Alternatīvu enerģijas iegūšanas veidu mūsdienu tehnoloģiju apskats. Enerģijas resursi: alternatīvi avoti un enerģijas taupīšanas tehnoloģijas

Bez elektrības jebkuras mājas dzīve ir gandrīz neiedomājama: elektrība palīdz ēdiena gatavošanā, telpas apsildē, ūdens sūknēšanā un vienkāršā apgaismojumā. Bet ko darīt, ja dzīvesvietā joprojām nav sakaru, tad palīgā nāks alternatīvi elektroenerģijas avoti.

Savā pārskatā esam apkopojuši vairākus alternatīvus ikdienā izplatītus elektroenerģijas avotus, kurus plaši izmanto gan Krievijā, gan Eiropas valstīs un Amerikas kontinentā. Daudzos veidos tie, protams, ir dārgāki un grūtāk ekspluatējami nekā centrālais tīkls; taču finanšu ieguldījumus pilnībā attaisnos kvalitatīvs un uzticams serviss, kā arī labvēlīgas ekoloģiskās vides izveide.

Elektriskie ģeneratori

Populārākais alternatīvais enerģijas avots Krievijā, kas ir vispieprasītākais privātajās lauku mājās. Atkarībā no izmantotās degvielas veida elektriskie ģeneratori ir dīzelis, benzīns un gāze.

Dīzeļa ģeneratori ir daudz priekšrocību, tostarp efektivitāte, uzticamība un neliels aizdegšanās risks. Ja regulāri izmantojat dīzeļģeneratoru, tas ir daudz izdevīgāk nekā modeļi, kas darbojas ar gāzi vai benzīnu. Dīzeļa iekārtu degvielas patēriņš nav liels, arī dīzeļa cena tiek turēta zemā līmenī, neprasa dārgu remontu.

Dīzeļģeneratora trūkumi ir liels darbības laikā izdalīto gāzu daudzums, troksnis un pašas ierīces augstās izmaksas. "Vidēja" aprīkojuma cena ar izejas jaudu aptuveni 5 kW vidēji ir aptuveni 23 000 rubļu; tomēr vienā darba vasarā tas pilnībā atmaksājas.

benzīna ģenerators ideāli piemērots kā rezerves vai sezonas strāvas avots. Salīdzinot ar dīzeļģeneratoriem, benzīna ģeneratori ir maza izmēra, darbības laikā rada nelielu troksni, un to izmaksas ir zemākas - 5 kW benzīna ģeneratora vidējā cena svārstās no 14 līdz 17 tūkstošiem rubļu. Benzīna ģeneratora trūkums ir lielais degvielas patēriņš, un augstais oglekļa dioksīda emisijas līmenis prasīs ģeneratoru novietot atsevišķā telpā.

Gāzes ģeneratori- iespējams, "ienesīgākie" modeļi lietošanai ikdienā, kas lieliski ieteica sevi no visām pusēm: tie var strādāt gan no dabasgāzes, gan no sašķidrinātās degvielas cilindros. Šīs ierīces trokšņa līmenis ir ļoti zems, un tā izturība ir visaugstākā; tajā pašā laikā cenas ir mērenā diapazonā: par “mājas” ierīci ar jaudu aptuveni 5 kW jums būs jāmaksā aptuveni 18 tūkstoši rubļu.

dzīve zem saules

Ar katru gadu arvien populārāks kļūst cits alternatīvs elektroenerģijas avots - saules enerģija. To var izmantot ne tikai elektroenerģijas ražošanai, bet arī autonomas apkures nodrošināšanai. Uz jumta un dažreiz arī uz sienām ir uzstādīti dažāda izmēra saules paneļi, kuriem ir akumulators un invertors; pirms kāda laika rakstījām par inovatīvu tehnoloģiju - flīzēm ar iebūvētiem fotoelementiem (). Šīs ir saules paneļu priekšrocības:

• Atjaunojamā enerģijas avota izmantošana;
• Absolūti klusa darbība;
• Vides drošība, izmešu neesamība atmosfērā;
• Vienkārša uzstādīšana, pašinstalācijas iespēja.

Īpaši bieži saules paneļus var atrast Eiropas un Krievijas dienvidos, kur saulaino dienu skaits gan ziemā, gan vasarā pārsniedz mākoņaino dienu skaitu. Bet ir dažas nianses, kas jums arī jāatceras:

Pat "saulainākā" laika scenārijā visu uzstādīto fotoelementu kopējā jauda, ​​visticamāk, nepārsniegs 5-7 kW stundā. Tāpēc, ja ņemam vērā vismaz aptuvenu aprēķinu, ka mājas apkurei ir nepieciešama enerģija ar likmi 1 kW uz 10 kvadrātmetriem, tad mēs iegūstam, ka tikai neliela lauku māja var dzīvot ar pilnīgi “saules” pārtiku; divstāvu mājas joprojām prasīs no jums papildu enerģijas avotus, īpaši, ja arī ūdens un gaismas patēriņš ir liels.

Bet pat ja māja ir maza, tad aprīkojuma uzstādīšanai būs jāpiešķir vismaz 10 kvadrātmetri zemes, tāpēc standarta sešos akros ar dārzu un dārzu tas šķiet maz ticams.

Un, protams, ir diezgan "dabiskas" grūtības - tā ir atkarība no ikdienas un sezonālām saules starojuma svārstībām: neviens mums negarantē saulainu laiku pat vasarā. Un vēl: lai gan paši fotoelementi ekspluatācijas laikā neizdala toksiskas vielas, tomēr to utilizācija nav tik vienkārša, tās jānogādā speciālos savākšanas punktos – tāpat kā izlietotās baterijas.

Gatavās stacijas izmaksas sākas no 100 tūkstošiem rubļu, kas arī nav piemērota visiem. Tomēr saules enerģiju var izmantot arī “lētāk”: uz vietas uzstādiet kolektoru ūdens sildīšanai - tas uzņems siltumu dienas laikā pat mākoņainās un lietainās dienās. Principā kolektors apkurei pilnībā apmierina ikdienas vajadzību pēc karstā ūdens, un tā cena sākas no 30 000 rubļu. Bet šāda veida iekārtas neražo elektrību un var darboties tikai dienvidu reģionos, kur saules aktivitāte ir diezgan augsta.

Ar vēju!

Vēja-elektrības stacijas vairs nav fantastiska tehnoloģiskā nākotne — vienkārši apskatiet laukus Vācijā un Holandē, lai redzētu vēja turbīnu visuresamību.

Nedaudz no skolas fizikas: vēja kinētiskā enerģija tiek pārvērsta turbīnas mehāniskajā enerģijā, savukārt invertors ģenerē maiņstrāvu. Jums tas jāatceras: minimālais vēja ātrums, pie kura no spararata tiks ģenerēta elektrība, ir 2 m / s, un optimāli, ja vēja ātrums ir 5–8 m / s; tāpēc vēja turbīnas ir īpaši populāras Eiropas ziemeļrietumu reģionos, kur vidējais vēja ātrums gadā ir ļoti augsts. Pēc konstrukcijas veida vēja ģeneratorus iedala horizontālajos un vertikālajos: tas ir atkarīgs no rotora stiprinājuma.

Ģeneratora horizontālais dizains ir labs tā augstajai efektivitātei, un uzstādīšanas laikā tiks izmantots neliels materiālu daudzums. Bet jums būs jāsaskaras ar dažām grūtībām: uzstādīšanai būs nepieciešams augsts masts, un pašam ģeneratoram ir sarežģīta mehāniskā daļa, un remonts var būt ļoti sarežģīts.

Vertikālie ģeneratori var darboties plašākā vēja ātruma diapazonā; bet tajā pašā laikā to uzstādīšana ir daudz sarežģītāka, un motora uzstādīšanai būs nepieciešama papildu fiksācija.

Lai izlīdzinātu atšķirību starp vējaino sezonu un mierīgo un nepārtraukti apgādātu māju ar elektrisko strāvu, vēja parku parasti aprīko ar akumulatoru. Vēl viena alternatīva akumulatora uzstādīšanai vēja parkā ir ūdens uzglabāšanas tvertne, ko izmanto gan apkurei, gan karstā ūdens apgādei. Šajā gadījumā jūs varēsiet nedaudz ietaupīt uz pirkumu - tomēr vēja ģeneratora izmaksas joprojām saglabāsies augstas: aptuveni 300 tūkstoši rubļu, bez akumulatora - aptuveni 250 tūkstoši.

