Comment faire de l'énergie alternative de vos propres mains. Fabrication de batteries solaires

Les réserves d'hydrocarbures sur notre planète ne sont pas infinies, c'est pourquoi les énergies alternatives, alimentées par des sources d'énergie renouvelables, gagnent rapidement en popularité. Les maisons sont équipées de panneaux solaires et d'éoliennes. La part de l'énergie produite par les centrales solaires et éoliennes est en augmentation. En 2010, il était égal à 5 ​​%. Cela vous fait penser à construire une petite centrale électrique à la maison.

Comment choisir une source d'énergie

Il existe de nombreuses options pour obtenir de l'électricité alternative, populaires et peu populaires. Certains d'entre eux ne sont pas adaptés à nos latitudes, et certains sont dangereux.

Une pompe à chaleur qui pompe la chaleur du sol dans la maison sur le principe d'un réfrigérateur ne convient qu'aux habitants des zones géothermiques. Une tentative de construction sur votre site coûtera un habitant de la région de Moscou dans la couche supérieure du sol gelé à une profondeur de deux mètres. Le système racinaire des arbres et des arbustes souffrira du gel, qui tombera ensuite malade ou mourra.

Le biogaz convient à la production dans les grandes entreprises où il n'y a pas de problèmes de carburant pour les bioréacteurs. Dans le secteur privé, il y a peu d'avantages à tirer du biogaz, la parcelle moyenne d'un ménage ne sera pas en mesure de produire la quantité de carburant requise. Il devra être importé, ce qui entraînera des frais de port constants. N'oubliez pas que la production de biogaz est explosive et nécessite une maîtrise des équipements difficile à réaliser chez soi.

Il existe des sources d'énergie alternatives plus appropriées pour une maison privée. Ceux-ci inclus:

• énergie solaire.
• L'énergie éolienne.
• L'énergie du débit d'eau.
• Gaz de bois obtenu à partir de la décomposition thermique du bois en l'absence d'air.

Contrairement au biogaz, ils conviennent à un fonctionnement dans les habitations privées et sont sûrs lorsqu'ils sont utilisés correctement.

Mais tout le monde n'a pas un ruisseau qui coule sur le site ou n'a pas accès à de grandes quantités de bois, il est donc plus logique d'envisager des sources d'énergie renouvelables, qui sont disponibles partout. Ceux-ci incluent la lumière du soleil et le vent.

Il existe des solutions prêtes à l'emploi pour convertir les énergies alternatives. Ils vous permettent de le transformer en électricité le plus efficacement possible et conviennent à une mise en œuvre dans une maison privée.

L'usine d'énergie solaire

Les alimentations de secours solaires sont bien adaptées aux endroits où il y a des pannes de courant constantes. En raison de leur coût élevé, leur utilisation est peu pratique là où il n'y a pas de problèmes d'électricité. Une centrale solaire installée pour économiser de l'argent ne sera amortie qu'après 8 à 10 ans. Pendant ce temps, les batteries au plomb deviendront inutilisables et leur remplacement entraînera des coûts supplémentaires. Les fonds dépensés pour remplacer les batteries augmenteront le coût de la centrale électrique et repousseront la période de récupération de 3 à 5 ans supplémentaires.

Composants et assemblage requis

Le panneau solaire est assemblé à partir de cellules photovoltaïques, qui diffèrent par leur forme et leur taille.

Les cellules solaires sont développées à partir de silicium et sont divisées en deux types : monocristallin (mono-Si) et polycristallin (poly-Si).

Les éléments monocristallins ont une efficacité de 20 % et une durée de vie allant jusqu'à 30 ans. Pour leur fonctionnement normal, la lumière du soleil est nécessaire pour frapper les batteries à angle droit. Avec la lumière diffusée, la puissance de ces éléments est réduite d'un facteur trois, et même le moindre ombrage d'un élément fait sortir toute la chaîne du mode de génération.

Par conséquent, les SES (centrales solaires) construites sur des éléments mono-Si ont besoin de systèmes qui surveillent la position du soleil et font tourner les panneaux après lui. Les panneaux ne doivent pas être contaminés, pour cela ils sont équipés d'un système de nettoyage automatique. Dans les petits SPP, les panneaux solaires sont lavés à la main.

Les centrales électriques sur panneaux mono-Si conviennent aux régions avec un grand nombre de jours ensoleillés par an. Par temps nuageux, leur efficacité est proche de zéro.

Les éléments polycristallins ont leurs avantages et leurs inconvénients. Les avantages comprennent un faible coût et un fonctionnement efficace en lumière diffuse.

Ils ont plus d'inconvénients :

• Efficacité inférieure - 12%.
• Durée de vie plus courte - jusqu'à 25 ans.
• Dégradation accrue à des températures supérieures à 55 °C.

Les batteries solaires poly-Si sont installées dans des zones où prédominent les jours nuageux. La capacité de convertir la lumière diffusée vous permet de les monter sans systèmes de rotation automatique. De plus, ils n'ont pas besoin d'être lavés fréquemment. En raison de leur faible coût et de leur simplicité, les cellules solaires polycristallines sont largement utilisées dans les centrales solaires fabriquées par nos soins.

L'assemblage de votre propre centrale solaire est préférable de commencer par la sélection des composants. Sa puissance dépendra directement d'eux. Pour la fabrication d'un SES classique, vous aurez besoin de:

1. Éléments photovoltaïques.
2. Bus pour connecter les éléments.
3. Feuille de verre ou de plastique transparent.
4. Profilé en aluminium.
5. Résine époxy avec durcisseur.
6. Fils de section 4 mm².
7. Bouclier mural.
8. Contrôleur solaire.
9. Onduleur 12-220 V.
10. Disjoncteurs.
11. Borniers pour fusibles.
12. Diodes Schottky.
13. Batterie au plomb d'une capacité d'au moins 150 Ah.
14. Cosses de batterie.

Schéma de connexion des composants SES :

Vous devez commencer par assembler le panneau solaire. Coupez des morceaux de pneu de 7 cm de long et soudez-les aux contacts négatifs de la cellule photoélectrique située sur la face avant. Répétez cette action avec chaque photocellule.

Les "produits semi-finis" résultants doivent être connectés en série, en soudant la sortie négative d'un élément au positif du suivant. Le nombre de photocellules dans le circuit (module) doit être tel qu'une tension de 14,5 V apparaisse à ses bornes.Lors de l'utilisation de cellules demi-volt, 29 d'entre elles seront nécessaires. Pour que lorsqu'un élément est assombri dans le circuit, un courant inverse ne se produise pas, il est nécessaire de souder une diode Schottky dans l'espace du bus négatif de chaque cellule photoélectrique.

Une batterie solaire peut être fabriquée à partir d'un module, mais sa puissance sera minime. Par conséquent, les panneaux solaires sont assemblés à partir de plusieurs modules connectés en parallèle.

Dégraisser le verre et y coller soigneusement les modules assemblés. Utilisez de la résine époxy comme colle, elle ne devient pas trouble en durcissant et n'empêche pas la lumière d'atteindre les photocellules. N'utilisez pas d'autres adhésifs, même s'ils semblent bons.

Une fois l'époxy durci, installez le verre dans le cadre profilé en aluminium, en pré-perçant un trou pour les fils. Soudez les câbles du module aux fils et faites-les glisser. Pour l'étanchéité, remplissez toute la structure d'époxy.

L'époxy durci collera le verre au cadre et protégera les photocellules de l'humidité et de la poussière.

Caractéristiques de l'installation à domicile

Le panneau solaire assemblé peut être installé sur le toit, mais la meilleure option est de l'installer sur le mur sud de la maison. Le panneau installé dessus sera sous les rayons du soleil pendant presque toute la journée.

Accrochez le blindage au mur et fixez le contrôleur, l'onduleur et les borniers avec des fusibles insérés dans le blindage. Insérez les fils dans le blindage et connectez-les selon le schéma. Veuillez noter que la batterie émet des gaz toxiques pendant la charge, elle doit donc être placée dans un endroit bien ventilé.

