Alternatyvios energijos panaudojimo pavyzdžiai paruoštų sprendimų ir „pasidaryk pats“ prietaisų pavidalu

Angliavandenilių atsargos mūsų planetoje anksčiau ar vėliau baigsis. Net ir atsižvelgiant į įvairių technologijų diegimą joms gelbėti, anglies, naftos ir dujų atsargų išsekimas nėra toli. Energijos išteklių kaina auga ir žmonės supranta, kad savo biudžeto saugumu gali pasirūpinti tik jie patys. Todėl jie atkreipia dėmesį į alternatyvius energijos šaltinius. Be to, susidomėjimą alternatyvia energija sukelia ir banalus „civilizacijos privalumų“ – dujų ir elektros – nebuvimas. Dažnai nutinka taip, kad kai kurių gyvenviečių tiekimas elektra ar dujomis nėra ekonomiškai pagrįstas, o gyventojai to negali padaryti savo lėšomis. Todėl privačių namų savininkai tai daro patys arba perka įvairius įrenginius šilumai ir elektrai gaminti. Galų gale, energijos yra saulės šviesoje, vėjyje, žemės dubenyse, atoslūgiuose ir atoslūgiuose. Be to, jie naudoja temperatūrų skirtumą, krintančio vandens energiją ir kitus alternatyvios energijos šaltinius. Šiame straipsnyje kalbėsime apie įvairius įdomius „pasidaryk pats“ įrenginius alternatyviosios energijos srityje.

Kaip žinia, supanti gamta kupina energijos. Tikrai visi yra girdėję, kad saulės šviesą, vėją, potvynius, atoslūgius ir kitus atsinaujinančius energijos šaltinius galima išnaudoti gana efektyviai. Be to, ši energija gali būti naudojama nacionaliniu mastu arba gali būti naudojama tik privačiam namui ar kotedžui aprūpinti energija.

Žemiau pateikiami keli augalų, kurie alternatyvią energiją paverčia šviesa ir šiluma, pavyzdžiai:

• saulės kolektorių;
• Biodujų gamybos įmonė;
• Vėjo generatorius.

Jei turite laisvų lėšų, galite įsigyti tokių įrenginių ir sumokėti už įrengimą. Dėl stabilios tokių įrenginių paklausos gamintojai užsienyje ir Rusijoje pradėjo gaminti tokius gaminius. Bet jei jūsų lėšos yra ribotos, galite pabandyti tokius įrenginius pasidaryti savo rankomis.

Pažvelkime į keletą pavyzdžių.

Visų tipų šilumos siurblių veikimo principas pagrįstas Carnot ciklais.Įrenginys yra šaldytuvas. Darbo metu jis atvėsęs atima žemo potencialo energiją. Ir tada jis paverčia jį didelio potencialo šilumine energija. Aplinka gali būti oras, žemė, vanduo. Šiose medžiagose bet kuriuo momentu yra tam tikras šilumos kiekis. Šilumos siurblio sudėtis apima šiuos pagrindinius komponentus:

• Išorinė grandinė, kurioje yra natūralus aušinimo skystis;
• Vidinė grandinė užpildyta vandeniu;
• kompresorius;
• Garintuvas;
• Kondensatorius.

Freonas naudojamas tokiose sistemose kaip buitiniame šaldytuve. Išorinė grandinė, kaip taisyklė, panardinama į šulinį su vandeniu arba tiesiog į rezervuarą ant paviršiaus. Yra variantų, kai išorinė grandinė yra palaidota žemėje. Bet tai brangu ir ne visada įmanoma.

Yra jau paruoštų sprendimų šilumos siurbliams, yra ir tokių modelių, kurie gaminami rankomis. Kaip savo rankomis pasidaryti šį įrenginį alternatyviajai energijai naudoti? Pirmiausia reikia rasti kompresorių. Jei turite seną oro kondicionierių ar šaldytuvą, galite juos išimti. Šildymui reikalinga galia iki 10 kW.

Šilumos siurblio kolektorius gali būti montuojamas tiek horizontaliai, tiek vertikaliai. Antrasis variantas naudojamas, jei nėra pakankamai vietos. Tada išgręžiami keli šuliniai, į kuriuos nuleidžiamas kontūras. Jei vieta yra horizontali, tada kolektorius įkasamas į žemę maždaug 1,5 metro. Vandenyje esantis šilumokaitis gaminamas, kai šildomas korpusas yra šalia natūralaus rezervuaro kranto. Kondensatoriui reikės 120-140 litrų talpos. Į jį dedama varinė ritė, kurioje cirkuliuoja freonas.

Garintuvas gali būti pagamintas iš plastikinio indo, kurio tūris yra toks pat kaip ir kondensatorius. Į jį įkišama varinė gyvatė, kuri per kompresorių sujungiama su tuo, kas yra kondensatoriuje.

Kuriant „pasidaryk pats“ sistemą, garintuvo vamzdis dažniausiai gaminamas iš kanalizacijos vamzdžio gabalo. Vamzdžio pagalba reguliuojamas vandens srautas. Garintuvas nuleidžiamas į rezervuarą. Kai jis teka aplinkui, vanduo pradeda freono garavimo procesą. Tai savo ruožtu pakyla į kondensatorių. Ten jis atiduoda šiluminę energiją vandeniui, kuriame yra gyvatė. Šis vanduo šildo namą cirkuliuodamas šildymo sistemoje.

Verta paminėti, kad vandens temperatūra rezervuare nėra tokia svarbi. Svarbiausia, kad ji visada buvo šalia. Jei siurblys suprojektuotas ir sumontuotas teisingai, jis gali šildyti namą žiemą. Net jei vandens temperatūra rezervuare yra labai žema. Vasarą šilumos siurblys gali veikti kaip oro kondicionierius, vėsinantis patalpą.