Vēl viena nianse, kas būtu jāņem vērā, iekārtojot vēja parku, ir nepieciešamība izveidot iekārtu pamatu. Īpaši rūpīgi jānostiprina pamats, ja jūsu reģionā vēja ātrums periodiski pārsniedz 10-15 metrus sekundē. Un ziemā būs jānodrošina, lai vēja parka lāpstiņas nesasaltu, tas ievērojami samazina efektivitāti. Turklāt vējdzirnavu darbības radītās vibrācijas un troksnis liek staciju novietot vismaz 15 metrus no dzīvojamās ēkas.

dzīvot labi

Par biodegvielu kā "nākotnes vides tehnoloģiju" tagad runā visur un visur. Ap to uzliesmoja daudz strīdu un pretrunīgu atsauksmju: tā ir pievilcīga kā degviela automašīnām, jo ​​tai ir pievilcīga cena, taču tajā pašā laikā daudziem autovadītājiem ir aizdomas par biomateriāla negatīvo ietekmi uz dzinēju un jaudu. Atstāsim malā autobūves problēmas: galu galā biodegvielu var izmantot ne tikai kā degvielu transportlīdzekļiem, bet arī kā elektroenerģijas avotu: tā var aizstāt gāzi, benzīnu un dīzeļdegvielu, uzpildot aprīkojumu.

Biodegvielu iegūst, pārstrādājot augu atliekas – stublājus un sēklas. Bioloģiskās dīzeļdegvielas ražošanai tiek izmantoti tauki no eļļas augu sēklām, bet benzīnu ražo, fermentējot kukurūzu, cukurniedres, bietes un citus augus. Aļģes ir atzītas par optimālāko bioloģiskās enerģijas avotu, jo tās ir nepretenciozas audzēšanā un viegli pārvēršas biomasā ar eļļai līdzīgām īpašībām.

Ar šo tehnoloģiju tiek iegūta arī bioloģiskā gāze, kas tiek savākta, fermentējot pārtikas rūpniecības un lopkopības organiskos atkritumus: 95% no tās veido metāns. Vides tehnoloģijas ļauj savākt dabasgāzi ... poligonos! 1 tonna nederīgu atkritumu saražo līdz 500 kubikmetriem lietderīgās gāzes, kas pēc tam tiek pārvērsta celulozes etanolā.

Ja runājam par biodegvielas izmantošanu sadzīvē elektroenerģijas ražošanai, tad šim nolūkam ir jāiegādājas individuāla biogāzes stacija, kas no atkritumiem ražos dabasgāzi. Skaidrs, ka šī iespēja tiek īstenota tikai lauku mājā, kur uz ielas ir privāta bioloģisko atkritumu izgāztuve.

Standarta uzstādīšana nodrošinās no 3 līdz 12 kubikmetriem gāzes dienā; iegūto gāzi pēc tam var izmantot, lai apsildītu māju un uzpildītu dažādas iekārtas, tostarp gāzes strāvas ģeneratoru, par kuru mēs rakstījām iepriekš. Diemžēl biogāzes stacijas vēl nav visur pieejamas: par to būs jāmaksā vismaz 250 000 rubļu.

Pieradināt plūsmu

Ja jūsu rīcībā ir savs tekošais ūdens (strauta vai upes posms), tad labs risinājums būtu individuālas hidroelektrostacijas izbūve. Uzstādīšanas ziņā šāda veida enerģijas ģeneratori ir viens no sarežģītākajiem, taču tā efektivitāte ir daudz augstāka nekā visiem iepriekš aprakstītajiem avotiem - vēja, saules un bioloģiskajiem. Hidroelektrostacijas var būt aizsprostotas un bez aizsprosta, otrais variants ir izplatītāks un pieejamāks - bieži vien var atrast sinonīmu nosaukumu "plūsmas stacija". Pēc struktūras stacijas ir sadalītas vairākos veidos:

Optimālākā un izplatītākā iespēja, kas ir piemērota DIY, ir stacija ar dzenskrūvi vai riteni; Internetā var atrast daudz instrukciju un noderīgu padomu.

Sarežģītākais un neērtākais risinājums būs ķēdes uzstādīšana: tai ir zema produktivitāte, tā ir diezgan bīstama apkārtējiem cilvēkiem, un stacijas uzstādīšana prasīs daudz materiālu un daudz laika. Šajā sakarā Darier rotors ir ērtāks, jo ass atrodas vertikāli un to var uzstādīt virs ūdens. Tajā pašā laikā šādu staciju būs grūti uzstādīt, un sākumā rotors ir jāgriež manuāli.

Ja iegādājaties gatavu mini hidroelektrostaciju, tad tās vidējās izmaksas būs aptuveni 200 tūkstoši rubļu; detaļu pašmontāža ietaupīs līdz 30% no izmaksām, taču prasīs daudz laika un pūļu. Kurš no šiem ir labāks, ir atkarīgs no jums.

Vēl nesen galvenie enerģijas avoti bija: nafta, gāze, ogles, ūdens un koksne. Taču dabas resursi strauji izsīkst, to cenas aug, un to pārstrādes radītās emisijas negatīvi ietekmē vidi. Šo iemeslu dēļ daudzas valstis tiecas ieviest un attīstīt novatoriskus enerģētikas risinājumus, kas aizstās tradicionālās degvielas. Šajā rakstā mēs apsvērsim, kas ir alternatīvie enerģijas avoti, to veidi, efektivitāte un izmantošanas iespējas.

Lasiet rakstā

Alternatīvie enerģijas avoti - kas tas ir

Alternatīvais enerģijas avots (AES) ir videi draudzīgs atjaunojams resurss, kas, pārveidojot, dod iespēju iegūt siltumu vai elektroenerģiju, ko izmanto cilvēka ikdienas vajadzībām. Pie šādiem resursiem pieder visi esošie dabas rezervuāru veidi, saule, vējš, siltums no zemes zarnām, bioloģiskā degviela, kā arī pārstrādāti materiāli. Alternatīvos enerģijas avotus, atšķirībā no tradicionālajiem veidiem, var atjaunot neierobežotu skaitu reižu, tie ir efektīvāki, lētāki un videi draudzīgāki.

Ņemt vērā:

Alternatīvo enerģijas avotu veidi

Atkarībā no atjaunojamā resursa mūsdienu enerģijas avoti tiek iedalīti vairākos veidos, kas nosaka tā pārveidošanas veidus un tam paredzēto iekārtu veidus. Īsi apsveriet alternatīvos enerģijas avotus un to īpašības.

Alternatīvu enerģijas avotu izmantošana - saule un vējš

Saules enerģijas pārveidošana ar speciālu ierīču palīdzību ļauj iegūt siltumu un elektroenerģiju turpmākai izmantošanai. Elektriskā enerģija rodas fizikālo procesu rezultātā, kas notiek saules paneļu silīcija pusvadītājos saules gaismas ietekmē, un siltumenerģija rodas gāzu un šķidrumu īpašību dēļ.

Vēja kā alternatīva enerģijas avota izmantošana balstās uz gaisa plūsmu pārvēršanu elektroenerģijā, izmantojot īpašus ģeneratoru komplektus. Vēja ģeneratoriem ir atšķirīgs dizains un izmēri, un tie atšķiras arī pēc atrašanās vietas. Vējš dzen asmeņus, kas savukārt griež ģeneratoru, kas ģenerē elektrību.

Zemes ūdens un siltums cilvēka kalpošanā

Cilvēki jau ilgu laiku ir iemācījušies izmantot ūdens spēku elektrības ražošanai. Iepriekš tam tika būvētas hidroelektrostacijas, kas aizsprostoja upes, tās bija gan mazas, gan grandiozas būves. Attīstoties tehnoloģijām, ir mainījies hidroelektrostaciju dizains, un šobrīd elektroenerģiju iespējams saņemt ne tikai upes plūsmas stipruma, bet arī jūru un okeānu plūdmaiņu (paisuma un bēguma staciju) dēļ. Ūdens nokrīt uz turbīnu lāpstiņām, kas rotē ģeneratoru, kas patērētājam ražo elektroenerģiju.

Mūsu Zemes dzīlēs slēpjas milzīgas siltuma rezerves, kas ļauj nomainīt dārgākus un "netīrākus" enerģijas avotus. Šo virzienu sauc par ģeotermālo enerģiju, kas izmanto četrus galvenos siltuma resursu veidus:

• zemes virsmas siltums;
• tvaika un karstā ūdens enerģija, kas atrodas netālu no zemes virsmas;
• siltums koncentrējas dziļi planētas zarnās;
• zem vulkāniem uzkrātā magmas un siltuma enerģija.

