Come fare energia alternativa con le tue mani. Produzione di batterie solari

Le riserve di idrocarburi sul nostro pianeta non sono infinite, quindi l'energia alternativa, alimentata da fonti di energia rinnovabile, sta rapidamente guadagnando popolarità. Le case sono dotate di pannelli solari e mulini a vento. Cresce la quota di energia generata da impianti solari ed eolici. Nel 2010 era pari al 5%. Questo ti fa pensare di costruire una piccola centrale elettrica a casa.

Come scegliere una fonte di energia

Ci sono molte opzioni per ottenere elettricità alternativa, popolare e non molto popolare. Alcuni di loro non sono adatti alle nostre latitudini, altri sono pericolosi.

Una pompa di calore che pompa il calore dal suolo alla casa secondo il principio di un frigorifero è adatta solo per i residenti di aree geotermiche. Un tentativo di costruirlo sul tuo sito costerà a un residente della regione di Mosca nello strato superiore di terreno congelato a una profondità di due metri. L'apparato radicale di alberi e arbusti subirà il congelamento, che successivamente si ammalerà o morirà.

Il biogas è adatto alla produzione nelle grandi imprese dove non ci sono problemi con il combustibile per i bioreattori. Nel settore privato i benefici del biogas sono scarsi, l'appezzamento domestico medio non sarà in grado di produrre la quantità necessaria di carburante. Dovrà essere importato, il che comporterà costi di spedizione costanti. Non dimentichiamo che la produzione di biogas è esplosiva e richiede il controllo delle apparecchiature, cosa difficile da realizzare in casa.

Esistono fonti di energia alternative più adatte per una casa privata. Questi includono:

• energia solare.
• Energia eolica.
• L'energia del flusso d'acqua.
• Gas di legno ottenuto dalla decomposizione termica del legno in assenza di aria.

A differenza del biogas, sono adatti per il funzionamento in abitazioni private e sono sicuri se usati correttamente.

Ma non tutti hanno un ruscello che scorre sul sito o l'accesso a grandi quantità di legno, quindi ha più senso considerare le fonti di energia rinnovabile, che sono disponibili ovunque. Questi includono luce solare e vento.

Esistono soluzioni già pronte fai-da-te per la conversione di energia alternativa. Ti permettono di trasformarlo in elettricità nel modo più efficiente possibile e sono adatti per l'implementazione in una casa privata.

Centrale solare

Gli alimentatori di backup a base solare sono adatti per luoghi in cui ci sono interruzioni di corrente costanti. A causa dell'alto costo, il loro utilizzo è impraticabile dove non ci sono problemi con l'elettricità. Una centrale solare installata per risparmiare denaro si ripagherà da sola solo dopo 8-10 anni. Durante questo periodo, le batterie al piombo diventeranno inutilizzabili e la loro sostituzione comporterà costi aggiuntivi. I fondi spesi per la sostituzione delle batterie aumenteranno il costo della centrale e ritarderanno il periodo di ammortamento di altri 3-5 anni.

Componenti e assemblaggio richiesti

Il pannello solare è assemblato da celle fotovoltaiche, che si differenziano per forma e dimensioni.

Le celle solari sono cresciute dal silicio e sono divise in due tipi: monocristalline (mono-Si) e policristalline (poli-Si).

Gli elementi monocristallini hanno un'efficienza del 20% e una durata fino a 30 anni. Per il loro normale funzionamento è necessaria la luce solare che colpisce le batterie ad angolo retto. Con la luce diffusa, la potenza di tali elementi viene ridotta di un fattore tre e anche la minima ombreggiatura di un elemento porta l'intera catena fuori dalla modalità di generazione.

Pertanto, le SES (centrali solari) costruite su elementi mono-Si necessitano di sistemi che monitorino la posizione del sole e girino i pannelli dopo di esso. I pannelli non devono essere contaminati, per questo sono dotati di un sistema di pulizia automatico. Nei piccoli SPP, i pannelli solari vengono lavati a mano.

Le centrali elettriche su pannelli mono-Si sono adatte per le regioni con un gran numero di giorni di sole all'anno. Con tempo nuvoloso, la loro efficacia è prossima allo zero.

Gli elementi policristallini hanno i loro vantaggi e svantaggi. I vantaggi includono un basso costo e un funzionamento efficiente in luce diffusa.

Hanno più svantaggi:

• Bassa efficienza - 12%.
• Vita utile più breve - fino a 25 anni.
• Aumento della degradazione a temperature superiori a 55 °C.

Le batterie solari Poly-Si sono installate in aree con predominanza di giornate nuvolose. La possibilità di convertire la luce diffusa consente di montarli senza sistemi di rotazione automatica. Inoltre, non hanno bisogno di essere lavati frequentemente. A causa del loro basso costo e senza pretese, le celle solari policristalline sono ampiamente utilizzate nelle centrali solari autocostruite.

L'assemblaggio della propria centrale solare è meglio iniziare con la selezione dei componenti. Il suo potere dipenderà direttamente da loro. Per la produzione di un SES classico avrai bisogno di:

1. Elementi fotovoltaici.
2. Bus per il collegamento di elementi.
3. Lastra di vetro o plastica trasparente.
4. Profilo in alluminio.
5. Resina epossidica con indurente.
6. Fili con una sezione di 4 mm².
7. Scudo da parete.
8. Regolatore solare.
9. Invertitore 12-220 V.
10. Interruttori.
11. Morsettiere per fusibili.
12. Diodi Schottky.
13. Batteria al piombo con una capacità di almeno 150 Ah.
14. Terminali della batteria.

Schema di collegamento dei componenti SES:

Devi iniziare assemblando il pannello solare. Tagliare pezzi di pneumatico lunghi 7 cm e saldarli ai contatti negativi della fotocellula situata sul lato anteriore. Ripetere questa azione con ciascuna fotocellula.

I "semilavorati" risultanti devono essere collegati in serie, saldando l'uscita negativa di un elemento al positivo del successivo. Il numero di fotocellule nel circuito (modulo) deve essere tale che ai suoi terminali si formi una tensione di 14,5 V. Quando si utilizzano celle da mezzo volt, saranno necessarie 29 di esse. Affinché quando un elemento viene oscurato nel circuito, non si verifichi una corrente inversa, è necessario saldare un diodo Schottky nello spazio vuoto del bus negativo di ciascuna fotocellula.

Una batteria solare può essere realizzata da un modulo, ma la sua potenza sarà minima. Pertanto, i pannelli solari sono assemblati da più moduli collegati in parallelo.

Sgrassare il vetro e incollare accuratamente i moduli assemblati. Utilizzare come collante la resina epossidica, non si intorbida quando indurisce e non impedisce alla luce di raggiungere le fotocellule. Non utilizzare altri adesivi, anche se sembrano buoni.

Dopo che la resina epossidica si è solidificata, installare il vetro nel telaio del profilo in alluminio, preforando un foro per i fili al suo interno. Saldare i cavi del modulo ai fili e farli scorrere verso l'esterno. Per la tenuta, riempire l'intera struttura con resina epossidica.

La resina epossidica indurita legherà il vetro al telaio e proteggerà le fotocellule da umidità e polvere.

Caratteristiche dell'installazione a casa

Il pannello solare assemblato può essere installato sul tetto, ma l'opzione migliore è installarlo sulla parete sud della casa. Il pannello installato su di esso sarà sotto i raggi del sole per quasi tutte le ore diurne.

Appendere lo schermo alla parete e fissare il controllore, l'inverter e le morsettiere inserendo i fusibili nello schermo. Inserire i fili nella schermatura e collegarli secondo lo schema. Si prega di notare che la batteria emette gas velenosi durante la ricarica, quindi deve essere collocata in un'area ben ventilata.

Quando si alimenta l'illuminazione interna da un inverter, parte dell'energia viene persa durante la conversione. Per non dover sprecare riserve da una fonte di energia autonoma, installare in casa un sistema di illuminazione che funzioni a 12 volt.

