Alternatywna energia dla domu: przegląd niestandardowych źródeł energii

„Zielona energia” przyciąga ludzi po prostu swoimi kosmicznymi perspektywami.Niewyczerpaną energię można całkowicie bezpłatnie pozyskać ze środowiska do obsługi autonomicznej komunikacji. Co więcej, jego zasoby są przywracane codziennie bez interwencji człowieka.

Aby jednak umiejętnie wykorzystać prawdziwe dary natury, trzeba wiedzieć, jak one działają i gdzie są wykorzystywane. Czy sie zgadzasz?

Z naszego artykułu dowiesz się wszystkiego na temat wykorzystania energii alternatywnej w domu. Po zapoznaniu się z dostarczonymi przez nas informacjami możesz wybrać najbardziej odpowiednią opcję wytwarzania ciepła lub energii elektrycznej.

Szczegółowo opisaliśmy instalacje przetwarzające energię słoneczną/wiatrową/wodę/ziemi. Krótko i niezwykle prosto przedstawiliśmy zasadę ich działania. Dostarczone informacje pomogą porównać metody i źródła wytwarzania energii.

Rodzaje alternatywnych źródeł energii

Zakup modeli przemysłowych nowoczesnych urządzeń do pozyskiwania energii cieplnej lub elektrycznej z otoczenia nie jest taki trudny.

Najpopularniejsze opcje takiego sprzętu obejmują:

• panele słoneczne;
• kolektory słoneczne;
• generatory wiatrowe;
• pompy ciepła;
• generatory biogazu.

Nauka nie stoi w miejscu, pojawiają się nowe modele urządzeń do wytwarzania energii alternatywnej. Ważne jest nie tylko wybranie odpowiedniej opcji, ale także jej prawidłowy montaż. Bardzo często nie da się obejść się z tylko jedną jednostką.Można łączyć wykorzystanie różnych zasobów.

Na przykład bateria słoneczna zapewnia więcej energii elektrycznej latem, a generator wiatrowy zapewnia więcej energii elektrycznej zimą. Połączenie tych dwóch urządzeń pozwala zapewnić wystarczającą ilość autonomicznego prądu przez cały rok. W podobny sposób można łączyć także inne urządzenia.

#1: Korzystanie z paneli słonecznych

Elementy te stają się coraz bardziej popularne i coraz bardziej różnorodne. Sprzedawane są zarówno jako gotowe zestawy, jak i jako pojedyncze fotokomórki. Rzemieślnicy-amatorzy, którzy wolą robić wszystko własnymi rękami, chętnie pracują z tymi ostatnimi – jest to stosunkowo proste zadanie.

Do zrobić baterię słoneczną przy indywidualnych parametrach należy zakupić odpowiednią ilość gotowych fotokomórek i wlutować je we wspólny obwód.

Przezroczyste elementy pokrywające powierzchnię roboczą paneli fotowoltaicznych montuje się na szybach wieżowców, ale można je z powodzeniem zastosować także w budownictwie prywatnym

Wyróżnia się ogniwa słoneczne monokrystaliczne i polikrystaliczne. Te pierwsze są bardziej produktywne i trwałe, ale skuteczne tylko wtedy, gdy otrzymają stabilny przepływ energii. Polikryształy mają niższą wydajność i krótszą żywotność, ale mogą dość skutecznie pracować nawet w pochmurnych warunkach.

Ogniwa fotowoltaiczne umieszczone są pod warstwą trwałego, przezroczystego materiału, dzięki czemu mogą pochłaniać energię i nadal pozostać na swoim miejscu. Etui z przezroczystą powierzchnią zewnętrzną wygląda jak metalowa ramka. Służy do mocowania paneli.

Czasami zamiast metalowego korpusu stosuje się drewnianą konstrukcję.Jest to mniej trwała, ale całkiem akceptowalna opcja.

Panele słoneczne instaluje się po najbardziej nasłonecznionej stronie budynku, zwykle na dachu. Istotny jest także dobór odpowiedniego falownika i akumulatorów

Projekt z panelami słonecznymi okazuje się dość nieporęczny, dlatego najczęściej umieszcza się go bezpośrednio na dachu domu. Obudowa zamontowana jest na stojaku, dzięki czemu panel z fotokomórkami można obracać, co umożliwi monitorowanie ruchu słońca i wychwytywanie większej ilości promieni UV w zależności od pory roku.

