Pentru proprietarii de case private, există posibilitatea de a reduce semnificativ facturile la utilități sau de a nu utiliza deloc serviciile furnizorilor de căldură, electricitate și gaz. Poți chiar oferi o economie considerabilă și, dacă dorești, poți vinde surplusul. Acest lucru este real și unii au făcut-o deja. Pentru aceasta se folosesc surse alternative de energie.
De unde poți obține energie și sub ce formă
De fapt, energia, într-o formă sau alta, este practic peste tot în natură - soarele, vântul, apa, pământul - există energie peste tot. Sarcina principală este să o extragem de acolo. Omenirea face asta de mai bine de o sută de ani și a obținut rezultate bune. În momentul de față, sursele alternative de energie pot asigura locuinței căldură, electricitate, gaz, apă caldă. Mai mult decât atât, energia alternativă nu necesită super abilități sau super cunoștințe. Totul se poate face pentru casa ta cu propriile mâini. Deci ce se poate face:
Toate sursele alternative de energie sunt capabile să răspundă pe deplin nevoilor umane, dar acest lucru necesită investiții prea mari și/sau suprafețe prea mari. Prin urmare, este mai rezonabil să se realizeze un sistem combinat: să primească energie din surse alternative, iar dacă există o lipsă, „să obții” din rețelele centralizate.
Utilizarea energiei solare
Una dintre cele mai puternice surse alternative de energie pentru casă este radiația solară. Există două tipuri de instalații pentru conversia energiei solare:
Să nu credeți că instalațiile funcționează doar în sud și doar vara. Funcționează bine și iarna. Pe vreme senină cu ninsori, producția de energie este doar puțin mai mică decât vara. Dacă zona dvs. are un număr mare de zile senine, puteți utiliza această tehnologie.
Panouri solare
Panourile solare sunt asamblate din convertoare fotovoltaice, care sunt realizate pe baza de minerale care, sub influența luminii solare, emit electroni - generează un curent electric. Pentru uz privat, se folosesc fotoconvertoare din siliciu. În structura lor, ele sunt monocristaline (facute dintr-un singur cristal) și policristaline (multe cristale). Monocristalinele au o eficienta mai mare (13-25% in functie de calitate) si o durata de viata mai lunga, dar sunt mai scumpe. Cele policristaline generează mai puțină energie electrică (9-15%) și eșuează mai repede, dar au un preț mai mic.
Acesta este un fotoconvertor policristalin. Trebuie să le manipulați cu atenție - sunt foarte fragile (și monocristal, dar nu în aceeași măsură)
Asamblarea unei baterii solare cu propriile mâini nu este dificilă. Mai întâi trebuie să achiziționați o anumită cantitate de fotocelule din silicon (cantitatea depinde de puterea necesară). Cel mai adesea sunt cumpărate pe platforme de tranzacționare chineze, cum ar fi Aliexpress. Atunci procedura este simplă:
Câteva cuvinte despre motivul pentru care substratul pentru panoul solar (baterii) ar trebui vopsit în alb. Intervalul de temperatură de funcționare a plachetelor de siliciu este de la -40°C la +50°C. Funcționarea la temperaturi mai mari sau mai scăzute duce la defectarea rapidă a elementelor. Pe acoperiș, vara, în interior, temperatura poate fi mult mai mare de +50°C. De aceea este nevoie de alb - pentru a nu supraîncălzi siliciul.
Colectori solari
Captatoarele solare pot incalzi apa sau aerul. Unde să direcționați apa încălzită de soare - către robinetele de apă caldă sau către sistemul de încălzire - alegeți. Doar încălzirea va fi la temperatură scăzută - pentru încălzirea prin pardoseală, ceea ce este necesar. Însă pentru ca temperatura din casă să nu depindă de vreme, sistemul trebuie să fie redundant, astfel încât, dacă este necesar, să fie conectată o altă sursă de căldură sau centrala să treacă la o altă sursă de energie.