Lors de l'alimentation d'un éclairage intérieur à partir d'un onduleur, une partie de l'énergie est perdue lors de la conversion. Afin de ne pas avoir à gaspiller les réserves d'une source d'énergie autonome, installez chez vous un système d'éclairage fonctionnant en 12 volts.

Capteurs solaires pour le chauffage

En parlant de centrales solaires qui convertissent la lumière en électricité, on ne peut manquer de mentionner un autre type de panneaux solaires.

Les capteurs solaires sont utilisés dans les systèmes de chauffage et d'eau chaude et sont :

• Air.
• Tubulaire.
• Vide.
• Appartement.

À l'intérieur des collecteurs d'air, il y a des plaques recouvertes d'une composition absorbant la lumière. Ils sont chauffés par le soleil et cèdent de la chaleur à l'air circulant à travers le capteur, qui sert à chauffer l'habitation.

Les plaques ondulées sont utilisées pour augmenter la surface de travail dans les collecteurs d'air.

Dans le cas des collecteurs tubulaires, il y a des tubes en verre, peints à l'intérieur avec de la peinture noire. La lumière du soleil frappant la peinture la réchauffe. La chaleur est ensuite transférée à l'eau qui coule dans les tubes.

Les collecteurs sous vide sont un type de tubulaire. Dans celui-ci, des tubes colorés sont insérés dans des tubes transparents de grand diamètre. Il y a un vide entre eux, ce qui réduit la perte de chaleur de la chambre à air.

Les plus simples et les moins chers sont les collecteurs plats. Ils consistent en une plaque sous laquelle se trouvent des tubes avec de l'eau en circulation, fermée par le bas avec une couche de matériau calorifuge. L'efficacité des capteurs plans est la plus faible.

Schéma de raccordement au système d'alimentation en eau:

L'air du collecteur pénètre directement dans la maison et l'eau pénètre d'abord dans les chaudières, où elle est chauffée par des éléments chauffants à la température souhaitée. De la chaudière, l'eau chaude est fournie à la cuisine et à la salle de bain, et elle est également utilisée pour le chauffage.

Comment faire une éolienne

Les centrales solaires ne fonctionnent pas la nuit et par temps nuageux, et l'électricité est toujours nécessaire. Par conséquent, lors de la conception d'une énergie alternative pour une maison de vos propres mains, vous devez y fournir un générateur qui ne dépend pas du soleil.

Pour une utilisation comme seconde source d'énergie, une éolienne est parfaite. Il peut être assemblé même à partir de pièces usagées, ce qui vous fera économiser considérablement de l'argent.

Liste de ce dont vous avez besoin pour assembler le moulin à vent :

1. Générateur à excitation magnétique depuis camion ou tracteur.
2. Tuyau d'un diamètre extérieur de 60 mm et d'une longueur de 7 mètres.
3. Un mètre et demi de tuyau d'un diamètre intérieur de 60 mm.
4. Cable d'acier.
5. Agrafes et chevilles pour la fixation du câble.
6. Fils, section 4 mm².
7. Passez à la vitesse supérieure de 1 à 50.
8. Tuyau en PVC, diamètre 200 mm.
9. Lame de scie circulaire.
10. Deux connecteurs EC-5.
11. Un morceau de tôle d'acier de 1 mm d'épaisseur.
12. Feuille d'aluminium de 0,5 mm d'épaisseur.
13. Roulement pour le diamètre intérieur du mât.
14. Accouplement pour relier les arbres du générateur et de la boîte de vitesses.
15. Tuyau pour le diamètre intérieur du roulement, longueur - 60 cm.

Tous ces matériaux sont vendus dans la construction et dans l'atelier automobile. Les nouvelles boîtes de vitesses avec générateur coûtent cher, il est donc préférable de les acheter dans un marché aux puces.

Faire une éolienne pour la maison

L'élément principal de tout moulin à vent sont les pales, elles doivent donc être fabriquées en premier.

Utilisez le tableau pour déterminer les tailles.

La roue éolienne devrait idéalement correspondre à la puissance du générateur, mais en raison de la taille excessivement grande de la roue résultante, cela n'est pas toujours possible. Par conséquent, le plus souvent, la puissance des pales est bien inférieure à celle du générateur. Il n'y a rien de mal à cela.

Coupez le tuyau en PVC en morceaux égaux à la longueur des lames. Sciez-les en deux le long de l'axe longitudinal. Redessinez les marques sur les moitiés du tuyau et découpez les lames le long de celui-ci. Sciez des triangles à partir d'ébauches. Dans une tôle d'acier, découpez les supports des pales et percez-y des trous. Prenez une lame de scie circulaire, percez-y des trous et boulonnez les lames à la lame avec des boulons.

Assemblage, installation et raccordement

Creusez un trou et bétonnez-y un tuyau d'un diamètre intérieur de 60 mm. Prenez un tuyau de sept mètres et, en reculant d'un mètre du bord, installez des supports dessus. Soudez le roulement dans la même extrémité du tuyau en utilisant le soudage à l'argon.

Pliez un cadre à partir d'une tôle d'acier et soudez-y un tuyau par le bas, qui s'insère dans le roulement. Montez la boîte de vitesses avec le générateur sur le châssis en reliant leurs arbres. Installez 2 butées de goupille en bas du cadre et en haut du mât. Ils ne permettront pas au cadre de tourner à plus de 360 ​​degrés. Fabriquez une girouette en tôle d'aluminium et fixez-la à l'arrière du cadre. Percez un trou pour le fil à la base du mât.

Connectez un fil au générateur et faites-le passer à travers le cadre et le mât. Mettez une roue éolienne sur l'arbre de la boîte de vitesses et fixez-la dessus. Insérez le cadre dans le roulement et tournez-le. Il doit tourner facilement.

L'assemblage du moulin à vent ressemble à ceci :

1. Lames.
2. Disque circulaire.
3. Réducteur.
4. Couplage.
5. Générateur.
6. Girouette.
7. Support de girouette.
8. Palier.
9. Limiteurs.
10. Mât.
11. Le fil.

Enfoncez les piquets dans le sol de manière à ce que la distance entre le mât et chacun d'eux soit la même. Attachez les câbles aux supports sur le mât. Pour installer le mât, vous devez faire appel à un camion-grue. N'essayez pas d'installer l'éolienne vous-même ! Au mieux, vous briserez le moulin à vent, au pire, vous souffrirez vous-même. Après avoir soulevé le mât avec un camion-grue, guidez sa base dans le tuyau préalablement bétonné et attendez que la grue le descende dans le tuyau.

Le câble doit être attaché à la cheville dans un état tendu. De plus, tous les câbles doivent être attachés de manière à ce que le mât soit strictement vertical, sans déformations.

Vous devez connecter l'éolienne au chargeur via le connecteur EU-5. La charge elle-même est installée dans le panneau avec l'équipement SES et est directement connectée à la batterie.

Débranchez toujours l'éolienne du chargeur pendant un orage pour éviter de perdre des appareils électroménagers.

L'assemblage de la centrale électrique est terminé. Désormais, vous ne serez plus sans électricité, même si vous éteignez la lumière pendant une longue période. Dans le même temps, vous n'avez pas à dépenser d'argent en carburant pour le générateur et en temps pour sa livraison. Tout fonctionnera automatiquement et ne nécessitera pas votre intervention.

Le coût des vecteurs énergétiques ne cesse d'augmenter. Cela oblige les propriétaires de ménages privés à rechercher des sources d'énergie alternatives pour une maison privée. Quelqu'un n'a pas la possibilité de se connecter à l'autoroute en raison du prix inabordable des travaux d'installation. Tout cela pousse ingénieurs et artisans à se tourner vers la nature et ses ressources uniques. Aujourd'hui, un certain nombre d'appareils sont utilisés qui permettent des ressources énergétiques renouvelables. Vous pouvez les fabriquer de vos propres mains.