W przypadku wystąpienia intensywnych opadów panel ustawia się w pozycji pionowej, aby zapobiec uszkodzeniom i ograniczyć ewentualne zanieczyszczenia. Montaż paneli to dopiero pierwszy etap wdrożenia takiego systemu.

Do jego pełnego działania konieczne będzie podłączenie fotokomórek poprzez ładowarkę do układu inwertera fotowoltaicznego.

Aby zgromadzić powstały układ elektryczny, będziesz potrzebować baterie do paneli słonecznych, Na przykład, ŚWIATŁO SŁONECZNE PzS. Takie elementy można instalować pod ziemią, na dość znacznej głębokości - do trzech metrów.

Prawidłowy wybór falownik do paneli fotowoltaicznych i kontroler akumulatora – ważny punkt zapewniający maksymalną wydajność całego systemu. Im lepiej dobrane zostaną wszystkie komponenty, tym lepiej zostaną wykonane specjalne obliczenia i tym mniejsze będą straty energii elektrycznej.

Ciekawy rodzaj paneli słonecznych - elastyczna wersja filmowa, ich warstwa robocza jest nakładana na folię polimerową. Montuje się je na szklanych oknach wieżowców, oczywiście po słonecznej stronie.

Sprawność takich elementów jest nieco niższa od wersji tradycyjnej – tylko 7%. Jednak wygoda ich użytkowania i oszczędność miejsca rekompensują tę wadę.

Urządzenie Betaray zwiększające potencjał przechwyconej energii słonecznej wygląda stylowo i nowocześnie. Można go zainstalować na dziedzińcu prywatnego domu lub na dachu wieżowca

Urządzenie tzw Betaray. To dość duża szklana kula, która niczym soczewka zbiera promienie słoneczne i kieruje je na panel z fotokomórkami. Instalacja może obracać się automatycznie, aby uzyskać maksymalne nasłonecznienie.

W rezultacie można obejść się bez fotokomórek i sprawić, że przepływ światła słonecznego będzie bardziej stabilny. W nocy Betaray jest w stanie absorbować światło księżyca i gwiazd. To niewiele, ale wystarczy, aby zapewnić pełne oświetlenie ulicy. Ogólnie rzecz biorąc, to urządzenie ma imponującą wydajność wynoszącą 35% w przypadku paneli słonecznych.

Przydatne wskazówki dotyczące wyboru, instalacji i obsługi paneli fotowoltaicznych znajdują się tutaj:

#2: Zastosowanie kolektorów słonecznych

To bardziej nowoczesna i produktywna odmiana letniego prysznica. Nawet w najskromniejszej daczy znajduje się beczka wody, która w ciągu dnia nagrzewa się do całkiem przyzwoitego poziomu.

Jeśli zainstalujesz na dachu system wąskich rur, przez które przepływa woda, możesz uzyskać zauważalną ilość ciepła, w pełni zapewniając domowi ciepłą wodę, a nawet całkiem przyzwoite ogrzewanie.

Kolektor słoneczny to system wąskich rurek, przez które krąży ciecz chłodząca.Naturalne procesy konwekcji powodują cyrkulację wody podgrzanej słońcem bez użycia pompy (+)

Działanie tego alternatywnego źródła energii opiera się na zdolności wody i powietrza do cyrkulacji po podgrzaniu. Zbiornik wymiennika ciepła montowany jest wyżej niż rury kolektora. Ogrzana woda unosi się i wpływa do górnej części wężownicy wymiennika ciepła.

Ochładzając się w kontakcie z wodą wodociągową, czynnik chłodzący kolektora słonecznego opada i ponownie przedostaje się do rur, które są nagrzewane przez słońce.

Naturalny obieg wody grzewczej i chłodzącej eliminuje potrzebę stosowania specjalnych pomp lub innego sprzętu elektrycznego.

Najprostszą wersję takiego systemu można wykonać z dostępnych materiałów: rur o różnych średnicach, blachy jako podstawy. Stojak, do którego mocowana jest podstawa, może być wykonany z narożnika lub innych metalowych elementów.

W tej wersji domowego kolektora słonecznego rury są przyspawane do metalowej podstawy, a jako ramę stosuje się grubą deskę.

Zazwyczaj część systemu znajdująca się na zewnątrz jest malowana na czarno, aby zwiększyć jego zdolność do pochłaniania ciepła. Podstawa z rurkami mocowana jest w sposób umożliwiający zmianę kąta jej nachylenia.