Saulės elementai

Tai turbūt labiausiai paplitęs alternatyvios energijos naudojimas. Šiuo atveju alternatyvios energijos šaltinis yra saulės šviesa, ji paverčiama elektros srove. galima pažiūrėti nuorodoje.

Saulės baterijos siūlomos kaip gatavų sprendimų dalis, kurias galite pasigaminti patys. Jei tai yra gamykliniai įrenginiai, paprastai komplekte yra valdiklis, keitiklis, kartais baterijos, reikalingi laidai ir tvirtinimo detalės. Nors galite rasti daug pasiūlymų, kai saulės kolektoriai parduodami atskirai.

Kalbant apie saulės baterijų gamybą savo rankomis, daugeliui ši veikla tapo tikru hobiu. Kartais netgi rengiamos parodos apie alternatyvios energijos panaudojimą. Ant jų entuziastai rodo saulės baterijas, kurias gamino savo rankomis.

Norint savarankiškai gaminti saulės baterijas, reikia įsigyti fotoelementus (ant pavienių arba polikristalų) ir sulituoti juos į nuosekliąją grandinę. Elementų skaičius nustatomas pagal reikiamą akumuliatoriaus įtampą ir išėjimo galią. Neįmanoma pasidaryti fotoelementų savo rankomis. Technologija yra sudėtinga ir gali būti įdiegta tik gamyklinėmis sąlygomis.

Taigi, ką reikia padaryti žingsnis po žingsnio:

• Lituokite fotoelementus nuoseklioje grandinėje;
• Pritvirtinkite juos ant stiebo, polikarbonato ar kitos saulės šviesą praleidžiančios medžiagos. Vykdymas skiriasi. Tarp stiklų yra fotoelementai, o jungtys yra izoliuotos. Kartais elementai tiesiog tvirtinami ant stiklo apsaugine automobiline plėvele;
• Padarykite akumuliatoriaus dėklą iš aliuminio kampų;
• Į korpusą įdėkite skydelį su fotoelementais;
• Prijunkite skydelį prie kitų saulės sistemos elementų.

Biodujos yra švarus kuras, gaminamas nekenkiant aplinkai. Jo gamybos technologija pagrįsta anaerobinių bakterijų veikla. Maisto atliekos naudojamos kaip žaliava biodujų sintezei.

Atliekos, tiek skystos, tiek kietos, dedamos į konteinerį. Tai turėtų būti sandarus indas su varžtu. Jis naudojamas šiai masei maišyti. Be to, turėtų būti:

• Įėjimas pakrauti atliekas;
• Neperdirbtų atliekų likučių išeiga;
• Dujų išleidimo vamzdis.

Instaliacijos sandarumas turi būti atliekamas ypač atsargiai. Jei dujas planuojama paimti iš rezervuaro periodiškai, tuomet turi būti įrengtas specialus vožtuvas. Su juo, jei reikia, galite sumažinti perteklinį slėgį. Šioje gamykloje skaidant biologines atliekas išsiskiria sieros vandenilis ir metanas, kuriuose yra anglies dioksido.

Apskritai sukurti biodujų sintezės gamyklą „pasidaryk pats“ nėra lengva užduotis. Paprastai praktiškai naudojami paruošti sprendimai, tačiau kai kurie meistrai savarankiškai atlieka tokius įrenginius, kad gautų alternatyvią energiją. Norėdami tai padaryti, turite išspręsti keletą užduočių:

• Būtina sutvarkyti vietą konteineriui. Jo tūris parenkamas pagal tai, kiek atliekų bus perdirbama vienu metu. Norint užtikrinti efektyvų įrenginio veikimą, jį reikia užpildyti 2/3. Pats konteineris gali būti metalinis arba betoninis. Kalbant apie našumą, iš 1 tonos maisto atliekų gaunama 100 m3 dujų;
• Sutvarkyti šildymą. Norint pagreitinti procesą, atliekų konteineris turi būti šildomas. Čia gali būti keletas variantų. Pavyzdžiui, gyvatukas aplink baką arba šildymo elementas po baku. Anaerobinės bakterijos suaktyvėja pakaitintos iki tam tikros temperatūros. Todėl šildymas būtinas;
• Automatika. Šildymas turėtų įsijungti, kai pakraunama nauja atliekų partija, ir išsijungti, kai pasiekiama tam tikra temperatūra;
• Reikalingas dujinis elektros generatorius susidariusioms biodujoms konvertuoti;
• Organizuoti atliekų žaliavų surinkimą. Šios atliekos gali būti naudojamos sodo lysvėms tręšti.

Tokios biodujų gamyklos naudojamos JAV ir Kinijoje įvairiuose privačiuose namų ūkiuose ir ūkiuose. Čia pagrindinė problema – organizuoti nuolatinę biodujų gamybą. O tam reikės nuolatinio maisto atliekų ar mėšlo srauto.

Privačių namų savininkams yra galimybė gerokai sumažinti mokesčius už komunalines paslaugas arba išvis nesinaudoti šilumos, elektros ir dujų tiekėjų paslaugomis. Jūs netgi galite užtikrinti nemažą ekonomiją, o jei norite, galite parduoti perteklių. Tai tikra ir kai kurie tai jau padarė. Tam naudojami alternatyvūs energijos šaltiniai.

Kur ir kokia forma galima pasisemti energijos

Tiesą sakant, energijos, vienokiu ar kitokiu pavidalu, gamtoje yra praktiškai visur – saulėje, vėjyje, vandenyje, žemėje – energijos yra visur. Pagrindinė užduotis yra ją išgauti iš ten. Žmonija tai daro daugiau nei šimtą metų ir pasiekė gerų rezultatų. Šiuo metu alternatyvūs energijos šaltiniai gali aprūpinti namą šiluma, elektra, dujomis, šiltu vandeniu. Be to, alternatyvi energija nereikalauja jokių super įgūdžių ar super žinių. Viskas gali būti padaryta jūsų namams savo rankomis. Taigi, ką galima padaryti:

Visi alternatyvūs energijos šaltiniai gali pilnai patenkinti žmogaus poreikius, tačiau tam reikia per didelių investicijų ir/ar per didelių plotų. Todėl tikslingiau daryti kombinuotą sistemą: energiją gauti iš alternatyvių šaltinių, o jei trūksta – „gauti“ iš centralizuotų tinklų.

