Jak zrobić alternatywną energię własnymi rękami. Produkcja baterii słonecznych

Zasoby węglowodorów na naszej planecie nie są nieograniczone, dlatego alternatywna energia, zasilana odnawialnymi źródłami energii, szybko zyskuje na popularności. Domy wyposażone są w panele słoneczne i wiatraki. Rośnie udział energii wytwarzanej przez elektrownie słoneczne i wiatrowe. W 2010 roku wynosił 5%. To sprawia, że ​​myślisz o zbudowaniu małej elektrowni w domu.

Jak wybrać źródło energii

Istnieje wiele możliwości uzyskania alternatywnej energii elektrycznej, popularnej i niezbyt popularnej. Niektóre z nich nie nadają się do naszych szerokości geograficznych, a niektóre są niebezpieczne.

Pompa ciepła, która pompuje ciepło z gruntu do domu na zasadzie lodówki, jest odpowiednia tylko dla mieszkańców obszarów geotermalnych. Próba zbudowania go na twojej stronie będzie kosztować mieszkańca regionu moskiewskiego w górnej warstwie gleby zamarzniętej na głębokość dwóch metrów. Przemarznięty będzie system korzeniowy drzew i krzewów, które następnie zachorują lub obumrą.

Biogaz nadaje się do produkcji w dużych przedsiębiorstwach, gdzie nie ma problemów z paliwem do bioreaktorów. W sektorze prywatnym korzyści z biogazu są niewielkie, przeciętna działka gospodarstwa domowego nie będzie w stanie wyprodukować wymaganej ilości paliwa. Będzie musiał zostać sprowadzony, co pociągnie za sobą stałe koszty wysyłki. Nie zapominaj, że produkcja biogazu jest wybuchowa i wymaga kontroli nad sprzętem, co jest trudne do przeprowadzenia w domu.

Istnieją bardziej odpowiednie alternatywne źródła energii dla prywatnego domu. Obejmują one:

• energia słoneczna.
• Energia wiatrowa.
• Energia przepływu wody.
• Gaz drzewny otrzymywany z termicznego rozkładu drewna bez dostępu powietrza.

W przeciwieństwie do biogazu nadają się do pracy w domach prywatnych i są bezpieczne przy prawidłowym użytkowaniu.

Ale nie każdy ma strumyk płynący po terenie lub dostęp do dużych ilości drewna, dlatego bardziej sensowne jest rozważenie odnawialnych źródeł energii, które są dostępne wszędzie. Należą do nich światło słoneczne i wiatr.

Istnieją gotowe rozwiązania do samodzielnego przetwarzania energii alternatywnej. Pozwalają jak najefektywniej zamienić ją w energię elektryczną i nadają się do realizacji w prywatnym domu.

Elektrownia słoneczna

Zasilacze rezerwowe oparte na energii słonecznej doskonale nadają się do miejsc, w których występują ciągłe przerwy w dostawie prądu. Ze względu na wysoki koszt ich stosowanie jest niepraktyczne tam, gdzie nie ma problemów z elektrycznością. Elektrownia słoneczna zainstalowana w celu zaoszczędzenia pieniędzy zwróci się dopiero po 8-10 latach. W tym czasie akumulatory ołowiowe staną się bezużyteczne, a ich wymiana będzie wiązała się z dodatkowymi kosztami. Środki wydane na wymianę baterii zwiększą koszt elektrowni i wydłużą okres zwrotu o kolejne 3-5 lat.

Wymagane komponenty i montaż

Panel słoneczny składa się z ogniw fotowoltaicznych, które różnią się kształtem i rozmiarem.

Ogniwa słoneczne są hodowane z krzemu i dzielą się na dwa typy: monokrystaliczne (mono-Si) i polikrystaliczne (poli-Si).

Elementy monokrystaliczne mają wydajność 20% i żywotność do 30 lat. Do ich normalnej pracy potrzebne jest światło słoneczne, które pada na baterie pod odpowiednim kątem. Przy rozproszonym świetle moc takich elementów zmniejsza się trzykrotnie, a nawet najmniejsze zacienienie jednego elementu wyprowadza cały łańcuch z trybu generowania.

Dlatego SES (elektrownie słoneczne) zbudowane na elementach mono-Si potrzebują systemów monitorujących położenie słońca i obracających za nim panele. Panele nie mogą być zanieczyszczone, dlatego są wyposażone w automatyczny system czyszczenia. W małych SPP panele słoneczne są myte ręcznie.

Elektrownie na panelach mono-Si nadają się do regionów o dużej liczbie słonecznych dni w roku. W pochmurną pogodę ich skuteczność jest bliska zeru.

Elementy polikrystaliczne mają swoje zalety i wady. Zalety to niski koszt i wydajna praca w świetle rozproszonym.

Mają więcej wad:

• Niższa wydajność - 12%.
• Krótsza żywotność - do 25 lat.
• Zwiększona degradacja w temperaturach powyżej 55 °C.

Baterie słoneczne Poly-Si są instalowane w obszarach z przewagą pochmurnych dni. Możliwość konwersji światła rozproszonego pozwala na ich montowanie bez systemów autoobracania. Ponadto nie trzeba ich często myć. Ze względu na niski koszt i bezpretensjonalność, polikrystaliczne ogniwa słoneczne są szeroko stosowane w samodzielnie wytwarzanych elektrowniach słonecznych.

Montaż własnej elektrowni słonecznej najlepiej zacząć od doboru komponentów. Jego moc będzie bezpośrednio zależeć od nich. Do produkcji klasycznego SES będziesz potrzebować:

1. Elementy fotowoltaiczne.
2. Magistrala do łączenia elementów.
3. Tafla szkła lub przezroczystego plastiku.
4. Profil aluminiowy.
5. Żywica epoksydowa z utwardzaczem.
6. Przewody o przekroju 4 mm².
7. Tarcza ścienna.
8. Kontroler słoneczny.
9. Falownik 12-220 V.
10. Wyłączniki.
11. Listwy zaciskowe do bezpieczników.
12. Diody Schottky'ego.
13. Akumulator kwasowo-ołowiowy o pojemności co najmniej 150 Ah.
14. Zaciski akumulatora.

Schemat podłączenia komponentów SES:

Musisz zacząć od złożenia panelu słonecznego. Odetnij kawałki opony o długości 7 cm i przylutuj je do ujemnych styków fotokomórki znajdującej się z przodu. Powtórz tę czynność z każdą fotokomórką.

Powstałe „półprodukty” muszą być połączone szeregowo, przylutowując ujemne wyjście jednego elementu do dodatniego drugiego. Ilość fotokomórek w obwodzie (module) musi być taka, aby na jego zaciskach pojawiło się napięcie 14,5 V. W przypadku stosowania ogniw półwoltowych potrzeba ich 29. Aby przy zaciemnieniu jednego elementu w obwodzie nie wystąpił prąd wsteczny, konieczne jest wlutowanie diody Schottky'ego w szczelinę ujemnej szyny każdej fotokomórki.

Bateria słoneczna może być wykonana z jednego modułu, ale jej moc będzie minimalna. Dlatego panele słoneczne są składane z kilku modułów połączonych równolegle.

Odtłuść szkło i ostrożnie przyklej do niego zmontowane moduły. Użyj żywicy epoksydowej jako kleju, nie mętnieje po stwardnieniu i nie zapobiega przedostawaniu się światła do fotokomórek. Nie używaj innych klejów, nawet jeśli wydają się dobre.

Po stwardnieniu żywicy epoksydowej zamontuj szkło w aluminiowej ramie profilu, wstępnie nawiercając w niej otwór na przewody. Przylutuj wyprowadzenia modułu do przewodów i wysuń je. Aby uzyskać szczelność, wypełnij całą konstrukcję żywicą epoksydową.

Utwardzona żywica epoksydowa połączy szkło z ramą i ochroni fotokomórki przed wilgocią i kurzem.

Funkcje instalacji w domu

Zmontowany panel słoneczny można zamontować na dachu, ale najlepszym rozwiązaniem jest zamontowanie go na południowej ścianie domu. Zainstalowany na nim panel będzie wystawiony na działanie promieni słonecznych przez prawie całą dobę.

Zawieś ekran na ścianie i zamocuj sterownik, falownik i listwy zaciskowe z włożonymi w nie bezpiecznikami w osłonie. Włóż przewody do ekranu i połącz zgodnie ze schematem. Należy pamiętać, że podczas ładowania akumulator emituje trujące gazy, dlatego należy go umieścić w dobrze wentylowanym miejscu.

