Alternatywna energia dla prywatnego domu

Dla właścicieli domów prywatnych istnieje możliwość znacznego obniżenia rachunków za media lub w ogóle nie korzystania z usług dostawców ciepła, energii elektrycznej i gazu. Możesz nawet zapewnić dużą farmę i, jeśli chcesz, sprzedać nadwyżkę. To jest prawdziwe i niektórzy już to zrobili. W tym celu wykorzystywane są alternatywne źródła energii.

Alternatywne źródła energii mogą zaspokoić wszystkie potrzeby

Skąd czerpiesz energię iw jakiej formie

W rzeczywistości energia w takiej czy innej formie jest praktycznie wszędzie w przyrodzie - słońce, wiatr, woda, ziemia - energia jest wszędzie. Głównym zadaniem jest wyodrębnienie go stamtąd. Ludzkość robi to od ponad stu lat i osiągnęła dobre wyniki. W tej chwili alternatywne źródła energii mogą zapewnić domowi ciepło, prąd, gaz, ciepłą wodę. Ponadto energia alternatywna nie wymaga żadnych dodatkowych umiejętności ani wiedzy. Możesz zrobić wszystko dla swojego domu własnymi rękami. Więc co można zrobić:

• Wykorzystaj energię słoneczną do wytwarzania energii elektrycznej lub do podgrzewania wody - do przygotowania ciepłej wody użytkowej lub ogrzewania niskotemperaturowego (panele słoneczne i kolektory).
• Zamień energię wiatru na energię elektryczną (turbiny wiatrowe).
• Użyj pomp ciepła do ogrzewania domu, pobierając ciepło z powietrza, ziemi, wody (pompy ciepła).
• Pozyskuj gaz z odchodów zwierząt domowych i drobiu (biogazownie).
  

  Energia alternatywna to sposób na samodzielne zaspokojenie własnych potrzeb

Wszystkie alternatywne źródła energii są w stanie w pełni zaspokoić potrzeby ludzi, ale wymaga to zbyt dużych inwestycji i / lub zbyt dużych obszarów. Dlatego rozsądniej jest stworzyć system łączony: odbierać energię z alternatywnych źródeł, a jeśli jest jej niedobór, „pobierać” ją ze scentralizowanych sieci.

Korzystanie z energii słonecznej

Jednym z najpotężniejszych alternatywnych źródeł energii dla domu jest promieniowanie słoneczne. Istnieją dwa rodzaje instalacji do konwersji energii słonecznej:

• panele słoneczne generować prąd elektryczny;
• kolektory słoneczne ogrzewają wodę.
  

  Energię słoneczną można wykorzystać do ogrzewania wody lub wytwarzania energii elektrycznej

Nie myśl, że instalacje działają tylko na południu i tylko latem. Dobrze sprawdzają się również zimą. Przy dobrej pogodzie z opadami śniegu produkcja energii jest tylko nieznacznie mniejsza niż latem. Jeśli w Twojej okolicy jest dużo dni bezchmurnych, możesz użyć podobnej technologii.

Panele słoneczne

Ogniwa słoneczne zbudowane są z przetworników fotowoltaicznych, które są wykonane na bazie minerałów, które pod wpływem światła słonecznego emitują elektrony - wytwarzają prąd elektryczny. Do użytku prywatnego stosuje się fotokonwertery krzemowe. Ze względu na swoją strukturę są monokrystaliczne (wykonane z jednego kryształu) i polikrystaliczne (wiele kryształów). Monokrystaliczne mają wyższą wydajność (13-25% w zależności od jakości) i dłuższą żywotność, ale są droższe. Polikrystaliczne generują mniej prądu (9-15%) i szybciej ulegają awarii, ale mają niższą cenę.

