Alternatív energia otthonra: a nem szabványos energiaforrások áttekintése
A „zöld energia” egyszerűen kozmikus kilátásaival vonzza az embereket.A környezetből teljesen ingyenesen kimeríthetetlen energia nyerhető az autonóm kommunikáció kiszolgálására. Sőt, erőforrásait emberi beavatkozás nélkül naponta helyreállítják.
A természet valódi ajándékainak kompetens használatához azonban tudnia kell, hogyan működnek és hol használják őket. Egyetértesz?
Cikkünkből mindent megtudhat arról, hogyan használják az alternatív energiát otthon. Az általunk közölt információk áttekintése után kiválaszthatja a legmegfelelőbb lehetőséget hő- vagy áramtermelésre.
Részletesen leírtuk azokat a berendezéseket, amelyek nap-/szél-/víz-/földenergiát dolgoznak fel. Röviden és rendkívül egyszerűen felvázoltuk működésük elvét. A közölt információk segítenek összehasonlítani az energiatermelés módszereit és forrásait.
A cikk tartalma:
Alternatív energiaforrások típusai
A környezetből hő- vagy elektromos energia kinyerésére szolgáló modern eszközök ipari modelljeinek beszerzése nem olyan nehéz.
Az ilyen berendezések legnépszerűbb lehetőségei a következők:
- napelemek;
- napkollektorok;
- szélgenerátorok;
- hőszivattyúk;
- biogáz generátorok.
A tudomány nem áll meg, az alternatív energia előállítására szolgáló eszközök új modelljei jelennek meg. Fontos nem csak a megfelelő opció kiválasztása, hanem a helyes telepítés is. Nagyon gyakran nem lehet boldogulni egyetlen egységgel.Kombinálhatja a különböző erőforrások használatát.
Például egy napelem nyáron, a szélgenerátor télen több áramot ad. E két eszköz kombinációja lehetővé teszi, hogy elegendő mennyiségű autonóm villamos energiát biztosítson egész évben. Más eszközök is hasonló módon kombinálhatók.
#1: Napelemek használata
Ezek az elemek egyre népszerűbbek és változatosabbak. Kész készletként és egyedi fotocellaként is értékesítik. Az amatőr kézművesek, akik szívesebben csinálnak mindent saját kezükkel, szívesen dolgoznak az utóbbival - ez egy viszonylag egyszerű feladat.
Nak nek készíts napelemet egyedi paraméterekkel meg kell vásárolni a szükséges számú kész fotocellát és forrasztani őket egy közös áramkörbe.
Vannak monokristályos és polikristályos napelemek. Az előbbiek termelékenyebbek és tartósabbak, de csak akkor hatékonyak, ha stabil energiaáramlást kapnak. A polikristályok alacsonyabb hatásfokkal és rövidebb élettartammal rendelkeznek, de elég hatékonyan működnek még felhős körülmények között is.
A fotovoltaikus cellákat egy tartós átlátszó anyagréteg alá helyezik, hogy elnyeljék az energiát, és továbbra is a helyükön maradjanak. Az átlátszó külső felületű tok úgy néz ki, mint egy fém keret. A panelek rögzítésére szolgál.
Néha a fém test helyett fa szerkezetet használnak.Ez egy kevésbé tartós, de meglehetősen elfogadható lehetőség.
A napelemes kialakítás meglehetősen terjedelmesnek bizonyul, ezért leggyakrabban közvetlenül a ház tetejére kerül. A ház állványra van felszerelve, így a fotocellákkal ellátott panel forgatható, így az évszaktól függően nyomon követheti a nap mozgását és több UV-sugarat rögzíthet.
Erős esőzések esetén a panel függőleges helyzetbe kerül a sérülések elkerülése és az esetleges szennyeződés csökkentése érdekében. A panelek telepítése csak az első szakasza egy ilyen rendszer megvalósításának.
A teljes működéshez a fotocellákat töltőn keresztül kell csatlakoztatni a szoláris inverteres rendszerhez.
