vody trvá buď dlhý čas, alebo veľké množstvo plochých kolektorov.

Plochý slnečný kolektor

Rúrkové kolektory

Ide o sklenené trubice - vákuové alebo koaxiálne -, cez ktoré preteká voda. Špeciálny systém umožňuje maximálnu koncentráciu tepla v trubiciach, ktoré sa prenáša na vodu, ktorá nimi preteká.

Trubicové kolektory môžu byť vákuové a perové

Systém nevyhnutne má zásobnú nádrž, v ktorej sa ohrieva voda. Cirkuláciu vody v systéme zabezpečuje čerpadlo. Takéto systémy nemôžete vyrábať sami - výroba sklenených trubíc vlastnými rukami je problematická a to je hlavná nevýhoda. Spolu s vysokou cenou bráni rozšírenému prijatiu tohto zdroja energie pre domácnosť.A samotný systém je veľmi efektívny, poradí si s ohrevom vody na zásobovanie teplou vodou a slušne prispieva k vykurovaniu.

Schéma organizácie vykurovania a dodávky teplej vody z alternatívnych zdrojov energie - pomocou slnečných kolektorov

Zberače vzduchu

U nás sú veľmi zriedkavé a márne. Sú jednoduché, ľahko si ich vyrobíte aj sami. Jediným negatívom je, že je potrebná veľká plocha: môžu obsadzovať celú južnú (východnú, juhovýchodnú) stenu. Systém je veľmi podobný plochým kolektorom - čierny spodný panel, priehľadná horná časť, priamo však ohrievajú vzduch, ktorý je nútený (pomocou ventilátora) alebo prirodzene smeruje do miestnosti. Napriek zdanlivej ľahkomyseľnosti je týmto spôsobom možné počas denného svetla vykurovať malé miestnosti, vrátane technických alebo technických miestností: garáže, letné chaty, búdy pre hospodárske zvieratá.

Zariadenie rozdeľovača vzduchu

Taký alternatívny zdroj energie, ako je slnko, nám dodáva svoje teplo, ale väčšina z neho „nikam“ nejde. Všetky tieto zariadenia riešia úlovok jeho malej časti a jeho použitie na osobné účely.

Veterné turbíny

Alternatívne zdroje energie sú dobré, pretože sa väčšinou týkajú obnoviteľných zdrojov. Pravdepodobne najviac večný vietor. Pokiaľ je atmosféra a slnko, je tam aj vietor. Možno bude vzduch krátkodobo nehybný, ale nie dlho. Naši predkovia využívali veternú energiu v mlynoch a moderný človek ju premieňa na elektrinu. Všetko, čo je k tomu potrebné:

• veža inštalovaná na veternom mieste;
• generátor s pripojenými lopatkami;
• akumulačná batéria a systém distribúcie elektrického prúdu.

Akákoľvek veža môže byť postavená z akéhokoľvek materiálu. Akumulátor je batéria, tu vás nič nenapadne, ale kam dodať elektrinu je vaša voľba. Zostáva len vyrobiť generátor. Dá sa kúpiť aj hotový, ale je celkom možné ho vyrobiť z motora z domácich spotrebičov - práčka, skrutkovač atď. Budete potrebovať neodýmové magnety a epoxidovú živicu, sústruh.

Schéma poskytovania súkromného domu elektrinou z alternatívnych zdrojov energie (veterný generátor a solárne panely)

Na rotore motora označíme miesta pre inštaláciu magnetov. Musia byť od seba v rovnakej vzdialenosti. Zbrúsime rotor zvoleného motora a vytvoríme „sedadlá“. Spodok výklenku by mal byť mierne naklonený tak, aby bol povrch magnetu naklonený. Na vyrezávané miesta na tekutých nechtoch sú nalepené magnety, ktoré sú vyplnené epoxidovou živicou. Potom je povrch hladký brúsnym papierom. Ďalej musíte pripevniť kefy, ktoré odstránia prúd. A je to, môžete zostaviť a spustiť veterný generátor.

Takéto inštalácie sú dosť účinné, ale ich výkon závisí od mnohých faktorov: intenzita vetra, ako správne je generátor vyrobený, ako efektívne sú potenciálne rozdiely odstránené kefami, od spoľahlivosti elektrických pripojení atď.

Tepelné čerpadlá na vykurovanie domu

Tepelné čerpadlá využívajú všetky dostupné alternatívne zdroje energie. Odoberajú teplo z vody, vzduchu, pôdy. V malom množstve je toto teplo aj v zime, takže ho tepelné čerpadlo zhromažďuje a presmeruje na vykurovanie domu.