To jest fotokonwerter polikrystaliczny.Należy się z nimi obchodzić ostrożnie - są bardzo kruche (również monokrystaliczne, ale nie w takim stopniu)

Samodzielny montaż baterii słonecznej nie jest trudny. Najpierw musisz zakupić określoną ilość krzemowych ogniw słonecznych (ilość zależy od wymaganej mocy). Najczęściej kupowane są na chińskich platformach handlowych, takich jak Aliexpress. Wtedy procedura jest prosta:

• Zrób ramkę (z drewnianych desek lub metalowych narożników). Zainstaluj na nim podłoże. Przezroczysty - szkło, plexi (monolityczny poliwęglan) - jeśli bateria słoneczna będzie wisiała na oknie, a nieprzezroczysta (sklejka, pomalowana na biało), jeśli nie będziesz instalować baterii na dachu.
• Ogniwa połączyć w jedną baterię (równolegle) przewodami aluminiowymi. Przewody można od razu przylutować do płytek (kosztują trochę więcej) lub trzeba je dokupić osobno, a następnie samodzielnie przylutować.
• Gotowa bateria musi być zaplombowana. Wypełniony żywicą epoksydową lub sklejony specjalną folią EVA. Podczas uszczelniania należy upewnić się, że nie ma pustek - pęcherzyków powietrza. Znacznie zmniejszają wydajność akumulatora, dlatego ostrożnie je wypychamy.
  

  To jest gotowa bateria słoneczna

Kilka słów o tym, dlaczego podłoże pod panel słoneczny (akumulator) powinno być pomalowane na biało. Zakres temperatur pracy płytek silikonowych wynosi od - 40 ° C do + 50 ° C. Praca w wyższych lub niższych temperaturach prowadzi do szybkiej awarii podzespołów. Na dachu latem, w pomieszczeniach temperatura może być znacznie wyższa niż + 50 ° C. Dlatego potrzebny jest biały kolor - aby nie przegrzać krzemu.

Kolektory słoneczne

Kolektory słoneczne mogą służyć do podgrzewania wody lub powietrza. Dokąd kierować podgrzaną przez słońce wodę - do kranów do ciepłej wody czy do systemu grzewczego - sam wybierasz. Tylko ogrzewanie będzie niskotemperaturowe - na ciepłą podłogę, co jest potrzebne. Aby jednak temperatura w domu nie zależała od pogody, system musi być zbędny, aby w razie potrzeby podłączyć inne źródło ciepła lub kocioł przełączył się na inne źródło energii.

Najpopularniejsze rurowe kolektory słoneczne

Istnieją trzy rodzaje kolektorów słonecznych: płaskie, rurowe i powietrzne. Najczęściej są rurkowate, ale inne mają również prawo do istnienia.

Płaski plastik

Dwa panele - czarny i przezroczysty - są połączone w jeden korpus. Pomiędzy nimi znajduje się miedziany rurociąg w kształcie węża. Dolny ciemny panel nagrzewa się od słońca. miedź jest z niego podgrzewana, a od niej - woda przepływająca przez labirynt. Ta metoda wykorzystania alternatywnych źródeł energii nie jest najbardziej wydajna, ale atrakcyjna, ponieważ jest bardzo prosta w realizacji. W ten sposób możesz podgrzać wodę basen... Konieczne będzie tylko zapętlenie jego zasilania (za pomocą pompy obiegowej). W ten sam sposób możesz podgrzać wodę w pojemnikach na letni prysznic lub użyj go do potrzeb domowych. Wadą takich instalacji jest niska wydajność i produktywność. Podgrzanie dużej ilości wody zajmuje dużo czasu lub dużą liczbę płaskich kolektorów.

Płaski kolektor słoneczny

Kolektory rurowe

Są to szklane rurki - próżniowe lub współosiowe - przez które przepływa woda. Specjalny system pozwala na maksymalne skupienie ciepła w rurkach, które jest przekazywane do przepływającej przez nie wody.

Kolektory rurowe mogą być próżniowe i piórkowe

System koniecznie ma zbiornik magazynowy, w którym woda jest podgrzewana. Cyrkulację wody w systemie zapewnia pompa. Nie możesz samodzielnie wykonać takich systemów - robienie szklanych rurek własnymi rękami jest problematyczne i to jest główna wada. W połączeniu z wysoką ceną powstrzymuje to powszechne wykorzystanie tego źródła energii w domu.A sam system jest bardzo skuteczny, z hukiem radzi sobie z podgrzewaniem wody do dostarczania ciepłej wody i przyzwoicie przyczynia się do ogrzewania.