Pozostaje tylko zamontować zbiornik wymiennika ciepła, umieścić w nim wężownicę i połączyć elementy systemu ze sobą oraz z instalacją wodną i/lub grzewczą.

Szczegółową technologię wykonania kolektora słonecznego do ogrzewania opisano w Ten artykuł.

Przemysłowe modele kolektorów słonecznych są znacznie bardziej produktywne niż „domowe” i mogą pracować przez cały rok, ale koszt takiego systemu może być dość wysoki

Oczywiście nowoczesne przemysłowe kolektory słoneczne są bardziej złożone i działają wydajniej. Niektóre urządzenia wykorzystują freon jako chłodziwo, co pozwala uzyskać energię cieplną nawet podczas zimnej pogody.

Jednostki przemysłowe mogą być wyposażone w rury próżniowe, blok z fotokomórkami, czujniki temperatury, układ automatycznego sterowania itp. Koszt takiego kolektora może być naprawdę imponujący.

#3: Wykorzystanie energii wiatrowej

Generatory wiatrowe to urządzenia znane od dawna i cieszące się dużym zainteresowaniem wśród miłośników energii przyjaznej dla środowiska. Jest to dość kłopotliwe urządzenie, szczególnie jeśli łopaty wiatraka obracają się w płaszczyźnie poziomej. Dlatego większą popularnością cieszą się wersje z kierownicami pionowymi.

Generatory wiatrowe to dość nieporęczne produkty, które należy instalować na otwartej przestrzeni dobrze wietrzonej przez wiatr. Jedno takie urządzenie może całkowicie pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną prywatnego domu.

Wiatrak umieszczony jest na wysokim i wytrzymałym stojaku. Ruch ostrzy przekazywany jest do generatora, a uzyskana energia magazynowana jest w akumulatorze. Energia elektryczna jest następnie przekazywana do wewnętrznej instalacji elektrycznej domu lub wykorzystywana w inny sposób.

Domowy wiatrak może pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną małego domku letniskowego:

Przemysłowy modele nowoczesnych generatorów wiatrowych zwykle wyposażone w wygodny elektroniczny panel sterowania.

Urządzenia domowej roboty konstruowane są według dość prostych schematów i rysunków. W Internecie można znaleźć wiele opcji różnych typów i typów. Musisz wybrać dogodne miejsce do umieszczenia takiej konstrukcji, gdzie wieje silny wiatr, a urządzenie nie będzie nikomu przeszkadzać. Im wyżej zamontowane są ostrza, tym lepiej.

Mobilna turbina wiatrowa Uprise ma stosunkowo kompaktowe wymiary, po złożeniu można ją transportować po drogach publicznych

Nie tak dawno temu firma Powstanie przedstawił oryginalne opracowanie – turbinę wiatrową zainstalowaną na platformie mobilnej.W razie potrzeby urządzenie można złożyć do kompaktowych rozmiarów, a następnie przewieźć zwykłym SUV-em i zainstalować w innym miejscu.

Moc mobilnej turbiny wiatrowej Uprise wynosi 50 kW. Według ekspertów w dziedzinie energii alternatywnej wystarczy to, aby zapewnić prąd nawet nie największemu prywatnemu domowi, a nawet podzielić się nadmiarem prądu z sąsiadami.

Jeszcze bardziej oryginalną opcją konwersji energii wiatru na kilowaty jest samolot Moc Makani.

Makani Power to samolot, który pozwala unieść zestaw małych turbin wiatrowych na znaczne wysokości i uzyskać maksymalną ilość energii elektrycznej

Jest to wysoce naukowa odmiana latawca, na którym montowane są małe turbiny wiatrowe. Pomysł polega na dostarczeniu generatora do górnych warstw atmosfery, gdzie prędkość przepływu powietrza jest znacznie większa niż w przypadku gruntu. Energia przepływa po linie, która pełni jednocześnie funkcję liny trzymającej „latawiec”.

Ciekawy przegląd naprawy generatorów wiatrowych SF-600-5 (Chiny) pozwala zorientować się w możliwych problemach z urządzeniami klasy ekonomicznej:

Ciekawe pomysły na samodzielne wykonanie wiatraka opisano w artykule - Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami: urządzenie, zasada działania + najlepsze domowe produkty

#4: Ogrzewanie w oparciu o pompy ciepła

Urządzenia te od dawna zajmują honorowe miejsce w rodzinie urządzeń do wytwarzania energii przyjaznej dla środowiska. Pompa ciepła działa w podobny sposób jak lodówka czy klimatyzator, ale w odwrotnej kolejności.