Tepelné čerpadlá využívajú aj alternatívne zdroje energie - teplo zo zeme, vody a vzduchu

Princíp činnosti

Prečo sú tepelné čerpadlá také atraktívne? Skutočnosť, že keď ste na jeho čerpanie minuli 1 kW energie, v najhoršom prípade získate 1,5 kW tepla a najúspešnejšie implementácie môžu predstavovať až 4 až 6 kW. A to nijako neodporuje zákonu zachovania energie, pretože energia sa nevynakladá na získavanie tepla, ale nie na jeho čerpanie. Takže žiadne nezrovnalosti.

Okruh tepelného čerpadla na použitie alternatívnych zdrojov energie

Tepelné čerpadlá majú tri pracovné okruhy: dva vonkajšie a vnútorné, ako aj výparník, kompresor a kondenzátor. Schéma funguje takto:

• V prvom okruhu cirkuluje chladiaca kvapalina, ktorá odvádza teplo zo zdrojov s nízkym potenciálom. Môže byť ponorený do vody, zakopaný v zemi alebo môže odoberať teplo zo vzduchu. Najvyššia teplota dosiahnutá v tomto okruhu je okolo 6 ° C.
• Vo vnútornom okruhu cirkuluje vykurovacie médium s veľmi nízkym bodom varu (zvyčajne 0 ° C). Keď sa chladivo zahreje, odparí sa, para sa dostane do kompresora, kde sa stlačí na vysoký tlak. Počas kompresie sa vytvára teplo, výpary chladiva sa zahrievajú na priemernú teplotu +35 ° C až +65 ° C.
• V kondenzátore sa teplo prenáša na chladiacu kvapalinu z tretieho - vykurovacieho okruhu. Chladiace výpary kondenzujú a potom vstupujú do výparníka. A potom sa cyklus opakuje.

Vykurovací okruh sa najlepšie vykonáva vo forme teplej podlahy. K tomu sú najvhodnejšie teploty. Radiátorový systém bude vyžadovať príliš veľa častí, čo je škaredé a nerentabilné.

Alternatívne zdroje tepelnej energie: kde a ako získavať teplo

Ale najväčšie ťažkosti spôsobuje zariadenie prvého vonkajšieho okruhu, ktoré zhromažďuje teplo. Pretože zdroje majú nízky potenciál (v spodnej časti je málo tepla), je potrebné ich zhromažďovať v dostatočnom množstve na veľkých plochách. Existujú štyri typy obrysov:

• Rúry s chladiacou kvapalinou uložené vo vode v krúžkoch. Nádržkou môže byť čokoľvek - rieka, rybník, jazero. Hlavnou podmienkou je, že by nemrzlo ani v tých najťažších mrazoch. Čerpadlá, ktoré odčerpávajú teplo z rieky, pracujú efektívnejšie, oveľa menej tepla sa prenáša v stojatej vode. Takýto zdroj tepla je najjednoduchšie implementovať - ​​hádzať potrubie, viazať náklad. Iba pravdepodobnosť náhodného poškodenia je vysoká.
  

  Najjednoduchší spôsob, ako vytvoriť tepelné pole vo vode

• Tepelné polia s rúrami zakopanými pod hĺbkou mrazu. V tomto prípade existuje iba jedna nevýhoda - veľké objemy zemných prác. Musíme odstrániť pôdu na veľkej ploche a dokonca aj v pevnej hĺbke.
  

  Veľký objem zemných prác

• Pomocou geotermálnych teplôt. Vyvrtáva sa množstvo studní veľkej hĺbky, v ktorých je znížený obrys s chladiacou kvapalinou. Dobré na tejto možnosti je, že vyžaduje malý priestor, ale nie vždy je možné vŕtať do veľkých hĺbok a vŕtacie služby stoja veľa. Môžete však urobte si vrtnú súpravu samiale práca stále nie je ľahká.
  

  Studne vyžadujú menší priestor

• Extrakcia tepla zo vzduchu. Takto fungujú klimatizácie s možnosťou vykurovania - odoberajú teplo z „vonkajšieho“ vzduchu. Aj pri mínusových teplotách fungujú takéto jednotky, aj keď pri nie veľmi „hlbokom“ mínuse - až do -15 ° C. Na zintenzívnenie práce môžete využiť teplo z ventilačných šácht. Niekoľko do neho vhoďte chladiacou kvapalinou a odtiaľ odčerpajte teplo.
  