Application de déchets biologiques

Le biogaz est un type de carburant classé comme respectueux de l'environnement. Son champ d'application est similaire au gaz naturel. Sa production nécessite l'utilisation de bactéries anaérobies. En fait, c'est un produit de leur activité vitale. Les déchets sont placés dans un conteneur spécial. Lorsque le biomatériau commence à se décomposer, des gaz sont libérés :

Cette technologie est activement utilisée dans les élevages en Chine et aux États-Unis. Afin de recevoir en continu du biogaz chez vous, vous devez avoir accès à une source gratuite de fumier ou à votre propre ferme. Pour construire l'installation, vous devrez fabriquer un récipient hermétique et monter la tarière. Il sert à mélanger les ingrédients. Autres composants requis :

1. 1. Cou. Utilisé pour l'élimination des déchets.
2. 2. Tuyau. Il est utilisé pour éliminer les gaz.
3. 3. Montage. Permet de décharger les déchets.

L'étanchéité absolue est une condition indispensable à la conception. Si vous ne sélectionnez pas le gaz de manière permanente, vous devrez en plus monter une soupape de sécurité. Il soulage l'excès de pression. Si vous ne l'installez pas, la structure arrachera le toit. L'algorithme des actions est le suivant :

1. 1. Sélectionnez un emplacement pour monter le conteneur. Les dimensions du produit doivent correspondre aux volumes de déchets disponibles. Il est conseillé de remplir le réservoir au 2/3 pour qu'il fonctionne efficacement. Le réservoir est en béton armé ou en métal. Avec une petite capacité, vous n'avez pas à compter sur une grande quantité de biogaz. Environ 100 mètres cubes d'énergie vont à une tonne de déchets.
2. 2. Pour accélérer l'activité vitale des bactéries, il est nécessaire de chauffer les déchets. A cet effet, vous pouvez installer un élément chauffant ou monter un serpentin directement sous le réservoir. Il doit être connecté au système de chauffage.

NE PAYEZ PAS L'ÉLECTRICITÉ ! Énergie gratuite! Énergie alternative à faire soi-même pour la maison

Les bactéries anaérobies vivent dans les déchets et deviennent actives à certaines températures. Le dispositif de type automatique allume le chauffage dès qu'un nouveau lot de matière arrive, et l'éteint si la température de consigne est atteinte. Le gaz ainsi produit peut être converti en électricité à l'aide d'un groupe électrogène à gaz.

L'énergie éolienne

Les gens de l'Antiquité savaient comment utiliser l'énergie éolienne à diverses fins. Le design a peu changé depuis. Certes, au lieu d'une meule, un entraînement par générateur a été utilisé. Il convertit l'énergie reçue du fait du fonctionnement d'une telle installation en électricité. Concernant les énergies, certains propriétaires de maisons individuelles optent pour ces installations. Les matériaux suivants seront nécessaires pour l'installation des structures :

Les éoliennes artisanales peuvent être créées selon différents schémas. Vous devez d'abord assembler le cadre, installer l'ensemble pivotant. À leur suite, des générateurs de pales sont montés. Une pelle munie d'une attache à ressort est installée sur le côté. Un générateur avec une hélice est fixé au châssis. Après cela, il doit être placé sur le cadre. Suite à cela, une connexion est établie avec l'ensemble rotatif et un collecteur de courant est installé. Vous pouvez maintenant vous connecter au générateur et amener les fils à la batterie. Le nombre de pales dépend du diamètre de l'hélice. La quantité d'électricité produite est également importante.

Énergie alternative pour une maison privée Revue vidéo

Utilisation d'une pompe à chaleur

Cette conception est complexe. Ici, l'énergie alternative peut être obtenue à partir de l'air, du sol ou des eaux souterraines. Généralement, ces installations sont utilisées pour le chauffage des locaux. Les sources d'énergie alternatives pour un appartement de ce type sont une chambre frigorifique de taille impressionnante. Refroidissant l'espace environnant, ils convertissent l'énergie et génèrent de la chaleur. Ils le donnent à l'environnement. Les composants du système sont :

Le collecteur est installé horizontalement ou verticalement. Cette dernière option n'est pas toujours disponible en raison des caractéristiques du site. Des puits profonds sont forés, après quoi un circuit y est abaissé. Avec une disposition horizontale, l'objet doit être enterré dans le sol au niveau d'un mètre et demi. Si l'habitation est située à proximité d'un réservoir, il est nécessaire de poser un échangeur de chaleur dans l'eau.

Le compresseur peut être prélevé sur le climatiseur. Pour fabriquer un condensateur, prenez un réservoir d'un volume de 120 litres. Une bobine de cuivre y est insérée. Le fréon le traversera. C'est aussi la zone où l'eau du système de chauffage est chauffée.

Pour la construction de l'évaporateur, prenez un baril en plastique. Il doit avoir un volume d'au moins 130 litres. Une bobine supplémentaire est insérée ici. Combinez-le avec le précédent à l'aide d'un compresseur. L'évaporateur a un tuyau. Il peut être fabriqué à partir d'un fragment de tuyau d'égout. Cet élément est nécessaire pour contrôler le débit d'eau du réservoir.

Abaissez l'évaporateur dans le bassin. Lorsqu'elle s'écoule, l'eau entame le processus d'évaporation du fréon. Il va dans le condenseur et lui transfère de la chaleur. Le liquide de refroidissement traverse le système de chauffage et chauffe la pièce. Ainsi, l'énergie de bricolage à partir de l'eau peut être obtenue sans trop d'effort. Dans ce cas, la température de l'eau dans le réservoir n'a pas d'importance. Il doit juste être présent tout le temps.

Sources de chauffage alternatives

radiation solaire

Les panneaux solaires étaient autrefois utilisés pour alimenter les engins spatiaux. Un tel équipement est basé sur la capacité des photons à générer du courant électrique. À ce jour, de nombreuses modifications de panneaux solaires ont été inventées. Leur conception est améliorée chaque année. Pour fabriquer du solaire, vous pouvez recourir à deux méthodes.

Selon la première méthode, vous devez acheter des photocellules prêtes à l'emploi, les assembler sous la forme d'une chaîne et placer un matériau transparent sur le dessus. Ce travail demande le plus grand soin, car tous les composants sont fragiles. Sur la surface des photocellules, il y a une désignation en volt-ampères. Il n'y a rien de difficile à calculer le nombre d'éléments requis pour un tel système.

Vous devez d'abord créer un corps. À cette fin, une feuille de contreplaqué est prise et des lattes de bois sont clouées autour du périmètre. Après cela, des trous de ventilation sont aménagés dans le contreplaqué. Un fragment de panneau de fibres est placé à l'intérieur, sur lequel se trouve une chaîne soudée de photocellules. Ensuite, ils vérifient le bon fonctionnement de la conception. Ensuite, le plexiglas est vissé sur des lattes de bois.

La deuxième méthode est plus adaptée aux professionnels. L'analyse du circuit électrique est réalisée à partir des diodes D223B. Ils sont soudés en rangées. Les éléments sont placés dans le boîtier, qui sont recouverts d'un matériau transparent. Il existe deux types de photocellules. Ce sont des modifications mono- et polycristallines. Le premier rendement est de 13 %. Leur durée de vie atteint 25 ans. Ils ne peuvent fonctionner sans panne que par temps ensoleillé.

Les polycristallins ont une efficacité moindre. Leur durée de vie n'est également que de 10 ans, mais ils conservent leur efficacité même par temps nuageux. Par exemple, si le panneau a une superficie de 10 mètres carrés, il peut générer 1 kW d'énergie. Vous pouvez mettre la structure finie sur le toit en connaissant son poids total.

Une fois les batteries prêtes, posez-les du côté ensoleillé. Il est important qu'il soit possible de régler l'inclinaison de l'angle par rapport aux rayons du soleil. La position verticale est justifiée s'il neige. Cela protégera la structure contre les défaillances. Les panneaux solaires sont utilisés avec ou sans batteries. Pendant la journée, la batterie sera alimentée par l'énergie solaire. La nuit, elle aura besoin d'une batterie. Vous pouvez également connecter le système la nuit au réseau d'alimentation central.

L'énergie alternative à la maison en fait...