Urządzenia tego typu służą głównie do ogrzewania domu, a także do podgrzewania wody.Chociaż istnieją modele, które latem z powodzeniem radzą sobie z obowiązkami klimatyzatora.

Zasada działania pompy ciepła opiera się na absorpcji energii cieplnej o niskim potencjale w skoncentrowane ciepło o wysokim potencjale. Urządzenia ziemia-woda są trudne w montażu, ale skuteczne

Systemy takie wykorzystują jako źródło ciepła energię powietrza, ciepło gleby i wody. Energia jest wszędzie, ale w tych zasobach ma niski potencjał. Obwód zewnętrzny pompy ciepła zbiera te rozproszone okruchy energii cieplnej i wprowadza je do systemu.

Aby przekształcić energię w stan o wysokim potencjale, stosuje się czynnik chłodniczy, zwykle freon. Pochłania otrzymaną energię, nagrzewa się i wchodzi do sprężarki. Tutaj czynnik chłodniczy jest sprężany i przechodzi przez parownik do wymiennika ciepła wewnętrznego obiegu grzewczego.

Płyn chłodzący pochłania skoncentrowaną energię cieplną, a freon przechodzi przez parownik i powraca do stanu ciekłego. Teraz otrzymuje energię o niskim potencjale, nagrzewa się itp.

W zależności od źródła energii cieplnej, a także rodzaju chłodziwa dobiera się typ pompy ciepła: „ziemia-woda”, "woda woda", "powietrze woda", „powietrze-powietrze” i tak dalej. Za pomocą takiego urządzenia można zrealizować nie tylko tradycyjne ogrzewanie wody, ale także ogrzewanie powietrzem.

Wielu rzemieślników z powodzeniem opanowało niezależną produkcję takiej jednostki, ciekawe opcje opisano w następujących artykułach:

1. Jak zrobić pompę ciepła własnymi rękami ze starej lodówki: rysunki, instrukcje i wskazówki dotyczące montażu
2. Geotermalna pompa ciepła zrób to sam do ogrzewania domu: urządzenie, projekt, samodzielny montaż

Wydobycie ciepła z gruntu nie jest zadaniem najłatwiejszym, gdyż będzie wymagało dużej działki i rozległych prac ziemnych. Rury obwodu zewnętrznego układane są w rowach i zasypywane ziemią. Jest oczywiste, że korzystanie z tej witryny będzie w przyszłości ograniczone.

Zewnętrzną pompę ciepła powietrze-woda wystarczy zainstalować w odpowiednim miejscu, ale takie urządzenie może nie być zbyt skuteczne przy niskich temperaturach zewnętrznych

Ale w ten sposób można zapewnić stabilną temperaturę płynu chłodzącego w obwodzie zewnętrznym, co jest ważnym warunkiem pomyślnej pracy pompy ciepła. Jest to bardzo wygodne, jeśli w pobliżu domu znajduje się staw, obwód zewnętrzny można bez problemu zanurzyć w wodzie. Alternatywą dla zbiornika jest studnia wodna.

Do wydobywania ciepła z powietrza nie stosuje się rur z płynnym chłodziwem, ale mocne wentylatory, które pompują powietrze do wymiennika ciepła. Temperatura powietrza na zewnątrz nie jest tak stała jak w przypadku opcji z wodą lub ziemią, ale wybór miejsca ustawienia urządzenia i wykonanie instalacji jest znacznie łatwiejsze.

Niestety takie urządzenia są nieskuteczne w regionach północnych, ponieważ ogrzewanie nie jest możliwe nawet przy temperaturze zewnętrznej -20 stopni. Problem rozwiązuje się poprzez połączenie dwóch różnych systemów grzewczych.

#4: Biogaz w pracy komunikacyjnej

Kolejnym interesującym źródłem energii cieplnej są odpady. Podczas przetwarzania odpadów za pomocą bakterii beztlenowych uwalniane są takie substancje, jak metan, siarkowodór, dwutlenek węgla i pewna ilość zanieczyszczeń.

Ta mieszanina gazów nazywana jest biogazem i może być również uważana za nowoczesne alternatywne źródło energii.