Collettori solari per riscaldamento

Parlando di centrali solari che convertono la luce in elettricità, non si può non citare un altro tipo di pannelli solari.

I collettori solari sono utilizzati negli impianti di riscaldamento e acqua calda e sono:

• Aria.
• Tubolare.
• Vuoto.
• Appartamento.

All'interno dei collettori d'aria sono presenti piastre ricoperte da una composizione che assorbe la luce. Sono riscaldati dal sole e cedono calore all'aria che circola attraverso il collettore, che serve per riscaldare l'abitazione.

Le piastre ondulate vengono utilizzate per aumentare la superficie di lavoro nei collettori d'aria.

Nel caso dei collettori tubolari sono presenti dei tubi in vetro, verniciati internamente con vernice nera. La luce del sole che colpisce la vernice la riscalda. Il calore viene poi trasferito all'acqua che scorre attraverso i tubi.

I collettori sottovuoto sono un tipo di tubolare. In esso, i tubi colorati sono inseriti in quelli trasparenti di grande diametro. C'è un vuoto tra di loro, che riduce la perdita di calore dalla camera d'aria.

I più semplici ed economici di tutti sono i collettori piatti. Sono costituiti da una piastra, sotto la quale sono presenti tubi con circolazione dell'acqua, chiusi dal basso con uno strato di materiale termoisolante. L'efficienza dei collettori piani è la più bassa.

Schema di allacciamento alla rete idrica:

L'aria del collettore entra direttamente nella casa e l'acqua entra prima nelle caldaie, dove viene riscaldata dagli elementi riscaldanti alla temperatura desiderata. Dalla caldaia viene fornita acqua calda alla cucina e al bagno e viene utilizzata anche per il riscaldamento.

Come realizzare un generatore eolico

Le centrali solari non funzionano di notte e con tempo nuvoloso e l'elettricità è sempre necessaria. Pertanto, quando si progetta l'energia alternativa per una casa con le proprie mani, è necessario fornire un generatore che non dipenda dal sole.

Per l'uso come seconda fonte di energia, un generatore eolico è perfetto. Può essere assemblato anche da parti usate, il che farà risparmiare notevolmente denaro.

Elenco di ciò che ti serve per assemblare il mulino a vento:

1. Generatore con eccitazione magnetica da camion o trattore.
2. Tubo con un diametro esterno di 60 mm e una lunghezza di 7 metri.
3. Un metro e mezzo di tubo con un diametro interno di 60 mm.
4. Fune d'acciaio.
5. Graffette e pioli per il fissaggio del cavo.
6. Fili, sezione 4 mm².
7. Ingranaggio da 1 a 50.
8. Tubo in PVC, diametro 200 mm.
9. Lama per sega circolare.
10. Due connettori EC-5.
11. Un pezzo di lamiera d'acciaio, spessore 1 mm.
12. Lamiera di alluminio, spessore 0,5 mm.
13. Cuscinetto per il diametro interno dell'albero.
14. Giunto per il collegamento degli alberi del generatore e del riduttore.
15. Tubo per il diametro interno del cuscinetto, lunghezza - 60 cm.

Tutti questi materiali sono venduti in edilizia e in officina. I nuovi cambi con un generatore sono costosi, quindi è meglio acquistarli in un mercatino delle pulci.

Realizzare una turbina eolica per la casa

L'elemento principale di qualsiasi mulino a vento sono le pale, quindi devono essere realizzate prima.

Usa la tabella per determinare le dimensioni.

La ruota eolica dovrebbe idealmente corrispondere alla potenza del generatore, ma a causa delle dimensioni eccessivamente grandi della ruota risultante, ciò non è sempre possibile. Pertanto, molto spesso la potenza delle pale è molto inferiore a quella del generatore. Non c'è niente di sbagliato in questo.

Tagliare il tubo in PVC in pezzi uguali alla lunghezza delle lame. Li ho visti a metà lungo l'asse longitudinale. Ridisegna i segni sulle metà del tubo e ritaglia le lame lungo di esso. Sega i triangoli dagli spazi vuoti. Da una lamiera di acciaio, ritaglia i supporti per le lame e pratica dei fori. Prendi una lama per sega circolare, pratica dei fori e fissa le lame alla lama con i bulloni.

Montaggio, installazione e collegamento

Scava un buco e cementa un tubo con un diametro interno di 60 mm al suo interno. Prendi un tubo di sette metri e, facendo un passo indietro di 1 metro dal bordo, installa le staffe su di esso. Saldare il cuscinetto nella stessa estremità del tubo usando la saldatura ad argon.

Piegare un telaio da una lamiera d'acciaio e saldarvi un tubo dal basso, che si inserisce nel cuscinetto. Montare il riduttore con il generatore sul telaio collegando i loro alberi. Installare 2 fermi dei perni nella parte inferiore del telaio e nella parte superiore dell'albero. Non consentiranno al telaio di ruotare di più di 360 gradi. Realizza una banderuola con un foglio di alluminio e fissala sul retro del telaio. Praticare un foro per il filo alla base dell'albero.

Collegare un filo al generatore e farlo passare attraverso il telaio e l'albero. Metti una ruota eolica sull'albero del cambio e fissala su di essa. Inserire il telaio nel cuscinetto e ruotarlo. Dovrebbe ruotare facilmente.

L'assieme del mulino a vento assomiglia a questo:

1. Lame.
2. Disco circolare.
3. Riduttore.
4. Accoppiamento.
5. Generatore.
6. Vano.
7. Supporto per segnavento.
8. Cuscinetto.
9. Limitatori.
10. Albero.
11. Il cavo.

Conficcare i pioli nel terreno in modo che la distanza dall'albero a ciascuno di essi sia la stessa. Fissare i cavi alle staffe sull'albero. Per installare l'albero, è necessario chiamare una gru per autocarri. Non tentare di installare la turbina eolica da soli! Nel migliore dei casi, romperai il mulino a vento, nel peggiore dei casi soffrirai te stesso. Dopo aver sollevato l'albero con un'autogru, guidarne la base nel tubo precedentemente cementato e attendere che la gru lo abbassi nel tubo.

Il cavo deve essere legato al piolo in uno stato teso. Inoltre, tutti i cavi devono essere legati in modo che l'albero sia rigorosamente verticale, senza distorsioni.

È necessario collegare il generatore eolico al caricabatterie tramite il connettore EU-5. La carica stessa è installata nel pannello con apparecchiatura SES ed è collegata direttamente alla batteria.

Scollegare sempre il mulino a vento dal caricabatterie durante un temporale per evitare di perdere gli elettrodomestici.

Il montaggio della centrale è terminato. Ora non rimarrai senza elettricità, anche se spegni la luce per molto tempo. Allo stesso tempo, non è necessario spendere soldi per il carburante per il generatore e il tempo per la sua consegna. Tutto funzionerà automaticamente e non richiederà il tuo intervento.

Il costo dei vettori energetici è in costante aumento. Ciò costringe i proprietari di abitazioni private a cercare fonti di energia alternative per una casa privata. Qualcuno non ha la possibilità di collegarsi all'autostrada a causa del prezzo inaccessibile dei lavori di installazione. Tutto questo fa sì che ingegneri e artigiani si rivolgano alla natura e alle sue risorse uniche. Oggi vengono utilizzati numerosi dispositivi che consentono risorse di energia rinnovabile. Puoi realizzarli con le tue mani.