Système "SMART HOUSE" Sources d'énergie alternatives

En ajustant la buse, vous pouvez atteindre une puissance maximale. De tels systèmes faits maison sont bons car ils n'impliquent pas de gros investissements. Ils fournissent de l'énergie gratuitement. En combinant plusieurs types de structures alternatives, il est possible d'obtenir une réduction tangible des coûts d'électricité.

Ce n'est un secret pour personne que les ressources utilisées par l'humanité aujourd'hui sont limitées, de plus, leur extraction et leur utilisation ultérieures peuvent conduire non seulement à une énergie, mais aussi à une catastrophe environnementale. Les ressources traditionnellement utilisées par l'humanité - charbon, gaz et pétrole - s'épuiseront dans quelques décennies, et des mesures doivent être prises maintenant, à notre époque. Bien sûr, nous pouvons espérer que nous retrouverons un gisement riche, comme c'était le cas dans la première moitié du siècle dernier, mais les scientifiques sont sûrs que de tels gisements n'existent plus. Mais dans tous les cas, même la découverte de nouveaux gisements ne fera que retarder l'inévitable, il faut trouver des moyens de produire de l'énergie alternative, et passer à des ressources renouvelables comme le vent, le soleil, la géothermie, l'énergie fluviale et autres, et le long avec cela, il est nécessaire de continuer à développer des technologies économes en énergie.

Dans cet article, nous examinerons certaines des idées les plus prometteuses, de l'avis des scientifiques modernes, sur lesquelles l'énergie du futur sera construite.

stations solaires

Les gens se sont longtemps demandé s'il était possible de chauffer de l'eau au soleil, de sécher des vêtements et de la poterie avant de l'envoyer au four, mais ces méthodes ne peuvent pas être qualifiées d'efficaces. Les premiers moyens techniques de conversion de l'énergie solaire sont apparus au 18ème siècle. Le scientifique français J. Buffon a montré une expérience dans laquelle il a réussi à enflammer un arbre sec à l'aide d'un grand miroir concave par temps clair à une distance d'environ 70 mètres. Son compatriote, le célèbre scientifique A. Lavoisier, utilisait des lentilles pour concentrer l'énergie du soleil, et en Angleterre, ils ont créé un verre biconvexe qui, en focalisant les rayons du soleil, faisait fondre la fonte en quelques minutes seulement.

Les naturalistes ont mené de nombreuses expériences qui ont prouvé que le soleil sur terre est possible. Cependant, une batterie solaire qui convertirait l'énergie solaire en énergie mécanique est apparue relativement récemment, en 1953. Il a été créé par des scientifiques de la National Aerospace Agency des États-Unis. Déjà en 1959, une batterie solaire a été utilisée pour la première fois pour équiper un satellite spatial.

Peut-être même alors, réalisant que de telles batteries sont beaucoup plus efficaces dans l'espace, les scientifiques ont eu l'idée de créer des stations solaires spatiales, car en une heure le soleil génère autant d'énergie que toute l'humanité n'en consomme pas en un année, alors pourquoi ne pas l'utiliser ? Quelle sera l'énergie solaire du futur ?

D'une part, il semble que l'utilisation de l'énergie solaire soit une option idéale. Cependant, le coût d'une énorme station solaire spatiale est très élevé et, de plus, son fonctionnement sera coûteux. Au fil du temps, lorsque de nouvelles technologies seront introduites pour livrer du fret dans l'espace, ainsi que de nouveaux matériaux, la mise en œuvre d'un tel projet deviendra possible, mais pour l'instant nous ne pouvons utiliser que des batteries relativement petites à la surface de la planète. Beaucoup diront que c'est aussi bon. Oui, c'est possible dans une maison privée, mais pour l'approvisionnement énergétique des grandes villes, respectivement, vous avez besoin soit de beaucoup de panneaux solaires, soit d'une technologie qui les rendra plus efficaces.

L'aspect économique de la question est également présent ici : tout budget souffrira grandement s'il est chargé de convertir une ville entière (ou un pays entier) aux panneaux solaires. Il semblerait qu'il soit possible d'obliger les citadins à payer quelques sommes pour se rééquiper, mais dans ce cas ils seront mécontents, car si les gens étaient prêts à faire de telles dépenses, ils l'auraient fait eux-mêmes depuis longtemps : tout le monde a la possibilité d'acheter une batterie solaire.

Il existe un autre paradoxe concernant l'énergie solaire : les coûts de production. Convertir directement l'énergie solaire en électricité n'est pas la chose la plus efficace. Jusqu'à présent, rien de mieux n'a été trouvé que d'utiliser les rayons du soleil pour chauffer de l'eau qui, se transformant en vapeur, fait tourner à son tour une dynamo. Dans ce cas, la perte d'énergie est minime. L'humanité veut utiliser des panneaux solaires "verts" et des stations solaires pour conserver les ressources sur terre, mais un tel projet nécessiterait une énorme quantité des mêmes ressources et de l'énergie "non verte". Par exemple, en France, une centrale solaire a été récemment construite, couvrant une superficie d'environ deux kilomètres carrés. Le coût de la construction a été d'environ 110 millions d'euros, hors frais d'exploitation. Avec tout cela, il convient de garder à l'esprit que la durée de vie de tels mécanismes est d'environ 25 ans.

Vent

L'énergie éolienne est également utilisée par les hommes depuis l'Antiquité, l'exemple le plus simple étant la voile et les moulins à vent. Les moulins à vent sont encore utilisés aujourd'hui, en particulier dans les zones où les vents sont constants, comme sur la côte. Les scientifiques proposent constamment des idées sur la façon de moderniser les dispositifs existants de conversion de l'énergie éolienne, l'un d'eux étant les éoliennes sous la forme de turbines montantes. En raison de la rotation constante, ils pourraient "se suspendre" dans les airs à une distance de plusieurs centaines de mètres du sol, là où le vent est fort et constant. Cela aiderait à l'électrification des zones rurales où l'utilisation d'éoliennes standard n'est pas possible. De plus, ces turbines en plein essor pourraient être équipées de modules Internet, à l'aide desquels les gens auraient accès au World Wide Web.

Marées et vagues

Le boom de l'énergie solaire et éolienne s'estompe progressivement, et d'autres énergies naturelles ont suscité l'intérêt des chercheurs. L'utilisation des flux et reflux est plus prometteuse. Déjà, une centaine d'entreprises à travers le monde sont aux prises avec ce problème, et plusieurs projets ont prouvé l'efficacité de ce mode de production d'électricité. L'avantage par rapport à l'énergie solaire est que les pertes lors du transfert d'une énergie à une autre sont minimes : le raz de marée fait tourner une énorme turbine, qui génère de l'électricité.

Le projet Oyster est l'idée d'installer une vanne à charnière au fond de l'océan qui fournira de l'eau au rivage, faisant ainsi tourner une simple turbine hydroélectrique. Une seule installation de ce type pourrait fournir de l'électricité à un petit microdistrict.

Les raz de marée sont déjà utilisés avec succès en Australie : dans la ville de Perth, des usines de dessalement fonctionnant sur ce type d'énergie ont été installées. Leur travail permet de fournir de l'eau douce à environ un demi-million de personnes. L'énergie naturelle et l'industrie peuvent également être combinées dans cette branche de la production d'énergie.

L'utilisation est quelque peu différente des technologies que nous avons l'habitude de voir dans les centrales hydroélectriques fluviales. Les centrales hydroélectriques nuisent souvent à l'environnement : les territoires adjacents sont inondés, l'écosystème est détruit, mais les centrales fonctionnant au raz de marée sont beaucoup plus sûres à cet égard.

énergie humaine

L'un des projets les plus fantastiques de notre liste est l'utilisation de l'énergie des personnes vivantes. Cela semble étonnant et même quelque peu terrifiant, mais tout n'est pas si effrayant. Les scientifiques chérissent l'idée de savoir comment utiliser l'énergie mécanique du mouvement. Ces projets concernent la microélectronique et les nanotechnologies à faible consommation d'énergie. Bien que cela ressemble à une utopie, il n'y a pas de véritables développements, mais l'idée est très intéressante et ne quitte pas l'esprit des scientifiques. D'accord, les appareils qui, comme les montres à remontage automatique, seront très pratiques seront chargés en faisant glisser un doigt sur le capteur, ou en balançant simplement une tablette ou un téléphone dans un sac lors de la marche. Sans parler des vêtements qui, remplis de divers microdispositifs, pourraient convertir l'énergie du mouvement humain en électricité.