A kapott elektromos rendszer felhalmozásához szüksége lesz akkumulátorok napelemekhez, Például, NAPFÉNY PzS. Az ilyen elemek a föld alá telepíthetők, meglehetősen jelentős mélységben - akár három méterig.
Helyes kiválasztás inverter napelemekhez és akkumulátorvezérlő - fontos pont a teljes rendszer maximális hatékonyságának biztosításában. Minél jobban van kiválasztva az összes komponens, annál jobban elvégzik a speciális számításokat, annál kisebb lesz az elektromos energia veszteség.
Egy érdekes típusú napelem - rugalmas filmváltozat, munkarétegüket polimer fóliára visszük fel. A sokemeletes épületek üvegablakaira vannak felszerelve, természetesen a napos oldalon.
Az ilyen elemek hatékonysága valamivel alacsonyabb, mint a hagyományos változaté - csak 7%. De használatuk kényelme és helytakarékosságuk kompenzálja ezt a hátrányt.
A készülék hívott Betaray. Ez egy meglehetősen nagy üveggolyó, amely, mint egy lencse, összegyűjti a napsugarakat, és egy fotocellákkal ellátott panelre irányítja. A berendezés automatikusan forgatható, hogy maximális napfényt kapjon.
Ennek eredményeként kevesebb fotocellával boldogulhat, és stabilabbá teheti a napfény áramlását. Éjszaka a Betaray képes elnyelni a hold- és csillagfényt. Ez nem sok, de elég a teljes közvilágítás biztosításához. Összességében ez az eszköz lenyűgöző, 35%-os hatásfokkal rendelkezik a napelemek esetében.
Hasznos tippek a napelemek kiválasztásához, telepítéséhez és üzemeltetéséhez:
#2: Napkollektorok alkalmazása
Ez a nyári zuhany modernebb és produktívabb változata. Még a legszerényebb dachában is van egy hordó víz, amely napközben egészen tisztességes szintre melegszik fel.
Ha keskeny csőrendszert szerel fel a tetőre, amelyen keresztül a víz kering, akkor észrevehető mennyiségű hőt kaphat, amely teljes mértékben biztosítja a házat melegvízellátással és még egészen tisztességes fűtéssel.
Ennek az alternatív energiaforrásnak a működése a víz és a levegő melegítés közbeni keringési képességén alapul. A hőcserélő tartály magasabb szintre van felszerelve, mint a kollektorcsövek. A felmelegített víz felemelkedik és belép a hőcserélő tekercs tetejére.
Csapvízzel való érintkezéskor lehűlve a napkollektor hűtőfolyadéka leesik és ismét a nap által felmelegített csövekbe kerül.
A fűtő- és hűtővíz természetes keringése szükségtelenné teszi speciális szivattyúkat vagy egyéb elektromos berendezéseket.
Egy ilyen rendszer legegyszerűbb változatát elkészítheti a rendelkezésre álló anyagokból: különböző átmérőjű csövek, alapként fémlemez. Az állvány, amelyhez az alap rögzítve van, készülhet sarokból vagy más fémelemekből.
Jellemzően a rendszer azon része, amelyik kívül van, feketére van festve, hogy növelje hőelnyelő képességét. A csövekkel ellátott alap úgy van rögzítve, hogy meg tudja változtatni a dőlésszögét.
Nem marad más hátra, mint egy hőcserélő tartály felszerelése, egy tekercs elhelyezése és a rendszerelemek egymáshoz és a vízellátó és/vagy fűtési rendszerhez való csatlakoztatása.
A fűtési célú napkollektor gyártásának részletes technológiája a cikkben található ez a cikk.
Természetesen a modern ipari napkollektorok bonyolultabbak és hatékonyabban működnek. Egyes készülékek freont használnak hűtőfolyadékként, amely lehetővé teszi a hőenergia beszerzését még hideg időben is.