Applicazione dei rifiuti biologici

Il biogas è un tipo di combustibile classificato come ecologico. La sua portata è simile al gas naturale. La sua produzione richiede l'utilizzo di batteri anaerobici. In realtà, è un prodotto della loro attività vitale. I rifiuti vengono depositati in un apposito contenitore. Quando il biomateriale inizia a decomporsi, vengono rilasciati gas:

Questa tecnologia è utilizzata attivamente negli allevamenti in Cina e negli Stati Uniti. Per ricevere continuamente biogas a casa, devi avere accesso a una fonte di letame gratuita o alla tua fattoria. Per costruire l'installazione, dovrai realizzare un contenitore ermetico e montare la coclea. Serve per mescolare gli ingredienti. Altri componenti richiesti:

1. 1. Collo. Utilizzato per lo smaltimento dei rifiuti.
2. 2. Tubo. Serve per rimuovere il gas.
3. 3. Montaggio. Consente di scaricare il materiale di scarto.

La tenuta assoluta è una condizione indispensabile per la progettazione. Se non selezioni il gas in modo permanente, dovrai montare anche una valvola di sicurezza. Allevia la pressione in eccesso. Se non lo installi, la struttura si staccherà dal tetto. L'algoritmo delle azioni è il seguente:

1. 1. Selezionare un luogo per il montaggio del contenitore. Le dimensioni del prodotto devono corrispondere ai volumi di rifiuti disponibili. Si consiglia di riempire il serbatoio fino a 2/3 affinché funzioni in modo efficiente. La vasca è realizzata in cemento armato o metallo. Con una piccola capacità, non devi fare affidamento su una grande quantità di biogas. Circa 100 metri cubi di energia vanno a una tonnellata di rifiuti.
2. 2. Per accelerare l'attività vitale dei batteri, è necessario riscaldare i rifiuti. A tale scopo è possibile installare un elemento riscaldante o montare una serpentina direttamente sotto il serbatoio. Dovrebbe essere collegato all'impianto di riscaldamento.

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I batteri anaerobici vivono nei rifiuti e diventano attivi a determinate temperature. Il dispositivo di tipo automatico accende il riscaldamento non appena arriva un nuovo lotto di materiale e lo spegne se viene raggiunta la temperatura impostata. Il gas così prodotto può essere convertito in energia elettrica utilizzando un generatore di corrente a gas.

Energia eolica

Le persone nei tempi antichi sapevano come utilizzare l'energia eolica per vari scopi. Il design è cambiato poco da allora. È vero, invece di una macina, è stato utilizzato un azionamento del generatore. Converte l'energia ricevuta a seguito del funzionamento di tale impianto in elettricità. Quando si considerano le energie, alcuni proprietari di case private optano per queste installazioni. Per l'installazione delle strutture saranno necessari i seguenti materiali:

Le turbine eoliche fatte in casa possono essere create secondo vari schemi. Per prima cosa è necessario assemblare il telaio, installare il gruppo girevole. Dopo di loro, vengono montati i generatori di lame. Sul lato è installata una pala dotata di un accoppiatore a molla. Un generatore con un'elica è fissato al telaio. Successivamente, deve essere posizionato sul telaio. Successivamente, viene effettuato un collegamento con il gruppo rotante e viene installato un collettore di corrente. Ora puoi collegarti al generatore e portare i cavi alla batteria. Il numero di pale dipende dal diametro dell'elica. Anche la quantità di elettricità generata è importante.

Energie alternative per una casa privata Recensione video

Utilizzo di una pompa di calore

Questo disegno è complesso. Qui, l'energia alternativa può essere ottenuta dall'aria, dal suolo o dalle acque sotterranee. Tipicamente, queste installazioni sono utilizzate per il riscaldamento degli ambienti. Le fonti di energia alternativa per un appartamento di questo tipo sono una camera di refrigerazione di dimensioni impressionanti. Raffreddando lo spazio circostante, convertono energia e generano calore. Lo danno all'ambiente. I componenti del sistema sono:

Il collettore è installato orizzontalmente o verticalmente. Quest'ultima opzione non è sempre disponibile a causa delle caratteristiche del sito. Vengono perforati pozzi profondi, dopodiché un circuito viene abbassato al loro interno. Con una disposizione orizzontale, l'oggetto dovrebbe essere sepolto nel terreno a un livello di un metro e mezzo. Se l'abitazione si trova vicino a un serbatoio, è necessario posizionare uno scambiatore di calore nell'acqua.

Il compressore può essere prelevato dal condizionatore. Per realizzare un condensatore, prendi un serbatoio con un volume di 120 litri. Al suo interno è inserita una bobina di rame. Il freon scorrerà attraverso di essa. È anche l'area in cui viene riscaldata l'acqua dell'impianto di riscaldamento.

Per la costruzione dell'evaporatore prendi un barile di plastica. Deve avere un volume di almeno 130 litri. Qui viene inserita una bobina aggiuntiva. Combinalo con il precedente utilizzando un compressore. L'evaporatore ha un tubo. Può essere ricavato da un frammento di un tubo fognario. Questo elemento è necessario per controllare il flusso d'acqua dal serbatoio.

Abbassare l'evaporatore nel serbatoio. Quando scorre, l'acqua inizia il processo di evaporazione del freon. Va nel condensatore e gli trasferisce calore. Il liquido di raffreddamento passa attraverso il sistema di riscaldamento e riscalda la stanza. Pertanto, l'energia fai-da-te dall'acqua può essere ottenuta senza troppi sforzi. In questo caso, la temperatura dell'acqua nel serbatoio non ha importanza. Ha solo bisogno di essere presente tutto il tempo.

Fonti di riscaldamento alternative

radiazione solare

I pannelli solari una volta erano usati per alimentare i veicoli spaziali. Tali apparecchiature si basano sulla capacità dei fotoni di generare corrente elettrica. Ad oggi sono state inventate molte modifiche ai pannelli solari. Il loro design viene migliorato ogni anno. Per fare il solare, puoi ricorrere a due metodi.

Secondo il primo metodo, dovresti acquistare fotocellule già pronte, assemblarle a forma di catena e posizionare sopra un materiale trasparente. Questo lavoro richiede la massima cura, poiché tutti i componenti sono fragili. Sulla superficie delle fotocellule è presente una designazione in volt-ampere. Non c'è niente di difficile nel calcolare il numero di elementi richiesto per un tale sistema.

Per prima cosa devi creare un corpo. A tale scopo, viene preso un foglio di compensato e vengono inchiodate le doghe di legno attorno al perimetro. Successivamente, nel compensato sono dotati di fori per la ventilazione. All'interno è posizionato un frammento di fibra di legno, su cui è presente una catena saldata di fotocellule. Successivamente, controllano come funziona il design. Successivamente, il plexiglass viene avvitato su doghe di legno.

Il secondo metodo è più adatto ai professionisti. L'analisi del circuito elettrico viene effettuata dai diodi D223B. Sono saldati in file. Gli elementi sono inseriti nell'alloggiamento, che sono ricoperti da un materiale trasparente. Esistono due tipi di fotocellule. Queste sono modifiche mono e policristalline. La prima efficienza è del 13%. La loro vita di servizio raggiunge i 25 anni. Possono funzionare senza guasti solo con tempo soleggiato.

I policristallini hanno un'efficienza inferiore. Anche la loro durata è di soli 10 anni, ma mantengono la loro efficacia anche con tempo nuvoloso. Ad esempio, se il pannello ha una superficie di 10 mq, può generare 1 kW di energia. Puoi mettere la struttura finita sul tetto, conoscendo il suo peso totale.

Dopo che le batterie sono pronte, adagiatele sul lato soleggiato. È importante che sia possibile regolare l'inclinazione dell'angolo rispetto ai raggi del sole. La posizione verticale è giustificata in caso di neve. Ciò proteggerà la struttura da guasti. I pannelli solari vengono utilizzati con o senza batterie. Durante il giorno, la batteria sarà alimentata da energia solare. Di notte, avrà bisogno di una batteria. È inoltre possibile collegare il sistema di notte alla rete di alimentazione centrale.

Energia alternativa in casa anzi...