Podczas zasilania oświetlenia wewnętrznego z falownika część energii jest tracona podczas konwersji. Aby nie marnować rezerw z autonomicznego źródła energii, zainstaluj w domu system oświetleniowy zasilany napięciem 12 woltów.

Kolektory słoneczne do ogrzewania

Mówiąc o elektrowniach słonecznych, które zamieniają światło na energię elektryczną, nie można nie wspomnieć o innym typie paneli słonecznych.

Kolektory słoneczne znajdują zastosowanie w instalacjach grzewczych i ciepłej wody użytkowej i są:

• Powietrze.
• Rurowy.
• Próżnia.
• Mieszkanie.

Wewnątrz kolektorów powietrza znajdują się płyty pokryte kompozycją pochłaniającą światło. Ogrzewane są przez słońce i oddają ciepło do powietrza krążącego przez kolektor, które służy do ogrzewania mieszkania.

Blachy faliste służą do zwiększenia powierzchni roboczej w kolektorach powietrznych.

W przypadku kolektorów rurowych są to rurki szklane, pomalowane od wewnątrz czarną farbą. Światło słoneczne uderzające w farbę nagrzewa ją. Ciepło jest następnie przekazywane do wody przepływającej przez rurki.

Kolektory próżniowe to rodzaj rur. W nim kolorowe rurki są wkładane do przezroczystych o dużej średnicy. Pomiędzy nimi jest podciśnienie, które zmniejsza utratę ciepła z dętki.

Najprostsze i najtańsze ze wszystkich są kolektory płaskie. Składają się z płyty, pod którą znajdują się rurki z krążącą wodą, zamknięte od dołu warstwą materiału termoizolacyjnego. Najniższa jest sprawność kolektorów płaskich.

Schemat podłączenia do sieci wodociągowej:

Powietrze z kolektora dostaje się bezpośrednio do domu, a woda najpierw trafia do kotłów, gdzie jest podgrzewana przez elementy grzejne do pożądanej temperatury. Z bojlera ciepła woda doprowadzana jest do kuchni i łazienki, a także służy do ogrzewania.

Jak zrobić generator wiatrowy

Elektrownie słoneczne nie działają w nocy i przy pochmurnej pogodzie, a prąd jest zawsze wymagany. Dlatego projektując alternatywną energię dla domu własnymi rękami, musisz zapewnić w niej generator, który nie jest zależny od słońca.

Do wykorzystania jako drugie źródło energii idealnie nadaje się generator wiatrowy. Można go zmontować nawet ze zużytych części, co znacznie zaoszczędzi Twoje pieniądze.

Lista tego, czego potrzebujesz do montażu wiatraka:

1. Generator z wzbudzeniem magnetycznym z ciężarówki lub ciągnika.
2. Rura o średnicy zewnętrznej 60 mm i długości 7 metrów.
3. Półtora metra rury o średnicy wewnętrznej 60 mm.
4. Stalowa lina.
5. Zszywki i kołki do mocowania kabla.
6. Przewody o przekroju 4 mm².
7. Bieg podwyższający od 1 do 50.
8. Rura PCV o średnicy 200 mm.
9. Piła tarczowa.
10. Dwa złącza EC-5.
11. Kawałek blachy stalowej o grubości 1 mm.
12. Blacha aluminiowa o grubości 0,5 mm.
13. Łożysko na wewnętrzną średnicę masztu.
14. Sprzęgło do łączenia wałów generatora i skrzyni biegów.
15. Rurka na wewnętrzną średnicę łożyska, długość - 60 cm.

Wszystkie te materiały są sprzedawane w sklepie budowlanym i samochodowym. Nowe skrzynie biegów z generatorem są drogie, więc lepiej kupić je na pchlim targu.

Robienie turbiny wiatrowej do domu

Głównym elementem każdego wiatraka są łopaty, dlatego należy je najpierw wykonać.

Użyj tabeli, aby określić rozmiary.

Koło wiatrowe powinno idealnie pasować do mocy generatora, ale ze względu na zbyt duże rozmiary powstałego koła nie zawsze jest to możliwe. Dlatego najczęściej moc ostrzy jest znacznie niższa niż moc generatora. Nie ma w tym nic złego.

Pokrój rurę PVC na kawałki równe długości ostrzy. Zobaczyłem je na pół wzdłuż osi podłużnej. Przerysuj oznaczenia na połówkach rury i wytnij wzdłuż niej ostrza. Odcinaj trójkąty z półfabrykatów. Z blachy stalowej wytnij mocowania na ostrza i wywierć w nich otwory. Weź tarczę do piły tarczowej, wywierć w niej otwory i przykręć ostrza do tarczy za pomocą śrub.

Montaż, instalacja i podłączenie

Wykop dziurę i zabetonuj w niej rurę o średnicy wewnętrznej 60 mm. Weź siedmiometrową rurę i cofając się o 1 metr od krawędzi, zainstaluj na niej wsporniki. Wspawaj łożysko w ten sam koniec rury za pomocą spawania argonem.

Wygnij ramę z blachy stalowej i przyspawaj do niej rurę od dołu, która pasuje do łożyska. Zamontuj skrzynię biegów z generatorem na ramie, łącząc ich wały. Zamontuj 2 ograniczniki kołkowe na dole ramy i na górze masztu. Nie pozwolą na obrót ramy o więcej niż 360 stopni. Zrób wiatrowskaz z blachy aluminiowej i przymocuj go z tyłu ramy. Wywierć otwór na drut u podstawy masztu.

Podłącz przewód do generatora i przeprowadź go przez ramę i maszt. Załóż koło wiatrowe na wałek skrzyni biegów i zamocuj je. Włóż ramę do łożyska i przekręć ją. Powinien się łatwo obracać.

Montaż wiatraka wygląda mniej więcej tak:

1. Ostrza.
2. Dysk okrągły.
3. Reduktor.
4. Sprzęganie.
5. Generator.
6. Wiatrowskaz.
7. Mocowanie wiatrowskazu.
8. Łożysko.
9. Ograniczniki.
10. Maszt.
11. Drut.

Wbij kołki w ziemię tak, aby odległość od masztu do każdego z nich była taka sama. Przywiąż kable do wsporników na maszcie. Aby zainstalować maszt, musisz wezwać dźwig samochodowy. Nie próbuj samodzielnie instalować turbiny wiatrowej! W najlepszym razie rozbijesz wiatrak, w najgorszym sam będziesz cierpiał. Po podniesieniu masztu za pomocą dźwigu samochodowego, wsuń jego podstawę w zabetonowaną wcześniej rurę i poczekaj, aż dźwig opuści go w rurę.

Kabel musi być przywiązany do kołka w stanie naprężonym. Ponadto wszystkie kable muszą być związane tak, aby maszt był ściśle pionowy, bez zniekształceń.

Musisz podłączyć generator wiatrowy do ładowarki przez złącze ST-5. Samo ładowanie jest zainstalowane w panelu ze sprzętem SES i jest podłączone bezpośrednio do akumulatora.

Zawsze odłącz wiatrak od ładowarki podczas burzy, aby uniknąć utraty urządzeń gospodarstwa domowego.

Zakończono montaż elektrowni. Teraz nie pozostaniesz bez prądu, nawet jeśli wyłączysz światło na długi czas. Jednocześnie nie musisz wydawać pieniędzy na paliwo do generatora i czas na jego dostawę. Wszystko będzie działać automatycznie i nie będzie wymagało Twojej interwencji.

Koszt nośników energii stale rośnie. Zmusza to właścicieli prywatnych gospodarstw domowych do poszukiwania alternatywnych źródeł energii dla prywatnego domu. Ktoś nie ma możliwości połączenia się z autostradą ze względu na niedostępną cenę prac instalacyjnych. Wszystko to sprawia, że ​​inżynierowie i rzemieślnicy zwracają się ku naturze i jej unikalnym zasobom. Obecnie stosuje się szereg urządzeń pozwalających na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii. Możesz je zrobić własnymi rękami.