Zemes iekšējo ķermeni izmanto māju apsildīšanai un elektroenerģijas ražošanai. Tās rezerves ir 35 miljardus reižu lielākas par ikgadējo enerģijas pieprasījumu visā pasaulē. Pirmā ģeotermālā elektrostacija ar jaudu 7,5 MW tika ieviesta Itālijā 1916. gadā. Šobrīd TeoTPP saražotās elektroenerģijas izmaksas ir gandrīz vienādas ar ogļu TES saražotās elektroenerģijas izmaksas.

Hellisheidy ģeotermālā elektrostacija Islandē ir labs alternatīvs elektroenerģijas avots

Biodegviela – alternatīva benzīnam

Biodegviela ir alternatīvs enerģijas avots, ko iegūst, pārstrādājot organiskās izejvielas vai atkritumus. Šāda veida degviela var būt cietā, šķidrā vai gāzveida stāvoklī. Kā cieto biodegvielu izmanto koksni, briketes un granulas no tās koksnes atkritumiem vai lauksaimniecības produktiem (saulespuķu un griķu sēnalas, riekstu čaumalas utt.). Šo kurināmo izmanto siltuma un elektroenerģijas ražošanai termoelektrostacijās.

Šķidrā biodegviela tiek iegūta, apstrādājot noteiktu kultūraugu augu masu un to atkritumus (salmus), un tiek izmantota galvenokārt kā degviela automašīnām. Šie degvielas veidi ietver:

• bioetanols;
• biometanols;
• biobutanols;
• biodīzeļdegviela;
• dimetilēteris.

Ir trīs gāzveida ekodegvielu veidi: biogāze, bioūdeņradis un metāns. To iegūst, fermentējot bioloģisko masu. Izejviela tiek pakļauta īpašām baktērijām, kas sadala biomasu, un rezultātā rodas gāze.

Alternatīvo enerģijas avotu attīstība

Saskaņā ar Krievijas Federācijas Enerģētikas ministrijas datiem alternatīvo enerģijas avotu izmantošanas īpatsvars Krievijā ir tikai 1%. Līdz 2020.gadam šo rādītāju plānots palielināt līdz 4,5%, piesaistot ne tikai Krievijas Federācijas valdības līdzekļus, bet arī privātos uzņēmējus. Alternatīvās enerģijas attīstībai ir liels potenciāls:

• Kamčatkas, Čukotkas, Sahalīnas un citu teritoriju jūras un okeāna piekrastes mazā iedzīvotāju skaita dēļ ir iespējama vēja un plūdmaiņu enerģijas attīstība;
• Saules enerģijas attīstība ir aktuāla, īpaši Stavropoles un Krasnodaras teritorijās, Ziemeļkaukāzā, Tālajos Austrumos utt.

Diemžēl alternatīvā enerģija nav Krievijas rūpniecības prioritāte. Galvenā problēma ir šādu projektu finansēšana. Dažreiz ogļu un naftas ieguve ir lētāka nekā vēja un saules elektrostaciju celtniecība.

Alternatīvie enerģijas avoti privātmājai

Privātmāju īpašnieki, pateicoties alternatīvo enerģijas avotu izmantošanai, var būtiski samazināt komunālos maksājumus vai pilnībā atteikties no gāzes, elektrības un siltuma piegādātāju pakalpojumiem. Tāpat ir iespējams ne tikai padarīt savu ekonomiku energoneatkarīgu, bet arī pārdot pārpalikumu. Valsts stingri mudina parastos iedzīvotājus izstrādāt un izmantot alternatīvo enerģijas avotu iekārtas. Lai iegūtu siltumu un elektroenerģiju, izmantojot netradicionālos enerģijas avotus, varat izmantot rūpnīcas aprīkojumu vai darīt to pats. Tātad alternatīvā enerģija ļauj:

• pārveidot saules enerģiju elektrībā vai siltumā karstā ūdens un zemas temperatūras apkurei;
• ar īpašu ģeneratoru palīdzību saņemt elektrību, izmantojot vēja spēku;
• izmantojot īpašus sūkņus, lai paņemtu siltumu no zemes, ūdens un gaisa un apsildītu mājas un ražotu elektroenerģiju caur siltuma ģeneratoriem;
• gāzes iegūšana no lauksaimniecības atkritumiem, bioloģiskiem materiāliem un mājdzīvnieku un putnu atkritumiem.

Vislielākā efektivitāte tiek sasniegta, izmantojot vairāku veidu alternatīvos enerģijas avotus.

Saules enerģija kā alternatīvs enerģijas avots

Saules enerģijas izmantošana ļauj iegūt elektrību un karsto ūdeni apkurei un karsto ūdeni, izmantojot saules pusvadītāju paneļus un kolektorus. Gaismas ietekmē uz silīcija elementiem notiek virzīta elektronu kustība (elektriskā strāva). Pieslēdzot pietiekami daudz paneļu, jūs varat iegūt pietiekami daudz elektroenerģijas, lai apmierinātu vienas mājas vajadzības. Tā, piemēram, saules baterija ar platību 1,4 m2, ar labu apgaismojumu, ražo 24 V spriegumu ar jaudu aptuveni 270 vati. Tā kā saule nespīd visu laiku un ar dažādu stiprumu, nav iespējams pieslēgt sadzīves tehniku ​​tieši pie pārveidojošajiem paneļiem. Lai izmantotu elektroenerģiju no saules paneļiem, ir nepieciešama visa sistēma, tostarp:

• akumulators(akumulators) liekās elektroenerģijas uzkrāšanai (lieto tumsā un sliktos laikapstākļos);
• kontrolieris(pēc izvēles, bet ieteicams) ir paredzēts akumulatora uzlādes līmeņa uzraudzībai, lai novērstu pilnīgu izlādi vai pārlādēšanu, kā arī optimizētu saules paneļu darbību;
• invertors, kas pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā un ļauj iegūt 220-230 V spriegumu.

Lai māju vai kotedžu padarītu pilnīgi neatkarīgu no centralizētās barošanas avota, ir nepieciešams uzstādīt lielu skaitu akumulatoru un vairākas baterijas. Tas, protams, nav lēti, bet galu galā atmaksājas salīdzinoši īsā laikā. Paneļu komplekts 1500 W ģenerēšanai dienā, kas ir pietiekami, lai mājā nodrošinātu vasarnīcu vai dažas elektroierīces, maksā apmēram 1000 USD, 4 kW ražošanai - aptuveni 2200 USD, bet 9 kW - 6200 USD. Jūs varat iegādāties nelielu instalāciju un pēc tam papildināt to ar jauniem saules paneļiem, sasniedzot nepieciešamo jaudu.

Alternatīvi elektroenerģijas avoti privātmājai - saules paneļi

Tātad, mēs jau esam apsvēruši, ka saules enerģiju var izmantot, lai ražotu elektroenerģiju (pusvadītāju paneļi) un siltumu apkurei un karstā ūdens apgādei (kolektori). Apskatīsim, kas ir saules paneļi. Saules baterija sastāv no noteikta skaita silīcija fotoelementu (mājsaimniecības modeļi). Šādu paneļu efektivitāte ir 20–24% un salīdzinoši zemas izmaksas. Fotoelementi ir savienoti viens ar otru, un to kontakti tiek izvadīti uz spailēm, kas atrodas uz katra akumulatora slēgtā korpusa. Korpuss ir izgatavots no anodēta alumīnija, un priekšējais panelis ir izgatavots no augstas kvalitātes izturīga stikla un pārklāts ar pretatstarojošu savienojumu.

Saistīts raksts:

Kas tas ir, privātmājas saules paneļu darbības principi un veidi, komplekta izmaksas, atsauksmes, specifikācijas, ekspertu ieteikumi - lasiet publikācijā.