Sistema "SMART HOUSE" Fonti energetiche alternative

Regolando l'ugello, puoi ottenere la massima potenza. Tali sistemi fatti in casa sono buoni perché non comportano grandi investimenti. Forniscono energia gratuitamente. Combinando diverse tipologie alternative di strutture, è possibile ottenere una riduzione tangibile dei costi dell'energia elettrica.

Non è un segreto che le risorse utilizzate dall'umanità oggi siano limitate, inoltre, la loro ulteriore estrazione e utilizzo può portare non solo a un'energia, ma anche a una catastrofe ambientale. Le risorse tradizionalmente utilizzate dall'umanità - carbone, gas e petrolio - si esauriranno in pochi decenni e le misure devono essere prese ora, nel nostro tempo. Certo, possiamo sperare di trovare di nuovo qualche ricco giacimento, proprio come era nella prima metà del secolo scorso, ma gli scienziati sono sicuri che giacimenti così grandi non esistono più. Ma in ogni caso, anche la scoperta di nuovi giacimenti ritarderà solo l'inevitabile, è necessario trovare il modo di produrre energia alternativa, e passare a risorse rinnovabili come vento, sole, geotermia, energia del flusso d'acqua e altre, e insieme con questo, è necessario continuare a sviluppare tecnologie per il risparmio energetico.

In questo articolo considereremo alcune delle idee più promettenti, secondo l'opinione degli scienziati moderni, su cui sarà costruita l'energia del futuro.

stazioni solari

Le persone si sono chieste a lungo se fosse possibile riscaldare l'acqua al sole, asciugare i panni e le ceramiche prima di inviarla al forno, ma questi metodi non possono essere definiti efficaci. I primi mezzi tecnici per convertire l'energia solare apparvero nel 18° secolo. Lo scienziato francese J. Buffon ha mostrato un esperimento in cui è riuscito ad accendere un albero secco con l'aiuto di un grande specchio concavo con tempo sereno da una distanza di circa 70 metri. Il suo connazionale, il famoso scienziato A. Lavoisier, utilizzò delle lenti per concentrare l'energia del sole, e in Inghilterra crearono un vetro biconvesso che, focalizzando i raggi del sole, fondeva la ghisa in pochi minuti.

I naturalisti hanno condotto molti esperimenti che hanno dimostrato che il sole sulla terra è possibile. Tuttavia, una batteria solare che converte l'energia solare in energia meccanica è apparsa relativamente di recente, nel 1953. È stato creato da scienziati della National Aerospace Agency degli Stati Uniti. Già nel 1959, una batteria solare fu utilizzata per la prima volta per equipaggiare un satellite spaziale.

Forse anche allora, rendendosi conto che tali batterie sono molto più efficienti nello spazio, gli scienziati hanno avuto l'idea di creare stazioni solari spaziali, perché in un'ora il sole genera tanta energia quanta l'intera umanità non consuma in un anno, quindi perché non usarlo? Quale sarà l'energia solare del futuro?

Da un lato, sembra che l'uso dell'energia solare sia un'opzione ideale. Tuttavia, il costo di un'enorme stazione solare spaziale è molto alto e, inoltre, sarà costoso da gestire. Nel tempo, quando verranno introdotte nuove tecnologie per trasportare merci nello spazio, oltre a nuovi materiali, l'attuazione di un tale progetto diventerà possibile, ma per ora possiamo utilizzare solo batterie relativamente piccole sulla superficie del pianeta. Molti diranno che anche questo va bene. Sì, è possibile in una casa privata, ma per l'approvvigionamento energetico delle grandi città, rispettivamente, sono necessari molti pannelli solari o una tecnologia che li renda più efficienti.

Il lato economico della questione è presente anche qui: qualsiasi budget ne risentirà molto se gli viene affidato il compito di convertire un'intera città (o un intero Paese) a pannelli solari. Sembrerebbe possibile obbligare i cittadini a pagare delle somme per il riequipaggiamento, ma in questo caso saranno scontenti, perché se le persone fossero state pronte a sostenere tali spese, l'avrebbero fatto da sole molto tempo fa: tutti hanno l'opportunità di acquistare una batteria solare.

C'è un altro paradosso per quanto riguarda l'energia solare: i costi di produzione. La conversione diretta dell'energia solare in elettricità non è la cosa più efficiente. Finora non è stato trovato modo migliore che utilizzare i raggi del sole per riscaldare l'acqua, che, trasformandosi in vapore, fa ruotare a sua volta una dinamo. In questo caso, la perdita di energia è minima. L'umanità vuole utilizzare pannelli solari e stazioni solari "verdi" per conservare le risorse sulla terra, ma un progetto del genere richiederebbe un'enorme quantità delle stesse risorse e di energia "non verde". Ad esempio, in Francia è stata recentemente realizzata una centrale solare, che copre un'area di circa due chilometri quadrati. Il costo di costruzione è stato di circa 110 milioni di euro, escluse le spese di gestione. Con tutto ciò, va tenuto presente che la vita utile di tali meccanismi è di circa 25 anni.

Vento

L'energia eolica è stata utilizzata anche dalle persone fin dall'antichità, l'esempio più semplice è la vela e i mulini a vento. I mulini a vento sono ancora in uso oggi, soprattutto nelle zone con venti costanti, come la costa. Gli scienziati propongono costantemente idee su come modernizzare i dispositivi esistenti per la conversione dell'energia eolica, uno di questi sono le turbine eoliche sotto forma di turbine svettanti. A causa della rotazione costante, potrebbero "appendere" in aria a una distanza di diverse centinaia di metri da terra, dove il vento è forte e costante. Ciò aiuterebbe nell'elettrificazione delle aree rurali dove l'uso di mulini a vento standard non è possibile. Inoltre, tali turbine svettanti potrebbero essere dotate di moduli Internet, con l'aiuto dei quali le persone avrebbero accesso al World Wide Web.

Maree e onde

Il boom dell'energia solare ed eolica sta gradualmente svanendo e altre energie naturali hanno attirato l'interesse dei ricercatori. Più promettente è l'uso di flussi e riflussi. Già un centinaio di aziende in tutto il mondo si occupano di questo problema e ci sono diversi progetti che hanno dimostrato l'efficacia di questo metodo di generazione di elettricità. Il vantaggio rispetto all'energia solare è che le perdite durante il trasferimento di un'energia all'altra sono minime: l'onda di marea fa ruotare un'enorme turbina, che genera elettricità.

Project Oyster è l'idea di installare una valvola incernierata sul fondo dell'oceano che fornirà acqua alla riva, facendo girare così una semplice turbina idroelettrica. Solo una di queste installazioni potrebbe fornire elettricità a un piccolo microdistretto.

Le onde di marea sono già utilizzate con successo in Australia: nella città di Perth sono stati installati impianti di desalinizzazione funzionanti con questo tipo di energia. Il loro lavoro permette di fornire acqua fresca a circa mezzo milione di persone. Anche l'energia naturale e l'industria possono essere combinate in questo ramo della produzione di energia.

L'uso è in qualche modo diverso dalle tecnologie che siamo abituati a vedere nelle centrali idroelettriche fluviali. Le centrali idroelettriche spesso danneggiano l'ambiente: i territori adiacenti vengono allagati, l'ecosistema viene distrutto, ma le stazioni che operano sotto il maremoto sono molto più sicure in questo senso.

energia umana

Uno dei progetti più fantastici della nostra lista è l'uso dell'energia delle persone viventi. Sembra sbalorditivo e persino un po' terrificante, ma non tutto è così spaventoso. Gli scienziati apprezzano l'idea di come utilizzare l'energia meccanica del movimento. Questi progetti riguardano la microelettronica e le nanotecnologie a basso consumo energetico. Anche se suona come un'utopia, non ci sono reali sviluppi, ma l'idea è molto interessante e non lascia la mente degli scienziati. D'accordo, i dispositivi che, come gli orologi con carica automatica, saranno molto convenienti verranno caricati facendo scorrere un dito sul sensore o semplicemente appendendo un tablet o un telefono in una borsa quando si cammina. Per non parlare dei vestiti che, pieni di vari microdispositivi, potrebbero convertire l'energia del movimento umano in elettricità.