À Berkeley, dans le laboratoire de Lawrence, par exemple, des scientifiques ont tenté de mettre en œuvre l'idée d'utiliser des virus pour faire pression sur l'électricité. Il existe également de petits mécanismes alimentés par le mouvement, mais jusqu'à présent, cette technologie n'a pas été mise en service. Oui, la crise énergétique mondiale ne peut pas être traitée de cette manière : combien de personnes devront « colporter » pour faire fonctionner toute la centrale ? Mais comme l'une des mesures utilisées en combinaison, la théorie est tout à fait viable.

Ces technologies seront particulièrement efficaces dans les endroits difficiles d'accès, dans les stations polaires, dans les montagnes et la taïga, chez les voyageurs et les touristes qui n'ont pas toujours la possibilité de recharger leurs gadgets, mais rester en contact est important, surtout si le groupe est dans une situation critique. Combien de choses pourraient être évitées si les gens disposaient toujours d'un appareil de communication fiable qui ne dépendait pas de la "prise".

Piles à combustible à hydrogène

Peut-être que chaque propriétaire de voiture, regardant l'indicateur de la quantité d'essence approchant zéro, a pensé à quel point ce serait formidable si la voiture fonctionnait à l'eau. Mais maintenant, ses atomes ont attiré l'attention des scientifiques en tant que véritables objets d'énergie. Le fait est que les particules d'hydrogène - le gaz le plus répandu dans l'univers - contiennent une énorme quantité d'énergie. De plus, le moteur brûle ce gaz sans pratiquement aucun sous-produit, c'est-à-dire que nous obtenons un carburant très respectueux de l'environnement.

L'hydrogène est alimenté par certains modules de l'ISS et des navettes, mais sur Terre, il existe principalement sous la forme de composés tels que l'eau. Dans les années quatre-vingt, en Russie, des avions utilisant l'hydrogène comme carburant ont été développés, ces technologies ont même été mises en pratique et des modèles expérimentaux ont prouvé leur efficacité. Lorsque l'hydrogène est séparé, il se déplace vers une pile à combustible spéciale, après quoi l'électricité peut être générée directement. Ce n'est pas l'énergie du futur, c'est déjà une réalité. Des voitures similaires sont déjà produites et en lots assez importants. Honda, afin de souligner la polyvalence de la source d'énergie et de la voiture dans son ensemble, a mené une expérience à la suite de laquelle la voiture a été connectée au réseau électrique domestique, mais pas pour être rechargée. Une voiture peut fournir de l'énergie à une maison privée pendant plusieurs jours ou parcourir près de cinq cents kilomètres sans faire le plein.

Le seul inconvénient d'une telle source d'énergie pour le moment est le coût relativement élevé de ces voitures respectueuses de l'environnement et, bien sûr, d'un nombre assez restreint de stations d'hydrogène, mais leur construction est déjà prévue dans de nombreux pays. Par exemple, l'Allemagne prévoit déjà d'installer 100 stations-service d'ici 2017.

La chaleur de la terre

La transformation de l'énergie thermique en électricité est l'essence même de la géothermie. Dans certains pays où il est difficile d'utiliser d'autres industries, il est assez largement utilisé. Par exemple, aux Philippines, 27 % de toute l'électricité provient de centrales géothermiques, tandis qu'en Islande, ce chiffre est d'environ 30 %. L'essence de cette méthode de production d'énergie est assez simple, le mécanisme est similaire à une simple machine à vapeur. Avant le prétendu "lac" de magma, il est nécessaire de forer un puits par lequel l'eau est fournie. Au contact du magma chaud, l'eau se transforme instantanément en vapeur. Il monte là où il fait tourner une turbine mécanique, générant ainsi de l'électricité.

L'avenir de l'énergie géothermique est de trouver de grandes « réserves » de magma. Par exemple, dans l'Islande susmentionnée, ils ont réussi : en une fraction de seconde, le magma chaud a transformé toute l'eau pompée en vapeur à une température d'environ 450 degrés Celsius, ce qui est un record absolu. Une telle vapeur à haute pression peut multiplier par plusieurs l'efficacité d'une station géothermique, ce qui peut donner une impulsion au développement de l'énergie géothermique dans le monde entier, en particulier dans les zones saturées de volcans et de sources thermales.

Utilisation des déchets nucléaires

L'énergie nucléaire, à un moment donné, a fait sensation. Il en a été ainsi jusqu'à ce que les gens réalisent le danger de ce secteur de l'énergie. Des accidents sont possibles, personne n'est à l'abri de tels cas, mais ils sont très rares, mais des déchets radioactifs apparaissent régulièrement et jusqu'à récemment, les scientifiques ne pouvaient pas résoudre ce problème. Le fait est que les barres d'uranium, le "combustible" traditionnel des centrales nucléaires, ne peuvent être utilisées qu'à 5%. Après avoir travaillé cette petite pièce, la tige entière est envoyée au "dépotoir".

Auparavant, une technologie était utilisée dans laquelle les tiges étaient immergées dans l'eau, ce qui ralentit les neutrons, maintenant une réaction constante. Maintenant, le sodium liquide a été utilisé à la place de l'eau. Ce remplacement permet non seulement d'utiliser tout le volume d'uranium, mais aussi de traiter des dizaines de milliers de tonnes de déchets radioactifs.

Débarrasser la planète des déchets nucléaires est important, mais il y a un "mais" dans la technologie elle-même. L'uranium est une ressource et ses réserves sur Terre sont limitées. Dans le cas où la planète entière serait transférée exclusivement à l'énergie reçue des centrales nucléaires (par exemple, aux États-Unis, les centrales nucléaires ne produisent que 20 % de toute l'électricité consommée), les réserves d'uranium s'épuiseront assez rapidement, ce qui conduire à nouveau l'humanité au seuil d'une crise énergétique, donc l'énergie nucléaire, bien que modernisée, n'est qu'une mesure temporaire.

combustible végétal

Même Henry Ford, ayant créé son « Modèle T », s'attendait à ce qu'il fonctionne déjà aux biocarburants. Cependant, à cette époque, de nouveaux gisements de pétrole ont été découverts et le besoin de sources d'énergie alternatives a disparu pendant plusieurs décennies, mais il revient maintenant.

Au cours des quinze dernières années, l'utilisation de carburants végétaux tels que l'éthanol et le biodiesel a été multipliée par plusieurs. Ils sont utilisés comme sources d'énergie indépendantes et comme additifs à l'essence. Il y a quelque temps, les espoirs reposaient sur une culture spéciale du mil, appelée "canola". Il est totalement inadapté à l'alimentation humaine ou animale, mais il a une forte teneur en huile. À partir de cette huile, ils ont commencé à produire du "biodiesel". Mais cette culture prendra trop de place si vous essayez de la cultiver suffisamment pour fournir du carburant à au moins une partie de la planète.

Maintenant, les scientifiques parlent de l'utilisation des algues. Leur teneur en huile est d'environ 50 %, ce qui facilitera tout autant l'extraction de l'huile, et les déchets pourront être transformés en engrais, sur la base desquels de nouvelles algues seront cultivées. L'idée est jugée intéressante, mais sa viabilité n'a pas encore été prouvée : la publication d'expériences réussies dans ce domaine n'a pas encore été publiée.

Fusion thermonucléaire

Selon les scientifiques modernes, l'énergie future du monde est impossible sans la technologie, qui est actuellement le développement le plus prometteur dans lequel des milliards de dollars sont déjà investis.

Dans l'énergie de fission est utilisée. C'est dangereux parce qu'il y a une menace de réaction incontrôlée qui détruira le réacteur et conduira à la libération d'une énorme quantité de substances radioactives : peut-être que tout le monde se souvient de l'accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl.