Saules kolektori - cienīgs tradicionālo ūdens sildītāju aizstājējs

Saules siltuma kolektori ļauj uzkrāt 600-800 W/h uz kvadrātmetru un nodrošināt māju ar pietiekami daudz enerģijas apkurei un karstajam ūdenim. Strukturāli kolekcionāri ir sadalīti šādās galvenajās grupās:

• vakuums. Plakanas vai vairāku cauruļu konstrukcijas ar dzesēšanas šķidruma dabisku vai piespiedu cirkulāciju sistēmā. Būtībā tie ir stacionārie kolektori, kas paredzēti sezonas lietošanai;
• gaisa saules sistēmas kuras ir visvienkāršākās un vienkāršākās. Siltums no kolektora apsildāmās virsmas tiek noņemts ar gaisa plūsmu;
• trešajā variantā siltumu no saules kolektoriem var izmantot, lai to pārveidotu elektrībā.

Pēdējais variants nav īpaši populārs parasto patērētāju vidū apkopes sarežģītības un aprīkojuma augsto izmaksu dēļ.

Siltumsūkņi privātmāju apkures sistēmām

Šobrīd māju apkurei un to nodrošināšanai ar karsto ūdeni galvenokārt tiek izmantoti dažāda veida katli - cietā kurināmā, dīzeļdegvielas, gāzes un elektriskie. Salīdzinoši nesen parādījās vēl viena šķidruma sildīšanas metode, izmantojot siltumsūkni, taču līdz šim tā vēl nav saņēmusi diezgan plašu pielietojumu. Dzesēšanas šķidrums, pārvietojoties pa zemē ieklāto estakādi noteiktā dziļumā, uzsilst par vairākiem grādiem un nonāk iztvaicētājā. Turklāt uzkarsētais šķidrums izdala siltumu aukstumaģentam, kas zemā temperatūrā pārvēršas tvaikos un nonāk kompresorā. Kompresorā tas tiek saspiests, kas izraisa spiediena palielināšanos un attiecīgi temperatūras paaugstināšanos.

Saspiestais sakarsētais dzesētājs pārvietojas uz kondensatoru, kur tas atdod siltumu citam dzesēšanas šķidrumam (gaisam, ūdenim vai antifrīzam). Šī procesa rezultātā aukstumaģents tiek atdzesēts un atgriezts šķidrā stāvoklī. Pēc tam šķidrums nonāk iztvaicētājā, un viss cikls tiek atkārtots.

Siltumsūkņa darbības princips

Raksts

Fosilā kurināmā ierobežotās rezerves un globālais vides piesārņojums ir licis cilvēcei meklēt alternatīvus atjaunojamus šādas enerģijas avotus, lai tās pārstrādes radītais kaitējums būtu minimāls par pieņemamām energoresursu ražošanas, pārstrādes un transportēšanas izmaksām.

Mūsdienu tehnoloģijas ļauj izmantot pieejamos alternatīvos energoresursus gan planētas mērogā, gan dzīvokļa vai privātmājas elektrotīklā.

Vardarbīgā dzīvības attīstība vairāku miljardu gadu garumā skaidri pierāda Zemes nodrošinājumu ar enerģijas avotiem. Saules gaisma, iekštelpu siltums un ķīmiskais potenciāls ļauj dzīviem organismiem veikt daudzkārtēju enerģijas apmaiņu, pastāvot vidē, ko rada fizikāli faktori – temperatūra, spiediens, mitrums, ķīmiskais sastāvs.

Vielas un enerģijas cirkulācija dabā

Ekonomiskie kritēriji alternatīviem enerģijas avotiem

Kopš seniem laikiem cilvēks vēja enerģiju izmantojis kā kuģu dzinējspēku, kas ļāva attīstīties tirdzniecībai. Atjaunojamā degviela, kas izgatavota no mirušiem augiem un cilvēku atkritumiem, bija siltuma avots ēdiena gatavošanai un pirmo metālu iegūšanai. Ūdens piliena enerģija darbināja dzirnakmeņus. Tūkstošiem gadu tie ir bijuši galvenie enerģijas veidi, kurus tagad saucam par alternatīviem avotiem.

Attīstoties ģeoloģijai un zemes dzīļu ieguves tehnoloģijām, ir kļuvis ekonomiski izdevīgāk iegūt ogļūdeņražus un tos sadedzināt enerģijas iegūšanai pēc vajadzības, nevis burtiski gaidīt laikapstākļus pie jūras, cerot uz veiksmīgu straumju, vēja virziena un mākoņu sega.

Laika apstākļu nestabilitāte un mainīgums, kā arī fosilā kurināmā dzinēju relatīvais lētums ir piespiedis virzību uz enerģijas izmantošanu no zemes zarnām.

Diagramma, kas parāda fosilo un atjaunojamo enerģijas avotu patēriņa attiecību

Dzīvu organismu asimilēts un pārstrādāts oglekļa dioksīds, kas dzīlēs atrodas miljoniem gadu, degot fosilos ogļūdeņražus, atkal tiek atgriezts atmosfērā, kas ir siltumnīcas efekta un globālās sasilšanas avots. Nākamo paaudžu labklājība un trauslais ekosistēmas līdzsvars liek cilvēcei pārskatīt ekonomiskos rādītājus un izmantošanu alternatīvas enerģijas formas Jo veselība ir visdārgākā lieta.

Populāra kļūst apzināta pēc dabas atjaunojamo alternatīvo enerģijas avotu izmantošana, taču tāpat kā līdz šim dominē ekonomiskās prioritātes. Bet lauku mājā vai lauku mājā alternatīvu elektrības un siltuma avotu izmantošana var būt vienīgais ekonomiski izdevīgais enerģijas iegūšanas variants, ja elektroapgādes līniju ierīkošana, pieslēgšana un uzstādīšana izrādīsies pārāk dārga.

No civilizācijas attālinātas mājas nodrošināšana ar minimāli nepieciešamo elektroenerģijas daudzumu, izmantojot saules paneļus un vēja ģeneratoru

Alternatīvu enerģijas veidu izmantošanas iespējas

Kamēr zinātnieki pēta jaunus virzienus un izstrādā aukstās kodolsintēzes tehnoloģijas, mājas meistari var izmantot šādus alternatīvus enerģijas avotus mājām:

• Saules gaisma;
• Vēja enerģija;
• bioloģiskā gāze;
• temperatūras starpība;

Atbilstoši alternatīvajiem atjaunojamās enerģijas veidiem ir gatavi risinājumi, kas veiksmīgi ieviesti masveida ražošanā. Piemēram, saules paneļus, vēja turbīnas, biogāzes stacijas un dažādas jaudas siltumsūkņus var iegādāties kopā ar piegādi un uzstādīšanu, lai privātmājai būtu savi alternatīvi elektroenerģijas un siltuma avoti.

Komerciāli ražots saules panelis, kas uzstādīts uz privātmājas jumta

Katram atsevišķam gadījumam jābūt savam plānam, kā nodrošināt sadzīves elektroierīces ar alternatīvās elektroenerģijas avotiem atbilstoši vajadzībām un iespējām. Piemēram, lai darbinātu klēpjdatoru, planšetdatoru, uzlādētu tālruni, varat izmantot 12 V avotu un portatīvos adapterus. Ar šo spriegumu ar pietiekamu akumulatora enerģijas daudzumu pietiks, lai apgaismotu.

Saules paneļiem un vēja turbīnām ir jāuzlādē akumulatori apgaismojuma nepastāvības un vēja enerģijas stipruma dēļ. Palielinoties alternatīvo elektroenerģijas avotu jaudai un akumulatoru tilpumam, palielinās autonomā barošanas avota enerģētiskā neatkarība. Ja elektroierīces, kas darbojas no 220 V, ir nepieciešams pieslēgt alternatīvam elektroenerģijas avotam, piesakieties sprieguma pārveidotāji.

Diagramma, kas ilustrē sadzīves elektroierīču barošanu no akumulatoriem, ko lādē vēja ģenerators un saules paneļi

Alternatīvā saules enerģija

Mājās ir gandrīz neiespējami izveidot saules baterijas, tāpēc alternatīvo enerģijas avotu dizaineri izmanto gatavus komponentus, montējot ģenerējošās konstrukcijas, panākot nepieciešamo jaudu. Fotoelementu savienošana virknē palielina iegūtā elektroenerģijas avota izejas spriegumu, un, paralēli savienojot saliktās ķēdes, tiek iegūta lielāka kopējā montāžas strāva.

Fotoelementu savienošanas shēma montāžā

Varat koncentrēties uz saules starojuma enerģijas intensitāti - tas ir aptuveni viens kilovats uz kvadrātmetru. Jāņem vērā arī saules paneļu efektivitāte - šobrīd tā ir aptuveni 14%, taču notiek intensīva attīstība, lai palielinātu saules ģeneratoru efektivitāti. Izejas jauda ir atkarīga no starojuma intensitātes un staru krišanas leņķa.

