Esempi di utilizzo dell'energia alternativa sotto forma di soluzioni pronte all'uso e dispositivi fai-da-te

Le riserve di idrocarburi sul nostro pianeta prima o poi si esauriranno. Anche tenendo conto dell'introduzione di varie tecnologie per salvarli, l'esaurimento delle riserve di carbone, petrolio e gas non è lontano. Il costo delle risorse energetiche è in aumento e le persone capiscono che solo loro stesse possono prendersi cura della sicurezza del proprio budget. Pertanto, prestano attenzione alle fonti di energia alternative. Inoltre, l'interesse per le energie alternative è causato anche dalla banale assenza in alcuni luoghi dei “benefici della civiltà” sotto forma di gas ed elettricità. Accade spesso che la fornitura di elettricità o gas ad alcuni insediamenti non sia economicamente giustificata e i residenti non possono farlo a proprie spese. Pertanto, i proprietari di case private lo fanno da soli o acquistano vari impianti per la generazione di calore ed elettricità. Dopotutto, l'energia è contenuta nella luce solare, nel vento, nelle viscere della Terra, nei flussi e riflussi. Inoltre, utilizzano la differenza di temperatura, l'energia dell'acqua in caduta e altre fonti di energia alternativa. In questo articolo parleremo di varie interessanti installazioni fai-da-te nel campo delle energie alternative.

Come sapete, la natura circostante è piena di energia. Sicuramente, tutti hanno sentito dire che è possibile utilizzare la luce solare, il vento, le maree, i riflussi e altre fonti di energia rinnovabile in modo abbastanza efficiente. Inoltre, questa energia può essere utilizzata su scala nazionale, oppure può essere utilizzata solo per fornire energia a una casa o un cottage privato.

Di seguito alcuni esempi di piante che convertono energia alternativa in luce e calore:

• Pannello solare;
• Impianto per la produzione di biogas;
• Generatore eolico.

Se si dispone di fondi disponibili, è possibile acquistare tali installazioni e pagare per l'installazione. A causa della presenza di una domanda stabile di tali installazioni, i produttori all'estero e in Russia hanno avviato la produzione di tali prodotti. Ma se hai dei fondi limitati, puoi provare a realizzare tali installazioni con le tue mani.

Diamo un'occhiata ad alcuni esempi.

Il principio di funzionamento di tutti i tipi di pompe di calore si basa sui cicli di Carnot. L'installazione è un frigorifero. Nel processo di lavoro, quando viene raffreddato, sottrae energia a basso potenziale. E poi lo converte in energia termica ad alto potenziale. L'ambiente può essere aria, terra, acqua. Queste sostanze contengono una certa quantità di calore in qualsiasi momento. La composizione della pompa di calore comprende i seguenti componenti principali:

• Il circuito esterno in cui si trova il liquido di raffreddamento naturale;
• Circuito interno riempito d'acqua;
• Compressore;
• evaporatore;
• Condensatore.

Il freon è utilizzato in sistemi come un frigorifero domestico. Il circuito esterno, di regola, è immerso in un pozzo con acqua o semplicemente in un serbatoio in superficie. Ci sono opzioni quando il circuito esterno è sepolto nel terreno. Ma questo è costoso e non sempre possibile.

Esistono soluzioni già pronte per le pompe di calore e ci sono quei modelli realizzati a mano. Come realizzare questo dispositivo per utilizzare l'energia alternativa con le tue mani? Per prima cosa devi trovare un compressore. Se hai un vecchio condizionatore o frigorifero, puoi rimuoverli. La potenza richiesta per il riscaldamento è fino a 10 kW.

Il collettore della pompa di calore può essere installato sia orizzontalmente che verticalmente. La seconda opzione viene utilizzata se non c'è abbastanza spazio. Quindi vengono perforati diversi pozzi, nei quali viene abbassato il contorno. Se la posizione è orizzontale, il collettore viene sepolto nel terreno di circa 1,5 metri. Uno scambiatore di calore nell'acqua viene realizzato quando l'alloggiamento riscaldato si trova vicino alla riva di un serbatoio naturale. Il condensatore richiederà una capacità di 120-140 litri. Al suo interno è posta una bobina di rame, dove circola il freon.

L'evaporatore può essere costituito da un contenitore di plastica dello stesso volume del condensatore. Al suo interno viene inserita una serpentina di rame, che viene combinata tramite il compressore con ciò che si trova nel condensatore.

Quando si realizza un sistema fai-da-te, il tubo dell'evaporatore è solitamente costituito da un pezzo di tubo di fognatura. Con l'aiuto di un tubo, il flusso dell'acqua viene regolato. L'evaporatore viene abbassato nel serbatoio. Quando scorre, l'acqua inizia il processo di evaporazione del freon. Che, a sua volta, sale nel condensatore. Lì cede energia termica all'acqua in cui si trova la bobina. Quest'acqua riscalda la casa circolando nell'impianto di riscaldamento.

Vale la pena notare che la temperatura dell'acqua nel serbatoio non è così importante. La cosa principale è che lei era sempre lì. Se la pompa è progettata e installata correttamente, può riscaldare la casa in inverno. Anche se la temperatura dell'acqua nel serbatoio è molto bassa. In estate, la pompa di calore può fungere da condizionatore per raffreddare l'ambiente.