Les réactions de fusion, comme leur nom l'indique, utilisent l'énergie libérée lorsque les atomes fusionnent. Ainsi, contrairement à la fission atomique, aucun déchet radioactif n'est produit.

Le principal problème est qu'à la suite de la fusion thermonucléaire, une substance se forme à une température si élevée qu'elle peut détruire tout le réacteur.

L'avenir est réalité. Et les fantasmes sont déplacés ici, à l'heure actuelle la construction du réacteur a déjà commencé en France. Plusieurs milliards de dollars ont été investis dans un projet pilote financé par de nombreux pays, qui, outre l'UE, comprennent la Chine et le Japon, les États-Unis, la Russie et d'autres. Initialement, les premières expérimentations devaient être lancées dès 2016, mais les calculs ont montré que le budget était trop faible (au lieu de 5 milliards, il en a fallu 19), et le lancement a été reporté de 9 ans supplémentaires. Peut-être verrons-nous dans quelques années de quoi l'énergie thermonucléaire est capable.

Problèmes du présent et opportunités pour l'avenir

Non seulement les scientifiques, mais aussi les écrivains de science-fiction, donnent beaucoup d'idées pour mettre en œuvre la technologie du futur dans l'énergie, mais tout le monde s'accorde à dire qu'à ce jour, aucune des options proposées ne peut répondre pleinement à tous les besoins de notre civilisation. Par exemple, si toutes les voitures aux États-Unis roulaient au biocarburant, les champs de canola devraient couvrir une superficie égale à la moitié du pays tout entier, sans tenir compte du fait qu'il n'y a pas tant de terres propices à l'agriculture aux États-Unis. De plus, jusqu'à présent, toutes les méthodes de production d'énergie alternative sont coûteuses. Peut-être que tous les citadins ordinaires conviennent qu'il est important d'utiliser des ressources renouvelables respectueuses de l'environnement, mais pas quand on leur dit le coût d'une telle transition pour le moment. Les scientifiques ont encore beaucoup de travail à faire dans ce domaine. De nouvelles découvertes, de nouveaux matériaux, de nouvelles idées - tout cela aidera l'humanité à faire face avec succès à la crise imminente des ressources. Les planètes ne peuvent être résolues que par des mesures complexes. Dans certaines régions, il est plus pratique d'utiliser la production d'énergie éolienne, quelque part - des panneaux solaires, etc. Mais peut-être que le facteur principal sera la réduction de la consommation d'énergie en général et la création de technologies économes en énergie. Chacun doit comprendre qu'il est responsable de la planète, et chacun doit se poser la question : « Quel type d'énergie est-ce que je choisis pour l'avenir ? Avant de passer à d'autres ressources, chacun doit réaliser que c'est vraiment nécessaire. Seule une approche intégrée permettra de résoudre le problème de la consommation d'énergie.

Dans un environnement où les prix de l'énergie ne cessent d'augmenter, les propriétaires de maisons individuelles sont plus enclins à penser à des sources d'énergie alternatives. Certains propriétaires n'ont pas du tout la possibilité de se connecter au secteur en raison du coût élevé des travaux d'installation. Les ingénieurs, et avec eux les artisans, ont prêté attention à ce que la nature elle-même donne à l'humanité et ont créé un certain nombre d'appareils permettant de renouveler les ressources énergétiques. La vidéo montrera les meilleures pratiques en action.

générateur de biodéchets

Le biogaz est un type de carburant respectueux de l'environnement. Il est utilisé de la même manière que le gaz naturel. La technologie de production est basée sur l'activité vitale des bactéries anaérobies. Les déchets sont placés dans un conteneur, lors du processus de décomposition des matières biologiques, des gaz sont libérés: méthane et sulfure d'hydrogène avec un mélange de dioxyde de carbone.

Cette technologie est activement utilisée en Chine et dans les élevages américains. Pour recevoir du biogaz en continu à la maison, vous devez disposer d'une ferme ou avoir accès à une source gratuite de fumier.

générateur de biodéchets

Pour la construction d'une telle installation, vous aurez besoin d'un conteneur étanche avec une vis sans fin intégrée pour le mélange, un tuyau de sortie de gaz, une charge pour le chargement des déchets et un raccord pour le déchargement des déchets. Le dessin doit être parfaitement scellé. Si le gaz n'est pas prélevé en permanence, il sera alors nécessaire d'installer une soupape de sécurité pour évacuer la surpression afin que le «toit» du réservoir ne s'envole pas. La procédure est la suivante.

1. Nous choisissons un endroit pour organiser le conteneur. Sélectionnez la taille en fonction de la quantité de déchets disponibles. Pour un travail efficace, il est conseillé de le remplir aux deux tiers. Le réservoir peut être en métal ou en béton armé. Une grande quantité de biogaz ne peut pas être obtenue à partir d'un petit réservoir. 100 mètres cubes de gaz sortiront d'une tonne de déchets.
2. Pour accélérer le processus des bactéries, un chauffage du contenu sera nécessaire. Cela peut se faire de plusieurs manières : placer un serpentin relié au système de chauffage sous le réservoir ou installer des éléments chauffants.
3. Les micro-organismes anaérobies se trouvent dans la matière première elle-même, à une certaine température, ils deviennent actifs. Un dispositif automatique dans les chaudières à eau chaude allume le chauffage lorsqu'un nouveau lot arrive et l'éteint lorsque les déchets atteignent la température définie.
   Le gaz qui en résulte peut être converti en électricité grâce à un groupe électrogène à gaz.

Conseils. Les déchets de déchets sont utilisés comme engrais de compost pour les lits de jardin.

L'énergie du vent

Nos ancêtres ont depuis longtemps appris à utiliser l'énergie éolienne pour leurs besoins. En principe, depuis lors, la conception n'a pas beaucoup changé. Seule la meule a été remplacée par une génératrice qui convertit l'énergie des pales en rotation en électricité.

Pour fabriquer un générateur, vous aurez besoin des pièces suivantes :

• Générateur. Certains utilisent le moteur de la machine à laver, transformant légèrement le rotor ;
• multiplicateur;
• batterie et son contrôleur de charge ;
• Transformateur de tension.

générateur de vent

Il existe de nombreux programmes pour les éoliennes artisanales. Tous sont complétés sur le même principe.

1. Le cadre est en cours d'assemblage.
2. Le pivot est installé. Des lames et un générateur sont montés derrière.
3. Montez une pelle latérale avec un coupleur à ressort.
4. Le générateur avec une hélice est fixé au châssis, puis il est monté sur le châssis.
5. Connectez et connectez à l'ensemble pivotant.
6. Installez le collecteur de courant. Connectez-le à un générateur. Les fils mènent à la batterie.

Conseils. Le nombre de pales dépendra du diamètre de l'hélice, ainsi que de la quantité d'électricité générée.

Pompe à chaleur

Pour obtenir de l'énergie des profondeurs de la terre, il sera nécessaire de construire un dispositif assez complexe qui permettra d'obtenir une énergie alternative à partir des eaux souterraines, du sol lui-même ou de l'air. Le plus souvent, ces appareils sont utilisés pour le chauffage des locaux. En fait, l'unité est une grande chambre de réfrigération qui, lorsque l'environnement se refroidit, convertit l'énergie et la libère sous forme de chaleur à haut potentiel. Composants du système :

1. Contour externe et interne avec fréon.
2. Évaporateur.
3. Compresseur.
4. Condensateur.

Schéma de fonctionnement de la pompe à chaleur

Le collecteur peut être installé verticalement si la superficie du site ne permet pas une installation horizontale. Plusieurs puits profonds sont forés et un contour y est abaissé. Horizontalement, il est placé dans le sol à une profondeur d'un mètre et demi. Si la maison est située au bord d'un réservoir, l'échangeur de chaleur est posé dans l'eau.
Le compresseur peut être prélevé sur le climatiseur. Le condenseur est fabriqué à partir d'un réservoir de 120 l. Un serpentin en cuivre est inséré dans le réservoir, le fréon y circulera et l'eau du système de chauffage commencera à se réchauffer.