Saulės energijos naudojimas

Vienas iš galingiausių alternatyvių energijos šaltinių namams yra saulės spinduliuotė. Yra dviejų tipų saulės energijos konvertavimo įrenginiai:

Nemanykite, kad įrenginiai veikia tik pietuose ir tik vasarą. Jie puikiai veikia ir žiemą. Giedru oru su sninga energijos gamyba yra tik šiek tiek mažesnė nei vasarą. Jei jūsų vietovėje daug giedrų dienų, galite naudoti šią technologiją.

Saulės elementai

Saulės baterijos surenkamos iš fotovoltinių keitiklių, kurie gaminami mineralų pagrindu, kurie, veikiami saulės spindulių, išskiria elektronus – generuoja elektros srovę. Asmeniniam naudojimui naudojami silicio fotokeitikliai. Pagal savo struktūrą jie yra monokristaliniai (pagaminti iš vieno kristalo) ir polikristaliniai (daug kristalų). Monokristaliniai pasižymi didesniu efektyvumu (13-25 % priklausomai nuo kokybės) ir ilgesniu tarnavimo laiku, tačiau yra brangesni. Polikristaliniai gamina mažiau elektros energijos (9-15%) ir greičiau genda, tačiau jų kaina mažesnė.

Tai polikristalinis fotokonverteris. Su jais reikia elgtis atsargiai – jie labai trapūs (taip pat ir vieno kristalo, bet ne tiek pat)

Surinkti saulės bateriją savo rankomis nėra sunku. Pirmiausia reikia įsigyti tam tikrą kiekį silicio fotoelementų (kiekis priklauso nuo reikiamos galios). Dažniausiai jie perkami Kinijos prekybos platformose, tokiose kaip Aliexpress. Tada procedūra yra paprasta:

Keletas žodžių apie tai, kodėl pagrindą saulės kolektoriui (baterijoms) reikia nudažyti baltai. Silicio plokštelių veikimo temperatūros diapazonas yra nuo -40°C iki +50°C. Veikimas aukštesnėje ar žemesnėje temperatūroje greitai sugenda elementai. Ant stogo, vasarą, patalpose temperatūra gali būti gerokai aukštesnė nei +50°C. Todėl ir reikia baltos spalvos – kad neperkaistų silicio.

Saulės kolektoriai

Saulės kolektoriai gali šildyti vandenį arba orą. Kur nukreipti saulės šildomą vandenį – į karšto vandens čiaupą ar į šildymo sistemą – renkatės jūs. Tik šildymas bus žematemperatūrinis – grindiniam šildymui, ko reikia. Bet tam, kad temperatūra namuose nepriklausytų nuo oro, sistema turi būti perteklinė, kad prireikus būtų prijungtas kitas šilumos šaltinis arba katilas persijungtų į kitą energijos šaltinį.

Yra trijų tipų saulės kolektoriai: plokšti, vamzdiniai ir oriniai. Labiausiai paplitę yra vamzdiniai, tačiau kiti taip pat turi teisę egzistuoti.

plokščias plastikas

Dvi plokštės – juodos ir skaidrios – sujungtos į vieną korpusą. Tarp jų yra gyvatės pavidalo varinis vamzdynas. Nuo saulės apatinė tamsi plokštė įkaista. iš jo kaitinamas varis, o iš jo – labirintu einantis vanduo. Toks alternatyvių energijos šaltinių panaudojimo būdas nėra pats efektyviausias, tačiau patrauklus tuo, kad jį įgyvendinti labai paprasta. Taigi galite šildyti vandenį. Jo tiekimą reikės tik kilpiniu būdu (naudojant cirkuliacinį siurblį). Lygiai taip pat galite šildyti vandenį inde arba naudoti jį buitinėms reikmėms. Tokių įrenginių trūkumas yra mažas efektyvumas ir našumas. Norint pašildyti didelį vandens kiekį, reikia arba daug laiko, arba daug plokščių kolektorių.

Vamzdiniai kolektoriai

Tai stikliniai vamzdeliai – vakuuminiai arba bendraašiai – per kuriuos teka vanduo. Speciali sistema leidžia maksimaliai koncentruoti šilumą vamzdeliuose, kurie perduodami jais tekančiam vandeniui.

Sistemoje turi būti rezervuaras, kuriame šildomas vanduo. Vandens cirkuliaciją sistemoje užtikrina siurblys. Tokios sistemos negali būti pagamintos savarankiškai - savo rankomis pagaminti stiklo vamzdžius yra sudėtinga ir tai yra pagrindinis trūkumas. Kartu su didele kaina tai trukdo plačiai naudoti šį energijos šaltinį namams. Ir pati sistema yra labai efektyvi, su kaupu susidoroja su vandens šildymu karštam vandeniui tiekti ir neblogai prisideda prie šildymo.

Šildymo ir karšto vandens tiekimo iš alternatyvių energijos šaltinių organizavimo schema - naudojant saulės kolektorius

Oro kolektoriai

Mūsų šalyje jie labai reti ir veltui. Jie yra paprasti ir lengvai gaminami rankomis. Vienintelis minusas – reikalingas didelis plotas: jie gali užimti visą pietinę (rytinę, pietrytinę) sieną. Sistema labai panaši į plokščiuosius kolektorius - juodas apatinis skydas, permatomas viršutinis, tačiau jie tiesiogiai šildo orą, kuris yra priverčiamas (ventiliatoriumi) arba natūraliai patenka į patalpą. Nepaisant atrodančio lengvabūdiškumo, tokiu būdu šviesiu paros metu galima šildyti mažas patalpas, įskaitant technines ar ūkines patalpas:, kotedžus, namelius gyviems sutvėrimams.

