Energia alternativa de bricolatge per a la llar: una visió general de les millors ecotecnologies

Tipus i elecció de fonts d'energia

El gas natural es considera el combustible més barat. Però perquè aquest sistema d'alimentació funcioni sense problemes, és necessària la gasificació.

Els generadors que utilitzen gasoil, gasolina, etc. requeriran un contenidor especial per emmagatzemar líquids inflamables amb la necessitat de reposar regularment les seves existències.

Entre els sistemes autònoms que converteixen els tipus naturals d'energia lliure disponibles públicament, els més estesos actualment són:

• Panells semiconductors que converteixen l'energia solar en energia elèctrica - panells solars
• Aerogeneradors alimentats per energia eòlica
• petites centrals hidroelèctriques

En triar un o altre tipus de font d'alimentació per a la vostra casa, cal tenir en compte totes les seves característiques tècniques, pros i contres, les necessitats existents d'electricitat, així com el component econòmic del problema.

A continuació, considerarem amb més detall cadascun dels sistemes energètics independents enumerats pel que fa al seu ús a la pràctica.

Bombes de calor

La calefacció alternativa més versàtil per a una casa privada és la instal·lació de bombes de calor. Funcionen segons el conegut principi d'una nevera, prenent calor d'un cos més fred i cedint-la al sistema de calefacció.

Consisteix en un esquema aparentment complex de tres dispositius: un evaporador, un intercanviador de calor i un compressor. Hi ha moltes opcions per a la implementació de bombes de calor, però les més populars són:

• Aire a aire
• Aire a aigua
• aigua-aigua
• aigua subterrània

Aire a aire

L'opció d'implementació més barata és l'aire-aire. De fet, s'assembla a un sistema dividit clàssic, però, l'electricitat només es gasta per bombejar calor del carrer a la casa i no per escalfar les masses d'aire. Això ajuda a estalviar diners, alhora que s'escalfa perfectament la casa durant tot l'any.

L'eficiència dels sistemes és molt alta. Per 1 kW d'electricitat, podeu obtenir fins a 6-7 kW de calor. Els inversors moderns funcionen molt bé fins i tot a temperatures de -25 graus i per sota.

Aire a aigua

"Aire-aigua" és una de les implementacions més habituals d'una bomba de calor, en la qual una bobina de gran superfície instal·lada en una zona oberta fa el paper d'intercanviador de calor. A més, pot ser bufat per un ventilador, forçant l'aigua a l'interior a refredar-se.

Aquestes instal·lacions es caracteritzen per un cost més democràtic i una instal·lació senzilla.Però només poden treballar amb una alta eficiència a temperatures de +7 a +15 graus. Quan la barra baixa fins a una marca negativa, l'eficiència baixa.

aigua subterrània

La implementació més versàtil d'una bomba de calor és el terra-aigua. No depèn de la zona climàtica, ja que hi ha una capa de terra que no es congela durant tot l'any.

En aquest esquema, les canonades es submergeixen a terra fins a una profunditat on la temperatura es manté al nivell de 7-10 graus durant tot l'any. Els col·lectors es poden situar verticalment i horitzontalment. En el primer cas, s'hauran de perforar diversos pous molt profunds, en el segon cas es col·locarà una bobina a una certa profunditat.

El desavantatge és evident: treballs d'instal·lació complexos que requeriran altes inversions financeres. Abans de decidir aquest pas, hauríeu de calcular els beneficis econòmics. A les zones amb hiverns curts i càlids, val la pena considerar altres opcions per a la calefacció alternativa de les cases privades. Una altra limitació és la necessitat d'una gran àrea lliure, fins a diverses desenes de metres quadrats. m.

aigua-aigua

La implementació d'una bomba de calor aigua-aigua pràcticament no és diferent de l'anterior, però, les canonades col·lectores es col·loquen en aigües subterrànies que no es congelan durant tot l'any, o en un embassament proper. És més barat a causa dels següents avantatges:

• Profunditat màxima de perforació del pou - 15 m
• Podeu sobreviure amb 1-2 bombes submergibles

Calderes de biocombustible

Si no hi ha desig i oportunitat d'equipar un sistema complex que consta de canonades a terra, mòduls solars al sostre, podeu substituir la caldera clàssica per un model que funcioni amb biocombustible. Ells necessiten:

1. Biogàs
2. pellets de palla
3. Grànuls de torba
4. Estelles de fusta, etc.

Es recomana instal·lar aquestes instal·lacions juntament amb les fonts alternatives considerades anteriorment. En situacions en què un dels calefactors no funcioni, es podrà utilitzar el segon.