Zastosowanie odpadów biologicznych

Biogaz to rodzaj paliwa klasyfikowany jako przyjazny dla środowiska. Jego zakres jest podobny do gazu ziemnego. Jego produkcja wymaga użycia bakterii beztlenowych. W rzeczywistości jest to produkt ich żywotnej aktywności. Odpady umieszczane są w specjalnym pojemniku. Kiedy biomateriał zaczyna się rozkładać, uwalniane są gazy:

Technologia ta jest aktywnie wykorzystywana w gospodarstwach hodowlanych w Chinach i USA. Aby stale otrzymywać biogaz w domu, musisz mieć dostęp do bezpłatnego źródła obornika lub własnego gospodarstwa. Aby zbudować instalację, będziesz musiał wykonać hermetyczny pojemnik i zamontować świder. Służy do mieszania składników. Inne wymagane komponenty:

1. 1. Szyja. Używany do usuwania odpadów.
2. 2. Rura. Służy do usuwania gazu.
3. 3. Dopasowanie. Umożliwia rozładunek odpadów.

Absolutna szczelność jest nieodzownym warunkiem projektu. Jeśli nie wybierzesz gazu na stałe, będziesz musiał dodatkowo zamontować zawór bezpieczeństwa. Łagodzi nadciśnienie. Jeśli go nie zainstalujesz, konstrukcja oderwie się od dachu. Algorytm działań wygląda następująco:

1. 1. Wybierz miejsce do zamontowania kontenera. Wymiary produktu muszą odpowiadać ilości dostępnych odpadów. Wskazane jest napełnienie zbiornika do 2/3, aby działał wydajnie. Zbiornik wykonany jest z betonu zbrojonego lub metalu. Przy małej wydajności nie musisz polegać na dużej ilości biogazu. Około 100 metrów sześciennych energii trafia do tony odpadów.
2. 2. Aby przyspieszyć żywotną aktywność bakterii, konieczne jest podgrzanie odpadów. W tym celu można zamontować grzałkę lub zamontować wężownicę bezpośrednio pod zbiornikiem. Powinien być podłączony do systemu grzewczego.

NIE PŁAĆ ZA PRĄD! Darmowa energia! Alternatywna energia zrób to sam dla domu

Bakterie beztlenowe żyją w odpadach i stają się aktywne w określonych temperaturach. Urządzenie typu automatycznego włącza ogrzewanie zaraz po przybyciu nowej partii materiału i wyłącza je po osiągnięciu ustawionej temperatury. Wytworzony w ten sposób gaz można zamienić na energię elektryczną za pomocą generatora prądu opalanego gazem.

Energia wiatrowa

W starożytności ludzie wiedzieli, jak wykorzystać energię wiatru do różnych celów. Od tego czasu projekt niewiele się zmienił. To prawda, że ​​zamiast kamienia młyńskiego zastosowano napęd generatora. Zamienia energię uzyskaną w wyniku działania takiej instalacji na energię elektryczną. Rozważając energię, niektórzy właściciele prywatnych domów decydują się na takie instalacje. Do montażu konstrukcji potrzebne będą następujące materiały:

Domowe turbiny wiatrowe można tworzyć według różnych schematów. Najpierw musisz złożyć ramę, zainstalować zespół obrotowy. Za nimi montowane są generatory ostrzy. Z boku zamontowana jest łopata wyposażona w sprzęg sprężynowy. Do ramy przymocowany jest generator ze śmigłem. Następnie należy go umieścić na ramie. Następnie wykonuje się połączenie z zespołem obrotowym i instaluje odbierak prądu. Teraz możesz podłączyć się do generatora i doprowadzić przewody do akumulatora. Liczba łopatek zależy od średnicy śmigła. Istotna jest również ilość wytwarzanej energii elektrycznej.

Alternatywna energia dla prywatnego domu Recenzja wideo

Korzystanie z pompy ciepła

Ten projekt jest złożony. Tutaj alternatywną energię można pozyskać z powietrza, gleby lub wód podziemnych. Zazwyczaj instalacje te są wykorzystywane do ogrzewania pomieszczeń. Alternatywnym źródłem energii dla tego rodzaju mieszkania jest komora chłodnicza o imponujących rozmiarach. Chłodzą otaczającą przestrzeń, przekształcają energię i wytwarzają ciepło. Dają to środowisku. Składnikami systemu są:

Kolektor montowany jest poziomo lub pionowo. Ta ostatnia opcja nie zawsze jest dostępna ze względu na charakterystykę witryny. Wierci się głębokie studnie, po czym obniża się do nich obwód. Przy ustawieniu poziomym obiekt należy zakopać w ziemi na poziomie półtora metra. Jeśli mieszkanie znajduje się w pobliżu zbiornika, konieczne jest ułożenie wymiennika ciepła w wodzie.

Kompresor można wyjąć z klimatyzatora. Aby zrobić kondensator, weź zbiornik o pojemności 120 litrów. Wkłada się do niego miedzianą cewkę. Przepłynie przez nią freon. Jest to również obszar, w którym podgrzewana jest woda z systemu grzewczego.

Do budowy parownika weź plastikową beczkę. Musi mieć objętość co najmniej 130 litrów. Tutaj wstawiana jest dodatkowa cewka. Połącz go z poprzednim za pomocą kompresora. Parownik posiada rurkę. Może być wykonany z fragmentu rury kanalizacyjnej. Ten element jest niezbędny do kontrolowania przepływu wody ze zbiornika.

Opuść parownik do stawu. Opływająca woda rozpoczyna proces parowania freonu. Wchodzi do skraplacza i przekazuje do niego ciepło. Płyn chłodzący przechodzi przez system grzewczy i ogrzewa pomieszczenie. W ten sposób można bez większego wysiłku uzyskać energię z wody „zrób to sam”. W tym przypadku temperatura wody w zbiorniku nie ma znaczenia. Po prostu musi być cały czas obecny.

Alternatywne źródła ciepła

Promieniowanie słoneczne

Panele słoneczne były kiedyś używane do zasilania statków kosmicznych. Taki sprzęt opiera się na zdolności fotonów do generowania prądu elektrycznego. Do tej pory wynaleziono wiele modyfikacji paneli słonecznych. Ich konstrukcja jest co roku ulepszana. Aby zrobić energię słoneczną, możesz skorzystać z dwóch metod.

Zgodnie z pierwszą metodą należy zakupić gotowe fotokomórki, zmontować je w formie łańcuszka i umieścić na wierzchu przezroczysty materiał. Ta praca wymaga najwyższej staranności, ponieważ wszystkie elementy są delikatne. Na powierzchni fotokomórek znajduje się oznaczenie w woltoamperach. Nie ma nic trudnego w obliczeniu wymaganej liczby elementów dla takiego systemu.

Najpierw musisz zrobić ciało. W tym celu pobierany jest arkusz sklejki i na obwodzie przybijane są drewniane listwy. Następnie w sklejce znajdują się otwory wentylacyjne. Wewnątrz umieszczony jest fragment płyty pilśniowej, na której znajduje się przylutowany łańcuch fotokomórek. Następnie sprawdzają, jak dobrze działa projekt. Następnie pleksi przykręcana jest do drewnianych listew.

Druga metoda jest bardziej odpowiednia dla profesjonalistów. Analiza obwodu elektrycznego jest przeprowadzana z diod D223B. Są lutowane w rzędy. Elementy są umieszczone w obudowie, która pokryta jest przezroczystym materiałem. Istnieją dwa rodzaje fotokomórek. Są to modyfikacje mono- i polikrystaliczne. Pierwsza sprawność to 13%. Ich żywotność sięga 25 lat. Mogą pracować bezawaryjnie tylko przy słonecznej pogodzie.

Polikrystaliczne mają niższą wydajność. Ich żywotność również wynosi zaledwie 10 lat, ale zachowują swoją skuteczność nawet przy pochmurnej pogodzie. Na przykład, jeśli panel ma powierzchnię 10 metrów kwadratowych, może generować 1 kW energii. Gotową konstrukcję można umieścić na dachu, znając jej całkowitą wagę.

Gdy baterie są gotowe, połóż je na słonecznej stronie. Ważne jest, że istnieje możliwość regulacji nachylenia kąta w stosunku do promieni słonecznych. Pozycja pionowa jest uzasadniona, jeśli pada śnieg. To ochroni konstrukcję przed awarią. Panele słoneczne są używane z bateriami lub bez. W ciągu dnia bateria będzie zasilana energią słoneczną. W nocy będzie potrzebowała baterii. System można również podłączyć w nocy do centralnej sieci zasilającej.

Energia alternatywna w domu właściwie...