Jūs varat sākt ar mazumiņu - iegādājieties vienu vai vairākus mazus saules paneļus un iegūstiet alternatīvu elektroenerģijas avotu valstī tādā apjomā, kas nepieciešams viedtālruņa vai klēpjdatora uzlādei, lai piekļūtu globālajam internetam. Mērot strāvu un spriegumu, viņi pēta enerģijas patēriņa apjomu, apsverot iespēju vēl vairāk paplašināt alternatīvo enerģijas avotu izmantošanu.

Papildu saules paneļu uzstādīšana uz mājas jumta

Jāatceras, ka saules gaisma ir arī termiskā (infrasarkanā) starojuma avots, ko var izmantot dzesēšanas šķidruma uzsildīšanai bez turpmākas enerģijas pārvēršanas elektroenerģijā. Šis alternatīvais princips tiek piemērots saules kolektori, kur ar reflektoru palīdzību infrasarkanais starojums tiek koncentrēts un ar dzesēšanas šķidrumu pārnes to uz apkures sistēmu.

Saules kolektors kā daļa no mājas apkures sistēmas

Alternatīvā vēja enerģija

Vienkāršākais veids, kā pašam uzbūvēt vēja turbīnu, ir izmantot automašīnas ģeneratoru. Lai palielinātu alternatīvās elektroenerģijas avota ātrumu un spriegumu (elektroenerģijas ražošanas efektivitāti), jāizmanto pārnesumkārba vai siksnas piedziņa. Visādu tehnoloģisko nianšu skaidrojums ir ārpus šī raksta tvēriena - jāizpēta aerodinamikas principi, lai izprastu gaisa masu plūsmas ātruma pārvēršanas procesu alternatīvā elektroenerģijā.

Sākotnējā posmā, pētot perspektīvas alternatīvās vēja enerģijas atjaunojamos avotus pārveidot elektroenerģijā, jums jāizvēlas vējdzirnavu dizains. Visizplatītākie modeļi ir horizontālās ass dzenskrūve, Savonius rotors un Darrieus turbīna. Trīs lāpstiņu dzenskrūve kā alternatīvās enerģijas avots ir visizplatītākā mājās gatavotā iespēja.

Darier turbīnu šķirnes

Projektējot dzenskrūves lāpstiņas, liela nozīme ir vējdzirnavu griešanās leņķiskajam ātrumam. Ir tā sauktais dzenskrūves lietderības koeficients, kas ir atkarīgs no gaisa plūsmas ātruma, kā arī no lāpstiņu garuma, sekcijas, skaita un uzbrukuma leņķa.

Kopumā šo jēdzienu var saprast šādi - mazā vējā lāpstiņu garums ar visveiksmīgāko uzbrukuma leņķi nebūs pietiekams, lai sasniegtu maksimālu enerģijas ražošanas efektivitāti, bet gan ar daudzkārtēju plūsmas pastiprināšanu un palielināšanu. leņķiskā ātrumā asmeņu malas piedzīvos pārmērīgu pretestību, kas var tās sabojāt.

Vējdzirnavu lāpstiņas kompleksais profils

Tāpēc lāpstiņu garums tiek aprēķināts, pamatojoties uz vidējo vēja ātrumu, vienmērīgi mainot uzbrukuma leņķi attiecībā pret attālumu no dzenskrūves centra. Lai novērstu lāpstiņu lūzumu vētrainā vējā, ģeneratora vadi ir īssavienoti, kas neļauj dzenskrūvei griezties. Aptuveniem aprēķiniem vienu kilovatu alternatīvās elektroenerģijas var ņemt no trīs lāpstiņu dzenskrūves ar diametru 3 metri pie vidējā vēja ātruma 10m/s.

Lai izveidotu optimālu asmens profilu, ir nepieciešama datormodelēšana un CNC iekārta. Mājās amatnieki izmanto improvizētus materiālus un instrumentus, cenšoties pēc iespējas precīzāk atveidot alternatīvo vēja enerģijas avotu rasējumus. Kā materiāli tiek izmantoti koka, metāla, plastmasas u.c.

Pašdarināts vēja turbīnas dzenskrūves no koka un metāla plāksnes

Elektroenerģijas ražošanai var nepietikt ar automašīnu ģeneratora jaudu, tāpēc amatnieki ar savām rokām izgatavo ģenerējošās elektromašīnas vai pārtaisa elektromotorus. Vispopulārākais alternatīvā elektroenerģijas avota dizains ir rotors ar pārmaiņus novietotiem neodīma magnētiem un stators ar tinumiem.

Pašdarināti ģeneratoru rotori
Stators ar tinumiem paštaisītam ģeneratoram

Alternatīvās enerģijas biogāze

Biogāzi kā enerģijas avotu iegūst galvenokārt divos veidos – tas ir pirolīze un organisko vielu anaerobā (bez skābekļa) sadalīšanās. Pirolīzei ir nepieciešams ierobežots skābekļa padeve, lai uzturētu reakcijas temperatūru, savukārt izdalās degošas gāzes: metāns, ūdeņradis, oglekļa monoksīds un citi savienojumi: oglekļa dioksīds, etiķskābe, ūdens, pelnu atliekas. Kā pirolīzes avots vislabāk piemērotas degvielas ar augstu sveķu saturu. Zemāk esošajā video ir redzams vizuāls demonstrējums par degošu gāzu izdalīšanos no koksnes sildot.

Biogāzes sintēzei no organismu atkritumiem tiek izmantotas dažādas konstrukcijas metāna tvertnes. Methanetanku mājās ar savām rokām ir jēga uzstādīt, ja mājsaimniecībā ir vistu kūts, cūku kūts un liellopi. Galvenā izvadgāze ir metāns, bet lielam sērūdeņraža un citu organisko savienojumu piemaisījumu daudzumam ir nepieciešams izmantot attīrīšanas sistēmas, lai novērstu smakas un novērstu degļu aizsērēšanu siltuma ģeneratoros vai dzinēja degvielas ceļu piesārņojumu.

Nepieciešama rūpīga ķīmisko procesu enerģijas izpēte, tehnoloģijas ar pakāpenisku pieredzes kopumu, izejot izmēģinājumu un kļūdu ceļu, lai avota izejā iegūtu pieņemamas kvalitātes degošu bioloģisko gāzi.

Neatkarīgi no izcelsmes, pēc tīrīšanas gāzu maisījumu ievada siltuma ģeneratorā (katlā, plītī, plīts deglī) vai benzīna ģeneratora karburatorā - tādā veidā tiek iegūta pilnvērtīga alternatīva enerģija ar savu. rokas. Ar pietiekamu gāzes ģeneratoru jaudu ir iespējams ne tikai nodrošināt māju ar alternatīvo enerģiju, bet arī nodrošināt mazās ražošanas darbību, kā parādīts video:

Termiskās iekārtas alternatīvās enerģijas taupīšanai un iegūšanai

Siltumsūkņi tiek plaši izmantoti ledusskapjos un gaisa kondicionieros. Tika novērots, ka siltuma pārvietošanai nepieciešams vairākas reizes mazāk enerģijas nekā tā ģenerēšanai. Tāpēc aukstam ūdenim no akas ir termiskais potenciāls attiecībā pret salnu laiku. Pazeminot tekošā ūdens temperatūru no akas vai no neaizsalstoša ezera dzīlēm, siltumsūkņi uzņem siltumu un nodod to apkures sistēmai, vienlaikus panākot ievērojamu elektroenerģijas ietaupījumu.

Enerģijas taupīšana ar siltumsūkni

Cits siltumdzinēja veids ir Stirlinga dzinējs, ko darbina temperatūras starpības enerģija slēgtā cilindru un virzuļu sistēmā, kas novietoti uz kloķvārpstas 90º leņķī. Kloķvārpstas rotāciju var izmantot elektroenerģijas ražošanai. Tīklā ir daudz materiālu no uzticamiem avotiem, kas detalizēti izskaidro Stirlinga dzinēja darbības principu un pat sniedz mājās gatavotu dizainu piemērus, kā parādīts zemāk esošajā videoklipā:

Diemžēl mājas apstākļi neļauj izveidot Stirlinga dzinēju ar enerģijas izvades parametriem, kas ir augstāki nekā jautrai rotaļlietai vai demonstrācijas stendam. Lai iegūtu pieņemamu jaudu un efektivitāti, darba gāzei (ūdeņradim vai hēlijam) jābūt zem augsta spiediena (200 atmosfēras vai vairāk). Līdzīgi siltumdzinēji jau tiek izmantoti saules un ģeotermālajās elektrostacijās, un tos sāk ieviest arī privātajā sektorā.