Schemat organizacji zaopatrzenia w ogrzewanie i ciepłą wodę ze względu na alternatywne źródła energii - z wykorzystaniem kolektorów słonecznych

Kolektory powietrza

W naszym kraju są bardzo rzadkie i na próżno. Są proste, możesz je łatwo wykonać samodzielnie. Jedynym minusem jest to, że wymagany jest duży obszar: mogą zajmować całą ścianę południową (wschodnią, południowo-wschodnią). Układ jest bardzo podobny do kolektorów płaskich - czarny panel dolny, przezroczysta góra, ale bezpośrednio ogrzewają powietrze, które jest wtłaczane (przez wentylator) lub w naturalny sposób kierowane do pomieszczenia. Pomimo pozornej frywolności w ten sposób można ogrzewać małe pomieszczenia w ciągu dnia, w tym pomieszczenia techniczne czy gospodarcze: garaże, domki letniskowe, obory dla bydła.

Kolektor powietrza

Takie alternatywne źródło energii, jak słońce, daje nam swoje ciepło, ale większość z tego „donikąd”. Złapanie jej niewielkiej części i wykorzystanie na własne potrzeby to zadanie, które rozwiązują wszystkie te urządzenia.

Turbiny wiatrowe

Alternatywne źródła energii są dobre, ponieważ dotyczą głównie zasobów odnawialnych. Prawdopodobnie najbardziej wieczny wiatr. Dopóki jest atmosfera i słońce, dopóty jest wiatr. Może przez krótki czas powietrze będzie nieruchome, ale nie na długo. Nasi przodkowie wykorzystywali energię wiatru w młynach, a współczesny człowiek przetwarza ją na energię elektryczną. Wszystko, co jest do tego potrzebne:

• wieża zainstalowana w wietrznym miejscu;
• generator z przymocowanymi do niego ostrzami;
• akumulator i system dystrybucji prądu elektrycznego.

Każda wieża może być zbudowana z dowolnego materiału. Akumulator to bateria, nic tu nie przychodzi do głowy, ale wybór należy do Ciebie. Pozostaje tylko zrobić generator. Można go również kupić w stanie gotowym, ale można go wykonać z silnika ze sprzętu AGD - pralki, śrubokręta itp. Będziesz potrzebował magnesów neodymowych i żywicy epoksydowej, tokarki.

Schemat zaopatrzenia domu prywatnego w energię elektryczną z alternatywnych źródeł energii (generator wiatrowy i panele słoneczne)

Na wirniku silnika zaznaczamy miejsca do zainstalowania magnesów. Muszą być w równej odległości od siebie. Szlifujemy wirnik wybranego silnika, tworząc „gniazda”. Dno wnęki powinno być lekko nachylone, aby powierzchnia magnesu była nachylona. Magnesy przykleja się do wyrzeźbionych miejsc na płynnych paznokciach, zalewane są żywicą epoksydową. Powierzchnia jest następnie wygładzana papierem ściernym. Następnie musisz dołączyć pędzle, które usuną prąd. I to wszystko, możesz zmontować i uruchomić generator wiatrowy.

Takie instalacje są dość wydajne, ale ich moc zależy od wielu czynników: natężenia wiatru, poprawności wykonania generatora, skuteczności usuwania różnicy potencjałów przez szczotki, niezawodności połączeń elektrycznych itp.

Pompy ciepła do ogrzewania domu

Pompy ciepła wykorzystują wszystkie dostępne alternatywne źródła energii. Odbierają ciepło od wody, powietrza, gleby. W niewielkich ilościach ciepło to występuje nawet w zimie, więc pompa ciepła je zbiera i przekierowuje na ogrzewanie domu.

Pompy ciepła wykorzystują również alternatywne źródła energii - ciepło z ziemi, wody i powietrza

Zasada działania

Dlaczego pompy ciepła są tak atrakcyjne? Fakt, że wydając 1 kW energii na jej pompowanie, w najgorszym przypadku dostaniesz 1,5 kW ciepła, a najbardziej udane wdrożenia mogą dać nawet 4-6 kW. I to w żaden sposób nie jest sprzeczne z prawem zachowania energii, ponieważ energia jest wydawana nie na pozyskiwanie ciepła, ale nie na jego pompowanie. Więc nie ma niespójności.