Pannelli solari

Questo è forse l'uso più comune di energia alternativa. In questo caso, la fonte di energia alternativa è la luce solare, che viene convertita in corrente elettrica. può essere visualizzato al link.

I pannelli solari sono offerti come parte di soluzioni già pronte e puoi realizzarli tu stesso. Se si tratta di installazioni realizzate in fabbrica, di norma il kit viene fornito con un controller, un inverter, a volte batterie, i cavi e gli elementi di fissaggio necessari. Anche se puoi trovare molte offerte quando i pannelli solari sono venduti separatamente.

Per quanto riguarda la fabbricazione di pannelli solari con le proprie mani, per molti questa attività è diventata un vero hobby. A volte ci sono anche mostre sull'uso delle energie alternative. Su di essi, gli appassionati mostrano pannelli solari che hanno realizzato con le proprie mani.

Per l'autoproduzione di pannelli solari è necessario acquistare le fotocellule (su mono o policristalli) e saldarle in un circuito seriale. Il numero di celle è determinato dalla tensione richiesta e dalla potenza di uscita della batteria.È impossibile realizzare fotocellule con le proprie mani. La tecnologia è complessa e può essere implementata solo in condizioni di fabbrica.

Quindi cosa bisogna fare passo dopo passo:

• Saldare le fotocellule in un circuito in serie;
• Fissarli su una stele, policarbonato o altro materiale che trasmetta la luce solare. L'esecuzione varia. Le fotocellule sono posizionate tra i vetri e le giunzioni sono isolate. A volte gli elementi vengono semplicemente fissati sul vetro con una pellicola protettiva per auto;
• Crea un vano batteria con angoli in alluminio;
• Installare il pannello con le fotocellule nella custodia;
• Collegare il pannello ad altri elementi del sistema solare.

Il biogas è un tipo di combustibile pulito prodotto senza danneggiare l'ambiente. La tecnologia della sua produzione si basa sull'attività dei batteri anaerobici. I rifiuti alimentari vengono utilizzati come materia prima per la sintesi del biogas.

I rifiuti, sia liquidi che solidi, vengono posti in un contenitore. Dovrebbe essere un contenitore sigillato dotato di una vite. È usato per mescolare questa massa. Inoltre, dovrebbero esserci:

• Ingresso per carico rifiuti;
• Output per residui di rifiuti che non sono stati riciclati;
• Tubo per uscita gas.

La tenuta dell'installazione deve essere eseguita con particolare attenzione. Se si prevede di prelevare periodicamente il gas dal serbatoio, è necessario fornire una valvola speciale. Con esso, puoi alleviare la pressione in eccesso, se necessario. Durante la decomposizione dei rifiuti biologici in questo impianto vengono rilasciati idrogeno solforato e metano, che contengono anidride carbonica.

In generale, realizzare un impianto di sintesi del biogas fai da te non è un compito facile. Di solito, nella pratica vengono utilizzate soluzioni già pronte, ma alcuni artigiani realizzano autonomamente tali installazioni per ottenere energia alternativa. Per fare ciò, è necessario risolvere diversi compiti, come segue:

• È necessario organizzare un posto per il contenitore. Il suo volume viene selezionato in base alla quantità di rifiuti che verranno elaborati contemporaneamente. Per garantire un funzionamento efficiente dell'installazione, è necessario riempirlo 2/3. Il contenitore stesso può essere realizzato in metallo o cemento. In termini di produttività, da 1 tonnellata di rifiuti alimentari si ottengono 100 m3 di gas;
• Organizzare il riscaldamento. Per accelerare il processo, il contenitore dei rifiuti deve essere riscaldato. Potrebbero esserci diverse opzioni qui. Ad esempio, una serpentina attorno al serbatoio o un elemento riscaldante sotto il serbatoio. I batteri anaerobici diventano attivi se riscaldati a una certa temperatura. Pertanto, è necessario il riscaldamento;
• Automazione. Il riscaldamento dovrebbe accendersi quando viene caricata una nuova partita di rifiuti e spegnersi quando viene raggiunta una certa temperatura;
• Necessità di un generatore di corrente a gas per convertire il biogas risultante;
• Organizzare la raccolta delle materie prime di scarto. Questi rifiuti possono essere utilizzati per concimare le aiuole.

Tali impianti di biogas sono utilizzati negli Stati Uniti e in Cina in varie abitazioni private e aziende agricole. Qui il problema principale è organizzare la produzione continua di biogas. E ciò richiederà un flusso costante di rifiuti alimentari o letame.

Per i proprietari di case private, c'è l'opportunità di ridurre notevolmente le bollette o di non utilizzare affatto i servizi dei fornitori di calore, elettricità e gas. Puoi anche fornire un'economia considerevole e, se lo desideri, puoi vendere il surplus. Questo è reale e alcuni l'hanno già fatto. Per questo vengono utilizzate fonti di energia alternative.

Dove puoi ottenere energia e in quale forma

In effetti, l'energia, in una forma o nell'altra, è praticamente ovunque in natura - il sole, il vento, l'acqua, la terra - c'è energia ovunque. Il compito principale è estrarlo da lì. L'umanità lo fa da più di cento anni e ha ottenuto buoni risultati. Al momento, le fonti di energia alternative possono fornire alla casa calore, elettricità, gas, acqua calda. Inoltre, l'energia alternativa non richiede super abilità o super conoscenze. Tutto può essere fatto per la tua casa con le tue mani. Quindi cosa si può fare:

Tutte le fonti energetiche alternative sono in grado di soddisfare pienamente i bisogni umani, ma ciò richiede investimenti troppo grandi e/o aree troppo grandi. Pertanto, è più ragionevole realizzare un sistema combinato: ricevere energia da fonti alternative e, in caso di carenza, “prendere” da reti centralizzate.