Az ipari egységek felszerelhetők vákuumcsövekkel, fotocellákkal ellátott blokkkal, hőmérséklet-érzékelőkkel, automatikus vezérlőrendszerrel stb. Egy ilyen gyűjtő ára meglehetősen lenyűgöző lehet.
#3: A szélenergia kiaknázása
A szélgenerátorok olyan eszközök, amelyek régóta ismertek, és nagyon népszerűek a környezetbarát energia rajongói körében. Ez egy meglehetősen körülményes eszköz, különösen, ha a szélmalom lapátok vízszintes síkban forognak. Ezért a függőleges pengékkel ellátott változatok népszerűbbek.
A szélmalom magas és tartós állványra van helyezve. A pengék mozgását a generátor továbbítja, és a keletkező energiát egy akkumulátor tárolja. A villamos energiát ezután átvezetik az otthon belső elektromos rendszerébe, vagy más módon használják fel.
Egy házi készítésű szélmalom fedezi egy kis nyaraló áramszükségletét:
Ipari modern szélgenerátorok modelljei általában kényelmes elektronikus vezérlőpanellel van felszerelve.
A házi készítésű eszközöket meglehetősen egyszerű diagramok és rajzok alapján készítik el. Az interneten számos különféle típusú és típusú lehetőséget találhat. Kényelmes helyet kell választania egy ilyen szerkezet elhelyezéséhez, ahol erős szél fúj, és az egység senkit nem zavar. Minél magasabbra vannak felszerelve a pengék, annál jobb.
Nem sokkal ezelőtt a cég Felemelkedés bemutatott egy eredeti fejlesztést - egy mobil platformra telepített szélturbinát.Igény esetén az eszköz kompakt méretre összeszerelhető, majd normál SUV-vel szállítható és más helyre telepíthető.
Az Uprise mobil szélturbina teljesítménye 50 kW. Az alternatív energia szakértői szerint ez elég ahhoz, hogy áramot biztosítson nem a legnagyobb magánháznak, és még a felesleges áramot is megosztja a szomszédokkal.
A szélenergia kilowatttá alakításának még eredetibb lehetősége egy repülőgép Makani Power.
Ez egy rendkívül tudományos változata egy sárkánynak, amelyre kis szélturbinákat szerelnek fel. Az ötlet az, hogy a generátort a felső légkörbe szállítsák, ahol a levegő áramlási sebessége sokkal nagyobb, mint a talajé. Az energia lefelé áramlik a kábelen, amely egyben a „sárkányt” tartó kötélként is funkcionál.
Érdekes áttekintés a szélgenerátorok javításáról SF-600-5 (Kína) lehetővé teszi, hogy képet kapjon a turista osztályú készülékekkel kapcsolatos lehetséges problémákról:
Érdekes ötletek a szélmalom saját készítéséhez a cikkben találhatók - Hogyan készítsünk szélgenerátort saját kezűleg: eszköz, működési elv + legjobb házi készítésű termékek
#4: Hőszivattyús fűtés
Ezek az eszközök régóta előkelő helyet foglalnak el a környezetbarát energia előállítására szolgáló készülékek családjában. A hőszivattyú nagyjából ugyanúgy működik, mint a hűtőszekrény vagy a légkondicionáló, csak fordítva.
Az ilyen típusú készülékeket főként otthoni fűtésre, valamint vízmelegítésre használják.Bár vannak olyan modellek, amelyek nyáron sikeresen megbirkóznak a légkondicionáló feladataival.
Az ilyen rendszerek levegőenergiát, talaj- és vízhőt használnak hőforrásként. Az energia mindenhol jelen van, de ezekben az erőforrásokban alacsony potenciállal rendelkezik. A hőszivattyú külső áramköre összegyűjti ezeket a szétszórt hőenergia-morzsákat és továbbítja a rendszerbe.