Principals avantatges

A l'hora de decidir la instal·lació i el posterior funcionament de fonts alternatives d'energia tèrmica, cal respondre a la pregunta: amb quina rapidesa pagaran? Sens dubte, els sistemes considerats tenen avantatges, entre els quals:

• El cost de l'energia produïda és menor que quan s'utilitzen fonts tradicionals
• Alta eficiència

Tanmateix, cal ser conscient dels elevats costos inicials dels materials, que poden arribar a desenes de milers de dòlars. La instal·lació d'aquestes instal·lacions no es pot dir simple, per tant, el treball es confia exclusivament a un equip professional capaç de garantir el resultat.

Resumint

La demanda està adquirint calefacció alternativa per a una casa particular, que es torna més rendible en el context de l'augment dels preus de les fonts tradicionals d'energia tèrmica. Tanmateix, abans de començar a reequipar el sistema de calefacció actual, cal calcular-ho tot tenint en compte cadascuna de les opcions proposades.

Tampoc es recomana abandonar la caldera tradicional. S'ha de deixar i en determinades situacions, quan la calefacció alternativa no compleix les seves funcions, seguirà sent possible escalfar casa i no congelar-se.

Energia solar en electricitat

Els panells solars es van fabricar per primera vegada per a naus espacials.El dispositiu es basa en la capacitat dels fotons per crear un corrent elèctric. Hi ha moltes variacions en el disseny de plaques solars i cada any es milloren. Hi ha dues maneres de fer una bateria solar tu mateix:

Mètode número 1. Compreu fotocèl·lules ja fetes, munteu-ne una cadena i cobreixi l'estructura amb un material transparent

Cal treballar amb extrema precaució, tots els elements són molt fràgils. Cada fotocèl·lula està marcada en Volt-Amps. Calcular el nombre de cèl·lules necessàries per recollir la bateria de la potència requerida no serà molt difícil

La seqüència de treball és la següent:

Calcular el nombre de cèl·lules necessàries per recollir la bateria de la potència requerida no serà molt difícil. La seqüència de treball és la següent:

• per a la fabricació de la caixa es necessita una làmina de fusta contraxapada. Els llistons de fusta estan clavats al llarg del perímetre;
• els forats de ventilació es foren a la làmina de fusta contraxapada;
• a l'interior es col·loca una làmina de tauler de fibra amb una cadena soldada de fotocèl·lules;
• es comprova el rendiment;
• plexiglàs es cargola als rails.

El mètode número 2 requereix coneixements d'enginyeria elèctrica. El circuit elèctric està muntat a partir de díodes D223B. Soldeu-los en files seqüencialment. Col·locat en un estoig cobert amb un material transparent.

Les fotocèl·lules són de dos tipus:

1. Les plaques monocristal·lines tenen una eficiència del 13% i duraran un quart de segle. Funcionen perfectament només en temps assolellat.
2. Els policristalins tenen una eficiència més baixa, la seva vida útil és de només 10 anys, però la potència no baixa quan està ennuvolat. Superfície del panell 10 metres quadrats. m. és capaç de produir 1 kW d'energia. Quan es col·loca al terrat, val la pena tenir en compte el pes total de l'estructura.

Les bateries a punt es col·loquen al costat més assolellat.El panell ha d'estar equipat amb la capacitat d'ajustar la inclinació de l'angle respecte al Sol. La posició vertical s'estableix durant les nevades perquè la bateria no falli.

El panell solar es pot utilitzar amb o sense bateria. Durant el dia, consumiu l'energia de la bateria solar i, a la nit, la bateria. O utilitzeu l'energia solar durant el dia i a la nit, des de la xarxa d'alimentació central.