Utilizzo dell'energia solare

Una delle più potenti fonti di energia alternativa per la casa è la radiazione solare. Esistono due tipi di impianti per la conversione dell'energia solare:

Non pensare che le installazioni funzionino solo al sud e solo in estate. Funzionano bene anche in inverno. Con tempo sereno con nevicate, la produzione di energia è solo leggermente inferiore rispetto all'estate. Se la tua zona ha un gran numero di giorni sereni, puoi utilizzare questa tecnologia.

Pannelli solari

I pannelli solari sono assemblati da convertitori fotovoltaici, realizzati sulla base di minerali che, sotto l'influenza della luce solare, emettono elettroni: generano corrente elettrica. Per uso privato vengono utilizzati fotoconvertitori al silicio. Nella loro struttura sono monocristallini (costituiti da un cristallo) e policristallini (molti cristalli). I monocristallini hanno un'efficienza maggiore (13-25% a seconda della qualità) e una maggiore durata, ma sono più costosi. Quelli policristallini generano meno elettricità (9-15%) e si guastano più velocemente, ma hanno un prezzo inferiore.

Questo è un fotoconvertitore policristallino. Devi maneggiarli con cura: sono molto fragili (anche quelli a cristallo singolo, ma non nella stessa misura)

Assemblare una batteria solare con le tue mani non è difficile. Per prima cosa è necessario acquistare una certa quantità di fotocellule al silicio (la quantità dipende dalla potenza richiesta). Molto spesso vengono acquistati su piattaforme di trading cinesi come Aliexpress. Allora la procedura è semplice:

Qualche parola sul motivo per cui il supporto per il pannello solare (batterie) dovrebbe essere dipinto di bianco. L'intervallo di temperatura di esercizio dei wafer di silicio va da -40°C a +50°C. Il funzionamento a temperature superiori o inferiori porta a un rapido cedimento degli elementi. Sul tetto, in estate, all'interno, la temperatura può essere molto superiore a +50°C. Ecco perché è necessario il bianco, per non surriscaldare il silicio.

Collettori solari

I collettori solari possono riscaldare acqua o aria. Dove indirizzare l'acqua riscaldata dal sole - ai rubinetti dell'acqua calda o all'impianto di riscaldamento - scegli tu. Solo il riscaldamento sarà a bassa temperatura - per il riscaldamento a pavimento, ciò che è necessario. Ma affinché la temperatura in casa non dipenda dalle condizioni meteorologiche, è necessario rendere ridondante l'impianto, in modo che, se necessario, venga collegata un'altra fonte di calore o la caldaia passi a un'altra fonte di energia.

Esistono tre tipi di collettori solari: piatti, tubolari e ad aria. I più comuni sono tubolari, ma anche altri hanno il diritto di esistere.

plastica piatta

Due pannelli - nero e trasparente - sono combinati in un unico corpo. Tra di loro c'è una conduttura di rame a forma di serpente. Dal sole, il pannello scuro inferiore si riscalda. il rame viene riscaldato da esso e da esso - l'acqua che passa attraverso il labirinto. Questo modo di utilizzare le fonti energetiche alternative non è il più efficiente, ma è interessante perché è molto semplice da implementare. Quindi, puoi riscaldare l'acqua. Sarà solo necessario collegarne l'alimentazione (utilizzando una pompa di circolazione). Allo stesso modo, puoi riscaldare l'acqua in un contenitore o utilizzarla per le necessità domestiche. Lo svantaggio di tali installazioni è la bassa efficienza e produttività. Ci vuole molto tempo o un gran numero di collettori piani per riscaldare una grande quantità di acqua.

Collettori tubolari

Si tratta di tubi di vetro - sottovuoto o coassiali - attraverso i quali scorre l'acqua. Uno speciale sistema permette la massima concentrazione nei tubi di calore, che viene ceduto all'acqua che li attraversa.

Il sistema deve avere un serbatoio di accumulo in cui viene riscaldata l'acqua. La circolazione dell'acqua nell'impianto è assicurata da una pompa. Tali sistemi non possono essere realizzati da soli: è problematico realizzare tubi di vetro con le proprie mani e questo è lo svantaggio principale. Insieme al prezzo elevato, ostacola l'adozione diffusa di questa fonte di energia per la casa. E il sistema stesso è molto efficiente, con un botto fa fronte al riscaldamento dell'acqua per la fornitura di acqua calda e fornisce un contributo decente al riscaldamento.

Schema di organizzazione del riscaldamento e della fornitura di acqua calda da fonti di energia alternative - utilizzando collettori solari

Collettori d'aria

Nel nostro paese sono molto rari e vani. Sono semplici e facili da realizzare a mano. L'unico aspetto negativo è che è necessaria una vasta area: possono occupare l'intera parete meridionale (orientale, sudorientale). Il sistema è molto simile ai collettori piani: un pannello inferiore nero, uno superiore trasparente, ma riscaldano direttamente l'aria, che viene forzata (da un ventilatore) o naturalmente nell'ambiente. Nonostante l'apparente frivolezza, in questo modo è possibile riscaldare piccoli ambienti durante le ore diurne, compresi locali tecnici o di servizio:, rustici, capannoni per gli esseri viventi.