L'évaporateur est fabriqué à partir d'un fût en plastique d'un volume de plus de 130 litres. Un autre serpentin est inséré dans ce réservoir, sa combinaison avec le précédent se fera par l'intermédiaire du compresseur. Le tuyau de l'évaporateur est fabriqué à partir d'une garniture de tuyau d'égout. À travers le tuyau de dérivation, le débit d'eau du réservoir est régulé.

L'évaporateur est descendu dans le réservoir. L'eau qui l'entoure provoque l'évaporation du fréon. Le gaz monte dans le condenseur et cède de la chaleur à l'eau qui entoure le serpentin. Le liquide de refroidissement circule dans le système de chauffage, chauffant la pièce.

Conseils. La température de l'eau du réservoir n'a pas d'importance, seule sa présence constante est importante.

L'énergie solaire - en électricité

Les panneaux solaires ont d'abord été conçus pour les engins spatiaux. Le dispositif est basé sur la capacité des photons à créer un courant électrique. Il existe de nombreuses variations dans la conception des panneaux solaires et chaque année, ils sont améliorés. Il existe deux manières de fabriquer soi-même une batterie solaire :

Méthode numéro 1. Achetez des photocellules prêtes à l'emploi, assemblez-en une chaîne et recouvrez la structure d'un matériau transparent. Il faut travailler avec une extrême prudence, tous les éléments sont très fragiles. Chaque photocellule est marquée en Volt-Amps. Le calcul du nombre de cellules requis pour collecter la batterie de la puissance requise ne sera pas très difficile. La séquence de travail est la suivante:

• pour la fabrication du boîtier, vous avez besoin d'une feuille de contreplaqué. Des lattes de bois sont clouées le long du périmètre;
• des trous de ventilation sont percés dans la feuille de contreplaqué;
• une feuille de panneau de fibres avec une chaîne soudée de photocellules est placée à l'intérieur;
• les performances sont vérifiées ;
• le plexiglas est vissé sur les rails.

Panneaux solaires

Méthode numéro 2 nécessite des connaissances en électrotechnique. Le circuit électrique est assemblé à partir de diodes D223B. Soudez-les en rangées séquentiellement. Placé dans un étui recouvert d'un matériau transparent.

Les photocellules sont de deux types :

1. Les plaques monocristallines ont un rendement de 13% et dureront un quart de siècle. Ils fonctionnent parfaitement uniquement par temps ensoleillé.
2. Les polycristallins ont un rendement inférieur, leur durée de vie n'est que de 10 ans, mais la puissance ne baisse pas lorsqu'il fait nuageux. Surface du panneau 10 m². m est capable de produire 1 kW d'énergie. Lorsqu'il est placé sur le toit, il convient de prendre en compte le poids total de la structure.

Les batteries prêtes sont placées du côté le plus ensoleillé. Le panneau doit être équipé de la possibilité de régler l'inclinaison de l'angle par rapport au Soleil. La position verticale est réglée pendant les chutes de neige afin que la batterie ne tombe pas en panne.

Le panneau solaire peut être utilisé avec ou sans batterie. Pendant la journée, consommez l'énergie de la batterie solaire et la nuit - la batterie. Ou utilisez l'énergie solaire pendant la journée et la nuit - à partir du réseau d'alimentation central.

S'il y a un ruisseau ou un réservoir avec un barrage sur le site, une source supplémentaire d'électricité alternative sera une centrale hydroélectrique auto-fabriquée. L'appareil est basé sur une roue hydraulique, et la puissance dépendra de la vitesse de l'écoulement de l'eau. Les matériaux pour la fabrication d'un générateur et d'une roue peuvent être prélevés dans une voiture, et des restes de coin et de métal peuvent être trouvés dans n'importe quel ménage. De plus, vous aurez besoin d'un morceau de fil de cuivre, de contreplaqué, de résine de polystyrène et d'aimants en néodyme.

Centrale hydroélectrique maison

Séquence de travail :

1. La roue est composée de roues de 11 pouces. Les lames sont fabriquées à partir d'un tuyau en acier (nous coupons le tuyau dans le sens de la longueur en 4 parties). Vous aurez besoin de 16 lames. Les disques sont assemblés avec des boulons, l'écart entre eux est de 10 pouces. Les lames sont soudées.
2. La buse est faite en fonction de la largeur de la roue. Il est fabriqué à partir de ferraille, plié sur mesure et assemblé par soudage. La buse est réglée en hauteur. Cela régulera le débit d'eau.
3. L'axe est soudé.
4. La roue est montée sur l'essieu.
5. L'enroulement est fait, les bobines sont coulées avec de la résine - le stator est prêt. Nous récupérons le générateur. Un gabarit est fabriqué à partir de contreplaqué. Installez des aimants.
6. Le générateur est protégé par une aile métallique des projections d'eau.
7. La roue, l'axe et les fixations avec une buse sont recouverts de peinture pour protéger le métal de la corrosion et du plaisir esthétique.
8. Le réglage de la buse permet d'obtenir la plus grande puissance.

Les appareils faits maison ne nécessitent pas de gros investissements en capital et produisent de l'énergie gratuitement. Si vous combinez plusieurs types de sources alternatives, une telle étape réduira considérablement les coûts énergétiques. Pour assembler l'unité, vous n'avez besoin que de mains habiles et d'une tête claire.

Sources d'énergie alternatives : vidéo

Sources d'énergie pour la maison: photo

Aujourd'hui, nous allons parler d'électricité autonome, de quoi il s'agit, comment équiper une maison d'une telle source d'électricité, comment sélectionner les systèmes optimaux. Et surtout, "le jeu en vaut-il la chandelle".

Caractéristiques de la connexion aux lignes électriques

Il est aujourd'hui difficile d'imaginer un logement confortable sans électricité. Grâce à lui, l'habitation est éclairée, chauffée, la nourriture est cuite et l'eau est chauffée. Mais il n'est pas toujours possible d'alimenter un logement en électricité, surtout si la maison est située loin de la ville.

De nombreux propriétaires de maisons de campagne et de chalets d'été, surtout s'ils sont loin de la civilisation, doivent faire face à la question de l'approvisionnement énergétique à la maison.

La solution la plus courante consiste à connecter la maison aux lignes électriques, mais elles ne sont pas disponibles partout ou la ligne la plus proche est à une distance décente de la maison.

Dans ce cas, fournir de l'électricité à domicile peut coûter très cher. Après tout, il faudra coordonner l'approvisionnement de cette source d'énergie avec les autorités compétentes, payer l'installation d'une sous-station et des supports de ligne de transport d'électricité pour l'amener à la maison.

Et il est particulièrement désagréable que l'équipement acheté, et pour beaucoup d'argent (sous-station, fils, supports) soit transféré à l'équilibre des réseaux énergétiques locaux, c'est-à-dire qu'ils seront le propriétaire de tout, et le propriétaire du maison devra encore payer pour l'électricité.

Par conséquent, pour beaucoup, cette option peut devenir peu pratique, assez gênante et coûteuse.

Sources autonomes d'électricité

La deuxième option pour alimenter une maison de campagne en électricité consiste à utiliser des sources d'approvisionnement énergétique autonomes. Ces sources peuvent être le vent, le soleil, l'eau et les matériaux combustibles.

En utilisant une alimentation électrique autonome, le propriétaire de la maison devient complètement indépendant en termes d'obtention d'électricité pour la consommation.

Aucune approbation, aucune ligne de transport d'électricité, etc. Et au stade initial, ils seront assez importants, car l'équipement nécessaire coûte cher.

À l'avenir, il sera également nécessaire d'effectuer la maintenance de tous les composants du système d'approvisionnement énergétique, mais au final, tout sera payant.

Considérons brièvement les sources d'électricité autonomes les plus courantes.

Panneaux solaires

Maintenant, ils gagnent de plus en plus en popularité. L'essence d'une telle source est simple - il existe des photocellules à semi-conducteurs dans lesquelles une charge électrique est générée lorsque la lumière du soleil les frappe.