Energies alternatives pràctiques: tipus

Les fonts d'energia alternatives són una varietat de maneres prometedores d'obtenir, així com de transmetre l'electricitat resultant. Al mateix temps, aquestes fonts d'energia són renovables i provoquen un dany mínim al medi ambient. Aquestes fonts d'energia inclouen plaques solars i estacions solars.

Al seu torn, es divideixen en 3 tipus de producció d'energia utilitzant:

• fotocèl·lules;
• panells solars;
• Opcions combinades.

És popular l'ús de sistemes de miralls, que escalfen l'aigua a altes temperatures, donant lloc a vapor que, passant per un sistema de canonades, fa girar una turbina. Els molins i els parcs eòlics generen electricitat mitjançant l'energia eòlica, que fa girar les pales especials connectades als generadors.

L'ús de l'energia de les ones, així com els fluxos i reflux, és popular.

A partir de fonts geotèrmiques, l'aigua calenta s'utilitza àmpliament per generar electricitat. És interessant utilitzar l'energia cinètica en algunes sales, per exemple, en gimnasos, on les parts mòbils dels simuladors es connecten per mitjà de barres a generadors que, com a conseqüència del moviment de les persones, generen electricitat.

Tecnologies modernes de calefacció

Opcions de calefacció per a una casa privada:

• Sistema de calefacció tradicional. La font de calor és una caldera. L'energia tèrmica es distribueix pel transportador de calor (aigua, aire). Es pot millorar augmentant la transferència de calor de la caldera.
• Equips d'estalvi d'energia que s'utilitzen en noves tecnologies de calefacció. L'electricitat (sistema solar, diversos tipus de calefacció elèctrica i col·lectors solars) actua com a portadora d'energia per a la calefacció de l'habitatge.

Les noves tecnologies en calefacció haurien d'ajudar a resoldre els problemes següents:

• Reducció de cost;
• Respecte pels recursos naturals.

Pis càlid

El sòl d'infrarojos (IR) és una tecnologia de calefacció moderna. El material principal és una pel·lícula inusual. Qualitats positives: flexibilitat, augment de la força, resistència a la humitat, resistència al foc. Es pot col·locar sota qualsevol material de terra. La radiació del sòl d'infrarojos té un bon efecte sobre el benestar, idèntic a l'efecte de la llum solar sobre el cos humà. Els costos en efectiu per col·locar un sòl d'infrarojos són un 30-40% menys que el cost d'instal·lar sòls amb elements de calefacció elèctrics. Estalvi d'energia en utilitzar un sòl de pel·lícula del 15-20%. El panell de control regula la temperatura de cada habitació. Sense soroll, sense olor, sense pols.

Amb el mètode d'aigua per subministrar calor, una canonada de metall i plàstic es troba a la regla del sòl. La temperatura de calefacció està limitada a 40 graus.

Col·lectors solars d'aigua

La tecnologia de calefacció innovadora s'utilitza en llocs amb gran activitat solar. Els col·lectors solars d'aigua es troben en llocs oberts al sol. Normalment aquesta és la teulada de l'edifici. A partir dels raigs del sol, l'aigua s'escalfa i s'envia a l'interior de la casa.

El punt negatiu és la impossibilitat d'utilitzar el col·lector a la nit.No té sentit aplicar-lo en zones de direcció nord. El gran avantatge d'utilitzar aquest principi de generació de calor serà la disponibilitat general d'energia solar. No perjudica la natura. No ocupa espai útil al pati de la casa.

sistemes solars

S'utilitzen bombes de calor. Amb un consum total d'electricitat de 3-5 kW, les bombes bombegen 5-10 vegades més energia de fonts naturals. La font són els recursos naturals. L'energia tèrmica resultant es subministra al refrigerant amb l'ajuda de bombes de calor.

calefacció per infrarojos

Els escalfadors d'infrarojos han trobat aplicació en forma de calefacció primària i secundària a qualsevol habitació. Amb un baix consum d'energia, obtenim una gran transferència de calor. L'aire de l'habitació no s'asseca.