System „SMART HOUSE” Alternatywne źródła energii

Regulując dyszę, możesz osiągnąć maksymalną moc. Takie domowe systemy są dobre, ponieważ nie wiążą się z dużymi inwestycjami. Dostarczają energię za darmo. Łącząc kilka alternatywnych typów konstrukcji, możliwe jest osiągnięcie wymiernej redukcji kosztów energii elektrycznej.

Nie jest tajemnicą, że zasoby, z których dzisiaj korzysta ludzkość, są skończone, ponadto ich dalsze wydobycie i wykorzystanie może doprowadzić nie tylko do katastrofy energetycznej, ale także ekologicznej. Zasoby tradycyjnie wykorzystywane przez ludzkość – węgiel, gaz i ropa – wyczerpią się za kilkadziesiąt lat, a środki należy podjąć teraz, w naszych czasach. Oczywiście możemy mieć nadzieję, że znów znajdziemy jakieś bogate złoża, tak jak to było w pierwszej połowie ubiegłego wieku, ale naukowcy są pewni, że tak duże złoża już nie istnieją. Ale w każdym razie nawet odkrycie nowych złóż tylko opóźni to, co nieuniknione, konieczne jest znalezienie sposobów na wytwarzanie alternatywnej energii i przejście na zasoby odnawialne, takie jak wiatr, słońce, energia geotermalna, energia przepływu wody i inne, i wzdłuż w związku z tym konieczne jest dalsze rozwijanie energooszczędnych technologii.

W tym artykule rozważymy jedne z najbardziej obiecujących, zdaniem współczesnych naukowców, pomysłów, na których zostanie zbudowana energia przyszłości.

stacje słoneczne

Ludzie od dawna zastanawiali się, czy można podgrzać wodę na słońcu, wysuszyć ubrania i ceramikę przed wysłaniem do piekarnika, ale tych metod nie można nazwać skutecznymi. Pierwsze środki techniczne do konwersji energii słonecznej pojawiły się w XVIII wieku. Francuski naukowiec J. Buffon pokazał eksperyment, w którym udało mu się zapalić suche drzewo za pomocą dużego wklęsłego lustra przy dobrej pogodzie z odległości około 70 metrów. Jego rodak, słynny naukowiec A. Lavoisier, wykorzystał soczewki do koncentracji energii słonecznej, a w Anglii stworzyli dwuwypukłe szkło, które skupiając promienie słoneczne, topiło żeliwo w zaledwie kilka minut.

Przyrodnicy przeprowadzili wiele eksperymentów, które dowiodły, że słońce na ziemi jest możliwe. Jednak bateria słoneczna, która przekształca energię słoneczną w energię mechaniczną, pojawiła się stosunkowo niedawno, w 1953 roku. Została stworzona przez naukowców z amerykańskiej Narodowej Agencji Aeronautycznej. Już w 1959 roku po raz pierwszy zastosowano baterię słoneczną do wyposażenia satelity kosmicznego.

Być może nawet wtedy, zdając sobie sprawę, że takie baterie są znacznie wydajniejsze w kosmosie, naukowcy wpadli na pomysł stworzenia kosmicznych stacji słonecznych, ponieważ w ciągu godziny słońce generuje tyle energii, ile cała ludzkość nie zużywa w rok, więc dlaczego z niego nie skorzystać? Jaka będzie energia słoneczna przyszłości?

Z jednej strony wydaje się, że wykorzystanie energii słonecznej jest idealnym rozwiązaniem. Jednak koszt ogromnej kosmicznej stacji słonecznej jest bardzo wysoki, a poza tym będzie droga w eksploatacji. Z czasem, gdy pojawią się nowe technologie dostarczania ładunków w kosmos, a także nowe materiały, realizacja takiego projektu stanie się możliwa, ale na razie możemy używać tylko stosunkowo niewielkich baterii na powierzchni planety. Wielu powie, że to też jest dobre. Tak, jest to możliwe w prywatnym domu, ale do zaopatrzenia w energię odpowiednio dużych miast potrzeba albo dużej ilości paneli słonecznych, albo technologii, która sprawi, że będą bardziej wydajne.

Ekonomiczna strona problemu jest tu również obecna: każdy budżet bardzo ucierpi, jeśli zostanie mu powierzone zadanie przekształcenia całego miasta (lub całego kraju) w panele słoneczne. Wydawałoby się, że można zobowiązać mieszkańców miasta do zapłaty pewnych kwot na doposażenie, ale w tym przypadku będą niezadowoleni, bo gdyby ludzie byli gotowi na takie wydatki, już dawno by to zrobili: każdy ma możliwość zakupu baterii słonecznej.

Jest jeszcze jeden paradoks dotyczący energii słonecznej: koszty produkcji. Bezpośrednia konwersja energii słonecznej na energię elektryczną nie jest najbardziej wydajną rzeczą. Jak dotąd nie znaleziono lepszego sposobu niż wykorzystanie promieni słonecznych do podgrzewania wody, która zamieniając się w parę, obraca prądnicę. W tym przypadku straty energii są minimalne. Ludzkość chce używać „zielonych” paneli słonecznych i stacji słonecznych do oszczędzania zasobów na Ziemi, ale taki projekt wymagałby ogromnej ilości tych samych zasobów i „nie-zielonej” energii. Na przykład we Francji niedawno zbudowano elektrownię słoneczną o powierzchni około dwóch kilometrów kwadratowych. Koszt budowy wyniósł około 110 milionów euro, nie wliczając kosztów operacyjnych. Przy tym wszystkim należy pamiętać, że żywotność takich mechanizmów wynosi około 25 lat.

Wiatr

Z energii wiatru korzystali także ludzie od starożytności, najprostszym przykładem jest żeglarstwo i wiatraki. Wiatraki są nadal w użyciu, zwłaszcza na obszarach o stałych wiatrach, takich jak wybrzeże. Naukowcy nieustannie wysuwają pomysły, jak unowocześnić istniejące urządzenia do przetwarzania energii wiatrowej, jednym z nich są turbiny wiatrowe w postaci szybujących turbin. Dzięki ciągłej rotacji mogły „wisieć” w powietrzu w odległości kilkuset metrów od ziemi, gdzie wiatr jest silny i stały. Pomogłoby to w elektryfikacji obszarów wiejskich, gdzie wykorzystanie standardowych wiatraków nie jest możliwe. Dodatkowo takie szybujące turbiny mogłyby być wyposażone w moduły internetowe, za pomocą których ludzie mieliby dostęp do sieci WWW.

Pływy i fale

Boom na energię słoneczną i wiatrową stopniowo słabnie, a inna energia naturalna przyciągnęła zainteresowanie badaczy. Bardziej obiecujące jest wykorzystanie przypływów i odpływów. Już około stu firm na całym świecie zajmuje się tym problemem, a istnieje kilka projektów, które dowiodły skuteczności tej metody wytwarzania energii elektrycznej. Przewaga nad energią słoneczną polega na tym, że straty podczas przekazywania jednej energii na drugą są minimalne: fala pływowa obraca ogromną turbinę, która generuje prąd.

Projekt Oyster to pomysł zainstalowania na dnie oceanu zaworu na zawiasach, który będzie dostarczał wodę na brzeg, obracając w ten sposób prostą turbinę hydroelektryczną. Tylko jedna taka instalacja mogłaby dostarczać prąd do małej osiedla.

Fale pływowe są już z powodzeniem wykorzystywane w Australii: w mieście Perth zainstalowano zakłady odsalania działające na tego rodzaju energię. Ich praca pozwala zaopatrzyć w świeżą wodę około pół miliona ludzi. Energię naturalną i przemysł można łączyć również w tej gałęzi wytwarzania energii.

Zastosowanie różni się nieco od technologii, do których jesteśmy przyzwyczajeni w elektrowniach wodnych rzecznych. Elektrownie wodne często szkodzą środowisku: sąsiednie terytoria są zalewane, ekosystem jest niszczony, ale elektrownie działające na falach pływowych są pod tym względem znacznie bezpieczniejsze.

ludzka energia

Jednym z najbardziej fantastycznych projektów na naszej liście jest wykorzystanie energii żywych ludzi. Brzmi oszałamiająco, a nawet nieco przerażająco, ale nie wszystko jest takie przerażające. Naukowcy pielęgnują pomysł, jak wykorzystać mechaniczną energię ruchu. Projekty te dotyczą mikroelektroniki i nanotechnologii o niskim zużyciu energii. Choć brzmi to jak utopia, nie ma prawdziwych zmian, ale pomysł jest bardzo interesujący i nie opuszcza umysłów naukowców. Zgadzam się, urządzenia, które podobnie jak zegarki z automatycznym naciągiem będą bardzo wygodne, ładujemy przesuwając palcem po czujniku, albo po prostu zwisając tabletem lub telefonem w torbie podczas chodzenia. Nie mówiąc już o ubraniach, które wypełnione różnymi mikrourządzeniami potrafiły zamienić energię ludzkiego ruchu w elektryczność.