Obwód pompy ciepła do wykorzystywania alternatywnych źródeł energii

Pompy ciepła mają trzy obwody robocze: dwa zewnętrzne i wewnętrzne oraz parownik, sprężarkę i skraplacz. Schemat działa tak:

• W pierwszym obiegu krąży chłodziwo, które usuwa ciepło ze źródeł o niskim potencjale. Może być zanurzony w wodzie, zakopany w ziemi lub może odbierać ciepło z powietrza. Najwyższa temperatura osiągnięta w tym obwodzie to około 6 ° C.
• W obiegu wewnętrznym krąży czynnik grzewczy o bardzo niskiej temperaturze wrzenia (zwykle 0 ° C). Po podgrzaniu czynnik chłodniczy odparowuje, para dostaje się do sprężarki, gdzie jest sprężana do wysokiego ciśnienia. Podczas sprężania generowane jest ciepło, opary czynnika chłodniczego są podgrzewane do średniej temperatury od + 35 ° C do + 65 ° C.
• W skraplaczu ciepło jest przekazywane do chłodziwa z trzeciego obwodu grzewczego. Opary chłodnicze skraplają się, a następnie wchodzą do parownika. A potem cykl się powtarza.

Obieg grzewczy najlepiej wykonać w postaci ciepłej podłogi. Najbardziej odpowiednie do tego są temperatury. System grzejników będzie wymagał zbyt wielu sekcji, co jest brzydkie i nieopłacalne.

Alternatywne źródła energii cieplnej: gdzie i jak pozyskiwać ciepło

Ale największe trudności powoduje urządzenie pierwszego obwodu zewnętrznego, które zbiera ciepło. Ponieważ źródła mają niski potencjał (na dnie jest mało ciepła), wymagane są duże obszary, aby zebrać je w wystarczających ilościach. Istnieją cztery rodzaje konturów:

• Rury z chłodziwem układane w wodzie w pierścieniach. Zbiornikiem może być wszystko - rzeka, staw, jezioro. Głównym warunkiem jest to, aby nie przemarzał nawet podczas najsilniejszych mrozów. Pompy, które wypompowują ciepło z rzeki, pracują wydajniej, znacznie mniej ciepła oddaje w stojącej wodzie. Takie źródło ciepła jest najłatwiejsze do wdrożenia - rzucanie rur, wiązanie ładunku. Tylko szanse na przypadkowe uszkodzenie są wysokie.
  

  Najłatwiejszy sposób na wykonanie pola termicznego w wodzie

• Pola termalne z rurami zakopanymi poniżej głębokości zamarzania. W tym przypadku jest tylko jedna wada - duże ilości robót ziemnych. Musimy usuwać ziemię na dużym obszarze, a nawet na stałej głębokości.
  

  Duża ilość robót ziemnych

• Korzystanie z temperatur geotermalnych. Wierconych jest wiele głębokich studni, w których obniżany jest obwód chłodziwa. Zaletą tej opcji jest to, że wymaga niewielkiej przestrzeni, ale nie zawsze jest możliwe wiercenie na duże głębokości, a usługi wiertnicze są drogie. Możesz jednak zrób sam wiertnicęale praca nadal nie jest łatwa.
  

  Studnie wymagają mniej miejsca

• Ekstrakcja ciepła z powietrza. Tak działają klimatyzatory z możliwością grzania - pobierają ciepło z powietrza „zewnętrznego”. Takie jednostki pracują nawet w ujemnych temperaturach, choć na niezbyt „głębokim” minusie - do -15 ° C. Aby praca była bardziej intensywna, można wykorzystać ciepło z szybów wentylacyjnych. Wrzuć do niego kilka z płynem chłodzącym i stamtąd pompuj ciepło.
  

  Najbardziej kompaktowa, ale także najbardziej niestabilna pompa ciepła, pobierająca ciepło z powietrza

Główną wadą pomp ciepła jest wysoka cena samej pompy, a instalacja pól odbioru ciepła nie jest tania. W takim przypadku możesz zaoszczędzić pieniądze, wykonując pompę samodzielnie, a także układając obwód własnymi rękami, ale kwota nadal pozostanie znaczna. Plus jest taki, że ogrzewanie będzie niedrogie, a system będzie działał przez długi czas.