A Berkeley, nel laboratorio di Lawrence, ad esempio, gli scienziati hanno cercato di implementare l'idea di utilizzare i virus per fare pressione sull'elettricità. Esistono anche piccoli meccanismi alimentati dal movimento, ma finora tale tecnologia non è stata messa in funzione. Sì, la crisi energetica mondiale non può essere affrontata in questo modo: quante persone dovranno “spacciare” per far funzionare l'intero impianto? Ma come una delle misure utilizzate in combinazione, la teoria è abbastanza praticabile.

Tali tecnologie saranno particolarmente efficaci nei luoghi difficili da raggiungere, alle stazioni polari, in montagna e nella taiga, tra viaggiatori e turisti che non sempre hanno la possibilità di caricare i propri gadget, ma restare in contatto è importante, soprattutto se il gruppo si trova in una situazione critica. Quanto si potrebbe prevenire se le persone avessero sempre un dispositivo di comunicazione affidabile che non dipendesse dalla "spina".

Celle a combustibile a idrogeno

Forse ogni proprietario di auto, guardando l'indicatore della quantità di benzina che si avvicina allo zero, ha pensato a quanto sarebbe stato bello se l'auto avesse funzionato con l'acqua. Ma ora i suoi atomi sono giunti all'attenzione degli scienziati come veri oggetti di energia. Il fatto è che le particelle di idrogeno - il gas più comune nell'universo - contengono un'enorme quantità di energia. Inoltre, il motore brucia questo gas praticamente senza sottoprodotti, ovvero otteniamo un carburante molto rispettoso dell'ambiente.

L'idrogeno è alimentato da alcuni moduli della ISS e dalle navette, ma sulla Terra esiste principalmente sotto forma di composti come l'acqua. Negli anni Ottanta in Russia ci furono sviluppi di velivoli che utilizzavano l'idrogeno come combustibile, queste tecnologie furono addirittura messe in pratica, e modelli sperimentali ne dimostrarono l'efficacia. Quando l'idrogeno viene separato, si sposta in una speciale cella a combustibile, dopodiché l'elettricità può essere generata direttamente. Questa non è l'energia del futuro, questa è già una realtà. Auto simili sono già in produzione e in lotti abbastanza grandi. Honda, per sottolineare la versatilità della fonte di energia e dell'auto nel suo insieme, ha condotto un esperimento a seguito del quale l'auto è stata collegata alla rete elettrica domestica, ma non per ricaricarsi. Un'auto può fornire energia a una casa privata per diversi giorni o guidare per quasi cinquecento chilometri senza fare rifornimento.

L'unico inconveniente di una tale fonte di energia al momento è il costo relativamente alto di tali auto ecocompatibili e, ovviamente, un numero abbastanza ridotto di stazioni di idrogeno, ma la loro costruzione è già pianificata in molti paesi. Ad esempio, la Germania ha già un piano per l'installazione di 100 stazioni di servizio entro il 2017.

Il calore della terra

La trasformazione dell'energia termica in energia elettrica è l'essenza dell'energia geotermica. In alcuni paesi in cui è difficile utilizzare altri settori, è ampiamente utilizzato. Ad esempio, nelle Filippine, il 27% di tutta l'elettricità proviene da impianti geotermici, mentre in Islanda questa cifra è di circa il 30%. L'essenza di questo metodo di produzione di energia è abbastanza semplice, il meccanismo è simile a un semplice motore a vapore. Prima del presunto "lago" di magma, è necessario perforare un pozzo attraverso il quale viene fornita acqua. A contatto con il magma caldo, l'acqua si trasforma istantaneamente in vapore. Sorge dove fa girare una turbina meccanica, generando così elettricità.

Il futuro della geotermia è trovare grandi "depositi" di magma. Ad esempio, nella suddetta Islanda, ci sono riusciti: in una frazione di secondo, il magma caldo ha trasformato tutta l'acqua pompata in vapore ad una temperatura di circa 450 gradi Celsius, che è un record assoluto. Tale vapore ad alta pressione può aumentare di più volte l'efficienza di una stazione geotermica; questo può diventare un impulso per lo sviluppo dell'energia geotermica in tutto il mondo, specialmente nelle aree sature di vulcani e sorgenti termali.

Uso di scorie nucleari

L'energia nucleare, una volta, ha fatto scalpore. Così è stato fino a quando le persone non si sono rese conto del pericolo di questo settore energetico. Gli incidenti sono possibili, nessuno è immune da tali casi, ma sono molto rari, ma i rifiuti radioattivi appaiono costantemente e fino a poco tempo gli scienziati non sono stati in grado di risolvere questo problema. Il fatto è che le barre di uranio, il tradizionale "combustibile" delle centrali nucleari, possono essere utilizzate solo per il 5%. Dopo aver elaborato questa piccola parte, l'intera asta viene inviata alla "discarica".

In precedenza, veniva utilizzata una tecnologia in cui le bacchette erano immerse in acqua, che rallenta i neutroni, mantenendo una reazione costante. Ora è stato utilizzato sodio liquido al posto dell'acqua. Questa sostituzione consente non solo di utilizzare l'intero volume di uranio, ma anche di trattare decine di migliaia di tonnellate di scorie radioattive.

Liberare il pianeta dalle scorie nucleari è importante, ma c'è un "ma" nella tecnologia stessa. L'uranio è una risorsa e le sue riserve sulla Terra sono limitate. Nel caso in cui l'intero pianeta venga trasferito esclusivamente all'energia ricevuta dalle centrali nucleari (ad esempio, negli Stati Uniti le centrali nucleari producono solo il 20% di tutta l'elettricità consumata), le riserve di uranio si esauriranno abbastanza rapidamente, e questo condurre nuovamente l'umanità alle soglie di una crisi energetica, quindi l'energia nucleare, seppur modernizzata, è solo una misura temporanea.

combustibile vegetale

Anche Henry Ford, dopo aver creato il suo "Modello T", prevedeva che sarebbe già stato alimentato a biocarburanti. Tuttavia, a quel tempo, furono scoperti nuovi giacimenti petroliferi e la necessità di fonti energetiche alternative scomparve per diversi decenni, ma ora sta tornando di nuovo.

Negli ultimi quindici anni, l'uso di combustibili vegetali come etanolo e biodiesel è aumentato più volte. Sono usati come fonti di energia indipendenti e come additivi alla benzina. Qualche tempo fa si riponeva la speranza su una coltura di miglio speciale, chiamata "canola". È del tutto inadatto all'alimentazione umana o animale, ma ha un alto contenuto di olio. Da questo olio iniziarono a produrre "biodiesel". Ma questo raccolto occuperà troppo spazio se provi a coltivarlo abbastanza da fornire carburante per almeno una parte del pianeta.

Ora gli scienziati stanno parlando dell'uso delle alghe. Il loro contenuto di olio è di circa il 50%, il che renderà altrettanto facile l'estrazione dell'olio e i rifiuti possono essere trasformati in fertilizzanti, sulla base dei quali verranno coltivate nuove alghe. L'idea è considerata interessante, ma la sua fattibilità non è stata ancora dimostrata: la pubblicazione di esperimenti di successo in questo settore non è stata ancora pubblicata.

Fusione termonucleare

L'energia futura del mondo, secondo gli scienziati moderni, è impossibile senza la tecnologia.Questo, al momento, è lo sviluppo più promettente in cui si stanno già investendo miliardi di dollari.

Nell'energia di fissione viene utilizzata. È pericoloso perché c'è la minaccia di una reazione incontrollata che distruggerà il reattore e porterà al rilascio di un'enorme quantità di sostanze radioattive: forse tutti ricordano l'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl.