Az energia nagypotenciálúvá alakításához hűtőközeget, általában freont használnak. Elnyeli a kapott energiát, felmelegszik és belép a kompresszorba. Itt a hűtőközeg összenyomódik, és az elpárologtatón keresztül a belső fűtőkör hőcserélőjébe jut.
A hűtőfolyadék koncentrált hőenergiát vesz fel, és a freon áthalad az elpárologtatón, és visszatér folyékony állapotba. Most alacsony potenciálú energiát kap, felmelegszik stb.
A hőenergia forrásától, valamint a hűtőfolyadék típusától függően a hőszivattyú típusa kerül kiválasztásra: „föld-víz”, "víz-víz", "levegő-víz", „levegő-levegő” stb. Egy ilyen eszközzel nemcsak a hagyományos vízmelegítést, hanem a levegő fűtését is megvalósíthatja.
Sok kézműves sikeresen elsajátította egy ilyen egység önálló gyártását; érdekes lehetőségeket a következő cikkek ismertetnek:
- Hogyan készítsünk hőszivattyút saját kezűleg egy régi hűtőszekrényből: rajzok, utasítások és összeszerelési tippek
- Csináld magad geotermikus hőszivattyú ház fűtéséhez: készülék, tervezés, önszerelés
A hő kinyerése a talajból nem a legegyszerűbb feladat, mivel ehhez tágas földterületre és kiterjedt földmunkákra lesz szükség. A külső áramköri csöveket árokba fektetik és földdel borítják. Nyilvánvaló, hogy ennek az oldalnak a használata a jövőben korlátozott lesz.
De így biztosítható a hűtőfolyadék stabil hőmérséklete a külső körben, és ez fontos feltétele a hőszivattyú sikeres működésének. Nagyon kényelmes, ha van egy tavacska a ház közelében, a külső kör gond nélkül vízbe meríthető. A tározó alternatívájaként vízkutat használnak.
A hő kivonására a levegőből nem folyékony hűtőfolyadékkal ellátott csöveket használnak, hanem erős ventilátorokat, amelyek levegőt pumpálnak a hőcserélőbe. A külső levegő hőmérséklete közel sem olyan állandó, mint a vízzel vagy földdel, de sokkal egyszerűbb a berendezés helyének kiválasztása és a telepítés elvégzése.
Sajnos az ilyen berendezések az északi régiókban nem hatékonyak, mivel a fűtés még -20 fokos külső hőmérsékleten sem lehetséges. A problémát két különböző fűtési rendszer kombinálásával oldják meg.
#4: Biogáz a kommunikációs munkában
A hulladék egy másik érdekes forrás a hőenergia előállításához. A hulladék anaerob baktériumok segítségével történő feldolgozása során olyan anyagok szabadulnak fel, mint a metán, hidrogén-szulfid, szén-dioxid és bizonyos mennyiségű szennyeződés.
Ezt a gázkeveréket biogáznak nevezik, és modern alternatív energiaforrásnak is tekinthető.
Természetesen ez a gyúlékony anyag nem a csatorna tartalmából származik. Erre a célra állati vagy növényi eredetű szerves hulladékot használnak fel. Speciális edénybe helyezik, nagyon tartósak és mindig légmentesek. Ott baktériumtenyészeteket is betöltenek.
A készülék belsejében egy csiga van felszerelve a biológiai tömeg keveréséhez. Ez növeli a reakciósebességet és hatékonyabbá teszi a generátort.
A feldolgozásra szánt masszát vízzel hígítjuk, amelyet kb. 40°C-ra kell felmelegíteni.Nyáron több vizet kell hozzáadni, de télen a biomassza nedvességtartalma 90% körül is lehet.
A mikroorganizmusok életének megfelelő hőmérséklet fenntartása érdekében a biogenerátor tartályát hőszigetelő anyagokkal borítják. Minden kiindulási anyagot a nyakon keresztül töltenek be, amelyet ezután szorosan lezárnak. A biogáz a készülék felső részében halmozódik fel, és egy speciális csövön keresztül távozik belőle.