Există trei tipuri de colectoare solare: plate, tubulare și de aer. Cele mai frecvente sunt tubulare, dar și altele au dreptul de a exista.
plastic plat
Două panouri - negru și transparent - sunt combinate într-un singur corp. Între ele este o conductă de cupru sub formă de șarpe. De la soare, panoul întunecat inferior se încălzește. cuprul este încălzit din el și din el - apa care trece prin labirint. Acest mod de utilizare a surselor alternative de energie nu este cel mai eficient, dar este atractiv pentru că este foarte simplu de implementat. Astfel, puteți încălzi apa. Va fi necesar doar să-i circuitați alimentarea (folosind o pompă de circulație). În același mod, puteți încălzi apa într-un recipient sau o puteți folosi pentru nevoile casnice. Dezavantajul unor astfel de instalații este eficiența și productivitatea scăzute. Este nevoie fie de mult timp, fie de un număr mare de colectoare plate pentru a încălzi o cantitate mare de apă.
Colectori tubulari
Acestea sunt tuburi de sticlă – vid sau coaxiale – prin care curge apa. Un sistem special permite concentrarea maximă în tuburile de căldură, care este transferată în apa care curge prin ele.
Sistemul trebuie sa aiba un rezervor de stocare in care se incalzeste apa. Circulația apei în sistem este asigurată de o pompă. Astfel de sisteme nu pot fi realizate pe cont propriu - este problematic să faceți tuburi de sticlă cu propriile mâini și acesta este principalul dezavantaj. Împreună cu prețul ridicat, împiedică adoptarea pe scară largă a acestei surse de energie pentru casă. Și sistemul în sine este foarte eficient, cu un bang face față încălzirii apei pentru alimentarea cu apă caldă și aduce o contribuție decentă la încălzire.
Schema de organizare a încălzirii și alimentării cu apă caldă din surse alternative de energie - folosind colectoare solare
Colectori de aer
La noi sunt foarte rare și degeaba. Sunt simple și ușor de făcut manual. Singurul negativ este că este necesară o suprafață mare: pot ocupa întregul perete sudic (estic, sud-estic). Sistemul este foarte asemănător cu colectoarele cu plăci plate - un panou inferior negru, unul transparent superior, dar ele încălzesc direct aerul, care este forțat (de un ventilator) sau în mod natural în cameră. În ciuda aparentei frivolități, în acest fel este posibil să încălziți încăperi mici în timpul orelor de zi, inclusiv încăperi tehnice sau utilitare:, căsuțe, șoprone pentru viețuitoare.
O astfel de sursă alternativă de energie precum soarele ne oferă căldura sa, dar cea mai mare parte a ei se duce „nicăieri”. A prinde o mică parte din ea și a o folosi pentru nevoi personale este sarcina pe care o rezolvă toate aceste dispozitive.
Turbine eoliene
Sursele alternative de energie sunt bune, deoarece sunt în mare parte resurse regenerabile. Cel mai etern, probabil, este vântul. Atâta timp cât este atmosferă și soare, este și vânt. Poate pentru o perioadă scurtă aerul va fi nemișcat, dar nu pentru mult timp. Strămoșii noștri foloseau energia eoliană în mori, iar omul modern o transformă în energie electrică. Tot ce este necesar pentru asta:
- un turn instalat într-un loc cu vânt;
- generator cu lame atașate la acesta;
- acumulator și sistem de distribuție a curentului electric.
Turnul este construit orice, din orice material. O baterie de stocare este o baterie, nu vă puteți imagina nimic aici, dar unde să furnizați energie electrică este alegerea dvs. Rămâne doar să faci un generator. Poate fi cumpărat și gata făcut, dar este destul de posibil să îl faceți dintr-un motor de la aparatele de uz casnic - o mașină de spălat, o șurubelniță etc. Veți avea nevoie de magneți de neodim și rășină epoxidică, un strung.
Pe rotorul motorului marchem locurile pentru instalarea magneților. Trebuie să fie la o distanță egală unul de celălalt. Măcinam rotorul motorului selectat, formând „scaune”. Partea inferioară a locașului trebuie să aibă o pantă ușoară, astfel încât suprafața magnetului să fie înclinată. Magneții sunt lipiți de locurile sculptate pe unghii lichide, umplute cu rășină epoxidică. Suprafața este apoi netezită cu șmirghel. Apoi, trebuie să atașați perii care vor elimina curentul. Și gata, poți asambla și rula un generator eolian.