Le reazioni di fusione, come suggerisce il nome, utilizzano l'energia rilasciata quando gli atomi si fondono. Di conseguenza, a differenza della fissione atomica, non vengono prodotte scorie radioattive.

Il problema principale è che a seguito della fusione termonucleare si forma una sostanza che ha una temperatura così elevata da poter distruggere l'intero reattore.

Il futuro è realtà. E qui le fantasie sono inadeguate, al momento in Francia è già iniziata la costruzione del reattore. Diversi miliardi di dollari sono stati investiti in un progetto pilota finanziato da molti paesi, che, oltre all'UE, includono Cina e Giappone, Stati Uniti, Russia e altri. Inizialmente, i primi esperimenti dovevano essere lanciati già nel 2016, ma i calcoli hanno mostrato che il budget era troppo piccolo (invece di 5 miliardi, ce ne sono voluti 19) e il lancio è stato posticipato di altri 9 anni. Forse tra qualche anno vedremo di cosa è capace l'energia termonucleare.

Problemi del presente e opportunità per il futuro

Non solo gli scienziati, ma anche gli scrittori di fantascienza, danno molte idee per implementare la tecnologia del futuro nell'energia, ma tutti concordano sul fatto che finora nessuna delle opzioni proposte può soddisfare pienamente tutte le esigenze della nostra civiltà. Ad esempio, se tutte le auto negli Stati Uniti funzionano a biocarburante, i campi di colza dovrebbero coprire un'area pari alla metà dell'intero Paese, senza tener conto del fatto che negli Stati Uniti non ci sono molti terreni adatti all'agricoltura. Inoltre, finora tutti i metodi per produrre energia alternativa sono costosi. Forse ogni cittadino ordinario è d'accordo sull'importanza di utilizzare risorse rinnovabili e rispettose dell'ambiente, ma non quando gli viene detto il costo di una tale transizione in questo momento. Gli scienziati hanno ancora molto lavoro da fare in questo settore. Nuove scoperte, nuovi materiali, nuove idee: tutto ciò aiuterà l'umanità ad affrontare con successo l'incombente crisi delle risorse. I pianeti possono essere risolti solo con misure complesse. In alcune aree, è più conveniente utilizzare la generazione di energia eolica, da qualche parte: pannelli solari e così via. Ma forse il fattore principale sarà la riduzione dei consumi energetici in generale e la creazione di tecnologie per il risparmio energetico. Ciascuno deve capire di essere responsabile del pianeta e ciascuno deve porsi la domanda: "Che tipo di energia scelgo per il futuro?" Prima di passare ad altre risorse, tutti dovrebbero rendersi conto che questo è davvero necessario. Solo con un approccio integrato sarà possibile risolvere il problema dei consumi energetici.

In un contesto in cui i prezzi dell'energia sono in costante aumento, è più probabile che i proprietari di case private pensino a fonti energetiche alternative. Alcuni proprietari di case non hanno la possibilità di connettersi alla rete a causa dell'alto costo dei lavori di installazione. Gli ingegneri, e con loro gli artigiani, hanno prestato attenzione a ciò che la natura stessa offre all'umanità e hanno creato una serie di dispositivi che possono essere utilizzati per rinnovare le risorse energetiche. Il video mostrerà le migliori pratiche in azione.

generatore di rifiuti organici

Il biogas è un tipo di combustibile ecologico. Viene utilizzato allo stesso modo del gas naturale. La tecnologia di produzione si basa sull'attività vitale dei batteri anaerobici. I rifiuti vengono posti in un contenitore, nel processo di decomposizione di materiali biologici, vengono rilasciati gas: metano e acido solfidrico con una miscela di anidride carbonica.

Questa tecnologia è utilizzata attivamente in Cina e negli allevamenti in America. Per ricevere continuamente biogas a casa, è necessario disporre di un'azienda agricola o accedere a una fonte gratuita di letame.

generatore di rifiuti organici

Per la costruzione di tale installazione, sarà necessario un contenitore sigillato con una coclea incorporata per la miscelazione, un tubo di uscita del gas, un riempitivo per il carico dei rifiuti e un raccordo per lo scarico dei rifiuti. Il disegno deve essere perfettamente sigillato. Se il gas non viene prelevato costantemente, sarà necessario installare una valvola di sicurezza per scaricare la pressione in eccesso in modo che il "tetto" del serbatoio non esploda. La procedura è la seguente.

1. Scegliamo un posto per sistemare il contenitore. Scegli la taglia in base alla quantità di rifiuti disponibile. Per un lavoro efficace, si consiglia di riempirlo di due terzi. La vasca può essere in metallo o in cemento armato. Una grande quantità di biogas non può essere ottenuta da un piccolo serbatoio. Da una tonnellata di rifiuti usciranno 100 metri cubi di gas.
2. Per accelerare il processo dei batteri, sarà necessario il riscaldamento del contenuto. Può essere fatto in diversi modi: posizionare una serpentina collegata all'impianto di riscaldamento sotto il serbatoio o installare elementi riscaldanti.
3. I microrganismi anaerobici si trovano nella materia prima stessa, a una certa temperatura diventano attivi. Un dispositivo automatico nelle caldaie per il riscaldamento dell'acqua accenderà il riscaldamento quando arriva un nuovo lotto e lo spegnerà quando i rifiuti raggiungono la temperatura impostata.
   Il gas risultante può essere convertito in elettricità attraverso un generatore di corrente a gas.

Consiglio. I rifiuti di scarto vengono utilizzati come fertilizzante per compost per aiuole.

Energia dal vento

I nostri antenati hanno imparato da tempo a usare l'energia eolica per i loro bisogni. In linea di principio, da allora il design non è cambiato molto. Solo la macina è stata sostituita da un azionamento del generatore che converte l'energia delle lame rotanti in energia elettrica.

Per realizzare un generatore, avrai bisogno delle seguenti parti:

• Generatore. Alcuni utilizzano il motore della lavatrice, trasformando leggermente il rotore;
• moltiplicatore;
• batteria e relativo regolatore di carica;
• trasformatore di tensione.

generatore eolico

Ci sono molti schemi per le turbine eoliche fatte in casa. Tutti loro sono completati secondo lo stesso principio.

1. Il telaio è in fase di montaggio.
2. La parte girevole è installata. Dietro di esso sono montati lame e un generatore.
3. Montare una pala laterale con un accoppiatore a molla.
4. Il generatore con un'elica è fissato al telaio, quindi è montato sul telaio.
5. Collegare e collegare al gruppo girevole.
6. Installa il collettore corrente. Collegalo a un generatore. I fili portano alla batteria.

Consiglio. Il numero di pale dipenderà dal diametro dell'elica, nonché dalla quantità di elettricità generata.

Pompa di calore

Per ottenere energia dalle profondità della terra, sarà necessario costruire un dispositivo piuttosto complesso che consentirà di ottenere energia alternativa dalle falde acquifere, dal suolo stesso o dall'aria. Molto spesso, tali dispositivi vengono utilizzati per il riscaldamento degli ambienti. L'unità, infatti, è una grande camera di refrigerazione, che, quando l'ambiente si raffredda, converte energia e la cede sotto forma di calore ad alto potenziale. Componenti del sistema:

1. Contorno esterno ed interno con freon.
2. Evaporatore.
3. Compressore.
4. Condensatore.

Schema di funzionamento della pompa di calore

Il collettore può essere installato in verticale se l'area del sito non consente un'installazione orizzontale. Vengono perforati diversi pozzi profondi e al loro interno viene abbassato un contorno. Orizzontalmente viene posizionato nel terreno ad una profondità di un metro e mezzo. Se la casa si trova sulla riva di un serbatoio, lo scambiatore di calore viene posato nell'acqua.
Il compressore può essere prelevato dal condizionatore. Il condensatore è costituito da un serbatoio da 120 l. Una bobina di rame viene inserita nel serbatoio, il freon circolerà attraverso di essa e l'acqua dell'impianto di riscaldamento inizierà a riscaldarsi.