Az újrahasznosított hulladékot külön csövön keresztül ürítik ki, értékes műtrágyát jelent, amely a helyszínen felhasználható. A biogenerátor saját készítésekor fontos szempont a biztonság. Mivel a gáz folyamatosan felhalmozódik a tartályban, a nyomás ott folyamatosan növekszik.
Ez a videó leírja a biogenerátor fémhordóból történő létrehozásának folyamatát:
Ha ezt a folyamatot nem irányítják, az eszköz egyszerűen felrobbanhat. Biztonságosabbnak tartják, ha a biogenerátort nem a felszínen, hanem a föld alatt helyezik el. A nyomás normalizálása érdekében biztosítani kell a keletkező gáz állandó kiválasztását a tartályból.
A gázkeveréket is óvatosan kell kezelni. Ennek a gyúlékony anyagnak szúrós és kellemetlen szaga van, és belélegzése veszélyes lehet az emberi egészségre.
A fent leírt ingyenes energiaforrások mellett érdekes mérnöki megoldások is vannak, amelyeknek sok gyakorlati perspektívája van:
A hőgenerátor célja és alkalmazása
Az ilyen típusú eszközök a múlt század közepe óta ismertek. Lehetővé teszik a hőenergia elektromos energiává alakítását. Az iparilag gyártott hőgenerátor modern változatát legalább 200 W teljesítményű gázkazánokra vagy hosszú égésű fatüzelésű kályhákra való felszerelésre tervezték.
A mindennapi élet egyik leghíresebb és legnépszerűbb hőgenerátora a petróleumlámpával együtt működik:
Egy ilyen berendezés lehetővé teszi, hogy télen havonta körülbelül 150 kW/h áramot kapjon, amikor a fűtőberendezések folyamatosan működnek.
Megfontolhatja kiegészítő lehetőségként napelemekkel kombinálva, vagy a gyakori áramkimaradások kompenzálására.
Vannak olyan hőfejlesztő kempingmodellek is, amelyek képesek feldolgozni a szokásos tűz hőenergiáját. Használhatók az építkezés során, ahol nincs áram a cseppfolyósított tüzelőanyaggal működő generátor helyett.
Következtetések és hasznos videó a témában
A videó bemutatja az alternatív energiaforrásokkal működő berendezések legnépszerűbb lehetőségeit:
Az alternatív energiatermelési módszerek egyetlen jelentős hátránya a berendezések és a telepítés magas költsége. A csúcstechnológiás fejlesztések hatékonyak, kényelmesek és olcsók. Ennek ellenére a befektetés idővel megtérül. És azok számára, akik szeretnek bütykölni, mindig vannak barkácsolási lehetőségek.
Mondja el, mit gondol az alternatív energia felhasználásáról otthonában? Ossza meg véleményét, vegyen részt vitákban és tegyen fel kérdéseket. Megjegyzéseket az alábbi űrlapon írhat.
Nemrég úgy tűnt, hogy a közönséges erőforrások olcsók, és hosszú ideig tartanak. Ám a folyamatos drágulás ösztönözte az alternatív energiaforrások fejlesztését, és ma már senkit sem lepnek meg a napelemek a telken vagy a háztetőn. Most már nem lehet megállítani ezt a folyamatot, és a szokásos megtakarítások mellett az alternatív energia segít a bolygó környezeti helyzetének javításában.
Régóta használom a természet ajándékait.A napelem jelenléte a garázsban ma senkit sem lep meg. Nem egyszer vettem őket készen, de soha nem próbáltam magam elkészíteni. Jó ötlet, főleg az információk alapján, nem is olyan nehéz megvalósítani. Régóta terveztem, hogy rögzítem a ház tetejére. Kísérletezzen, hogy mi sül ki belőle. Ennek ellenére a környezet normális állapotának megőrzése mellett vagyok.
Ilyen áron a napelemek soha nem fognak kifizetődni. Használatuk csak olyan helyen indokolt, ahol nincs hálózati áram.