Toks alternatyvus energijos šaltinis kaip saulė duoda mums savo šilumą, tačiau didžioji jos dalis nukeliauja „į niekur“. Pagauti nedidelę jo dalį ir panaudoti asmeniniams poreikiams yra užduotis, kurią išsprendžia visi šie įrenginiai.

Vėjo turbinos

Alternatyvūs energijos šaltiniai yra geri, nes jie dažniausiai yra atsinaujinantys ištekliai. Pats amžiniausias, ko gero, yra vėjas. Kol yra atmosfera ir saulė, tol yra ir vėjas. Galbūt trumpam oras bus ramus, bet neilgai. Mūsų protėviai vėjo energiją naudojo malūnuose, o šiuolaikinis žmogus ją paverčia elektra. Viskas, ko tam reikia:

• vėjuotoje vietoje įrengtas bokštas;
• generatorius su prie jo pritvirtintomis mentėmis;
• akumuliatorius ir elektros srovės paskirstymo sistema.

Bokštas statomas bet koks, iš bet kokios medžiagos. Akumuliatorius yra baterija, čia nieko neįsivaizduojate, bet kur tiekti elektrą - jūsų pasirinkimas. Belieka tik pagaminti generatorių. Jį taip pat galima nusipirkti paruošto, tačiau visiškai įmanoma jį pagaminti iš variklio iš buitinės technikos - skalbimo mašinos, atsuktuvo ir kt. Jums reikės neodimio magnetų ir epoksidinės dervos, tekinimo staklių.

Ant variklio rotoriaus pažymime magnetų montavimo vietas. Jie turi būti vienodu atstumu vienas nuo kito. Šlifuojame pasirinkto variklio rotorių, suformuodami „sėdynėles“. Įdubos apačioje turi būti nedidelis nuolydis, kad magneto paviršius būtų pakreiptas. Ant skystų nagų išraižytų vietų klijuojami magnetai, užpildomi epoksidine derva. Tada paviršius išlyginamas švitriniu popieriumi. Tada turite pritvirtinti šepečius, kurie pašalins srovę. Ir viskas, galite surinkti ir paleisti vėjo generatorių.

Tokios instaliacijos gana efektyvios, tačiau jų galia priklauso nuo daugelio faktorių: vėjo stiprumo, kaip gerai pagamintas generatorius, kaip efektyviai šepečiais pašalinamas potencialų skirtumas, nuo elektros jungčių patikimumo ir kt.

Šilumos siurbliai namų šildymui

Šilumos siurbliai naudoja visus turimus alternatyvius energijos šaltinius. Jie ima šilumą iš vandens, oro, dirvožemio. Mažais kiekiais šios šilumos yra net žiemą, todėl šilumos siurblys ją surenka ir nukreipia namo šildymui.

Šilumos siurbliuose naudojami ir alternatyvūs energijos šaltiniai – žemės, vandens ir oro šiluma

Veikimo principas

Kodėl šilumos siurbliai tokie patrauklūs? Faktas, kad jo siurbimui išleidę 1 kW energijos, blogiausiu atveju gausite 1,5 kW šilumos, o sėkmingiausi įgyvendinimai gali atiduoti iki 4-6 kW. Ir tai niekaip neprieštarauja energijos tvermės dėsniui, nes energija eikvojama ne šilumai gauti, bet ne jai siurbti. Taigi jokių neatitikimų.

Šilumos siurbliai turi tris darbo grandines: dvi išorines ir jos vidines, taip pat garintuvą, kompresorių ir kondensatorių. Schema veikia taip:

• Pirminėje grandinėje cirkuliuoja aušinimo skystis, kuris ima šilumą iš žemo potencialo šaltinių. Jį galima nuleisti į vandenį, palaidoti žemėje arba paimti šilumą iš oro. Aukščiausia temperatūra, pasiekiama šioje grandinėje, yra apie 6°C.
• Vidinėje grandinėje cirkuliuoja kaitinimo terpė, kurios virimo temperatūra yra labai žema (paprastai 0°C). Kaitinamas šaltnešis išgaruoja, garai patenka į kompresorių, kur suspaudžiami iki aukšto slėgio. Suspaudimo metu išsiskiria šiluma, šaltnešio garai įkaista iki vidutinės +35°C iki +65°C temperatūros.
• Kondensatoriuje šiluma perduodama aušinimo skysčiui iš trečiojo – šildymo – kontūro. Aušinimo garai kondensuojasi, tada toliau patenka į garintuvą. Ir tada ciklas kartojasi.

Šildymo kontūrą geriausia padaryti šiltų grindų pavidalu. Tam tinkamiausios temperatūros. Radiatorių sistemai reikės per daug sekcijų, o tai negražu ir nepelninga.

Alternatyvūs šiluminės energijos šaltiniai: kur ir kaip gauti šilumos

Tačiau didžiausias sunkumas yra pirmosios išorinės grandinės įrenginys, kuris surenka šilumą. Kadangi šaltiniai yra mažo potencialo (apačioje mažai šilumos), reikia didelių plotų, kad būtų galima surinkti pakankamai jo. Yra keturių tipų kontūrai:

• Žiedai, pakloti vandens vamzdžiuose su aušinimo skysčiu. Vandens telkinys gali būti bet kas – upė, tvenkinys, ežeras. Pagrindinė sąlyga yra tai, kad jis neturėtų užšalti net ir esant didžiausioms šalnoms. Šilumą iš upės siurbiantys siurbliai veikia efektyviau, stovinčiame vandenyje perduodama daug mažiau šilumos. Tokį šilumos šaltinį įgyvendinti lengviausia – mesti vamzdžius, pririšti krovinį. Yra tik didelė atsitiktinės žalos tikimybė.