L'evaporatore è costituito da un fusto di plastica con un volume di oltre 130 litri. In questo serbatoio viene inserita un'altra serpentina, la sua combinazione con la precedente verrà effettuata tramite il compressore. Il tubo dell'evaporatore è costituito da un rivestimento del tubo di fognatura. Attraverso il tubo di derivazione, viene regolato il flusso d'acqua dal serbatoio.

L'evaporatore viene abbassato nel serbatoio. L'acqua, scorrendo intorno ad esso, induce l'evaporazione del freon. Il gas sale nel condensatore e cede calore all'acqua che circonda la batteria. Il liquido di raffreddamento circola nell'impianto di riscaldamento, riscaldando la stanza.

Consiglio. La temperatura dell'acqua del serbatoio non ha importanza, solo la sua presenza costante è importante.

Energia solare - in elettricità

I pannelli solari furono inizialmente realizzati per i veicoli spaziali. Il dispositivo si basa sulla capacità dei fotoni di creare una corrente elettrica. Ci sono molte variazioni nella progettazione dei pannelli solari e ogni anno vengono migliorati. Esistono due modi per realizzare una batteria solare da soli:

Metodo numero 1. Acquista fotocellule già pronte, assembla una catena da esse e copri la struttura con un materiale trasparente. Bisogna lavorare con estrema cautela, tutti gli elementi sono molto fragili. Ciascuna fotocellula è contrassegnata in Volt-Ampere. Calcolare il numero di celle necessario per raccogliere la batteria della potenza richiesta non sarà molto difficile. La sequenza di lavoro è la seguente:

• per la fabbricazione della custodia è necessario un foglio di compensato. Le doghe di legno sono inchiodate lungo il perimetro;
• i fori di ventilazione sono praticati nel foglio di compensato;
• all'interno viene posizionato un foglio di fibra di legno con una catena saldata di fotocellule;
• le prestazioni sono verificate;
• il plexiglass è avvitato alle guide.

Pannelli solari

Metodo numero 2 richiede conoscenze di ingegneria elettrica. Il circuito elettrico è assemblato da diodi D223B. Saldarli in file in sequenza. Posto in una custodia ricoperta da un materiale trasparente.

Le fotocellule sono di due tipi:

1. Le lastre monocristalline hanno un'efficienza del 13% e dureranno un quarto di secolo. Funzionano perfettamente solo con tempo soleggiato.
2. Quelli policristallini hanno un'efficienza inferiore, la loro durata è di soli 10 anni, ma la potenza non diminuisce quando è nuvoloso. Superficie del pannello 10 mq. m. è in grado di produrre 1 kW di energia. Quando posizionato sul tetto, vale la pena considerare il peso totale della struttura.

Le batterie pronte sono posizionate sul lato più soleggiato. Il pannello deve essere dotato della possibilità di regolare l'inclinazione dell'angolo rispetto al Sole. La posizione verticale è impostata durante le nevicate in modo che la batteria non si guasti.

Il pannello solare può essere utilizzato con o senza batteria. Durante il giorno, consuma l'energia della batteria solare e di notte la batteria. Oppure usa l'energia solare durante il giorno e di notte, dalla rete di alimentazione centrale.

Se sul sito è presente un ruscello o un bacino idrico con una diga, una fonte aggiuntiva di elettricità alternativa sarà una centrale idroelettrica autocostruita. Il dispositivo si basa su una ruota idraulica e la potenza dipenderà dalla velocità del flusso d'acqua. I materiali per la fabbricazione di un generatore e di una ruota possono essere presi da un'auto e in ogni casa si possono trovare frammenti di un angolo e di metallo. Inoltre, avrai bisogno di un pezzo di filo di rame, compensato, resina di polistirene e magneti al neodimio.

Centrale idroelettrica fatta in casa

Sequenza di lavoro:

1. La ruota è composta da ruote da 11 pollici. Le lame sono realizzate con un tubo d'acciaio (tagliamo il tubo nel senso della lunghezza in 4 parti). Avrai bisogno di 16 lame. I dischi sono uniti con bulloni, lo spazio tra loro è di 10 pollici. Le lame sono saldate.
2. L'ugello è realizzato in base alla larghezza della ruota. È realizzato con rottami metallici, piegato a misura e unito mediante saldatura. L'ugello è regolato in altezza. Questo regolerà il flusso d'acqua.
3. L'asse è saldato.
4. La ruota è montata sull'asse.
5. L'avvolgimento è realizzato, le bobine vengono colate di resina: lo statore è pronto. Raccogliamo il generatore. Un modello è realizzato in compensato. Installa i magneti.
6. Il generatore è protetto da un'ala metallica dagli schizzi d'acqua.
7. La ruota, l'asse e gli elementi di fissaggio con ugello sono rivestiti di vernice per proteggere il metallo dalla corrosione e dal piacere estetico.
8. La regolazione dell'ugello consente di ottenere la massima potenza.

I dispositivi fatti in casa non richiedono grandi investimenti di capitale e producono energia gratuitamente. Se combini diversi tipi di fonti alternative, un tale passaggio ridurrà significativamente i costi energetici. Per assemblare l'unità, sono necessarie solo mani abili e una mente lucida.

Fonti energetiche alternative: video

Fonti energetiche per la casa: foto

Oggi parleremo di elettricità autonoma, di cosa si tratta, di come dotare una casa di tale fonte di elettricità, di come selezionare i sistemi ottimali. E, soprattutto, "il gioco vale la candela".

Caratteristiche di collegamento alle linee elettriche

Ora è difficile immaginare un alloggio confortevole senza elettricità. Grazie a lui, l'abitazione viene illuminata, riscaldata, il cibo viene cotto e l'acqua riscaldata. Ma non sempre è possibile fornire elettricità all'alloggio, soprattutto se la casa si trova lontano dalla città.

Molti proprietari di case di campagna e agriturismi, soprattutto se lontani dalla civiltà, devono fare i conti con il problema dell'approvvigionamento energetico in casa.

La soluzione più comune è collegare la casa alle linee elettriche, ma non sono disponibili ovunque, oppure la linea più vicina è a una distanza decente dalla casa.

In questo caso, fornire elettricità a casa può essere molto costoso. Dopotutto, sarà necessario coordinare la fornitura di questa fonte di energia con le autorità competenti, pagare l'installazione di una sottostazione e dei supporti della linea di trasmissione di energia per portarla a casa.

Ed è particolarmente spiacevole che le apparecchiature acquistate e per molti soldi (sottostazione, cavi, supporti) vengano trasferite sul saldo delle reti energetiche locali, cioè saranno il proprietario di tutto e il proprietario del casa dovrà ancora pagare per la fornitura di energia elettrica.

Pertanto, per molti, questa opzione potrebbe diventare poco pratica, piuttosto problematica e costosa.

Fonti autonome di elettricità

La seconda opzione per fornire elettricità a una casa di campagna è utilizzare fonti autonome di approvvigionamento energetico. Tali fonti possono essere vento, sole, acqua e materiali combustibili.

Utilizzando l'alimentazione autonoma, il proprietario della casa diventa completamente indipendente in termini di approvvigionamento di energia elettrica per il consumo.

Non sono richieste approvazioni, linee di trasmissione di potenza, ecc.. Naturalmente, l'ottenimento di elettricità sarà comunque associato a dei costi. E nella fase iniziale, saranno piuttosto significativi, poiché l'attrezzatura necessaria costa molto.

In futuro sarà necessario effettuare anche la manutenzione di tutti i componenti del sistema di approvvigionamento energetico, ma alla fine tutto ripagherà.

Consideriamo brevemente le più comuni fonti autonome di elettricità.

Pannelli solari

Ora stanno guadagnando sempre più popolarità. L'essenza di una tale fonte è semplice: ci sono fotocellule a semiconduttore in cui viene generata una carica elettrica quando la luce solare le colpisce.