La quantité d'énergie générée dépend directement de la surface des photocellules, elles sont donc collectées dans des panneaux.

Panneau d'une superficie de 1 m². capable de fournir 100 watts de puissance avec une tension de 20-25 V.

Pour alimenter entièrement la maison en électricité, la surface des panneaux doit être importante.

Parmi les qualités positives d'une telle source d'électricité figurent sa durabilité, son respect total de l'environnement, son silence.

Les panneaux nécessitent un minimum d'entretien et l'électricité qu'ils génèrent est totalement gratuite et abordable.

Mais il y a aussi des inconvénients. Pour fournir de l'électricité dans la quantité requise, la surface des panneaux peut atteindre une taille importante, qui doit encore être correctement positionnée.

Cette énergie est instable. Les jours ensoleillés, les panneaux fonctionneront à puissance maximale, mais il y a aussi des jours nuageux. Par conséquent, la quantité totale d'énergie électrique générée dépend du nombre de jours ensoleillés par an dans la région où se trouve la maison.

Un autre inconvénient, et non négligeable, est le coût des panneaux. Le prix de chaque watt d'énergie générée est maintenant d'environ 1,5 $, c'est-à-dire que pour les panneaux qui produisent 1 kW d'électricité, vous devrez payer 1 500 $. Et vous devrez également acheter le reste de l'équipement nécessaire au fonctionnement du système.

Éoliennes

Le deuxième système d'alimentation autonome le plus populaire est le vent. Les éoliennes sont utilisées pour produire de l'électricité.

En fait, ce sont des générateurs ordinaires, sur le rotor desquels sont posées des pales. En raison du vent, le rotor tourne et de l'électricité est générée.

Parmi les qualités positives des éoliennes, on note des dimensions plutôt compactes, un fonctionnement relativement silencieux, le respect de l'environnement et la durabilité. Il existe également la possibilité de fabriquer soi-même un tel générateur.

Mais le système éolien a plus d'inconvénients. Le premier d'entre eux est le coût, les éoliennes ne seront pas bon marché.

Considérant que l'efficacité des éoliennes est faible, pour alimenter entièrement la maison en électricité, il faudra installer trois ou plusieurs éoliennes de faible puissance ou une, mais suffisamment productives. Et dans les deux cas, les coûts d'acquisition seront importants.

Encore une fois, les conditions climatiques doivent également être prises en compte. Dans les zones où la vitesse moyenne annuelle du vent ne dépasse pas 8 m / s, il ne sera pas conseillé d'utiliser des éoliennes, car elles ne pourront pas fonctionner en mode optimal.

Il convient également de garder à l'esprit que les jours de calme absolu, vous pouvez vous retrouver sans électricité, il est donc préférable d'utiliser un système d'alimentation électrique autonome éolien s'il existe une source d'électricité de secours.

Groupes électrogènes à carburant

Les groupes électrogènes fonctionnant aux combustibles liquides ou gazeux (essence, diesel, gaz) peuvent devenir une source d'électricité d'appoint.

Ici, tout est simple : l'installation se compose d'un moteur thermique et d'un générateur. Le moteur fait tourner le rotor et le générateur génère de l'énergie.

Un tel système ne peut pas être qualifié de complètement autonome; néanmoins, du carburant est nécessaire, dont le prix augmente également constamment. Mais en tant que source d'électricité de secours, ces groupes électrogènes sont les plus optimaux.

Dans le cas où le temps est nuageux depuis plusieurs jours ou s'il n'y a pas de vent, vous pouvez toujours démarrer le groupe électrogène pour recharger la batterie.

Parmi les qualités positives des groupes électrogènes à carburant, il y a une disponibilité constante d'électricité, de telles installations sont relativement bon marché, elles fournissent un bon rendement énergétique.

Leurs inconvénients incluent le besoin de carburant, qui fournit des coûts fixes. De telles installations ne peuvent pas fonctionner pendant une longue période et les moteurs à combustion interne nécessitent un entretien.

De plus, pour l'utilisation de groupes électrogènes, il est nécessaire d'allouer une pièce séparée et d'organiser l'évacuation des gaz d'échappement, et, bien sûr, il ne peut être question d'aucun respect de l'environnement.

centrales hydroélectriques

Surtout, une centrale hydroélectrique est utilisée comme source d'énergie autonome pour une raison simple, tout le monde n'a pas une rivière ou un ruisseau puissant près de la maison.

L'essence du fonctionnement d'une telle station est que l'eau qui coule fait tourner les pales de la turbine, grâce à quoi le générateur génère de l'électricité.

Les qualités positives des centrales hydroélectriques sont les suivantes: un approvisionnement stable en énergie 24h / 24, car l'eau de la rivière ou du ruisseau ne ralentit pas la vitesse de déplacement. De telles stations sont totalement respectueuses de l'environnement, durables et ne nécessitent pratiquement aucun entretien.

Leur principal inconvénient est la nécessité de les installer en bord de rivière ou à proximité du ruisseau. Dans ce cas, la vitesse de déplacement de l'eau doit être élevée.

La centrale hydroélectrique est capable de générer de l'énergie même avec un mouvement lent de l'eau, mais dans ce cas, la rivière sera recouverte de glace en hiver et la centrale ne pourra plus être utilisée.

La grande vitesse de l'eau sera une garantie que la rivière ou le ruisseau ne gèlera pas. Le deuxième inconvénient est le coût de la station.

Néanmoins, le concept de doter une maison d'un système d'alimentation en énergie autonome est prometteur et beaucoup s'y intéressent.

Ci-dessus, nous avons examiné les principaux types de sources d'électricité, mais elles seules ne suffisent pas à avoir de l'électricité dans la maison.

De plus, il convient de noter que l'efficacité de tout système autonome dépend de l'exactitude des calculs.

Caractéristiques d'installation et de fonctionnement des sources autonomes

Avant d'acheter et d'installer l'un des systèmes, vous devez effectuer correctement tous les calculs nécessaires, car avec le temps, le nombre de consommateurs d'électricité dans la maison peut augmenter, par exemple, vous décidez d'installer et cela doit être pris en compte dans le calculs.

Commençons par l'exemple du système solaire.

Système solaire autonome.

Tous les calculs doivent commencer par des calculs de la consommation totale d'électricité dans la maison, c'est-à-dire calculer la puissance de tous les consommateurs. Cependant, il est important de les séparer.

Le fait est que certains des consommateurs d'électricité fonctionnent sans problème à partir d'un réseau à courant continu et d'une tension de 12 ou 24 V. Ces consommateurs peuvent être les mêmes lampes à LED qu'il est préférable d'installer à la place des lampes à incandescence conventionnelles. Et en général, tous les travaux doivent commencer par équiper la maison de consommateurs d'électricité économiques.

Sur la base de la consommation électrique totale du courant, la sélection des batteries et de l'onduleur est effectuée. Et seulement après cela, ils procèdent au comptage du nombre de panneaux solaires, ainsi qu'à la sélection d'un contrôleur.

Il est possible de ne pas s'occuper du calcul de la surface des panneaux solaires, de la capacité de la batterie et de l'onduleur.

De nombreux fabricants proposent des kits prêts à l'emploi comprenant tout l'équipement nécessaire. Lors de l'achat d'un tel kit, il suffit de connaître uniquement la consommation totale d'électricité.

De plus, lors du choix d'un kit, il est important de prendre en compte qu'il dispose d'une certaine réserve de marche afin que l'ensemble du système ne fonctionne pas aux valeurs limites. Le coût total d'un tel système dépend largement de sa capacité.

Résumé

L'électricité autonome dans la maison est une solution assez intéressante. Mais son coût est encore assez élevé, donc tout le monde ne pourra pas se le permettre.

Mais d'un autre côté, en l'absence de connexion aux lignes électriques industrielles et de grandes distances à la civilisation, il vaut toujours mieux dépenser de l'argent pour l'approvisionnement énergétique autonome que pour étendre une nouvelle ligne. Mais dans chaque cas, le propriétaire de la maison prend lui-même la décision.