  

• Terminiai laukai su vamzdžiais, palaidotais žemiau užšalimo gylio. Šiuo atveju yra tik vienas trūkumas – didelės žemės darbų apimtys. Turime pašalinti dirvą dideliame plote ir net iki kieto gylio.

  

• Geoterminės temperatūros naudojimas. Išgręžiama nemažai didelio gylio gręžinių, į juos nuleidžiamos aušinimo skysčio kontūrai. Šio varianto pranašumai yra tai, kad jis užima mažai vietos, tačiau ne visur įmanoma gręžti į didelį gylį, o gręžimo paslaugos kainuoja daug. Vis dėlto tai įmanoma, tačiau darbas vis tiek nėra lengvas.

  

• Šilumos ištraukimas iš oro. Taip veikia kondicionieriai su šildymo galimybe – jie ima šilumą iš „užbortinio“ oro. Net esant minusinei temperatūrai, tokie įrenginiai veikia, nors ir nelabai „giliu“ minusu - iki -15 ° C. Kad darbas būtų intensyvesnis, galima panaudoti ventiliacijos šachtų šilumą. Įmeskite ten keletą stropų su aušinimo skysčiu ir iš ten pumpuokite šilumą.

  

Pagrindinis šilumos siurblių trūkumas yra aukšta paties siurblio kaina, o šilumos surinkimo laukų įrengimas nėra pigus. Tokiu atveju galite sutaupyti pinigų pasigamindami siurblį patys ir taip pat savo rankomis klodami kontūrus, tačiau suma vis tiek išliks nemaža. Privalumas – šildymas bus nebrangus, o sistema veiks ilgai.

Atliekos į pajamas:

Visi alternatyvūs energijos šaltiniai yra natūralios kilmės, tačiau iš biodujų gamyklų galite gauti tik dvigubą naudą. Jie perdirba gyvūnų ir paukščių atliekas. Dėl to gaunamas tam tikras kiekis dujų, kurias išvalius ir išdžiovinus galima panaudoti pagal paskirtį. Likusias perdirbtas atliekas galima parduoti arba panaudoti laukuose, siekiant padidinti derlių – gaunama labai efektyvi ir saugi trąša.

Trumpai apie technologijas

Fermentacijos metu susidaro dujos, tame dalyvauja mėšle gyvenančios bakterijos. Biodujoms gaminti tinka bet kokios gyvulių ir paukščių atliekos, tačiau optimalus – galvijų mėšlas. Jis netgi dedamas į likusias atliekas „raguolei“ – joje yra būtent perdirbimui reikalingų bakterijų.

Norint sukurti optimalias sąlygas, būtina anaerobinė aplinka – fermentacija turi vykti be deguonies. Todėl efektyvūs bioreaktoriai yra uždari konteineriai. Kad procesas vyktų aktyviau, būtina reguliariai maišyti masę. Pramonės įmonėse tam įrengiami elektriniai maišytuvai, savadarbėse biodujų gamyklose dažniausiai tai būna mechaniniai įrenginiai – nuo ​​paprasčiausio koto iki mechaninių maišytuvų, kurie „dirba“ rankomis.

Dujose iš mėšlo susidaro dviejų tipų bakterijos: mezofilinės ir termofilinės. Mezofiliniai yra aktyvūs esant temperatūrai nuo +30°C iki +40°C, termofiliniai - nuo +42°C iki +53°C. Termofilinės bakterijos veikia efektyviau. Idealiomis sąlygomis dujų gamyba iš 1 litro naudingojo ploto gali siekti 4-4,5 litro dujų. Tačiau išlaikyti 50 ° C temperatūrą įrenginyje yra labai sunku ir brangu, nors išlaidos pateisinamos.

Šiek tiek apie dizainą

Paprasčiausia biodujų gamykla – statinė su dangčiu ir maišytuvu. Dangtelyje yra išleidimo anga, skirta prijungti žarną, per kurią dujos patenka į baką. Iš tokio tūrio dujų negausite daug, bet užteks vienam ar dviem dujiniams degikliams.

Rimtesnių tūrių galima gauti iš požeminio ar antžeminio bunkerio. Jei mes kalbame apie požeminį bunkerį, tada jis pagamintas iš gelžbetonio. Sienos nuo žemės atskirtos šilumos izoliacijos sluoksniu, patį konteinerį galima padalinti į keletą skyrių, kuriuose apdirbimas vyks su laiko poslinkiu. Kadangi mezofilinės kultūros dažniausiai dirba tokiomis sąlygomis, visas procesas trunka nuo 12 iki 30 dienų (termofilinės kultūros apdorojamos per 3 dienas), todėl pageidautinas laiko poslinkis.

Mėšlas patenka per pakrovimo bunkerį, priešingoje pusėje padaro iškrovimo liuką, iš kurio paimamos perdirbtos žaliavos. Bunkeris nevisiškai užpildytas biomišiniu – apie 15-20% erdvės lieka laisvos – čia kaupiasi dujos. Jam nusausinti į dangtį įmontuotas vamzdelis, kurio antrasis galas nuleidžiamas į vandens sandariklį – iš dalies vandens pripildytą indą. Tokiu būdu dujos džiovinamos – jau išvalytos surenkamos į viršutinę dalį, jos išleidžiamos per kitą vamzdelį ir jau gali būti pasmaugtos vartotojui.

Kiekvienas gali naudoti alternatyvius energijos šaltinius. Butų savininkams tai įgyvendinti sunkiau, bet privačiame name bent jau visas sumanymus galima įgyvendinti. Yra net tikrų to pavyzdžių. Žmonės visiškai patenkina savo poreikius ir nemažą ekonomiją.