Na przykład w Berkeley, w laboratorium Lawrence'a, naukowcy próbowali zrealizować ideę wykorzystania wirusów do wywierania nacisku na elektryczność. Są też niewielkie mechanizmy napędzane ruchem, ale do tej pory taka technologia nie była wprowadzana na rynek. Tak, globalnego kryzysu energetycznego nie da się rozwiązać w ten sposób: ilu ludzi będzie musiało „handlować”, aby cały zakład działał? Ale jako jeden ze środków stosowanych w połączeniu teoria jest całkiem realna.

Takie technologie będą szczególnie skuteczne w miejscach trudno dostępnych, na stacjach polarnych, w górach i tajdze, wśród podróżników i turystów, którzy nie zawsze mają możliwość naładowania swoich gadżetów, ale utrzymywanie kontaktu jest ważne, zwłaszcza jeśli grupa znajduje się w krytycznej sytuacji. Ile można by zapobiec, gdyby ludzie zawsze mieli niezawodne urządzenie komunikacyjne, które nie opierałoby się na „wtyczce”.

Wodorowe ogniwa paliwowe

Być może każdy właściciel samochodu, patrząc na wskaźnik ilości benzyny zbliżającej się do zera, pomyślał, jak wspaniale byłoby, gdyby samochód jeździł na wodzie. Ale teraz jego atomy zwróciły uwagę naukowców jako rzeczywiste obiekty energii. Faktem jest, że cząsteczki wodoru - najpowszechniejszego gazu we wszechświecie - zawierają ogromną ilość energii. Co więcej, silnik spala ten gaz praktycznie bez produktów ubocznych, czyli otrzymujemy bardzo przyjazne dla środowiska paliwo.

Wodór jest zasilany przez niektóre moduły ISS i promy, ale na Ziemi występuje głównie w postaci związków, takich jak woda. W latach osiemdziesiątych w Rosji rozwijano samoloty wykorzystujące wodór jako paliwo, technologie te zostały nawet wprowadzone w życie, a modele eksperymentalne dowiodły ich skuteczności. Kiedy wodór jest odseparowany, przemieszcza się do specjalnego ogniwa paliwowego, po czym można bezpośrednio wytwarzać energię elektryczną. To nie jest energia przyszłości, to już jest rzeczywistość. Podobne samochody są już produkowane i to w dość dużych partiach. Honda, aby podkreślić wszechstronność źródła energii i samochodu jako całości, przeprowadziła eksperyment, w wyniku którego samochód został podłączony do domowej sieci elektrycznej, ale nie w celu doładowania. Samochód może dostarczać energię do prywatnego domu na kilka dni lub przejechać prawie pięćset kilometrów bez tankowania.

Jedyną wadą takiego źródła energii w tej chwili jest stosunkowo wysoki koszt takich ekologicznych samochodów i oczywiście dość niewielka liczba stacji wodorowych, ale ich budowa jest już planowana w wielu krajach. Na przykład Niemcy już planują zainstalowanie 100 stacji paliw do 2017 roku.

Ciepło ziemi

Istotą energii geotermalnej jest przemiana energii cieplnej w energię elektryczną. W niektórych krajach, w których trudno jest wykorzystać inne branże, jest on dość szeroko stosowany. Na przykład na Filipinach 27% całej energii elektrycznej pochodzi z elektrowni geotermalnych, podczas gdy na Islandii liczba ta wynosi około 30%. Istota tej metody wytwarzania energii jest dość prosta, mechanizm podobny do prostego silnika parowego. Przed rzekomym „jeziorem” magmy konieczne jest wywiercenie studni, przez którą dostarczana jest woda. W kontakcie z gorącą magmą woda natychmiast zamienia się w parę. Wznosi się tam, gdzie obraca turbinę mechaniczną, wytwarzając w ten sposób energię elektryczną.

Przyszłością energii geotermalnej jest znajdowanie dużych „magazynów” magmy. Na przykład we wspomnianej Islandii udało się: w ułamku sekundy gorąca magma zamieniła całą pompowaną wodę w parę o temperaturze około 450 stopni Celsjusza, co jest absolutnym rekordem. Taka para o wysokim ciśnieniu może kilkukrotnie zwiększyć wydajność stacji geotermalnej, co może stać się impulsem do rozwoju energii geotermalnej na całym świecie, zwłaszcza na obszarach nasyconych wulkanami i źródłami termalnymi.

Wykorzystanie odpadów jądrowych

Energia jądrowa kiedyś zrobiła plusk. Tak było, dopóki ludzie nie zdali sobie sprawy z niebezpieczeństwa tego sektora energetycznego. Wypadki są możliwe, nikt nie jest odporny na takie przypadki, ale są one bardzo rzadkie, ale odpady radioaktywne pojawiają się systematycznie i do niedawna naukowcy nie potrafili rozwiązać tego problemu. Faktem jest, że pręty uranowe, tradycyjne „paliwo” elektrowni jądrowych, można wykorzystać tylko w 5%. Po rozpracowaniu tej małej części cała wędka jest wysyłana do „zrzutu”.

Wcześniej stosowano technologię, w której pręty zanurzano w wodzie, co spowalnia neutrony, utrzymując stałą reakcję. Teraz zamiast wody zastosowano płynny sód. Ta wymiana umożliwia nie tylko wykorzystanie całej objętości uranu, ale także przetworzenie dziesiątek tysięcy ton odpadów radioaktywnych.

Oczyszczenie planety z odpadów nuklearnych jest ważne, ale w samej technologii jest jedno „ale”. Uran to surowiec, a jego zasoby na Ziemi są ograniczone. W przypadku, gdy cała planeta zostanie przeniesiona wyłącznie na energię otrzymywaną z elektrowni jądrowych (na przykład w Stanach Zjednoczonych elektrownie jądrowe wytwarzają tylko 20% całej zużytej energii elektrycznej), rezerwy uranu dość szybko się wyczerpią, a to spowoduje ponownie doprowadzić ludzkość do progu kryzysu energetycznego, a więc energetyka jądrowa, choć zmodernizowana, jest tylko środkiem tymczasowym.

paliwo roślinne

Nawet Henry Ford, który stworzył swój „Model T”, spodziewał się, że będzie on już działał na biopaliwach. Jednak w tym czasie odkryto nowe pola naftowe, a zapotrzebowanie na alternatywne źródła energii zniknęło na kilkadziesiąt lat, ale teraz powraca.

W ciągu ostatnich piętnastu lat zużycie paliw roślinnych, takich jak etanol i biodiesel, wzrosło kilkakrotnie. Są wykorzystywane jako niezależne źródła energii oraz jako dodatki do benzyny. Jakiś czas temu nadzieje wiązano ze szczególną kulturą prosa, zwaną „canola”. Jest całkowicie nieodpowiedni do jedzenia dla ludzi lub zwierząt gospodarskich, ale ma wysoką zawartość oleju. Z tego oleju zaczęli produkować „biodiesel”. Ale ta uprawa zajmie zbyt dużo miejsca, jeśli spróbujesz ją wyhodować na tyle, aby zapewnić paliwo przynajmniej części planety.

Teraz naukowcy mówią o wykorzystaniu alg. Ich zawartość oleju wynosi około 50%, dzięki czemu równie łatwo można go wydobyć, a odpady można przerobić na nawozy, na bazie których będą hodowane nowe glony. Pomysł jest uważany za interesujący, ale jego wykonalność nie została jeszcze udowodniona: publikacja udanych eksperymentów w tej dziedzinie nie została jeszcze opublikowana.

Fuzja termojądrowa

Przyszła energia świata, według współczesnych naukowców, jest niemożliwa bez technologii, a to w tej chwili najbardziej obiecujący rozwój, w który inwestuje się już miliardy dolarów.