  Najkompaktnejšie, ale aj najstabilnejšie tepelné čerpadlo odoberajúce teplo zo vzduchu

Hlavnou nevýhodou tepelných čerpadiel je vysoká cena samotného čerpadla a inštalácia polí na zhromažďovanie tepla nie je lacná záležitosť. V takom prípade môžete ušetriť peniaze tým, že si sami vyrobíte čerpadlo a tiež si obvod položíte vlastnými rukami, ale jeho výška zostane značná. Plusom je, že kúrenie nebude lacné a systém bude fungovať dlho.

Odpad do príjmu: bioplynové stanice

Všetky alternatívne zdroje energie sú prírodného pôvodu, ale bioplynové stanice môžu mať iba dvojité výhody. Spracovávajú odpad z domácich zvierat a hydiny. Vďaka tomu sa získa určitý objem plynu, ktorý sa po vyčistení a odvlhčení môže použiť na zamýšľaný účel. Zvyšný recyklovaný odpad je možné predať alebo použiť na poliach na zvýšenie výnosov - veľmi účinné a bezpečné hnojivo.

Energiu je možné získať aj z hnoja, nielen však v čistej forme, ale vo forme plynu

Stručne o technológii

Počas fermentácie dochádza k tvorbe plynov a podieľajú sa na tom baktérie žijúce v hnoji. Na výrobu bioplynu je vhodný odpad z každého dobytka a hydiny, optimálny je však hnoj z hovädzieho dobytka. Dokonca sa pridáva do zvyšku odpadu na „kysnuté cesto“ - obsahuje presne také baktérie, ktoré sú potrebné na spracovanie.

Na vytvorenie optimálnych podmienok je potrebné anaeróbne prostredie - fermentácia by mala prebiehať bez kyslíka. Preto sú efektívne bioreaktory uzavreté kontajnery. Aby bol proces aktívnejší, je potrebné pravidelné miešanie hmoty. V priemyselných zariadeniach sú na to namontované miešadlá s elektrickým pohonom, v domácich zariadeniach na výrobu bioplynu sú to väčšinou mechanické zariadenia - od najjednoduchšej tyčinky až po mechanické miešadlá, ktoré „pracujú“ ručne.

Schematický diagram zariadení na výrobu bioplynu

Na tvorbe plynu z hnoja sa podieľajú dva typy baktérií: mezofilné a termofilné. Mezofilné sú aktívne pri teplotách od + 30 ° C do + 40 ° C, termofilné - pri + 42 ° C až + 53 ° C. Teplomilné baktérie pracujú efektívnejšie. Za ideálnych podmienok môže výroba plynu z 1 litra využiteľnej plochy dosiahnuť 4 - 4,5 litra plynu. Udržiavanie teploty 50 ° C v zariadení je však veľmi ťažké a nákladné, aj keď sú náklady oprávnené.

Trochu o dizajnoch

Najjednoduchšou bioplynovou stanicou je bubon s vekom a miešadlo. Vo veku je vytvorený výstup na pripojenie hadice, ktorou plyn vstupuje do nádrže. Z takého objemu veľa plynu nezískate, ale na jeden alebo dva plynové horáky to bude stačiť.

Vážnejšie objemy je možné získať z podzemného alebo nadzemného bunkra. Ak hovoríme o podzemnom bunkri, potom je vyrobený zo železobetónu. Steny sú od zeme oddelené vrstvou tepelnej izolácie, samotný kontajner je možné rozdeliť na niekoľko oddelení, v ktorých bude prebiehať spracovanie s časovým posunom. Pretože mezofilné kultúry zvyčajne fungujú za takýchto podmienok, celý proces trvá od 12 do 30 dní (termofilné kultúry sa spracujú za 3 dni), preto je potrebný časový posun.

Schéma zariadenia na výrobu bioplynu v bunkroch

Hnoj vstupuje cez nakladací bunker, z opačnej strany sa vyrába vykladací poklop, odkiaľ sa odoberajú spracované suroviny. Bunker nie je úplne naplnený biozmesou - asi 15-20% priestoru zostáva voľných - hromadí sa tu plyn. Na jeho vypustenie je do veka zabudovaná trubica, ktorej druhý koniec je spustený do vodného uzáveru - nádoby čiastočne naplnenej vodou. Plyn sa teda suší - už vyčistený sa zhromažďuje v hornej časti, odvádza sa pomocou inej trubice a môže sa už stlačiť pre spotrebiteľa.

Každý môže využívať alternatívne zdroje energie. Pre majiteľov bytov je to ťažšie, ale v súkromnom dome môžete realizovať aspoň všetky nápady. Existujú dokonca skutočné príklady. Ľudia plne uspokojujú svoje vlastné potreby a veľké hospodárstvo.