Bėgant metams elektros gamybos klausimas neprarado savo aktualumo. Mokslininkams atrodė, kad atsiradus atominėms elektrinėms žmonija gaus neribotą kiekį energijos ir daugiau niekada šio klausimo neužduos. Tačiau viskas pasirodė kiek kitaip – ​​atominėms elektrinėms būtinos U 235 urano atsargos nėra begalinės, o jau dabar daugelyje šalių, net ir JAV, jaučiamas jo trūkumas. Yra būdų, kaip dirbtiniais būdais gauti kitų reikalingų degalų, pavyzdžiui, plutonio P 239, tačiau to toli gražu nepakanka. Prieina prie taško, kad būtina panaudoti anksčiau sukurtus branduolinius ginklus, kad iš jų būtų išgautas įtaisytas branduolinis užtaisas, kad būtų galima juos panaudoti stotyse.

Norėdami visiškai išspręsti energijos problemą, daugelis kūrėjų atkreipė dėmesį į alternatyvius elektros energijos šaltinius.

Tradiciškai tai apima:

• saulės elementai;
• Vėjo generatoriai;
• žemės šiluma;
• biodujų generatorius;
• atoslūgių ir atoslūgių galia, kai kurios kitos.

Išsamiau apsvarstykite šių alternatyvių elektros energijos šaltinių naudojimą.

Saulės spindulių pagalba į Žemę kasmet perduodama apie 1000 kW galios, kuri prilygsta energijai, kuri išsiskiria deginant 100 litrų dyzelinio kuro. Tai yra gana didelis skaičius, o jo plėtra apima daugelio šiuolaikinių tyrinėtojų protus. Šiandien geriausias saulės spinduliuotės panaudojimo variantas yra saulės baterijos, dažnai sujungiamos iš kelių dešimčių į didelius blokus, vadinamąsias plokštes. Tokių gaminių veikimo principas yra paprastas – saulės spindulių fotonai, eidami per baterijas, sukuria puslaidininkinės medžiagos potencialų skirtumą, dėl kurio elektros grandinėje juda srovė.

Įprasta tokio tipo baterija, kurios paviršiaus plotas yra 60-80 cm 2, esant geram saulėtam orui, gali užtikrinti apie 1 A srovę, kurios užtenka įkrauti mobilųjį telefoną, klausytis radijo ir kt. užduotys. Jei pastatysite didelę 40–50 tokių elementų plokštę, galėsite gauti atitinkamai 40–50 A srovės ir 20–25 V įtampos energijos šaltinį. Tokios galios užteks jau rimtesnėms užduotims: kambario apšvietimui, automobilio akumuliatoriaus įkrovimui. Norint padengti privataus namo poreikius elektra, tokiomis saulės baterijomis yra padengtas visas jo stogo paviršius.

Alternatyvi saulės energijos gamyba yra geras pasirinkimas gaminant elektrą, tačiau šis metodas turi keletą trūkumų, tarp kurių pagrindiniai yra didelės nuosavos elektrinės organizavimo išlaidos, taip pat visiška priklausomybė nuo oro sąlygų: esant debesuotam orui, generuojama galia bus labai maža.

Vėjo turbinos

Vėjo malūnai plačiai naudojami daugelyje išsivysčiusių pasaulio šalių: Olandijoje, Danijoje, Japonijoje, JAV ir kt. Jų naudojimas ypač efektyvus kalnuotose vietovėse arba jūros pakrantėse, kur nuolat siautėja stiprūs vėjai. Šiuolaikinės jėgainės vėjo generatorių galios pakanka, kad būtų galima patenkinti nuo civilizacijos nutolusių didelių žemės ūkio objektų ar mažų miestų infrastruktūros poreikius.

Vėjo malūno konstrukcija tokia: turi tam tikros formos mentes, kurios standžiai sujungtos su viduje sumontuoto generatoriaus rotoriumi. Kai ašmenys juda, rotorius sukasi, o generatorius gamina elektrą. Kuo didesnės mentės, tuo labiau jos sukuria sukimąsi, kuo didesnis ir kuo dažniau tam tikroje vietoje pučia vėjas, tuo daugiau elektros generatorius gamins elektros energiją. Skaičiuojama, kad mažiausias vėjo greitis, kuriuo vėjo generatorius gali veikti, yra apie 2 m/s. Jei pastovus vėjo greitis didesnis nei 8-10 m/s, tai pagamintos elektros pakaks privataus namo elektros tinklui maitinti.

Šio metodo trūkumas yra tai, kad į sistemą įtrauktas akumuliatorius gana greitai sugenda (dėl per dažnų įkrovimo-iškrovimo ciklų), o jo kaina yra nemaža visos vėjo jėgainės dalis. Vėjas gali pažeisti konstrukcines dalis, todėl reikės reguliariai taisyti.

Vis dažniau matote, kaip žmonės namuose įrengia vėjo malūnus. Nepaisant tam tikrų sunkumų, jie gali dirbti su tikslais ir atnešti savininkui daug naudos.

geoterminių šaltinių

Gilinimasis į Žemės vidurius rodė: po paviršiaus sluoksniais – aukšta temperatūra. Tai matyti iš tokių reiškinių kaip, pavyzdžiui, geizeriai – iš žemės trykštantys karšto vandens fontanai. Žemės šiluma taip pat priklauso alternatyviems energijos šaltiniams – ją labai patogu naudoti su šilumos siurbliu. Tiesa, verta paminėti, kad siurblio veikimui taip pat reikia tiekti tam tikrą srovės kiekį, tačiau, kaip rodo praktika, siurblio veikimui sunaudotos galios santykis su šiluma, gaunama iš žarnyno. Žemės santykis yra maždaug 1:4–1:6, o tai visiškai padengia išlaidas ir todėl šis metodas yra labai naudingas.