La instal·lació és fàcil de muntar, no calen permisos addicionals per a aquest tipus de calefacció. El secret de l'estalvi és que la calor s'acumula en objectes i parets. Aplicar sistemes de sostre i paret. Tenen una llarga vida útil, més de 20 anys.

Tecnologia de calefacció de sòcols

L'esquema de funcionament de la tecnologia de tancaments per escalfar una habitació s'assembla al funcionament dels escalfadors IR. La paret s'està escalfant. Llavors comença a desfer calor. La calor infraroja és ben tolerada pels humans. Les parets no seran susceptibles a fongs i floridura, ja que sempre estaran seques.

Fàcil d'instal·lar. El subministrament de calor a cada habitació està regulat. A l'estiu, el sistema es pot utilitzar per refredar les parets. El principi de funcionament és el mateix que per a la calefacció.

Sistema de calefacció d'aire

El sistema de calefacció es basa en el principi de la termoregulació.L'aire calent o fred es subministra directament a l'habitació. L'element principal és un forn amb cremador de gas. El gas cremat desprèn calor a l'intercanviador de calor. Des d'allà, l'aire calent entra a l'habitació. No requereix canonades d'aigua, radiadors. Soluciona tres problemes: calefacció, ventilació.

L'avantatge és que la calefacció es pot iniciar gradualment. En aquest cas, la calefacció existent no es veurà afectada.

Acumuladors de calor

El refrigerant s'escalfa a la nit per tal d'estalviar diners en costos d'electricitat. Un dipòsit aïllat tèrmicament, una gran capacitat és una bateria. A la nit s'escalfa, durant el dia hi ha un retorn d'energia tèrmica per a la calefacció.

Ús dels mòduls informàtics i la calor generada per aquests

Per engegar el sistema de calefacció, cal connectar Internet i electricitat. Principi de funcionament: s'utilitza la calor que allibera el processador durant el funcionament.

Utilitzen xips ASIC compactes i econòmics. Diversos centenars de xips es munten en un sol dispositiu. Amb el cost, aquesta instal·lació surt com un ordinador normal.

Opció #1 - Fabricació de panells solars

Els dissenys capaços de captar i convertir l'energia del sol són nombrosos, variats i en constant millora. Per a molts artesans, perfeccionar aquestes estructures útils s'ha convertit en un gran hobby. En exposicions temàtiques, aquests entusiastes mostren de bon grat moltes idees útils.

Per fer panells solars, cal comprar cèl·lules solars monocristal·lines o policristalines, col·locar-les en un marc transparent, que es fixa amb una funda resistent.

La base de la bateria solar són cristalls especials que capten energia.A casa, aquests elements no es poden fer, s'hauran de comprar.

Els cristalls són molt fràgils i s'han de manipular amb cura. Per fer una bateria solar, necessites:

1. Feu un marc per a plaques solars amb un material transparent, com el plexiglàs.
2. Feu un estoig amb una cantonada metàl·lica, fusta contraxapada, etc.
3. Soldeu amb cura els elements cristal·lins al circuit.
4. Col·loqueu les fotocèl·lules al marc.
5. Realitzar el muntatge del cos.

En general, hi ha dos tipus de cèl·lules solars: monocristal·lines i policristalines. Els primers són més duradors i tenen una eficiència al voltant del 13%, mentre que els segons fallen més ràpidament, la seva eficiència és una mica menor, menys del 9%. Tanmateix, les cèl·lules solars d'un sol cristall funcionen bé només amb un flux estable d'energia solar; en un dia ennuvolat, la seva eficiència es torna molt menor. Però els elements policristalins toleren molt millor els capricis del temps.

Aquest vídeo reflecteix els principis bàsics de l'autofabricació d'una bateria solar:

Les bateries fetes es col·loquen, és clar, al costat més assolellat del sostre. En aquest cas, cal preveure la possibilitat d'ajustar la inclinació del panell. Per exemple, durant les nevades, els panells s'han de col·locar gairebé verticalment, en cas contrari, la capa de neu pot interferir amb el funcionament de les bateries o fins i tot danyar-les.