La quantità di energia generata dipende direttamente dall'area delle fotocellule, quindi vengono raccolte in pannelli.

Pannello con una superficie di 1 mq in grado di erogare 100 watt di potenza con una tensione di 20-25 V.

Per fornire completamente l'elettricità alla casa, l'area dei pannelli deve essere significativa.

Tra le qualità positive di una tale fonte di elettricità c'è la sua durata, la completa compatibilità ambientale, la silenziosità.

I pannelli richiedono un minimo di manutenzione e l'energia elettrica da essi generata è completamente gratuita e conveniente.

Ma ci sono anche degli svantaggi. Per fornire energia elettrica nella quantità richiesta, l'area dei pannelli può raggiungere una dimensione significativa, che deve comunque essere posizionata correttamente.

Questa energia è instabile. Nelle giornate di sole, i pannelli lavoreranno alla massima resa, ma ci sono anche giornate nuvolose. Pertanto, la quantità totale di energia elettrica generata dipende da quanti giorni di sole all'anno nella regione in cui si trova la casa.

Un altro inconveniente, e significativo, è il costo dei pannelli. Il prezzo per ogni Watt di energia generata è ora di circa $ 1,5, cioè solo per i pannelli che producono 1 kW di elettricità, dovrai pagare $ 1,5 mila. E dovrai anche acquistare il resto dell'attrezzatura necessaria per il funzionamento del sistema.

Turbine eoliche

Il secondo sistema di alimentazione autonomo più popolare è il vento. Le turbine eoliche sono utilizzate per generare elettricità.

In realtà, si tratta di normali generatori, sul cui rotore sono montate le lame. A causa del vento, il rotore ruota e viene generata elettricità.

Tra le qualità positive delle turbine eoliche, si notano dimensioni piuttosto compatte, relativa silenziosità di funzionamento, rispetto dell'ambiente e durata. C'è anche la possibilità di produrre in casa un tale generatore.

Ma il sistema eolico ha più svantaggi. Il primo di questi è il costo, i generatori eolici non saranno economici.

Considerando che l'efficienza degli aerogeneratori è bassa, per fornire completamente energia elettrica alla casa, sarà necessario installare tre o più aerogeneratori di bassa potenza oppure uno, ma sufficientemente produttivi. E in entrambi i casi, i costi di acquisizione saranno significativi.

Anche in questo caso, devono essere prese in considerazione anche le condizioni climatiche. Nelle zone in cui la velocità media annua del vento non supera gli 8 m/s, non sarà consigliabile utilizzare le turbine eoliche, poiché non potranno funzionare nella modalità ottimale.

Va inoltre tenuto presente che nei giorni di completa calma si può rimanere senza elettricità, quindi è meglio utilizzare un sistema di alimentazione autonoma del vento se è presente una fonte di elettricità di riserva.

Gruppi elettrogeni di carburante

I generatori alimentati a combustibili liquidi o gassosi (benzina, gasolio, gas) possono diventare una fonte di elettricità di riserva.

Qui tutto è semplice: l'installazione è composta da un motore a combustione interna e un generatore. Il motore fa girare il rotore e il generatore genera potenza.

Un tale sistema non può essere definito completamente autonomo, tuttavia è necessario il carburante, che è anche in costante aumento di prezzo. Ma come fonte di elettricità di riserva, tali gruppi elettrogeni sono i più ottimali.

Nel caso in cui il tempo fosse nuvoloso per diversi giorni o non ci fosse vento, è sempre possibile avviare il gruppo elettrogeno per ripristinare la carica della batteria.

Tra le qualità positive dei gruppi elettrogeni alimentati a combustibile, c'è una disponibilità costante di elettricità, tali installazioni sono relativamente economiche, forniscono una buona produzione di energia.

I loro svantaggi includono la necessità di carburante, che fornisce costi fissi. Tali installazioni non possono funzionare per un lungo periodo e i motori a combustione interna richiedono manutenzione.

Inoltre, per l'uso dei gruppi elettrogeni, è necessario assegnare una stanza separata e organizzare la rimozione dei gas di scarico e, naturalmente, non si può parlare di compatibilità ambientale.

centrali idroelettriche

Soprattutto, una centrale idroelettrica viene utilizzata come fonte di energia autonoma per un semplice motivo, non tutti hanno un fiume o un potente ruscello vicino alla casa.

L'essenza del funzionamento di una tale stazione è che l'acqua che scorre fa ruotare le pale della turbina, grazie alla quale il generatore genera elettricità.

Le qualità positive delle centrali idroelettriche sono le seguenti: una fornitura stabile di energia 24 ore su 24, poiché l'acqua nel fiume o nel torrente non rallenta la velocità di movimento. Tali stazioni sono completamente ecocompatibili, durevoli e non richiedono praticamente alcuna manutenzione.

Il loro principale svantaggio è la necessità di installare sulle rive del fiume o vicino al torrente. In questo caso, la velocità del movimento dell'acqua dovrebbe essere elevata.

La centrale idroelettrica è in grado di generare energia anche con un lento movimento dell'acqua, ma in questo caso in inverno il fiume sarà coperto di ghiaccio e la stazione non sarà più utilizzabile.

L'elevata velocità dell'acqua sarà una garanzia che il fiume o il torrente non si congelino. Il secondo svantaggio è il costo della stazione.

Tuttavia, il concetto di dotare una casa di un sistema di approvvigionamento energetico autonomo è promettente e molti ne sono interessati.

Sopra, abbiamo esaminato le principali tipologie di fonti di elettricità, ma da sole non bastano per avere elettricità in casa.

Inoltre, vale la pena notare che l'efficacia di qualsiasi sistema autonomo dipende dalla correttezza dei calcoli.

Caratteristiche di installazione e funzionamento di fonti autonome

Prima di acquistare e installare uno qualsiasi degli impianti, è necessario eseguire correttamente tutti i calcoli necessari, perché nel tempo il numero di consumatori di energia elettrica in casa potrebbe aumentare, ad esempio, si decide di installare e questo deve essere tenuto in considerazione nella calcoli.

Cominciamo con l'esempio del sistema solare.

Sistema solare autonomo.

Tutti i calcoli devono iniziare con i calcoli del consumo totale di elettricità in casa, ovvero calcolare la potenza di tutti i consumatori. Tuttavia, è importante separarli.

Il fatto è che alcuni dei consumatori di elettricità funzionano senza problemi da una rete con corrente continua e una tensione di 12 o 24 V. Tali consumatori possono essere le stesse lampade a LED che è meglio installare al posto delle tradizionali lampade a incandescenza. E in generale, tutto il lavoro dovrebbe iniziare con l'equipaggiamento della casa con consumatori economici di elettricità.

In base al consumo energetico totale della corrente, viene effettuata la selezione di batterie e inverter. E solo dopo si procede al conteggio del numero di pannelli solari, oltre a selezionare un controller.

È possibile non occuparsi del calcolo dell'area dei pannelli solari, della capacità della batteria e dell'inverter.

Molti produttori offrono kit già pronti che includono tutte le attrezzature necessarie. Quando si acquista un tale kit, è sufficiente conoscere solo il consumo totale di elettricità.

Inoltre, nella scelta di un kit, è importante tenere conto che ha una certa riserva di carica in modo che l'intero sistema non funzioni ai valori limite. Il costo totale di un tale sistema dipende in gran parte dalla sua capacità.

Riassumendo

L'elettricità autonoma in casa è una soluzione piuttosto interessante. Ma il suo costo è ancora piuttosto alto, quindi non tutti potranno permetterselo.

Ma d'altra parte, in assenza di collegamento a linee elettriche industriali e di grandi distanze con la civiltà, è ancora meglio spendere soldi per l'approvvigionamento energetico autonomo piuttosto che allungare una nuova linea. Ma in ogni caso, il proprietario della casa prende lui stesso la decisione.