Una tale fonte di energia alternativa come il sole ci fornisce il suo calore, ma la maggior parte di esso va "da nessuna parte". Catturarne una piccola frazione e utilizzarla per esigenze personali è il compito che risolvono tutti questi dispositivi.

Turbine eoliche

Le fonti di energia alternative sono buone perché sono per lo più risorse rinnovabili. Il più eterno, probabilmente, è il vento. Finché c'è atmosfera e sole, c'è anche vento. Forse per un breve periodo l'aria sarà ferma, ma non per molto. I nostri antenati usavano l'energia eolica nei mulini e l'uomo moderno la converte in elettricità. Tutto ciò che serve per questo:

• una torre installata in un luogo ventoso;
• generatore con lame ad esso collegate;
• accumulatore e sistema di distribuzione della corrente elettrica.

La torre è costruita qualsiasi, con qualsiasi materiale. Una batteria di accumulo è una batteria, qui non puoi immaginare nulla, ma dove fornire elettricità è una tua scelta. Resta solo da creare un generatore. Può anche essere acquistato già pronto, ma è del tutto possibile ricavarlo da un motore da elettrodomestici: una lavatrice, un cacciavite, ecc. Avrai bisogno di magneti al neodimio e resina epossidica, un tornio.

Sul rotore del motore segniamo i punti per l'installazione dei magneti. Devono essere a uguale distanza l'uno dall'altro. Maciniamo il rotore del motore selezionato, formando "sedili". La parte inferiore della rientranza dovrebbe avere una leggera pendenza in modo che la superficie del magnete sia inclinata. I magneti sono incollati ai punti scolpiti su chiodi liquidi, riempiti con resina epossidica. La superficie viene poi levigata con carta vetrata. Successivamente, è necessario allegare spazzole che rimuoveranno la corrente. E il gioco è fatto, puoi assemblare e far funzionare un generatore eolico.

Tali installazioni sono abbastanza efficaci, ma la loro potenza dipende da molti fattori: intensità del vento, quanto bene è fatto il generatore, quanto efficacemente la differenza di potenziale viene rimossa dalle spazzole, dall'affidabilità dei collegamenti elettrici, ecc.

Pompe di calore per il riscaldamento domestico

Le pompe di calore utilizzano tutte le fonti di energia alternative disponibili. Prendono calore dall'acqua, dall'aria, dal suolo. In piccole quantità, questo calore è presente anche in inverno, quindi la pompa di calore lo raccoglie e lo reindirizza al riscaldamento della casa.

Le pompe di calore utilizzano anche fonti di energia alternative: il calore della terra, dell'acqua e dell'aria

Principio di funzionamento

Perché le pompe di calore sono così attraenti? Il fatto che avendo speso 1 kW di energia per il suo pompaggio, nel peggiore dei casi, otterrai 1,5 kW di calore e le implementazioni di maggior successo possono cedere fino a 4-6 kW. E questo non contraddice in alcun modo la legge di conservazione dell'energia, perché l'energia non viene spesa per ottenere calore, ma non per pomparlo. Quindi nessuna incongruenza.

Le pompe di calore hanno tre circuiti di lavoro: due esterni e uno interno, oltre ad un evaporatore, un compressore ed un condensatore. Lo schema funziona così:

• Nel circuito primario circola un liquido di raffreddamento che preleva calore da fonti a basso potenziale. Può essere calato nell'acqua, seppellito nel terreno o può assorbire calore dall'aria. La temperatura massima raggiunta in questo circuito è di circa 6°C.
• Il circuito interno fa circolare un mezzo riscaldante con un punto di ebollizione molto basso (tipicamente 0°C). Quando riscaldato, il refrigerante evapora, il vapore entra nel compressore, dove viene compresso ad alta pressione. Durante la compressione, il calore viene rilasciato, il vapore del refrigerante viene riscaldato a una temperatura media compresa tra +35°C e +65°C.
• Nel condensatore, il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento dal terzo circuito di riscaldamento. I vapori di raffreddamento vengono condensati, quindi entrano ulteriormente nell'evaporatore. E poi il ciclo si ripete.

Il circuito di riscaldamento è meglio realizzato sotto forma di un pavimento caldo. Le temperature sono le migliori per questo. Il sistema di radiatori richiederà troppe sezioni, il che è brutto e non redditizio.

Fonti alternative di energia termica: dove e come procurarsi calore

Ma la difficoltà maggiore è il dispositivo del primo circuito esterno, che raccoglie calore. Poiché le sorgenti sono a basso potenziale (c'è poco calore sul fondo), sono necessarie grandi aree per raccoglierlo in quantità sufficiente. Esistono quattro tipi di contorno:

• Anelli posati nei tubi dell'acqua con un liquido di raffreddamento. Lo specchio d'acqua può essere qualsiasi cosa: un fiume, uno stagno, un lago. La condizione principale è che non si congeli nemmeno nelle gelate più forti. Le pompe che pompano il calore fuori dal fiume funzionano in modo più efficiente; molto meno calore viene trasferito nell'acqua stagnante. Una tale fonte di calore è la più facile da implementare: lanciare tubi, legare un carico. C'è solo un'alta probabilità di danni accidentali.