W energii rozszczepienia jest używana. Jest niebezpieczny, ponieważ istnieje groźba niekontrolowanej reakcji, która zniszczy reaktor i doprowadzi do uwolnienia ogromnej ilości substancji radioaktywnych: być może wszyscy pamiętają wypadek w elektrowni jądrowej w Czarnobylu.

Reakcje fuzji, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystują energię uwalnianą podczas fuzji atomów. W rezultacie, w przeciwieństwie do rozszczepienia atomowego, nie powstają żadne odpady radioaktywne.

Główny problem polega na tym, że w wyniku fuzji termojądrowej powstaje substancja, która ma tak wysoką temperaturę, że może zniszczyć cały reaktor.

Przyszłość to rzeczywistość. A fantazje są tu nie na miejscu, w tej chwili budowa reaktora już się rozpoczęła we Francji. Kilka miliardów dolarów zostało zainwestowanych w pilotażowy projekt finansowany przez wiele krajów, do których oprócz UE należą Chiny i Japonia, USA, Rosja i inne. Początkowo pierwsze eksperymenty planowano rozpocząć już w 2016 r., ale obliczenia wykazały, że budżet był zbyt mały (zamiast 5 miliardów zajęło to 19), a uruchomienie zostało przesunięte o kolejne 9 lat. Być może za kilka lat zobaczymy, do czego zdolna jest energia termojądrowa.

Problemy teraźniejszości i szanse na przyszłość

Nie tylko naukowcy, ale i pisarze science fiction podają wiele pomysłów na wdrożenie technologii przyszłości w energetyce, ale wszyscy zgadzają się, że jak dotąd żadna z proponowanych opcji nie jest w stanie w pełni zaspokoić wszystkich potrzeb naszej cywilizacji. Na przykład, gdyby wszystkie samochody w Stanach Zjednoczonych jeździły na biopaliwo, pola rzepaku musiałyby zajmować powierzchnię równą połowie całego kraju, nie biorąc pod uwagę faktu, że w Stanach nie ma tak wielu gruntów nadających się pod uprawę. Co więcej, jak dotąd wszystkie metody wytwarzania energii alternatywnej są drogie. Być może każdy zwykły mieszkaniec miasta zgadza się, że ważne jest, aby korzystać z przyjaznych dla środowiska, odnawialnych zasobów, ale nie wtedy, gdy w danej chwili mówi się o kosztach takiej zmiany. W tej dziedzinie naukowcy mają jeszcze wiele do zrobienia. Nowe odkrycia, nowe materiały, nowe pomysły - wszystko to pomoże ludzkości skutecznie poradzić sobie z nadciągającym kryzysem zasobów. Planety można rozwiązać tylko za pomocą złożonych środków. W niektórych obszarach wygodniej jest korzystać z wytwarzania energii wiatrowej, gdzieś - paneli słonecznych i tak dalej. Ale być może głównym czynnikiem będzie zmniejszenie zużycia energii w ogóle i tworzenie energooszczędnych technologii. Każda osoba musi zrozumieć, że jest odpowiedzialna za planetę i każdy musi zadać sobie pytanie: „Jaką energię wybieram na przyszłość?” Zanim przejdziemy do innych zasobów, każdy powinien zdać sobie sprawę, że jest to naprawdę konieczne. Tylko dzięki zintegrowanemu podejściu możliwe będzie rozwiązanie problemu zużycia energii.

W środowisku, w którym ceny energii stale rosną, właściciele prywatnych domów częściej myślą o alternatywnych źródłach energii. Niektórzy właściciele domów w ogóle nie mają możliwości podłączenia do sieci ze względu na wysokie koszty prac instalacyjnych. Inżynierowie, a wraz z nimi rzemieślnicy, zwrócili uwagę na to, co sama natura daje ludzkości i stworzyli szereg urządzeń, które można wykorzystać do odnawiania zasobów energii. Film pokaże najlepsze praktyki w działaniu.

generator bioodpadów

Biogaz jest paliwem przyjaznym dla środowiska. Jest używany w taki sam sposób jak gaz ziemny. Technologia produkcji oparta jest na żywotnej aktywności bakterii beztlenowych. Odpady umieszczane są w kontenerze, w procesie rozkładu materiałów biologicznych uwalniane są gazy: metan i siarkowodór z domieszką dwutlenku węgla.

Technologia ta jest aktywnie wykorzystywana w Chinach i na farmach hodowlanych w Ameryce. Aby w domu otrzymywać biogaz w sposób ciągły, trzeba posiadać gospodarstwo rolne lub dostęp do darmowego źródła obornika.

generator bioodpadów

Do budowy takiej instalacji potrzebny będzie szczelny pojemnik z wbudowanym ślimakiem do mieszania, rura wylotowa gazu, wlew do załadunku odpadów oraz złączka do rozładunku odpadów. Projekt musi być doskonale uszczelniony. Jeśli gaz nie jest stale odprowadzany, konieczne będzie zainstalowanie zaworu bezpieczeństwa, aby zmniejszyć nadciśnienie, aby „dach” zbiornika nie zerwał się. Procedura jest następująca.

1. Wybieramy miejsce do ustawienia kontenera. Wybierz rozmiar w oparciu o ilość dostępnych odpadów. Dla efektywnej pracy wskazane jest wypełnienie go o dwie trzecie. Zbiornik może być metalowy lub żelbetowy. Z małego zbiornika nie można uzyskać dużej ilości biogazu. Z tony odpadów powstanie 100 metrów sześciennych gazu.
2. Aby przyspieszyć proces bakterii, wymagane będzie podgrzanie zawartości. Można to zrobić na kilka sposobów: umieścić wężownicę podłączoną do systemu grzewczego pod zbiornikiem lub zainstalować elementy grzejne.
3. Mikroorganizmy beztlenowe znajdują się w samym surowcu, w określonej temperaturze stają się aktywne. Automatyczne urządzenie w kotłach wodnych włączy ogrzewanie, gdy nadejdzie nowy wsad i wyłączy, gdy odpady osiągną zadaną temperaturę.
   Powstały gaz można przekształcić w energię elektryczną za pomocą generatora prądu gazowego.

Rada. Odpady są wykorzystywane jako nawóz kompostowy do grządek ogrodowych.

Energia z wiatru

Nasi przodkowie od dawna nauczyli się wykorzystywać energię wiatru do swoich potrzeb. W zasadzie od tego czasu projekt niewiele się zmienił. Tylko kamień młyński został zastąpiony napędem generatora, który zamienia energię obracających się ostrzy na energię elektryczną.

Do wykonania generatora potrzebne będą następujące części:

• generator. Niektórzy używają silnika z pralki, lekko przekształcając wirnik;
• mnożnik;
• bateria i jej kontroler ładowania;
• transformator napięcia.

generator wiatru

Istnieje wiele schematów domowych turbin wiatrowych. Wszystkie są realizowane na tej samej zasadzie.

1. Rama jest w trakcie montażu.
2. Krętlik jest zainstalowany. Za nim zamontowane są ostrza i generator.
3. Zamontuj łopatę boczną ze sprzęgłem sprężynowym.
4. Generator ze śmigłem jest przymocowany do ramy, następnie jest montowany na ramie.
5. Podłącz i połącz z zespołem obrotowym.
6. Zainstaluj kolektor prądu. Podłącz go do generatora. Przewody prowadzą do akumulatora.

Rada. Liczba łopatek będzie zależeć od średnicy śmigła, a także od ilości wytworzonej energii elektrycznej.

Pompa ciepła

Aby pozyskać energię z głębi ziemi, konieczne będzie zbudowanie dość złożonego urządzenia, które pozwoli na pozyskiwanie alternatywnej energii z wód gruntowych, samej gleby lub z powietrza. Najczęściej takie urządzenia służą do ogrzewania pomieszczeń. W rzeczywistości jest to duża komora chłodnicza, która w momencie ochłodzenia otoczenia zamienia energię i oddaje ją w postaci ciepła o dużym potencjale. Składniki systemu:

1. Kontur zewnętrzny i wewnętrzny z freonem.
2. Parownik.
3. Kompresor.
4. Kondensator.

Schemat działania pompy ciepła

Kolektor można montować pionowo, jeśli powierzchnia obiektu nie pozwala na montaż poziomy. Wierci się kilka głębokich studni i obniża się do nich kontur. Poziomo umieszcza się go w ziemi na głębokość półtora metra. Jeśli dom stoi nad brzegiem zbiornika, wymiennik ciepła układa się w wodzie.
Kompresor można wyjąć z klimatyzatora. Skraplacz wykonany jest ze zbiornika 120 l. Do zbiornika wkładana jest miedziana cewka, przez nią będzie krążył freon, a woda z systemu grzewczego zacznie się nagrzewać.