Stirlinga dzinējs paraboliskā spoguļa fokusā

Lai iegūtu visstabilāko un neatkarīgāko elektrību lauku mājā vai privātmājā, jums būs jāapvieno vairāki alternatīvi enerģijas avoti.

Inovatīvas idejas alternatīvu enerģijas avotu radīšanai

Ne viens vien zinātājs nespēs pilnībā aptvert visu atjaunojamās alternatīvās enerģijas iespēju klāstu. Alternatīvi enerģijas avoti ir pieejami burtiski katrā dzīvā šūnā. Piemēram, hlorellas aļģes jau sen ir zināmas kā olbaltumvielu avots zivju barībā.

Notiek eksperimenti, lai audzētu hlorellu bezsvara stāvoklī, lai nākotnē to izmantotu kā pārtiku astronautiem lielos attālumos kosmosa lidojumos. Tiek pētīts aļģu un citu vienkāršu organismu enerģētiskais potenciāls degošu ogļūdeņražu sintēzei.

Saules gaismas uzkrāšanās rūpnieciskajos uzņēmumos audzētās hlorellas dzīvās šūnās

Jāpatur prātā, ka saules gaismas enerģijas pārveidotājs un akumulators, kas būtu labāks par dzīvas šūnas fluoroplastu, vēl nav izgudrots. Tāpēc potenciālie atjaunojamie alternatīvās elektroenerģijas avoti ir pieejami katrā zaļajā lapā, kas tiek īstenota fotosintēze.

Galvenās grūtības ir organisko materiālu savākšana, izmantojot ķīmiskos un fizikālos procesus, lai no turienes iegūtu enerģiju un pārvērstu to elektrībā. Jau šobrīd lielas lauksaimniecības zemes platības tiek atvēlētas alternatīvās enerģijas kultūru audzēšanai.

Ražas novākšana Miscanthus - enerģētiskā lauksaimniecības kultūra

Atmosfēras elektrība var kalpot kā vēl viens kolosāls alternatīvās enerģijas avots. Zibens enerģija ir milzīga un tai ir postoša ietekme, un aizsardzībai pret tiem tiek izmantoti zibens stieņi.

altGrūtības ierobežot zibens un atmosfēras elektrības enerģētisko potenciālu ir izlādes augstajā spriegumā un strāvā ļoti īsā laikā, kas prasa daudzpakāpju kondensatoru sistēmu izveidi lādiņa uzkrāšanai un pēc tam uzkrātās enerģijas izmantošanai. Labas izredzes ir arī statiskajai atmosfēras elektrībai.

Pie netradicionāliem enerģijas avotiem pieder saules, vēja enerģija, kā arī tā, ko rada cilvēka muskuļu piepūle. Uzziniet sīkāku informāciju tālāk.

Alternatīvie enerģijas avoti ir daudzsološi veidi, kā iegūt, kā arī pārvadīt iegūto elektroenerģiju. Tajā pašā laikā šādi enerģijas avoti ir atjaunojami un rada minimālu kaitējumu videi. Šie enerģijas avoti ietver saules paneļus un saules enerģijas stacijas.

Tos savukārt iedala 3 enerģijas ražošanas veidos, izmantojot:

• fotoelementi;
• saules paneļi;
• Kombinētās iespējas.

Populāra ir spoguļu sistēmu izmantošana, kas uzsilda ūdeni līdz augstām temperatūrām, kā rezultātā veidojas tvaiks, kas, ejot cauri cauruļu sistēmai, griež turbīnu. Vējdzirnavas un vēja parki ģenerē elektroenerģiju, izmantojot vēja enerģiju, kas griež īpašas lāpstiņas, kas savienotas ar ģeneratoriem.

Populāra ir viļņu enerģijas izmantošana, kā arī bēgumi un bēgumi.

Kā liecina eksperimenti, šādas elektrostacijas spēj saražot aptuveni 15 kW, kas ir daudz jaudīgākas par saules un vēja elektrostacijām.

No ģeotermālajiem avotiem karsto ūdeni plaši izmanto elektroenerģijas ražošanai. Interesanti ir izmantot kinētisko enerģiju atsevišķās telpās, piemēram, sporta zālēs, kur simulatoru kustīgās daļas ar stieņu palīdzību ir savienotas ar ģeneratoriem, kas cilvēku kustības rezultātā rada elektrību.

Netradicionālie enerģijas avoti: iegūšanas metodes

Netradicionālie energoapgādes avoti galvenokārt ir elektroenerģijas ražošana, izmantojot vēja, saules gaismas, paisuma un paisuma viļņu enerģiju, kā arī izmantojot ģeotermālos ūdeņus. Bet papildus tam ir arī citi veidi, kā izmantot biomasu un citas metodes.

Proti:

1. Elektrības iegūšana no biomasas.Šī tehnoloģija ietver biogāzes atkritumu ražošanu, kas sastāv no metāna un oglekļa dioksīda. Dažas eksperimentālās iekārtas (Michael's mitrinātājs) apstrādā kūtsmēslus un salmus, kas ļauj iegūt 10–12 m 3 metāna no 1 tonnas materiāla.
2. Elektrības iegūšana termiski. Siltumenerģijas pārvēršana elektroenerģijā, uzsildot dažus savstarpēji savienotus pusvadītājus, kas sastāv no termoelementiem, un atdzesējot citus. Temperatūras starpības rezultātā rodas elektriskā strāva.
3. Ūdeņraža šūna.Šī ir ierīce, kas no parasta ūdens ar elektrolīzi ļauj iegūt diezgan lielu daudzumu ūdeņraža-skābekļa maisījuma. Tajā pašā laikā ūdeņraža iegūšanas izmaksas ir minimālas. Taču šāda elektroenerģijas ražošana vēl ir tikai eksperimenta stadijā.

Cits elektroenerģijas ražošanas veids ir īpaša ierīce, ko sauc par Stirlinga dzinēju. Īpašā cilindra ar virzuli iekšpusē ir gāze vai šķidrums. Ar ārējo apkuri palielinās šķidruma vai gāzes tilpums, virzulis kustas un liek ģeneratoram darboties pēc kārtas. Turklāt gāze vai šķidrums, kas iet cauri cauruļu sistēmai, atdzesē un pārvieto virzuli atpakaļ. Šis ir diezgan aptuvens apraksts, taču tas skaidri parāda, kā šis dzinējs darbojas.

Alternatīvās enerģijas iespējas

Mūsdienu pasaulē dabas resursu siltuma un elektroenerģijas ierobežotības dēļ daži cilvēki izmanto alternatīvus enerģijas avotus. Viens no galvenajiem alternatīvās enerģijas virzieniem ir netradicionālu veidu un avotu meklēšana un izmantošana.

Avoti, ar kuriem var iegūt elektrību:

• ir atjaunojami;
• Var veiksmīgi aizstāt tradicionālās;
• Mēs pastāvīgi uzlabojam, attīstām un pētām.

Lieljaudas pjezoelektrisko turniketu elementu aprīkošana metro un dzelzceļa stacijās ļauj, uzkāpjot uz īpašām plāksnēm, radīt elektrību no cilvēka svara spiediena. Šādas darbības iekārtas ir uzstādītas kā eksperiments dažās pilsētās Ķīnā un Japānā.

Zaļā enerģija ir biogāzes ražošana, ko vēlāk var izmantot jūras aļģu māju apkurei. Konstatēts, ka no 1 ha ūdens virsmas, ko aizņem zaļās aļģes, var iegūt līdz 150 000 m 3 gāzes. Izmantojot snaudošo vulkānu enerģiju, vulkānā tiek iesūknēts ūdens, karstuma un augstas temperatūras ietekmē tas pārvēršas tvaikā, kas pa speciālām caurulēm nonāk turbīnā un to pārvērš. Šobrīd pasaulē ir tikai 2 šādas eksperimentālas instalācijas. Notekūdeņu izmantošana ar īpašu šūnu palīdzību, kas satur īpašas baktērijas, kas oksidē organiskās vielas, noved pie tā, ka ķīmisko procesu laikā rodas elektroni un rezultātā elektrība.