Central hidroelèctrica casolana

Si hi ha un rierol o embassament amb una presa al lloc, una font addicional d'electricitat alternativa serà una central hidroelèctrica feta per si mateix. El dispositiu es basa en una roda d'aigua i la potència dependrà de la velocitat del flux d'aigua. Els materials per a la fabricació d'un generador i una roda es poden extreure d'un cotxe, i es poden trobar restes de cantonada i metall a qualsevol llar.A més, necessitareu un tros de filferro de coure, fusta contraxapada, resina de poliestirè i imants de neodimi.

1. La roda està feta de rodes d'11 polzades. Les fulles estan fetes d'un tub d'acer (tallem el tub longitudinalment en 4 parts). Necessitareu 16 fulles. Els discos s'uneixen amb cargols, la distància entre ells és de 10 polzades. Les fulles estan soldades.
2. El broquet es fa segons l'amplada de la roda. Està fet de ferralla, doblegat a mida i unit mitjançant soldadura. El broquet s'ajusta en alçada. Això regularà el cabal d'aigua.
3. L'eix està soldat.
4. La roda està muntada a l'eix.
5. El bobinatge es fa, les bobines s'aboquen amb resina: l'estator està preparat. Recollim el generador. Una plantilla està feta de fusta contraxapada. Instal·leu imants.
6. El generador està protegit per una ala metàl·lica de les esquitxades d'aigua.
7. La roda, l'eix i els elements de fixació amb broquet estan recoberts de pintura per protegir el metall de la corrosió i el plaer estètic.
8. L'ajust del broquet aconsegueix la màxima potència.

Els dispositius casolans no requereixen grans inversions i produeixen energia gratuïtament. Si combineu diversos tipus de fonts alternatives, aquest pas reduirà significativament els costos energètics. Per muntar la unitat, només necessiteu mans hàbils i un cap clar.

Energia tradicional

Es tracta d'una àmplia capa de sectors consolidats de la indústria tèrmica i elèctrica, que proporciona al voltant del 95% dels consumidors d'energia del món. La generació del recurs té lloc a estacions especials: aquests són els objectes de les centrals tèrmiques, les centrals hidroelèctriques, les centrals nuclears, etc. Treballen amb una base de matèries primeres preparades, durant el processament de la qual es genera energia objectiu. . Hi ha les següents etapes de producció d'energia:

• Producció, preparació i lliurament de matèries primeres a la instal·lació per a la producció d'un o altre tipus d'energia.Aquests poden ser els processos d'extracció i enriquiment de combustible, la combustió de productes derivats del petroli, etc.
• Transferència de matèries primeres a unitats i conjunts que converteixen directament l'energia.
• Els processos de conversió d'energia de primària a secundària. Aquests cicles no estan presents a totes les estacions, però, per exemple, per a la comoditat del lliurament i la posterior distribució d'energia, es poden utilitzar diverses formes, principalment calor i electricitat.
• Manteniment de l'energia transformada acabada, la seva transmissió i distribució.

En l'etapa final, el recurs s'envia als usuaris finals, que poden ser tant sectors de l'economia nacional com propietaris ordinaris.

Fonts d'energia no tradicionals: mètodes d'obtenció

Les fonts no tradicionals de subministrament d'energia són principalment la generació d'electricitat mitjançant el vent, la llum solar, l'energia del maremot i també amb aigües geotèrmiques. Però, a més d'això, hi ha altres maneres d'utilitzar biomassa i altres mètodes.

És a dir:

1. Obtenció d'electricitat a partir de biomassa. Aquesta tecnologia implica la producció de biogàs a partir de residus, que consisteixen en metà i diòxid de carboni. Algunes instal·lacions experimentals (Michael's Humireactor) processen fems i palla, la qual cosa permet obtenir 10-12 m3 de metà a partir d'1 tona de material.
2. Obtenció d'electricitat tèrmicament. Convertir energia tèrmica en electricitat escalfant alguns semiconductors interconnectats formats per termoelements i refredant-ne d'altres. Com a resultat de la diferència de temperatura, es produeix un corrent elèctric.
3. Cèl·lula d'hidrogen.Aquest és un dispositiu que a partir d'aigua normal per electròlisi permet obtenir una quantitat bastant gran de barreja d'hidrogen-oxigen. Al mateix temps, el cost d'obtenció d'hidrogen és mínim. Però aquesta generació d'energia encara només es troba en l'etapa experimental.