Astfel de instalații sunt destul de eficiente, dar puterea lor depinde de mulți factori: intensitatea vântului, cât de bine este realizat generatorul, cât de eficient este îndepărtată diferența de potențial cu perii, de fiabilitatea conexiunilor electrice etc.
Pompe de caldura pentru incalzirea locuintei
Pompele de căldură utilizează toate sursele alternative de energie disponibile. Ei iau căldură din apă, aer, sol. În cantități mici, această căldură există chiar și iarna, așa că pompa de căldură o colectează și o redirecționează către încălzirea casei.
Pompele de căldură folosesc și surse alternative de energie - căldura pământului, apă și aer
Principiul de funcționare
De ce sunt pompele de căldură atât de atractive? Faptul că după ce ai cheltuit 1 kW de energie pentru pomparea acestuia, în cel mai rău caz, vei obține 1,5 kW de căldură, iar cele mai reușite implementări pot da până la 4-6 kW. Și acest lucru nu contrazice în niciun fel legea conservării energiei, deoarece energia este cheltuită nu pentru obținerea căldurii, ci nu pentru pomparea acesteia. Deci fara inconsecvente.
Pompele de căldură au trei circuite de lucru: două externe și sunt interne, precum și un evaporator, un compresor și un condensator. Schema funcționează astfel:
- În circuitul primar circulă un lichid de răcire, care preia căldură din surse cu potențial scăzut. Poate fi coborât în apă, îngropat în pământ sau poate lua căldură din aer. Cea mai mare temperatură atinsă în acest circuit este în jur de 6°C.
- Circuitul intern circulă un mediu de încălzire cu un punct de fierbere foarte scăzut (de obicei 0°C). Când este încălzit, agentul frigorific se evaporă, vaporii intră în compresor, unde sunt comprimați la presiune înaltă. În timpul compresiei, căldura este eliberată, vaporii de agent frigorific sunt încălziți la o temperatură medie de +35°C până la +65°C.
- În condensator, căldura este transferată lichidului de răcire din al treilea circuit - de încălzire. Vaporii de răcire sunt condensați, apoi intră în continuare în evaporator. Și apoi ciclul se repetă.
Circuitul de încălzire se realizează cel mai bine sub forma unei podele calde. Temperaturile sunt cele mai bune pentru asta. Sistemul de radiatoare va necesita prea multe secțiuni, ceea ce este urât și neprofitabil.
Surse alternative de energie termică: de unde și cum să obțineți căldură
Dar cea mai mare dificultate este dispozitivul primului circuit extern, care colectează căldură. Deoarece sursele sunt cu potențial scăzut (există puțină căldură în partea de jos), sunt necesare suprafețe mari pentru a le colecta în cantități suficiente. Există patru tipuri de contururi:
- Inele așezate în conducte de apă cu lichid de răcire. Corpul de apă poate fi orice - un râu, un iaz, un lac. Condiția principală este ca acesta să nu înghețe chiar și în cele mai severe înghețuri. Pompele care pompează căldura din râu funcționează mai eficient; mult mai puțină căldură este transferată în apa stagnată. O astfel de sursă de căldură este cel mai ușor de implementat - aruncați țevi, legați o sarcină. Există doar șanse mari de deteriorare accidentală.
- Câmpuri termice cu conducte îngropate sub adâncimea de îngheț. În acest caz, există un singur dezavantaj - volume mari de lucrări de pământ. Trebuie să îndepărtăm solul pe o suprafață mare și chiar la o adâncime solidă.
- Utilizarea temperaturilor geotermale. Sunt forate un număr de puțuri de mare adâncime, iar circuitele de răcire sunt coborâte în ele. Ceea ce este bun la această opțiune este că necesită puțin spațiu, dar nu peste tot este posibil să se foreze la adâncimi mari, iar serviciile de foraj costă mult. Este posibil, totuși, dar munca încă nu este ușoară.
- Extragerea căldurii din aer. Așa funcționează aparatele de aer condiționat cu posibilitatea de încălzire - preiau căldură din aerul „exterior”. Chiar și la temperaturi sub zero, astfel de unități funcționează, deși la un minus nu foarte „profund” - până la -15 ° C. Pentru a face munca mai intensă, puteți folosi căldura de la puțurile de ventilație. Aruncați câteva chingi cu lichid de răcire acolo și pompați căldura de acolo.