Šio būdo įgyvendinimo principas taip pat gana paprastas – gręžinys išgręžiamas į aukštesnės temperatūros zoną žemėje, kur vėliau montuojamas šilumos siurblys. Jis skirtas karštam požeminiam vandeniui vėsinti, todėl išsiskiria papildoma energija, kuri siunčiama vartotojui specialiomis komunikacijomis.

Šio elektros gamybos būdo naudojimo pranašumai yra akivaizdūs, tačiau yra ir nemažas trūkumas – namui, kurio plotas 150 m 2, reikiamiems darbams teks išleisti apie 20-30 tūkst. ir įranga.

Biodujų gamyklos

Pastaraisiais metais biomasės naudojimas įgijo didelį populiarumą. Jo esmė slypi tame, kad iš įvairios biomasės (bardo, paukščių išmatų, mėšlo ir kitų panašių medžiagų) fermentacijos metu išsiskiria specialios dujos, vadinamos celiulioziniu etanoliu. Čia alternatyvią elektrą galima gauti tiesiog deginant taip gautas dujas.

Šiai idėjai įgyvendinti mokslininkai sukūrė specialias biodujų jėgaines, kurios dabar parduodamos gana prieinamomis kainomis. Juos naudingiausia naudoti įvairiems ūkiams, kuriuose biologinės atliekos yra neatsiejama gamybos ciklo dalis. Išleidęs biodujų statybai, ūkininkas gali gauti puikų, artimą gamtinėms dujų šaltinį, kuris galiausiai lengvai paverčiamas ir šiluma, ir elektra.

Kitas įdomus alternatyvus energijos šaltinis, plačiai naudojamas jūrinėse šalyse. Dėl natūralaus atoslūgio vanduo nuolat juda. Jei vandens turbinos bus įrengtos tam tikrame gylyje, jos, naudodamos šį vandens masių judėjimą, generuos gana daug galios. Pastebėtina, kad net ir atsižvelgiant į mažą vandens greitį nuo atoslūgių ir atoslūgių, vandens turbinos gali parodyti didelį efektyvumą. Tai galima pamatyti didžiausioje pasaulyje potvynių ir atoslūgių elektrinėje, esančioje Prancūzijoje ir galinčioje tiekti net 240 MW galios.

Apibendrinant verta pasakyti, kad tai ne visi galimi srovės gavimo būdai. Jie nuolat tobulinami ir tobulinami, tačiau didžiausias praktinis rezultatas buvo pasiektas būtent šiais metodais. Jie jau gali sukurti vertingą alternatyvą tradiciniams elektros energijos gamybos variantams, o kai kuriais atvejais visiškai juos pakeisti.

Šiandien energijos taupymo problemos yra labai sunkios, ypač kai kurių nepriklausomų valstybių iš buvusių Sovietų Sąjungos respublikų teritorijoje. Viena iš labiausiai aptarinėjamų temų daugelyje forumų yra susijusi su finansiniu energijos suvartojimą mažinančių šaltinių įrengimo pagrįstumu. Alternatyvi energija „pasidaryk pats“ – ar yra veiksmingas sprendimas? Pabandykime suprasti šią problemą.

Verta nedelsiant nustatyti faktą, kad mažai tikėtina, kad savo rankomis bus galima sukurti alternatyvių energijos šaltinių. Tačiau yra galimybė naudoti pramoniniu mastu pagamintą įrangą. Būtent tokių įrenginių įrengimas gali ne tik sumažinti elektros ir šilumos tiekimo sąnaudas, bet ir visiškai panaikinti priklausomybę nuo centrinių energijos tinklų.

Technologiškai visus alternatyvios energijos įrenginius galima suskirstyti į du pagrindinius tipus:

• Prietaisai elektros energijai gaminti.
• Vienetai, naudojami grynai šiluminei energijai gauti arba katilinės įrangos dujiniam kurui gaminti.

Autonominio maitinimo įrenginiai

Tarp esamų nemokamos elektros energijos gavimo įrenginių buvo plačiai naudojami šie įrangos tipai:

• Saulės baterijos, kurios paverčia mūsų natūralaus šviesos šaltinio energiją tiesiai į elektros energiją. Šio tipo plokštės susideda iš daugybės šviesą priimančių puslaidininkinių elementų. Šiuos įrenginius rekomenduojama naudoti regionuose, kur daug saulėtų dienų. Tokias plokštes patartina montuoti naudojant mechanizmus, kurie užtikrina konstrukcijos pasvirimo kampo pasikeitimą. Tai padės išvengti neigiamo kritulių poveikio ir užtikrinti maksimalios įmanomos saulės spinduliuotės priėmimą.
• Kitas „pasidaryk pats“ alternatyvios energijos generatorius gali būti įrengtas regionuose, kuriuose yra didelė vėjo apkrova. Iš pirmo žvilgsnio paprastas vėjo malūnas gali tiekti elektrą keliems vartotojams vienu metu. Įrenginio našumas priklauso nuo naudojamo generatoriaus tipo, pavaros bloko sparnų ilgio, galimybės pasukti įrenginį priklausomai nuo vyraujančios vėjo krypties.

Šilumos tiekimo įrenginiai

• Šilumos siurbliai, veikiantys šilumos energijos perdavimo iš aukštesnės temperatūros terpės principu. Praktikoje naudojami vandens, oro ir geoterminių įrenginių energija veikiantys šilumokaičiai, galintys įvairių dirvožemio sluoksnių temperatūrą paversti šilumine energija.
• Biogeneratoriai, leidžiantys surinkti organinių medžiagų irimo metu išsiskiriančias dujas. Ši konstrukcija gali veikti naudojant įvairių rūšių kurą, efektyviausius ir saugiausius įrenginius su automatiniu valdymu.

Žinoma, šios klasės įrengimų kaina yra nemaža, tačiau jų įsigijimas užtikrins jūsų būsto energijos tiekimo nepriklausomybę.