Un altre tipus de generació d'electricitat és un dispositiu especial anomenat motor Stirling. Dins d'un cilindre especial amb un pistó hi ha un gas o un líquid. Amb la calefacció externa, el volum de líquid o gas augmenta, el pistó es mou i fa que el generador funcioni al seu torn. A més, el gas o líquid, que passa pel sistema de canonades, es refreda i mou el pistó cap enrere. Aquesta és una descripció bastant aproximada, però deixa clar com funciona aquest motor.

Opció 4: planta de biogàs

Durant el processament anaeròbic de residus orgànics s'allibera l'anomenat biogàs. El resultat és una barreja de gasos formada per metà, diòxid de carboni i sulfur d'hidrogen. El generador de biogàs consta de:

• tanc segellat;
• barrena per barrejar residus orgànics;
• tub de derivació per a la descàrrega de la massa gastada de residus;
• colls per omplir residus i aigua;
• tub per on passa el gas resultant.

Sovint, un dipòsit de processament de residus no es disposa a la superfície, sinó al gruix del sòl. Per evitar les fuites del gas resultant, es fa completament segellat. Al mateix temps, cal recordar que en el procés d'alliberament de biogàs, la pressió al dipòsit augmenta constantment, de manera que el gas s'ha de treure del dipòsit de manera regular. A més del biogàs, com a resultat del processament, s'obté un excel·lent fertilitzant orgànic, útil per al cultiu de plantes.

El dispositiu i les regles de funcionament d'aquest generador de gas estan subjectes a majors requisits de seguretat, ja que el biogàs és perillós d'inhalar i pot explotar. No obstant això, en diversos països del món, per exemple, a la Xina, aquest mètode d'obtenció d'energia està força estès.

El disseny d'un generador de biogàs és molt senzill, però s'ha de tenir certa cura durant el seu funcionament, ja que el biogàs és una substància combustible perillosa per a la salut.

La composició i la quantitat de biogàs obtingut dels residus depèn del substrat. La majoria de gasos s'obtenen utilitzant greix, gra, glicerina tècnica, herba fresca, ensitjat, etc. Normalment, al dipòsit es carrega una barreja de residus animals i vegetals, a la qual s'afegeix una mica d'aigua. A l'estiu, es recomana augmentar la humitat de la massa al 94-96%, i a l'hivern, n'hi ha prou amb un 88-90%. L'aigua subministrada al dipòsit de residus s'ha d'escalfar a 35-40 graus, en cas contrari, els processos de descomposició s'alentiran. Per mantenir-se calent, es munta una capa de material aïllant tèrmic a l'exterior del dipòsit.

Sempre m'ha semblat que les energies alternatives són massa cares pel que fa a la inversió, però vas aconseguir convèncer-me. D'una banda, és difícil muntar manualment els accessoris necessaris (no ho he provat personalment, no puc jutjar). D'altra banda, si tot es pot fer correctament, una font d'energia alternativa es pagarà de totes maneres. Ara l'electricitat costa molts diners. Però, crec que l'energia alternativa només es pot instal·lar en una casa particular, perquè. a la ciutat - serveis de supervisió (no recordo el nom) - no ho miraran amb gaire aprovació - fins i tot poden ser multats.Jo mateix visc a la ciutat i no hi ha manera de provar aquestes coses.

Si combineu tots els tipus de producció d'energia alternativa, potser això reduirà significativament els costos energètics i fins i tot algun dia retornarà la vostra construcció. A jutjar per l'article, no és tan difícil muntar una font d'energia alternativa, però encara requereix algunes habilitats. Si teniu en compte la instal·lació de plaques solars al terrat, i a més d'una turbina eòlica, podeu obtenir una font d'energia gairebé universal en qualsevol clima. I si afegiu biogàs, en general hi haurà bellesa. No obstant això, tots aquests mètodes són bons només per a l'estació càlida (bé, o la tardor, quan hi ha un fort vent), però a l'hivern el sol no és sovint, el vent també. Com ser en aquest cas?