Principalul dezavantaj al pompelor de căldură este prețul ridicat al pompei în sine, iar instalarea câmpurilor de colectare a căldurii nu este ieftină. În acest caz, puteți economisi bani făcând singur pompa și, de asemenea, așezând contururile cu propriile mâini, dar suma va rămâne în continuare considerabilă. Avantajul este că încălzirea va fi ieftină și sistemul va funcționa mult timp.
Deșeuri la venituri:
Toate sursele alternative de energie sunt de origine naturală, dar nu poți obține decât un dublu beneficiu de la centralele de biogaz. Aceștia reciclează deșeurile animale și de pasăre. Ca rezultat, se obține un anumit volum de gaz, care, după purificare și uscare, poate fi utilizat în scopul propus. Restul deșeurilor prelucrate poate fi vândut sau folosit pe câmp pentru a crește randamentele – se obține un îngrășământ foarte eficient și sigur.
Pe scurt despre tehnologie
Formarea gazului are loc în timpul fermentației, iar bacteriile care trăiesc în gunoi de grajd sunt implicate în aceasta. Orice deșeu de animale și păsări este potrivit pentru producerea de biogaz, dar gunoiul de grajd de bovine este optim. Se adaugă chiar și la restul deșeurilor pentru „aluat” – conține exact bacteriile necesare procesării.
Pentru a crea condiții optime, este necesar un mediu anaerob - fermentația trebuie să aibă loc fără oxigen. Prin urmare, bioreactoarele eficiente sunt containere închise. Pentru ca procesul să continue mai activ, este necesară amestecarea regulată a masei. În instalațiile industriale se instalează mixere electrice pentru aceasta, în instalațiile de biogaz auto-fabricate, acestea sunt de obicei dispozitive mecanice - de la cel mai simplu stick până la mixere mecanice care „lucrează” manual.
Există două tipuri de bacterii implicate în formarea gazului din gunoi de grajd: mezofile și termofile. Mezofilele sunt active la temperaturi de la +30°C până la +40°C, termofile - la +42°C până la +53°C. Bacteriile termofile funcționează mai eficient. În condiții ideale, producția de gaz de la 1 litru de suprafață utilă poate ajunge la 4-4,5 litri de gaz. Dar menținerea unei temperaturi de 50 ° C în instalație este foarte dificilă și costisitoare, deși costurile se justifică.
Câteva despre design
Cea mai simplă instalație de biogaz este un butoi cu capac și un agitator. Capacul are o ieșire pentru conectarea unui furtun prin care gazul pătrunde în rezervor. Nu veți obține mult gaz dintr-un astfel de volum, dar va fi suficient pentru unul sau două arzătoare pe gaz.
Volume mai serioase pot fi obținute dintr-un buncăr subteran sau suprateran. Dacă vorbim de un buncăr subteran, atunci acesta este din beton armat. Pereții sunt separați de sol cu un strat de izolație termică, containerul în sine poate fi împărțit în mai multe compartimente, în care prelucrarea va avea loc cu o schimbare în timp. Deoarece culturile mezofile funcționează de obicei în astfel de condiții, întregul proces durează de la 12 la 30 de zile (culturile termofile sunt procesate în 3 zile), prin urmare, este de dorit o schimbare de timp.
Gunoiul de grajd intră prin buncărul de încărcare, pe partea opusă fac o trapă de descărcare, de unde se preiau materiile prime prelucrate. Buncărul nu este complet umplut cu bioamestec - aproximativ 15-20% din spațiu rămâne liber - aici se acumulează gaz. Pentru a-l scurge, în capac este construit un tub, al doilea capăt al căruia este coborât într-un sigiliu de apă - un recipient parțial umplut cu apă. În acest fel, gazul este uscat - deja purificat este colectat în partea superioară, este descărcat folosind un alt tub și poate fi deja sufocat la consumator.
Oricine poate folosi surse alternative de energie. Este mai dificil pentru proprietarii de apartamente să implementeze acest lucru, dar într-o casă privată poți cel puțin să implementezi toate ideile. Există chiar și exemple reale în acest sens. Oamenii își asigură pe deplin nevoile și o economie considerabilă.