  

• Campi termici con tubi interrati al di sotto dello zero termico. In questo caso, c'è solo un inconveniente: grandi volumi di lavori di sterro. Dobbiamo rimuovere il terreno su una vasta area e anche a una solida profondità.

  

• Utilizzo delle temperature geotermiche. Vengono perforati numerosi pozzi di grande profondità e al loro interno vengono abbassati i circuiti del refrigerante. Il vantaggio di questa opzione è che richiede poco spazio, ma non ovunque è possibile perforare a grandi profondità e i servizi di perforazione costano molto. È possibile, tuttavia, ma il lavoro non è ancora facile.

  

• Estrazione del calore dall'aria. Ecco come funzionano i condizionatori d'aria con possibilità di riscaldamento: prendono il calore dall'aria "fuoribordo". Anche a temperature inferiori allo zero, tali unità funzionano, sebbene a un meno "profondo" - fino a -15 ° C. Per rendere il lavoro più intenso, è possibile utilizzare il calore dei pozzi di ventilazione. Getta lì alcune imbracature con il liquido di raffreddamento e pompa il calore da lì.

  

Lo svantaggio principale delle pompe di calore è il prezzo elevato della pompa stessa e l'installazione di campi di raccolta del calore non è economica. In questo caso, puoi risparmiare facendo la pompa da solo e anche posando i contorni con le tue mani, ma l'importo rimarrà comunque considerevole. Il vantaggio è che il riscaldamento sarà economico e il sistema funzionerà a lungo.

Da rifiuti a reddito:

Tutte le fonti energetiche alternative sono di origine naturale, ma dagli impianti a biogas si può ottenere solo un doppio beneficio. Riciclano i rifiuti di animali e pollame. Di conseguenza, si ottiene un certo volume di gas che, dopo la purificazione e l'essiccazione, può essere utilizzato per lo scopo previsto. I restanti rifiuti trasformati possono essere venduti o utilizzati nei campi per aumentare i raccolti: si ottiene un fertilizzante molto efficace e sicuro.

Brevemente sulla tecnologia

La formazione di gas avviene durante la fermentazione e i batteri che vivono nel letame sono coinvolti in questo. Qualsiasi rifiuto di bestiame e pollame è adatto alla produzione di biogas, ma il letame bovino è ottimale. Viene anche aggiunto al resto dei rifiuti per la "pasta madre" - contiene esattamente i batteri necessari per la lavorazione.

Per creare condizioni ottimali, è necessario un ambiente anaerobico: la fermentazione deve avvenire senza ossigeno. Pertanto, i bioreattori efficaci sono contenitori chiusi. Affinché il processo proceda più attivamente, è necessaria una regolare miscelazione della massa. Negli impianti industriali per questo vengono installati miscelatori elettrici, negli impianti di biogas autocostruiti, si tratta solitamente di dispositivi meccanici - dal più semplice stick ai miscelatori meccanici che "lavorano" a mano.

Esistono due tipi di batteri coinvolti nella formazione di gas dal letame: mesofili e termofili. I mesofili sono attivi a temperature da +30°C a +40°C, termofili - da +42°C a +53°C. I batteri termofili funzionano in modo più efficiente. In condizioni ideali, la produzione di gas da 1 litro di superficie utilizzabile può raggiungere 4-4,5 litri di gas. Ma mantenere una temperatura di 50°C nell'impianto è molto difficile e costoso, anche se i costi si giustificano da soli.

Un po' di design

L'impianto di biogas più semplice è un barile con coperchio e agitatore. Il coperchio ha un'uscita per il collegamento di un tubo attraverso il quale il gas entra nel serbatoio. Non otterrai molto gas da un tale volume, ma sarà sufficiente per uno o due bruciatori a gas.

Volumi più seri possono essere ottenuti da un bunker sotterraneo o fuori terra. Se stiamo parlando di un bunker sotterraneo, allora è fatto di cemento armato. Le pareti sono separate da terra con uno strato di isolamento termico, il contenitore stesso può essere suddiviso in più scomparti, nei quali la lavorazione avverrà con uno spostamento nel tempo. Poiché le colture mesofile di solito funzionano in tali condizioni, l'intero processo richiede da 12 a 30 giorni (le colture termofile vengono elaborate in 3 giorni), quindi è auspicabile uno spostamento temporale.

Il letame entra attraverso la tramoggia di carico, sul lato opposto realizzano un portello di scarico, da dove vengono prelevate le materie prime lavorate. Il bunker non è completamente riempito di biomiscela - circa il 15-20% dello spazio rimane libero - il gas si accumula qui. Per drenarlo, nel coperchio è incorporato un tubo, la cui seconda estremità viene abbassata in un sigillo d'acqua, un contenitore parzialmente riempito d'acqua. In questo modo il gas viene essiccato - già depurato viene raccolto nella parte superiore, viene scaricato tramite un altro tubo e può essere già strozzato al consumatore.

Chiunque può utilizzare fonti di energia alternative. È più difficile per i proprietari di appartamenti implementarlo, ma in una casa privata puoi almeno implementare tutte le idee. Ci sono anche esempi reali di questo. Le persone soddisfano pienamente i loro bisogni e una notevole economia.