Odpady do dochodów: biogazownie

Wszystkie alternatywne źródła energii są pochodzenia naturalnego, ale biogazownie dają tylko podwójne korzyści. Przetwarzają odchody zwierząt domowych i drobiu. W efekcie uzyskuje się pewną objętość gazu, który po oczyszczeniu i osuszeniu można wykorzystać zgodnie z przeznaczeniem. Pozostałe odpady poddane recyklingowi można sprzedać lub wykorzystać na polach w celu zwiększenia plonów - bardzo skuteczny i bezpieczny nawóz.

Energię można również uzyskać z obornika, ale nie w czystej postaci, ale w postaci gazu

Krótko o technologii

Podczas fermentacji powstaje gaz, w którym uczestniczą bakterie żyjące w oborniku. Odpady każdego bydła i drobiu nadają się do produkcji biogazu, ale obornik bydlęcy jest optymalny. Dodawany jest nawet do pozostałych odpadów na „zakwasie” - zawiera dokładnie takie bakterie, jakie są potrzebne do przetworzenia.

Aby stworzyć optymalne warunki wymagane jest środowisko beztlenowe - fermentacja powinna odbywać się bez tlenu. Dlatego wydajne bioreaktory to zamknięte pojemniki. Aby proces był bardziej aktywny, konieczne jest regularne mieszanie masy. W zakładach przemysłowych montuje się do tego mieszadła z napędem elektrycznym, w domowych biogazowniach są to najczęściej urządzenia mechaniczne - od zwykłego drążka po mieszadła mechaniczne „pracujące” ręcznie.

Schemat ideowy biogazowni

W tworzeniu się gazu z odchodów biorą udział dwa rodzaje bakterii: mezofilne i ciepłolubne. Mezofilne są aktywne w temperaturach od + 30 ° C do + 40 ° C, termofilne - od + 42 ° C do + 53 ° C. Bakterie termofilne działają wydajniej. W idealnych warunkach produkcja gazu z 1 litra powierzchni użytkowej może osiągnąć 4-4,5 litra gazu. Ale utrzymanie temperatury 50 ° C w zakładzie jest bardzo trudne i kosztowne, chociaż koszty są uzasadnione.

Trochę o projektach

Najprostszą biogazownią jest bęben z pokrywą i mieszadłem. W pokrywie znajduje się wylot do podłączenia węża, przez który gaz dostaje się do zbiornika. Z takiej objętości gazu nie dostaniesz dużo, ale wystarczy na jeden lub dwa palniki gazowe.

Poważniejsze ilości można uzyskać z podziemnego lub nadziemnego bunkra. Jeśli mówimy o podziemnym bunkrze, to jest on wykonany ze zbrojonego betonu. Ściany oddzielone są od podłoża warstwą izolacji termicznej, sam pojemnik można podzielić na kilka komór, w których obróbka będzie odbywała się z przesunięciem w czasie. Ponieważ zwykle w takich warunkach działają kultury mezofilne, cały proces trwa od 12 do 30 dni (kultury ciepłolubne są przetwarzane w 3 dni), dlatego pożądane jest przesunięcie czasowe.

Schemat biogazowni bunkrowej

Obornik przechodzi przez bunkier załadunkowy, od przeciwnej strony wykonuje się właz rozładunkowy, skąd pobierane są przetworzone surowce. Bunkier nie jest całkowicie wypełniony bio-mieszanką - około 15-20% przestrzeni pozostaje wolne - gromadzi się tu gaz. Aby go opróżnić, w pokrywkę wbudowana jest rurka, której drugi koniec jest obniżony do uszczelnienia wodnego - pojemnika częściowo wypełnionego wodą. W ten sposób gaz jest osuszany - już oczyszczony gaz zbiera się w górnej części, jest odprowadzany inną rurką i może już zostać dławiony do konsumenta.

Każdy może korzystać z alternatywnych źródeł energii. Właścicielom mieszkań jest to trudniejsze, ale w prywatnym domu można przynajmniej zrealizować wszystkie pomysły. Są na to nawet prawdziwe przykłady. Ludzie w pełni zaspokajają potrzeby własne i dużej gospodarki.