Parownik wykonany jest z plastikowej beczki o pojemności ponad 130 litrów. Do tego zbiornika wkładana jest kolejna cewka, jej połączenie z poprzednią zostanie przeprowadzone przez sprężarkę. Rura parownika wykonana jest z obramowania rury kanalizacyjnej. Poprzez rurę odgałęźną regulowany jest przepływ wody ze zbiornika.

Parownik opuszcza się do zbiornika. Opływająca go woda powoduje parowanie freonu. Gaz unosi się do skraplacza i oddaje ciepło wodzie otaczającej wężownicę. Płyn chłodzący krąży w systemie grzewczym, ogrzewając pomieszczenie.

Rada. Temperatura wody w zbiorniku nie ma znaczenia, ważna jest tylko jej stała obecność.

Energia słoneczna - na energię elektryczną

Panele słoneczne zostały po raz pierwszy wykonane dla statków kosmicznych. Urządzenie opiera się na zdolności fotonów do wytwarzania prądu elektrycznego. Istnieje wiele wariantów konstrukcji paneli słonecznych i co roku są one ulepszane. Istnieją dwa sposoby samodzielnego wykonania baterii słonecznej:

Metoda numer 1. Kup gotowe fotokomórki, złóż z nich łańcuch i przykryj konstrukcję przezroczystym materiałem. Musisz pracować z najwyższą ostrożnością, wszystkie elementy są bardzo delikatne. Każda fotokomórka jest oznaczona w wolt-amperach. Obliczenie wymaganej liczby ogniw do zebrania baterii o wymaganej mocy nie będzie bardzo trudne. Kolejność prac jest następująca:

• do produkcji obudowy potrzebny jest arkusz sklejki. Na obwodzie przybijane są drewniane listwy;
• w arkuszu sklejki wiercone są otwory wentylacyjne;
• wewnątrz znajduje się arkusz płyty pilśniowej z przylutowanym łańcuchem fotokomórek;
• wydajność jest sprawdzana;
• pleksi jest przykręcana do szyn.

Panele słoneczne

Metoda numer 2 wymaga znajomości elektrotechniki. Obwód elektryczny składa się z diod D223B. Przylutuj je kolejno w rzędach. Umieszczony w etui pokrytym przezroczystym materiałem.

Fotokomórki są dwojakiego rodzaju:

1. Płyty monokrystaliczne mają wydajność 13% i wytrzymają ćwierć wieku. Działają bezbłędnie tylko przy słonecznej pogodzie.
2. Polikrystaliczne mają niższą wydajność, ich żywotność to tylko 10 lat, ale moc nie spada, gdy jest pochmurno. Powierzchnia panelu 10 mkw. m. jest w stanie wyprodukować 1 kW energii. Po umieszczeniu na dachu warto wziąć pod uwagę całkowity ciężar konstrukcji.

Gotowe baterie są umieszczane po najbardziej nasłonecznionej stronie. Panel musi być wyposażony w możliwość regulacji nachylenia kąta względem Słońca. Pozycja pionowa jest ustawiana podczas opadów śniegu, aby bateria nie uległa awarii.

Panel słoneczny może być używany z baterią lub bez. W dzień zużywaj energię z baterii słonecznej, a w nocy - z baterii. Lub korzystaj z energii słonecznej w dzień, a w nocy - z centralnej sieci zasilającej.

Jeśli na terenie znajduje się strumień lub zbiornik z tamą, dodatkowym źródłem alternatywnej energii elektrycznej będzie własna elektrownia wodna. Urządzenie oparte jest na kole wodnym, a moc będzie zależeć od prędkości przepływu wody. Materiały do ​​produkcji generatora i koła można pobrać z samochodu, a skrawki narożnika i metalu można znaleźć w każdym gospodarstwie domowym. Dodatkowo będziesz potrzebować kawałka drutu miedzianego, sklejki, żywicy styropianowej i magnesów neodymowych.

Domowa elektrownia wodna

Kolejność pracy:

1. Koło wykonane jest z 11-calowych kół. Ostrza wykonane są z rury stalowej (tniemy rurę wzdłużnie na 4 części). Potrzebujesz 16 ostrzy. Tarcze są ściągane śrubami, odstęp między nimi wynosi 10 cali. Ostrza są spawane.
2. Dysza jest wykonana zgodnie z szerokością koła. Wykonany jest ze złomu, gięty na wymiar i łączony spawaniem. Dysza jest regulowana na wysokość. To ureguluje przepływ wody.
3. Oś jest spawana.
4. Koło jest zamontowane na osi.
5. Uzwojenie wykonane, cewki zalane żywicą - stojan gotowy. Odbieramy generator. Szablon wykonany ze sklejki. Zainstaluj magnesy.
6. Generator jest chroniony metalowym skrzydłem przed rozpryskami wody.
7. Koło, oś i łączniki z dyszą pokryte są farbą, która chroni metal przed korozją i estetyką.
8. Największą moc osiąga się dzięki regulacji dyszy.

Domowe urządzenia nie wymagają dużych nakładów kapitałowych i produkują energię za darmo. Jeśli połączysz kilka rodzajów alternatywnych źródeł, taki krok znacznie obniży koszty energii. Aby złożyć urządzenie, potrzebujesz tylko zręcznych rąk i czystej głowy.

Alternatywne źródła energii: wideo

Źródła energii dla domu: zdjęcie

Dzisiaj porozmawiamy o autonomicznej elektryczności, co to jest, jak wyposażyć dom w takie źródło energii elektrycznej, jak wybrać optymalne systemy. A co najważniejsze, „czy gra jest warta świeczki”.

Cechy podłączenia do linii energetycznych

Trudno sobie teraz wyobrazić wygodne mieszkanie bez prądu. Dzięki niemu mieszkanie jest oświetlone, ogrzewane, gotowane jedzenie, podgrzewana woda. Ale nie zawsze jest możliwe zasilenie mieszkania energią elektryczną, zwłaszcza jeśli dom znajduje się daleko od miasta.

Wielu właścicieli wiejskich domów i domków letniskowych, zwłaszcza jeśli są z dala od cywilizacji, ma do czynienia z kwestią zaopatrzenia w energię w domu.

Najczęstszym rozwiązaniem jest podłączenie domu do linii energetycznych, ale nie wszędzie są one dostępne lub najbliższa linia znajduje się w przyzwoitej odległości od domu.

W takim przypadku dostarczanie prądu w domu może być bardzo kosztowne. W końcu konieczne będzie skoordynowanie dostaw tego źródła energii z odpowiednimi władzami, opłacenie instalacji podstacji i podpór linii energetycznych, aby doprowadzić je do domu.

A szczególnie nieprzyjemne jest to, że zakupiony sprzęt i za dużo pieniędzy (podstacja, przewody, wsporniki) zostanie przeniesiony na saldo lokalnych sieci energetycznych, czyli będą właścicielem wszystkiego, a właścicielem dom będzie nadal musiał płacić za dostawy energii elektrycznej.

Dlatego dla wielu ta opcja może stać się niepraktyczna, dość kłopotliwa i kosztowna.

Autonomiczne źródła energii elektrycznej

Drugą opcją zaopatrzenia wiejskiego domu w energię elektryczną jest wykorzystanie autonomicznych źródeł zaopatrzenia w energię. Takimi źródłami mogą być wiatr, słońce, woda i materiały palne.

Korzystając z autonomicznego zasilania, właściciel domu staje się całkowicie niezależny w zakresie pozyskiwania energii elektrycznej do konsumpcji.

Nie są wymagane żadne aprobaty, linie elektroenergetyczne itp. Oczywiście pozyskiwanie energii elektrycznej nadal będzie wiązało się z kosztami. A na początkowym etapie będą dość znaczące, ponieważ niezbędny sprzęt kosztuje dużo.

W przyszłości konieczne jest również przeprowadzenie konserwacji wszystkich elementów systemu zaopatrzenia w energię, ale w końcu wszystko się opłaci.

Rozważmy pokrótce najczęstsze autonomiczne źródła energii elektrycznej.