Il tema della produzione di energia elettrica non ha perso negli anni la sua attualità. Agli scienziati sembrava che con l'avvento delle centrali nucleari, l'umanità avrebbe ricevuto una quantità illimitata di energia e non avrebbe mai più posto questa domanda. Ma tutto si è rivelato in qualche modo diverso: le riserve di uranio U 235 necessarie per le centrali nucleari non sono infinite e già ora in molti paesi, anche negli Stati Uniti, la sua carenza si fa sentire. Esistono metodi per ottenere altro carburante necessario, ad esempio il plutonio P 239, con metodi artificiali, ma questo è tutt'altro che sufficiente. Si arriva al punto che è necessario utilizzare armi nucleari create in precedenza per estrarre da esse la carica nucleare incorporata al fine di utilizzarle nelle stazioni.

Per risolvere completamente il problema energetico, molti sviluppatori hanno rivolto la loro attenzione a fonti di elettricità alternative.

Questi includono tradizionalmente quanto segue:

• pannelli solari;
• generatori eolici;
• il calore della terra;
• generatore di biogas;
• il potere del flusso e riflusso, alcuni altri.

Considerare l'uso di queste fonti alternative di elettricità in modo più dettagliato.

Mediante i raggi solari, annualmente vengono trasferiti alla Terra circa 1000 kW di potenza, pari all'energia che si sprigiona durante la combustione di 100 litri di gasolio. Questo è un numero abbastanza grande e il suo sviluppo occupa le menti di molti ricercatori moderni. L'opzione migliore per oggi per utilizzare la radiazione solare sono i pannelli solari, spesso combinati da diverse dozzine in grandi blocchi, i cosiddetti pannelli. Il principio di funzionamento di tali prodotti è semplice: i fotoni dei raggi solari, che passano attraverso le batterie, creano una differenza di potenziale sul materiale semiconduttore, che provoca il movimento della corrente nel circuito elettrico.

Una tipica batteria di questo tipo, avente una superficie di 60-80 cm 2, con bel tempo soleggiato, può fornire una corrente di circa 1 A, sufficiente per caricare un cellulare, ascoltare la radio e altro semplice compiti. Se costruisci un grande pannello di 40–50 di questi elementi, puoi ottenere, rispettivamente, una fonte di energia per 40–50 A di corrente e 20–25 V di tensione. Tale potenza sarà già sufficiente per compiti più seri: illuminare una stanza, caricare la batteria di un'auto. Per coprire il fabbisogno di elettricità di una casa privata, l'intera superficie del tetto è coperta da tali pannelli solari.

La generazione di energia solare alternativa è una buona opzione per la generazione di elettricità, ma il metodo presenta diversi inconvenienti, i principali tra i quali sono l'alto costo di organizzazione della propria centrale, nonché la completa dipendenza dalle condizioni meteorologiche: in caso di tempo nuvoloso, il la potenza generata sarà molto piccola.

Turbine eoliche

I mulini a vento sono ampiamente utilizzati in molti paesi sviluppati del mondo: Olanda, Danimarca, Giappone, Stati Uniti e altri. Il loro impiego è particolarmente efficace nelle zone montuose o sulle coste marine, dove soffiano costantemente forti venti. La potenza di una moderna centrale elettrica da generatori eolici è sufficiente a coprire il fabbisogno di grandi strutture agricole lontane dalla civiltà, o le infrastrutture di piccole città.

Il design del mulino a vento è il seguente: ha pale di una certa forma, che sono rigidamente collegate al rotore del generatore installato all'interno. Quando le pale si muovono, il rotore ruota e il generatore genera elettricità. Più grandi sono le pale, più creano rotazione, più grande e più spesso si verifica il vento in una determinata area, più il generatore elettrico produrrà energia elettrica. Si stima che la velocità minima del vento alla quale può funzionare un generatore eolico sia di circa 2 m/s. Se la velocità del vento costante è superiore a 8-10 m / s, l'elettricità generata sarà sufficiente per alimentare la rete elettrica di una casa privata.

Lo svantaggio di questo metodo è che la batteria inclusa nel sistema si guasta piuttosto rapidamente (a causa di cicli di carica-scarica troppo frequenti) e il suo costo è una parte significativa dell'intera turbina eolica. Le parti strutturali possono essere danneggiate dal vento, che richiederà riparazioni regolari.

Sempre più spesso, puoi vedere come le persone equipaggiano i mulini a vento per la casa. Nonostante alcune difficoltà, sono in grado di lavorare con obiettivi e portare molti vantaggi al proprietario.

sorgenti geotermiche

L'approfondimento nelle viscere della Terra ha mostrato: sotto gli strati della superficie - un'alta temperatura. Questo può essere visto in fenomeni come, ad esempio, i geyser - fontane di acqua calda che sgorgano dal terreno. Anche il calore della terra appartiene a fonti di energia alternative: è molto conveniente utilizzarlo con una pompa di calore. È vero, vale la pena notare che il funzionamento della pompa richiede anche l'erogazione di una certa quantità di corrente, ma, come mostra la pratica, il rapporto tra la potenza spesa per il funzionamento della pompa rispetto al calore ricevuto dalle viscere della terra è approssimativamente 1: 4–1: 6, che copre completamente i costi e rende questo metodo molto vantaggioso.