Enerģijas avoti mājās: iespējas

Saistībā ar enerģijas tarifu pieaugumu daudzi cilvēki sāk domāt ne tikai par enerģijas taupīšanu, bet arī par papildu enerģijas avotiem. Daži cilvēki dod priekšroku pašizveidošanai, un daži dod priekšroku jebkuriem gataviem risinājumiem, kas var ietvert noteiktas iespējas.

Proti:

1. Saules paneļu uzstādīšana uz stikla, kam ir augsta caurspīdīgums, lai tos varētu novietot pat daudzstāvu ēkās. Bet tajā pašā laikā to efektivitāte pat saulainā skaidrā laikā nepārsniedz 10%.
2. Lai apgaismotu dažas telpas zonas, tiek izmantotas gaismas diodes un LED lampas uz mazām baterijām, kas savienotas ar saules bateriju. Pietiek ar uzlādi dienas laikā, tātad akumulatoru, lai vakarā iegūtu apgaismojumu.
3. Tradicionālo saules bateriju uzstādīšana, kas ļauj uzlādēt akumulatorus un no tiem, izmantojot invertoru, daļēji darbināt sadzīves tehniku ​​un lampas. Siltajā sezonā iespējams ražot arī karsto ūdeni, uz jumta uzstādot vakuumsūkni un siltuma kolektoru.

Pilsētās dzīvojošajiem iedzīvotājiem, diemžēl, ir ierobežota papildu enerģijas avotu izvēle, atšķirībā no tiem, kas dzīvo lauku mājās. Privātmājā ir daudz vairāk iespēju veikt autonomu barošanas bloku. Un arī izveidot autonomas neatkarīgas apkures sistēmas lauku mājai vai laukos.

Apkure privātmājai: alternatīvie enerģijas avoti

Viens no visizplatītākajiem elektroenerģijas ražošanas veidiem ir vēja dzinējspēks. Pietiek pie lauku mājas novietot augstu mastu ar kustīgām lāpstiņām, kas savienotas ar ģeneratoru, lai saņemtu elektrisko strāvu un uzlādētu akumulatorus.

Siltuma iegūšanai var izmantot siltumsūkņus, kurus lietojot, siltumu var paņemt gandrīz no jebkuras vietas:

• Gaiss;
• Ūdens;
• Zeme.

To darbības princips, tāpat kā ledusskapī, tikai tad, kad gaiss vai ūdens tiek sūknēts caur sūkni, tiek iegūts siltums. Pašdarināts dizains nekādā ziņā nav zemāks par rūpnieciskajiem. Mājās šādas konstrukcijas var izgatavot pats, vienkārši atrodiet rasējumus un uztaisiet vējdzirnavas, lai burtiski no zila gaisa iegūtu lētu elektrību. Ir arī citi veidi un iespējas dabūt elektrību un apkuri privātmājai.

Ir efektīvi izmantot parastu ģeneratoru, it īpaši Krievijas ziemeļu reģionos, jo, ja trūkst saules gaismas, paneļi ir vienkārši bezjēdzīgi.

Tas pats attiecas uz termiskajiem konvektoriem, kas paredzēti ūdens sildīšanai. Siltuma ražošanai ir nedaudz vieglāk izmantot biodegvielas katlu, kur kā kurtuves materiālu izmanto presētas zāģu skaidas, granulas, tajā skaitā salmus un kūdru. Bet šādi biodegvielas katli ir nedaudz dārgāki nekā ar gāzi darbināmi.

Pašreizējā strāva un siltums: alternatīva enerģija mājām

Bezmaksas elektrība dzīvoklim vai privātmājai cilvēkus interesējusi vienmēr, jo pēdējos gados apkures un elektrības tarifi tikai aug. Un, lai ietaupītu naudu, daudzi cilvēki cenšas atrast iespējas bez maksas iegūt siltumu un enerģiju. Lai to izdarītu, viņi veido dažādas sistēmas, tostarp mēģinot izgudrot mūžīgu avotu, un nāk klajā ar neparastiem un jauniem veidiem, kā radīt strāvu un siltumu.

Relatīvā brīvā enerģija (saules paneļu montāža ar savām rokām):

• Ir iespēja iegādāties saules paneļu daļas Ķīnā;
• Savāc visu pats;
• Parasti katram komplektam ir pievienota montāžas shēma.
• Tas viss ļauj neatkarīgi salikt paneli un strāvas ķēdi, jo īpaši dzīvokli vai privātmāju.

Bezdegvielas brīvā enerģija tiek iegūta no elektromagnētiskajiem viļņiem – jebkuras svārstības var pārvērst elektrībā. Tiesa, šādu shēmu efektivitāte ir ļoti maza, taču, tomēr, ar speciāli izgatavotu ierīču palīdzību var uzlādēt telefonus un citu mazo sadzīves tehniku.

Patiesa uzlāde prasīs diezgan ilgu laiku.

Lai radītu siltumu, daži amatnieki izmanto metānu, ko savukārt iegūst no kūtsmēsliem un citiem atkritumiem. Pareizi izveidota sistēma ir labs risinājums siltumenerģijas ražošanai un mājas apkurei, kā arī ēdiena gatavošanai.

Saule un vējš kā alternatīvi enerģijas veidi

Alternatīva gan siltuma, gan elektrības iegūšanai ir aktuāla daudziem cilvēkiem Mazā saules enerģija ir uz silīcija bāzes veidotu saules paneļu izmantošana, saņemtais enerģijas daudzums ir atkarīgs no bateriju skaita, mājas vai citu telpu atrašanās vietas platuma.

Enerģijas iegūšanas tehnoloģija, izmantojot ģeneratorus, ir interesanta, pietiek ar ģeneratora pieslēgšanu uzlādes regulatoram un savienot visu ķēdi ar akumulatoriem, lai jūs varētu iegūt pietiekami daudz enerģijas.

Aktuāla ir īpašu siltumenerģijas termoelektrisko pārveidotāju izmantošana elektroenerģijā, citiem vārdiem sakot, no pusvadītājiem izgatavota termopāra izmantošana. Viena pāra daļa tiek apsildīta, otra atdzesēta, kā rezultātā rodas bezmaksas elektrība, ko var izmantot ikdienā. To var izmantot kā strāvas ģeneratoru bērniem, pietiek ar dinamo pieslēgt šūpoles rotaļu laukumā, lai saņemtu nelielu procentu elektrības, ko var izmantot rotaļu laukuma apgaismošanai.

Bezmaksas elektrība “dari pats” (video)

Ģenerators vai, vienkāršāk sakot, barošanas avota ģenerators ir visizplatītākais elektroenerģijas ražošanas veids. Taču, neskatoties uz to, visā pasaulē ir daudz iespēju ražot elektroenerģiju, izmantojot alternatīvus avotus.

Patēriņa ekoloģija Zinātne un tehnoloģijas: Lai gan lielākā daļa alternatīvās enerģijas jēdzienu nav jauni, tikai pēdējo desmitgažu laikā šis jautājums beidzot ir kļuvis aktuāls. Pateicoties tehnoloģiju un ražošanas uzlabojumiem, vairuma alternatīvās enerģijas veidu izmaksas ir samazinājušās, bet efektivitāte ir palielinājusies.

Pēdējos gados alternatīvā enerģija ir kļuvusi par intensīvas intereses un sīvu diskusiju objektu. Apdraudot klimata pārmaiņas un fakts, ka vidējā globālā temperatūra turpina pieaugt katru gadu, dabiski ir pieaugusi vēlme atrast enerģijas veidus, kas samazinātu atkarību no fosilā kurināmā, oglēm un citiem piesārņojošiem procesiem.

Lai gan lielākā daļa alternatīvās enerģijas jēdzienu nav jauni, tikai pēdējo desmitgažu laikā šis jautājums beidzot ir kļuvis aktuāls. Pateicoties tehnoloģiju un ražošanas uzlabojumiem, vairuma alternatīvās enerģijas veidu izmaksas ir samazinājušās, bet efektivitāte ir palielinājusies. Kas ir alternatīvā enerģija, vienkārši un saprotami izsakoties, un kāda ir iespējamība, ka tā kļūs par galveno?

Acīmredzot joprojām pastāv strīds par to, ko nozīmē "alternatīvā enerģija" un uz ko šī frāze var attiekties. No vienas puses, šo terminu var attiecināt uz enerģijas veidiem, kas neizraisa cilvēces oglekļa pēdas palielināšanos. Tāpēc tas var ietvert kodoliekārtas, hidroelektrostacijas un pat dabasgāzi un "tīras ogles".