Do przetwarzania w biogeneratorze zwykle stosuje się mieszaninę odpadów roślinnych i zwierzęcych z wodą. Wilgotność masy powinna wynosić 88-96% w zależności od pory roku

Oczywiście ta łatwopalna substancja nie jest pozyskiwana z zawartości ścieków. W tym celu wykorzystuje się odpady organiczne pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego. Umieszczone są w specjalnym pojemniku, bardzo trwałym i zawsze szczelnym. Ładowane są tam również kultury bakteryjne.

Wewnątrz urządzenia zamontowany jest ślimak służący do mieszania masy biologicznej. Zwiększy to szybkość reakcji i sprawi, że generator będzie bardziej wydajny.

Masę przeznaczoną do obróbki rozcieńcza się wodą, którą należy podgrzać do temperatury około 40°C.Latem należy dodać więcej wody, natomiast zimą wilgotność biomasy może wynosić około 90%.

Aby utrzymać temperaturę komfortową dla życia mikroorganizmów, zbiornik biogeneratora pokryty jest materiałami termoizolacyjnymi. Wszystkie materiały wyjściowe ładuje się przez szyjkę, która następnie jest szczelnie zamknięta. Biogaz gromadzi się w górnej części urządzenia i jest z niego usuwany specjalną rurą.

Dla wygody, oszczędności miejsca i bezpieczeństwa biogazownie umieszcza się pod ziemią, dystrybucja gazu odbywa się poprzez syfon wodny, konieczne jest zapewnienie ogrzewania biomasy (+)

Odpady poddane recyklingowi wyładowywane są osobną rurą i stanowią cenny nawóz, który można wykorzystać na terenie budowy. Ważnym punktem przy samodzielnym tworzeniu biogeneratora jest bezpieczeństwo. Ponieważ gaz stale gromadzi się w pojemniku, ciśnienie w nim stale rośnie.

Proces samodzielnego tworzenia biogeneratora z metalowej beczki opisano w tym filmie:

Jeśli proces ten nie będzie kontrolowany, urządzenie może po prostu eksplodować. Uważa się, że bezpieczniejsze jest umieszczenie biogeneratora pod ziemią, a nie na powierzchni. Konieczne jest zapewnienie stałego doboru powstałego gazu ze zbiornika w celu normalizacji ciśnienia.

Z mieszaniną gazów należy również obchodzić się ostrożnie. Ta łatwopalna substancja ma ostry i nieprzyjemny zapach, a wdychanie może być niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego.

Oprócz opisanych powyżej źródeł darmowej energii istnieją również ciekawe rozwiązania inżynieryjne, które mają wiele praktycznych perspektyw:

Cel i zastosowanie termogeneratora

Urządzenia tego typu znane są od połowy ubiegłego wieku. Umożliwiają konwersję energii cieplnej na energię elektryczną. Nowoczesna wersja termogeneratora produkowanego przemysłowo przeznaczona jest do montażu na kotłach gazowych lub długopalnych piecach na drewno o mocy co najmniej 200 W.

Jedna z najbardziej znanych i popularnych opcji termogeneratora w życiu codziennym działa w połączeniu z lampą naftową:

Takie urządzenie pozwala uzyskać około 150 kW/h energii elektrycznej miesięcznie w okresie zimowym, gdy urządzenia grzewcze pracują nieprzerwanie.

Można to rozważyć jako dodatkową opcję w połączeniu z panelami fotowoltaicznymi lub jako sposób na zrekompensowanie częstych przerw w dostawie prądu.

Istnieją również modele kempingowe generatorów ciepła, które mogą przetwarzać energię cieplną zwykłego ognia. Można je stosować podczas budowy, gdzie nie ma prądu, jako alternatywa dla generatora zasilanego paliwem skroplonym.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film przedstawia najpopularniejsze opcje instalacji zasilanych alternatywnymi źródłami energii:

Jedyną istotną wadą alternatywnych metod wytwarzania energii jest wysoki koszt sprzętu i instalacji. Zaawansowane rozwiązania technologiczne są skuteczne, wygodne i niedrogie. Jednak inwestycja z czasem się zwróci. A dla tych, którzy lubią majsterkować, zawsze są opcje majsterkowania.

Powiedz nam, co myślisz o wykorzystaniu alternatywnych źródeł energii w swoim domu? Podziel się swoją opinią, weź udział w dyskusjach i zadawaj pytania. Możesz zostawić komentarz w formularzu poniżej.