Anche il principio di implementazione di questo metodo è abbastanza semplice: un pozzo viene perforato nella zona di temperatura elevata nel terreno, dove viene quindi installata una pompa di calore. Serve a raffreddare l'acqua sotterranea calda e, di conseguenza, viene rilasciata energia aggiuntiva, che viene inviata al consumatore attraverso comunicazioni speciali.

I vantaggi dell'utilizzo di questo metodo di generazione di elettricità sono evidenti, ma c'è anche uno svantaggio significativo: per una casa con una superficie di ​​150 m 2, dovrai spendere circa 20-30 mila dollari per il lavoro necessario e attrezzature.

Impianti a biogas

L'uso della biomassa ha guadagnato una notevole popolarità negli ultimi anni. La sua essenza sta nel fatto che da varie biomasse (bardo, escrementi di uccelli, letame e altre sostanze simili) durante la fermentazione viene rilasciato un gas speciale chiamato etanolo cellulosico. Qui si può ottenere elettricità alternativa semplicemente bruciando il gas così ottenuto.

Per realizzare questa idea, gli scienziati hanno sviluppato speciali impianti di biogas, che ora vengono venduti a prezzi abbastanza convenienti. È molto vantaggioso utilizzarli per varie aziende agricole, dove i rifiuti biologici sono parte integrante del ciclo di produzione. Una volta speso per una costruzione di biogas, un agricoltore può ottenere un'eccellente fonte di gas vicino al naturale, che alla fine si converte facilmente sia in calore che in elettricità.

Un'altra interessante fonte di energia alternativa ampiamente utilizzata nei paesi marittimi. A causa del flusso e riflusso naturale, l'acqua è in continuo movimento. Se le turbine idrauliche sono installate a una certa profondità, utilizzando questo movimento di masse d'acqua genereranno molta energia. È interessante notare che anche considerando la bassa velocità dell'acqua dal flusso e riflusso, le turbine idrauliche possono mostrare un'elevata efficienza. Questo può essere visto nella più grande centrale di marea del mondo, situata in Francia e in grado di fornire fino a 240 MW di potenza.

In conclusione, vale la pena dire che questi non sono tutti i modi possibili per ottenere corrente. Vengono costantemente migliorati e sviluppati, ma il massimo risultato pratico è stato ottenuto proprio con questi metodi. Sono già in grado di costituire una valida alternativa alle tradizionali opzioni per la generazione di elettricità e, in alcuni casi, di sostituirle completamente.

Oggi, le questioni di risparmio energetico sono molto difficili, soprattutto sul territorio di alcuni stati indipendenti tra le ex repubbliche dell'Unione Sovietica. Uno degli argomenti più discussi in molti forum riguarda la fattibilità finanziaria dell'installazione di fonti che riducano i consumi energetici. Energia alternativa fai-da-te: esiste una soluzione efficace? Proviamo a capire questo problema.

Vale la pena precisare immediatamente il fatto che è improbabile che sia possibile creare fonti di energia alternative con le proprie mani. Ma c'è la possibilità di utilizzare apparecchiature prodotte su scala industriale. È l'installazione di tali dispositivi che non solo può ridurre il costo dell'elettricità e della fornitura di calore, ma anche eliminare completamente la dipendenza dalle reti energetiche centrali.

Tecnologicamente, tutti gli impianti di energia alternativa possono essere suddivisi in due tipologie principali:

• Dispositivi per la generazione di energia elettrica.
• Unità utilizzate per ottenere energia termica nella sua forma pura o per generare combustibile gassoso per apparecchiature di caldaie.

Installazioni di alimentazione autonoma

Tra i dispositivi esistenti per ottenere energia elettrica gratuita, hanno trovato largo impiego le seguenti tipologie di apparecchiature:

• Pannelli solari che convertono l'energia della nostra fonte di luce naturale direttamente in elettricità. I pannelli di questo tipo sono costituiti da una pluralità di elementi semiconduttori che ricevono la luce. Queste unità sono consigliate per l'uso in regioni con un gran numero di giorni di sole. Si consiglia di installare tali pannelli utilizzando meccanismi che prevedono una modifica dell'angolo di inclinazione della struttura. Ciò contribuirà ad evitare gli effetti negativi delle precipitazioni e garantire la ricezione della massima radiazione solare possibile.
• Un altro generatore di energia alternativa fai-da-te può essere installato in regioni con un carico eolico significativo. A prima vista, un normale mulino a vento è in grado di fornire elettricità a più consumatori contemporaneamente. Le prestazioni dell'unità dipendono dal tipo di generatore utilizzato, dall'apertura alare dell'unità motrice, dalla capacità di ruotare il dispositivo in base alla direzione del vento prevalente.

Impianti di fornitura di calore

• Pompe di calore funzionanti secondo il principio del trasferimento di energia termica da un mezzo con una temperatura più elevata. In pratica vengono utilizzati scambiatori di calore funzionanti sull'energia dell'acqua, dell'aria e impianti geotermici, in grado di convertire la temperatura dei vari strati del suolo in energia termica.
• Biogeneratori, che consentono di raccogliere il gas rilasciato durante la decomposizione delle sostanze organiche. Questo design può funzionare con vari tipi di carburante, le installazioni più efficienti e sicure con controllo automatico.