Pastačius namą ir pradėjus jį eksploatuoti pagrindinės išlaidos bus būtent už energiją. Dėl šios aplinkybės naudinga naudoti alternatyvius šaltinius. Tuo pačiu metu alternatyvios energijos gavimo įrenginiai yra brangūs, o jų atsipirkimo laikotarpis yra mažiausiai 10 metų. Sprendimas bus alternatyvūs energijos šaltiniai namams savo rankomis. Jų gamyba yra daug pigesnė. Šiuo atveju naudojama ne gamyba nuo nulio, o surinkimas iš gatavų komponentų. Čia yra daug sprendimų. Jas galima suskirstyti į energijos gamybos sistemas ir energijos taupymo sistemas.

Vėjo turbinos vasarnamiui

Visų pirma, jie įdomūs dėl mažų savigamybos sąnaudų. Jei jie perkami nauji baigti, tada jie nesuteikia daug naudos, palyginti su saulės baterijomis. Išimtis – vėjuotos vietos, pavyzdžiui, kalnuotos vietovės. Darydami tai patys, nauda gali būti didžiulė.

Montuojant reikia atsiminti, kad vėjo turbinos kelia triukšmą. Didelio greičio modeliai dirbant pučiant stipriam vėjui yra nesaugūs dėl galimo menčių elementų išsiplėtimo. Vėjo malūnai geriausiai tinka didelėms vėjuotoms vietovėms, kuriose žemė kainuoja mažai. Ten, po jais, visai įmanoma atokiame kampelyje paimti kelis arus. Jie netinka kompaktiškiems sklypams, gretimoms teritorijoms kotedžų gyvenvietėse.

Vertikalios mažo greičio vėjo turbinos yra saugios ir kelia mažiau triukšmo. Jų vėjo ratą daug lengviau pagaminti, tačiau pačiam elektros generatoriui reikia paaukštintos pavarų dėžės.

Saulės elementai

Juos galima vadinti geriausiu alternatyvios energijos šaltiniu. Jie neturi judančių dalių, yra itin patikimi ir efektyvūs, tinka bet kokiai gyvenamai klimato zonai. Saulės baterijas galima statyti kotedžų gyvenvietėse, kompaktiškose miesto vietose, ant namo stogo. Jie yra labai funkcionalūs, tačiau jų platinimą trukdo didelė kaina. Pirkimo patarimai:

• įsigyti ne mažesnės kaip 250 W galios plokštes;
• nepirkite saulės baterijų iš tarpininkų;
• nepirkite paruoštų rinkinių su inverteriais;

Saulės baterijas apsimoka pirkti Aliexpress ir gamintojų svetainėse. Kinijos gamintojai savo kaina nekonkuruoja. Patogiausios yra 200 - 250 W plokštės (1 - 1,5 m plotas). Lanksčios plėvelės saulės elementai taip pat yra funkcionalūs.

Tokie alternatyvūs energijos šaltiniai kaip saulė turi kasdienį ciklą. Todėl dalį sistemos kainos reikės išleisti baterijoms. Buvo pasiūlyta daug variantų.

Mes kaupiame elektrą

Alternatyviajai saulės energijai reikia baterijų. Ypatingų reikalavimų akumuliatorių svoriui ir matmenims namuose nėra, todėl rinktis reikia pagal kainą ir ciklų skaičių. Dabar geriausias pasirinkimas yra švino rūgšties akumuliatoriai. Jų energijos intensyvumas yra 50 W / kg, o kaina yra mažiausia. Nepelninga galvoti apie kitų tipų baterijas.

Pirkite tik didžiausią akumuliatoriaus formą. Kuo didesnė vieno įrenginio talpa, tuo pigesnis bus visas komplektas pagal vieną W sukauptos energijos. Venkite automobilio akumuliatorių. Geriau naudoti akumuliatorius sunkvežimiams arba traukos akumuliatorius šakiniams krautuvams. Pramoniniams UPS skirtuose akumuliatorių paketuose yra pelningų variantų.

DC elektros tinklas name

Jei pažvelgsite į paruoštas saulės elektrines namams, pastebėsite, kad 30-50% sąnaudų užima nuolatinės srovės į kintamosios srovės keitiklis (inverteris). Savarankiškai sumontuojant saulės elektrinę, šis mazgas gali būti neįtrauktas. Tokiu atveju bus žemos įtampos ir nuolatinės srovės tinklas. Tam reikės specializuotos įrangos. Įprasta buitinė technika neveiks, todėl toks sprendimas pasiteisina tik tada, kai tokie elektros prietaisai yra.

Tai gali būti, pavyzdžiui, specialiai pagaminta elektrinė viryklė, LED apšvietimo sistema, siurblys su nuolatinės srovės varikliu ir kiti įrenginiai. Tokių elektros vartotojų gamyba yra pagrįsta, nes, palyginti su paruošta saulės elektrine, sutaupote 30–50% išlaidų.

Tiesiogiai saulės baterijų nerekomenduojama jungti net prie specialiai pagamintų elektros vartotojų. Reikalingas įtampos stabilizatorius (nuolatinei srovei). Jo kaina negali būti lyginama su keitikliu. Be to, jis taip pat gali būti pagamintas savarankiškai.

Šiluminė energija ir šildymas privačiam namui

Geriausias sprendimas šioje srityje – šilumos siurblys. Paruošti tokių katilų modeliai yra nebrangūs. Tik šilumokaičius reikia gaminti savarankiškai. Papildomos šilumos šaltiniai yra dirvožemis, patalpų oras, vanduo. Labai naudinga išvystyti šilumos kaupimo kryptį. Vanduo yra patogiausias aušinimo skystis. Jis gali būti naudojamas klasikinėse saulės šildytuvų sistemose. Pagrindinė medžiaga – variniai ir plieniniai vamzdžiai, baigti radiatorių elementai.