No otras puses, šis termins tiek lietots arī, lai apzīmētu to, kas šobrīd tiek uzskatīts par netradicionālām enerģijas metodēm - saules, vēja, ģeotermālo, biomasu un citiem nesenajiem papildinājumiem. Šāda veida klasifikācija neietver tādas enerģijas ieguves metodes kā hidroelektrostacijas, kas pastāv jau vairāk nekā simts gadus un ir diezgan izplatītas dažos pasaules reģionos.

Vēl viens faktors ir tas, ka alternatīvajiem enerģijas avotiem jābūt "tīriem", neradot kaitīgus piesārņotājus. Kā jau minēts, tas visbiežāk nozīmē oglekļa dioksīdu, taču tas var attiekties arī uz citām emisijām - oglekļa monoksīdu, sēra dioksīdu, slāpekļa oksīdu un citiem. Pēc šiem parametriem kodolenerģija netiek uzskatīta par alternatīvu enerģijas avotu, jo tā rada radioaktīvos atkritumus, kas ir ļoti toksiski un ir atbilstoši jāuzglabā.

Tomēr visos gadījumos šis termins tiek lietots, lai apzīmētu enerģijas veidus, kas aizstās fosilo kurināmo un ogles kā dominējošo enerģijas ražošanas veidu nākamajā desmitgadē.

Alternatīvo enerģijas avotu veidi

Stingri sakot, ir daudz alternatīvās enerģijas veidu. Atkal, šeit definīcijas nonāca strupceļā, jo agrāk "alternatīvā enerģija" tika izmantota, lai apzīmētu metodes, kuras netika uzskatītas par būtiskām vai saprātīgām. Bet, ja uztverat definīciju plašā nozīmē, tā ietvers dažus vai visus no šiem punktiem:

Hidroenerģija. Tā ir enerģija, ko rada hidroelektrostaciju aizsprosti, kad krītošs un plūstošs ūdens (upēs, kanālos, ūdenskritumos) iet caur ierīci, kas griež turbīnas un ģenerē elektrību.

Kodolenerģija. Enerģija, kas rodas aizkavētu skaldīšanas reakciju procesā. Urāna stieņi vai citi radioaktīvie elementi uzsilda ūdeni, pārvēršot to tvaikā, un tvaiks pārvērš turbīnas, radot elektrību.

saules enerģija. Enerģija, kas tiek iegūta tieši no Saules; fotoelementi (parasti sastāv no silīcija substrāta, kas sakārtoti lielos blokos) pārvērš saules starus tieši elektroenerģijā. Dažos gadījumos saules gaismas radītais siltums tiek izmantots arī elektroenerģijas ražošanai, to sauc par saules siltumenerģiju.

Vēja enerģija. Gaisa plūsmas radītā enerģija; milzu vēja turbīnas griežas vēja ietekmē un ražo elektrību.

geotermāla enerģija.Šo enerģiju ģenerē siltums un tvaiks, kas rodas ģeoloģiskās darbības rezultātā zemes garozā. Vairumā gadījumu caurules tiek novietotas zemē virs ģeoloģiski aktīvām zonām, izlaižot tvaiku caur turbīnām, tādējādi radot elektroenerģiju.

Paisuma enerģija. Elektrības ražošanai var izmantot arī plūdmaiņu straumes gar piekrasti. Ikdienas plūdmaiņu izmaiņas izraisa ūdens plūsmu caur turbīnām uz priekšu un atpakaļ. Elektroenerģija tiek ražota un nodota sauszemes elektrostacijām.

Biomasa. Tas attiecas uz degvielu, kas iegūta no augiem un bioloģiskiem avotiem – etanola, glikozes, aļģēm, sēnītēm, baktērijām. Tie varētu aizstāt benzīnu kā degvielas avotu.

Ūdeņradis. Enerģija, kas iegūta no procesiem, kuros iesaistīta ūdeņraža gāze. Tie ietver katalītiskos neitralizatorus, kuros ūdens molekulas tiek sadalītas un rekombinētas elektrolīzes laikā; ūdeņraža degvielas šūnas, kurās gāzi izmanto iekšdedzes dzinēja darbināšanai vai apsildāmas turbīnas pagriešanai; vai kodolsintēze, kurā ūdeņraža atomi saplūst kontrolētos apstākļos, atbrīvojot neticami daudz enerģijas.

Alternatīvie un atjaunojamie enerģijas avoti

Daudzos gadījumos arī alternatīvie enerģijas avoti ir atjaunojami. Tomēr termini nav pilnībā aizstājami, jo daudzi alternatīvo enerģijas avotu veidi ir atkarīgi no ierobežotiem resursiem. Piemēram, kodolenerģija balstās uz urānu vai citiem smagiem elementiem, kas vispirms ir jāiegūst.

Tajā pašā laikā vēja, saules, plūdmaiņu, ģeotermālā enerģija un hidroelektrostacija ir atkarīga no avotiem, kas ir pilnībā atjaunojami. Saules stari ir visbagātākais enerģijas avots no visiem, un, lai gan tos ierobežo laikapstākļi un diennakts laiks, tie ir rūpnieciski neizsmeļami. Arī vējš neatkāpjas, pateicoties spiediena izmaiņām mūsu atmosfērā un Zemes rotācijai.

Šobrīd alternatīvā enerģija vēl piedzīvo savu jaunību. Taču šī aina strauji mainās politiskā spiediena procesu, vispasaules vides katastrofu (sausums, bads, plūdi) un atjaunojamās enerģijas tehnoloģiju uzlabojumu ietekmē.

Piemēram, 2015. gadā pasaules vajadzības joprojām galvenokārt nodrošināja ogles (41,3%) un dabasgāze (21,7%). Hidroelektrostacijas un atomenerģija veidoja attiecīgi 16,3% un 10,6%, savukārt "atjaunojamie enerģijas avoti" (saules, vēja, biomasas u.c.) - tikai 5,7%.

Tas ir daudz mainījies kopš 2013. gada, kad naftas, ogļu un dabasgāzes patēriņš pasaulē bija attiecīgi 31,1%, 28,9% un 21,4%. Kodolenerģija un hidroelektrostacija veidoja 4,8% un 2,45%, bet atjaunojamie avoti veidoja tikai 1,2%.

Turklāt ir pieaudzis starptautisko līgumu skaits, lai ierobežotu fosilā kurināmā izmantošanu un alternatīvu enerģijas avotu attīstību. Piemēram, 2009. gadā Eiropas Savienības parakstītā Atjaunojamās enerģijas direktīva, kas nosaka atjaunojamās enerģijas izmantošanas mērķus visām dalībvalstīm līdz 2020. gadam.

Šis nolīgums būtībā paredz, ka ES līdz 2020. gadam apmierinās vismaz 20 % no kopējām enerģijas vajadzībām, izmantojot atjaunojamo enerģiju un vismaz 10 % no transporta degvielas. 2016. gada novembrī Eiropas Komisija pārskatīja šos mērķus un noteica 27% minimālo atjaunojamās enerģijas patēriņu līdz 2030. gadam.

Dažas valstis ir kļuvušas par līderiem alternatīvās enerģijas attīstībā. Piemēram, Dānijā vēja enerģija nodrošina līdz pat 140% no valsts vajadzības pēc elektroenerģijas; pārpalikumi tiek nosūtīti uz kaimiņvalstīm, Vāciju un Zviedriju.

Īslande, pateicoties tās atrašanās vietai Ziemeļatlantijā un aktīvajiem vulkāniem, jau 2012. gadā panāca 100% atkarību no atjaunojamās enerģijas, apvienojot hidroenerģiju un ģeotermālo enerģiju. 2016. gadā Vācija pieņēma politiku, lai pakāpeniski izbeigtu atkarību no naftas un kodolenerģijas.

Alternatīvās enerģijas ilgtermiņa perspektīvas ir ārkārtīgi pozitīvas. Saskaņā ar Starptautiskās Enerģētikas aģentūras (IEA) 2014. gada ziņojumu fotoelementu saules enerģija un saules siltumenerģija līdz 2050. gadam nodrošinās 27% no pasaules pieprasījuma, padarot to par lielāko enerģijas avotu. Iespējams, pateicoties sintēzes attīstībai, fosilā kurināmā avoti līdz 2050. gadam būs bezcerīgi novecojuši. publicēts