Panele słoneczne

Teraz zyskują coraz większą popularność. Istota takiego źródła jest prosta – istnieją fotokomórki półprzewodnikowe, w których ładunek elektryczny jest generowany, gdy pada na nie światło słoneczne.

Ilość generowanej energii zależy bezpośrednio od powierzchni fotokomórek, dlatego są one gromadzone w panelach.

Panel o powierzchni 1 mkw. zdolny do dostarczenia 100 watów mocy przy napięciu 20-25 V.

Aby w pełni zapewnić domowi energię elektryczną, powierzchnia paneli musi być znaczna.

Pozytywnymi cechami takiego źródła energii elektrycznej jest jego trwałość, pełna przyjazność dla środowiska, bezgłośność.

Panele wymagają minimum konserwacji, a wytwarzana przez nie energia elektryczna jest całkowicie darmowa i niedroga.

Ale są też wady. Aby zapewnić energię elektryczną w wymaganej ilości, powierzchnia paneli może osiągnąć znaczny rozmiar, który nadal wymaga prawidłowego ustawienia.

Ta energia jest niestabilna. W słoneczne dni panele będą pracować z maksymalną wydajnością, ale zdarzają się też pochmurne dni. Dlatego całkowita ilość wytworzonej energii elektrycznej zależy od tego, ile słonecznych dni w roku znajduje się w regionie, w którym znajduje się dom.

Kolejną wadą, i to poważną, jest koszt paneli. Cena za każdy wat wytworzonej energii wynosi teraz około 1,5 USD, czyli tylko za panele, które produkują 1 kW energii elektrycznej, trzeba będzie zapłacić 1,5 tys. Będziesz także musiał kupić resztę sprzętu niezbędnego do działania systemu.

Turbiny wiatrowe

Drugim najpopularniejszym autonomicznym systemem zasilania jest wiatr. Turbiny wiatrowe służą do wytwarzania energii elektrycznej.

W rzeczywistości są to zwykłe generatory, na wirniku których nałożone są łopatki. Z powodu wiatru wirnik obraca się i wytwarzana jest energia elektryczna.

Z pozytywnych cech turbin wiatrowych odnotowuje się raczej kompaktowe wymiary, względną ciszę pracy, przyjazność dla środowiska i trwałość. Istnieje również możliwość samodzielnej produkcji takiego generatora.

Ale system wiatrowy ma więcej wad. Pierwszym z nich jest koszt, generatory wiatrowe nie będą tanie.

Biorąc pod uwagę, że sprawność turbin wiatrowych jest niska, aby w pełni zaopatrzyć dom w energię elektryczną, konieczne będzie zainstalowanie trzech lub więcej turbin wiatrowych o małej mocy lub jednej, ale wystarczająco wydajnej. I w obu przypadkach koszty akwizycji będą znaczne.

Ponownie należy również wziąć pod uwagę warunki klimatyczne. Na obszarach, gdzie średnia roczna prędkość wiatru nie przekracza 8 m/s, nie będzie wskazane stosowanie turbin wiatrowych, ponieważ nie będą one w stanie pracować w optymalnym trybie.

Należy również pamiętać, że w dni całkowitego spokoju można pozostać bez prądu, dlatego lepiej jest zastosować autonomiczny system zasilania wiatrem, jeśli istnieje zapasowe źródło energii elektrycznej.

Agregaty paliwowe

Generatory zasilane paliwami płynnymi lub gazowymi (benzyna, olej napędowy, gaz) mogą stać się zapasowym źródłem energii elektrycznej.

Tutaj wszystko jest proste: instalacja składa się z silnika spalinowego i generatora. Silnik obraca wirnik, a generator wytwarza moc.

Takiego systemu nie można nazwać całkowicie autonomicznym, niemniej jednak potrzebne jest paliwo, którego cena również stale rośnie. Ale jako zapasowe źródło energii elektrycznej takie agregaty prądotwórcze są najbardziej optymalne.

W przypadku, gdy przez kilka dni pogoda była pochmurna lub nie ma wiatru, zawsze można uruchomić agregat prądotwórczy, aby doładować akumulator.

Do zalet agregatów paliwowych należy stała dostępność energii elektrycznej, takie instalacje są stosunkowo tanie, zapewniają dobrą wydajność energetyczną.

Ich wady obejmują zapotrzebowanie na paliwo, które zapewnia stałe koszty. Takie instalacje nie mogą działać przez długi czas, a silniki spalinowe wymagają konserwacji.

Ponadto do korzystania z agregatów prądotwórczych konieczne jest wydzielenie oddzielnego pomieszczenia i zorganizowanie usuwania spalin i oczywiście nie może być mowy o przyjazności dla środowiska.

elektrownie wodne

Przede wszystkim elektrownia wodna jest wykorzystywana jako autonomiczne źródło energii z jednego prostego powodu, nie każdy ma rzekę lub potężny strumień w pobliżu domu.

Istotą działania takiej stacji jest to, że przepływająca woda obraca łopatki turbiny, dzięki czemu generator wytwarza energię elektryczną.

Pozytywne cechy elektrowni wodnych to: stabilny dopływ energii przez całą dobę, ponieważ woda w rzece lub strumieniu nie spowalnia prędkości ruchu. Takie stacje są całkowicie ekologiczne, trwałe i praktycznie nie wymagają konserwacji.

Ich główną wadą jest konieczność instalowania na brzegach rzeki lub w pobliżu strumienia. W takim przypadku prędkość ruchu wody powinna być wysoka.

Elektrownia wodna jest w stanie generować energię nawet przy powolnym ruchu wody, ale w tym przypadku zimą rzeka pokryje się lodem, a stacja nie będzie już mogła być używana.

Duża prędkość wody będzie gwarantem, że rzeka lub strumień nie zamarznie. Drugą wadą jest koszt stacji.

Niemniej jednak koncepcja zapewnienia domu z autonomicznym systemem zasilania energią jest obiecująca i wielu jest nią zainteresowanych.

Powyżej zbadaliśmy główne rodzaje źródeł energii elektrycznej, ale same one nie wystarczą, aby mieć prąd w domu.

Ponadto warto zauważyć, że skuteczność dowolnego systemu autonomicznego zależy od poprawności obliczeń.

Cechy instalacji i działania autonomicznych źródeł

Zanim kupisz i zainstalujesz którykolwiek z systemów, musisz poprawnie wykonać wszystkie niezbędne obliczenia, ponieważ z czasem liczba odbiorców energii elektrycznej w domu może wzrosnąć, na przykład decydujesz się na instalację i należy to wziąć pod uwagę w obliczenia.

Zacznijmy od przykładu Układu Słonecznego.

Solarny autonomiczny system.

Wszystkie obliczenia muszą zaczynać się od obliczeń całkowitego zużycia energii elektrycznej w domu, czyli obliczenia mocy wszystkich odbiorców. Jednak ważne jest, aby je rozdzielić.

Faktem jest, że niektórzy konsumenci energii elektrycznej pracują bez problemów z siecią z prądem stałym i napięciem 12 lub 24 V. Tacy odbiorcy mogą być tymi samymi lampami LED, które lepiej zainstalować zamiast konwencjonalnych żarówek. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie prace należy rozpocząć od wyposażenia domu w oszczędnych odbiorców energii elektrycznej.

Na podstawie całkowitego poboru mocy prądu dokonuje się doboru akumulatorów i falownika. I dopiero potem przystępują do liczenia ilości paneli słonecznych, a także do wyboru sterownika.

Można nie zajmować się obliczaniem powierzchni paneli słonecznych, pojemności baterii i falownika.

Wielu producentów oferuje gotowe zestawy zawierające cały niezbędny sprzęt. Kupując taki zestaw wystarczy znać tylko całkowite zużycie energii elektrycznej.

Ponadto przy wyborze zestawu należy wziąć pod uwagę, że ma on pewną rezerwę mocy, aby cały system nie działał na wartościach granicznych. Całkowity koszt takiego systemu w dużej mierze zależy od jego pojemności.

Podsumowując

Ciekawym rozwiązaniem jest autonomiczna elektryczność w domu. Ale jego koszt jest nadal dość wysoki, więc nie każdy będzie mógł sobie na to pozwolić.

Ale z drugiej strony, przy braku podłączenia do przemysłowych linii energetycznych i dużych odległościach od cywilizacji, nadal lepiej jest wydawać pieniądze na autonomiczne dostawy energii niż rozciągać nową linię. Ale w każdym przypadku decyzję podejmuje sam właściciel domu.