Certo, il costo degli impianti di questa classe è notevole, ma la loro acquisizione garantirà l'indipendenza dell'approvvigionamento energetico della propria abitazione.

Dopo aver costruito una casa e messa in funzione, i costi principali saranno proprio per l'energia. Questa circostanza rende vantaggioso l'utilizzo di fonti alternative. Allo stesso tempo, i dispositivi per ottenere energia alternativa sono di per sé costosi e il loro periodo di ammortamento è di almeno 10 anni. La soluzione saranno le fonti di energia alternative per la casa con le proprie mani. La loro produzione è molto più economica. In questo caso, non viene utilizzata la produzione da zero, ma l'assemblaggio da componenti già pronti. Ci sono molte soluzioni qui. Possono essere suddivisi in sistemi di generazione di energia e sistemi di conservazione dell'energia.

Turbine eoliche per una casa estiva

Innanzitutto, sono interessanti per il loro basso costo per l'autoproduzione. Se vengono acquistati nuovi nella forma finita, non offrono molti vantaggi rispetto ai pannelli solari. L'eccezione sono i luoghi ventosi, come le zone montuose. Facendo da soli, i vantaggi possono essere enormi.

Durante l'installazione, è necessario ricordare che le turbine eoliche fanno rumore. I modelli ad alta velocità quando si lavora con vento forte non sono sicuri, a causa della possibile espansione degli elementi delle pale. I mulini a vento sono più adatti per grandi aree ventose con bassi costi del terreno. Lì, sotto di loro, è del tutto possibile prendere diversi acri in un angolo remoto. Non sono adatti per appezzamenti compatti, territori adiacenti in insediamenti di cottage.

Le turbine eoliche verticali a bassa velocità sono sicure e producono meno rumore. La loro ruota eolica è molto più facile da produrre, ma il generatore elettrico stesso richiede un cambio step-up.

Pannelli solari

Possono essere definiti la migliore fonte di energia alternativa. Non hanno parti mobili, sono estremamente affidabili ed efficienti e si adattano a qualsiasi zona climatica abitata. I pannelli solari possono essere collocati in insediamenti di cottage, in aree urbane compatte, sul tetto di una casa. Sono molto funzionali, ma la loro distribuzione è ostacolata da un prezzo elevato. Consigli per l'acquisto:

• acquistare pannelli di almeno 250 W di potenza;
• non acquistare pannelli solari da intermediari;
• non acquistare kit già pronti con inverter;

È redditizio acquistare pannelli solari su Aliexpress e sui siti Web dei produttori. I produttori cinesi sono oltre la concorrenza in termini di prezzo. I pannelli da 200 - 250 W sono i più convenienti (area 1 - 1,5 m). Anche le celle solari a film flessibile sono funzionali.

Tali fonti di energia alternative come il sole hanno un ciclo giornaliero. Pertanto, parte del costo del sistema dovrà essere speso per le batterie. Sono state proposte molte opzioni.

Accumuliamo elettricità

L'energia solare alternativa richiede batterie. Non ci sono requisiti particolari per il peso e le dimensioni delle batterie in casa, quindi la scelta va fatta in base al prezzo e al numero di cicli. Ora l'opzione migliore sono le batterie al piombo. Hanno un'intensità energetica di 50 W/kg e il costo più basso. Non è redditizio considerare altri tipi di batterie.

Acquista solo i più grandi fattori di forma della batteria. Maggiore è la capacità di un'unità, più economico sarà l'intero set in termini di un W di energia immagazzinata. Evita le batterie per auto. È preferibile utilizzare batterie per camion o batterie di trazione per carrelli elevatori. Opzioni vantaggiose sono disponibili in pacchi batteria per UPS industriali.

Rete elettrica CC in casa

Se guardi le centrali solari già pronte per la casa, noterai che il 30-50% del costo è occupato da un convertitore CC-CA (inverter). Con l'autoassemblaggio di una centrale solare, questo nodo può essere escluso. In questo caso, ci sarà una rete a bassa tensione e corrente continua. Richiederà attrezzature specializzate. Gli elettrodomestici ordinari non funzioneranno, quindi questa decisione è giustificata solo quando tali elettrodomestici sono disponibili.

Questo può essere, ad esempio, una stufa elettrica appositamente realizzata, un sistema di illuminazione a LED, una pompa con un motore a corrente continua e altri dispositivi. La produzione di tali consumatori di elettricità è giustificata, poiché rispetto a una centrale solare già pronta, risparmi il 30-50% del costo.

Non è consigliabile collegare direttamente i pannelli solari anche a consumatori di elettricità appositamente realizzati. È necessario uno stabilizzatore di tensione (per la corrente continua). Il suo costo non può essere paragonato al convertitore. Inoltre, può anche essere realizzato in modo indipendente.

Energia termica e riscaldamento per una casa privata

La soluzione migliore in questo settore è una pompa di calore. I modelli già pronti di tali caldaie sono economici. Solo gli scambiatori di calore devono essere fabbricati in modo indipendente. Fonti di calore aggiuntivo sono il suolo, l'aria interna, l'acqua. È molto utile sviluppare la direzione dell'accumulo di calore. L'acqua è il refrigerante più conveniente. Può essere utilizzato nei classici sistemi di riscaldamento solare. Il materiale principale sono tubi di rame e acciaio, elementi finiti di radiatori.