Przykłady wykorzystania energii alternatywnej w postaci gotowych rozwiązań i urządzeń do samodzielnego montażu

Zasoby węglowodorów na naszej planecie prędzej czy później się wyczerpią. Nawet biorąc pod uwagę wprowadzanie różnych technologii ich ratowania, wyczerpywanie się zasobów węgla, ropy i gazu nie jest odległe. Koszt surowców energetycznych rośnie, a ludzie rozumieją, że tylko oni sami mogą zadbać o bezpieczeństwo swojego budżetu. Dlatego zwracają uwagę na alternatywne źródła energii. Dodatkowo zainteresowanie alternatywną energią jest również spowodowane banalnym brakiem w niektórych miejscach „dobrów cywilizacji” w postaci gazu i elektryczności. Często zdarza się, że dostawa prądu czy gazu do niektórych osiedli nie jest ekonomicznie uzasadniona, a mieszkańcy nie mogą tego zrobić na własny koszt. Dlatego właściciele prywatnych domów robią to sami lub kupują różne instalacje do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej. W końcu energia zawarta jest w słońcu, wietrze, wnętrznościach Ziemi, przypływach i odpływach. Ponadto wykorzystują różnicę temperatur, energię spadającej wody i inne alternatywne źródła energii. W tym artykule porozmawiamy o różnych ciekawych instalacjach typu „zrób to sam” w dziedzinie alternatywnych źródeł energii.

Jak wiesz, otaczająca przyroda jest pełna energii. Zapewne wszyscy słyszeli, że można dość efektywnie wykorzystać światło słoneczne, wiatr, pływy, odpływy i inne odnawialne źródła energii. Co więcej, energia ta może być wykorzystywana na skalę krajową lub może być wykorzystana tylko do zasilania prywatnego domu lub domku.

Poniżej kilka przykładów roślin, które przekształcają energię alternatywną w światło i ciepło:

• Panel słoneczny;
• Instalacja do produkcji biogazu;
• Generator wiatru.

Jeśli masz wolne środki, możesz kupić takie instalacje i zapłacić za instalację. Ze względu na stabilny popyt na takie instalacje producenci za granicą iw Rosji rozpoczęli produkcję takich produktów. Ale jeśli masz ograniczone fundusze, możesz spróbować wykonać takie instalacje własnymi rękami.

Spójrzmy na kilka przykładów.

Zasada działania wszystkich typów pomp ciepła oparta jest na cyklach Carnota. Instalacja to lodówka. W trakcie pracy odbiera energię o niskim potencjale, gdy jest chłodzony. A następnie zamienia ją na energię cieplną o dużym potencjale. Środowiskiem może być powietrze, ziemia, woda. Substancje te w każdej chwili zawierają pewną ilość ciepła. W skład pompy ciepła wchodzą następujące główne elementy:

• Obwód zewnętrzny, w którym znajduje się naturalny płyn chłodzący;
• Obieg wewnętrzny wypełniony wodą;
• Kompresor;
• Parownik;
• Kondensator.

Freon jest stosowany w takich układach, jak w domowej lodówce. Obwód zewnętrzny z reguły jest zanurzony w studni z wodą lub po prostu w zbiorniku na powierzchni. Istnieją opcje, gdy obwód zewnętrzny jest zakopany w ziemi. Ale to jest drogie i nie zawsze możliwe.

Istnieją gotowe rozwiązania dla pomp ciepła i są takie modele, które są wykonywane ręcznie. Jak zrobić to urządzenie do korzystania z alternatywnej energii własnymi rękami? Najpierw musisz znaleźć kompresor. Jeśli masz stary klimatyzator lub lodówkę, możesz je usunąć. Moc potrzebna do ogrzewania wynosi do 10 kW.

Rozdzielacz pompy ciepła można montować zarówno poziomo, jak i pionowo. Druga opcja jest używana, jeśli nie ma wystarczającej ilości miejsca. Następnie wierci się kilka studni, do których obniża się kontur. Jeśli lokalizacja jest pozioma, kolektor jest zakopany w ziemi na około 1,5 metra. Wymiennik ciepła w wodzie powstaje, gdy ogrzewana obudowa znajduje się w pobliżu brzegu naturalnego zbiornika. Skraplacz będzie wymagał pojemności 120-140 litrów. Umieszczona jest w nim miedziana cewka, w której krąży freon.

Parownik może być wykonany z plastikowego pojemnika o takiej samej objętości jak skraplacz. Wkłada się w nią miedzianą cewkę, która jest łączona przez sprężarkę z tym, co znajduje się w skraplaczu.

Podczas wykonywania systemu „zrób to sam” rura parownika jest zwykle wykonana z kawałka rury kanalizacyjnej. Za pomocą rury reguluje się przepływ wody. Parownik opuszcza się do zbiornika. Opływająca woda rozpoczyna proces parowania freonu. To z kolei wznosi się do kondensatora. Tam oddaje energię cieplną wodzie, w której znajduje się wężownica. Woda ta ogrzewa dom krążąc w systemie grzewczym.

Warto zauważyć, że temperatura wody w zbiorniku nie jest tak ważna. Najważniejsze, że zawsze tam była. Jeśli pompa jest prawidłowo zaprojektowana i zainstalowana, może zimą ogrzewać dom. Nawet jeśli temperatura wody w zbiorniku jest bardzo niska. Latem pompa ciepła może pełnić funkcję klimatyzatora do chłodzenia pomieszczenia.

Panele słoneczne

Jest to prawdopodobnie najczęstsze wykorzystanie alternatywnej energii. W tym przypadku źródłem alternatywnej energii jest światło słoneczne, które zamieniane jest na prąd elektryczny. można obejrzeć pod linkiem.

Panele słoneczne oferowane są w ramach gotowych rozwiązań i można je wykonać samodzielnie. Jeśli są to instalacje fabryczne, to z reguły w zestawie znajduje się sterownik, falownik, czasem baterie, niezbędne przewody i elementy mocujące. Chociaż można znaleźć wiele ofert, gdy panele słoneczne są sprzedawane osobno.

Jeśli chodzi o produkcję paneli słonecznych własnymi rękami, dla wielu ta działalność stała się prawdziwym hobby. Czasami odbywają się nawet wystawy o wykorzystaniu alternatywnej energii. Na nich entuzjaści pokazują panele słoneczne, które wykonali własnymi rękami.

Do samodzielnej produkcji paneli słonecznych należy zakupić fotokomórki (na monokryształach lub polikryształach) i wlutować je w obwód szeregowy. Liczba ogniw zależy od wymaganego napięcia i mocy wyjściowej akumulatora. Nie da się zrobić fotokomórek własnymi rękami. Technologia jest złożona i możliwa do wdrożenia tylko w warunkach fabrycznych.

Więc co należy zrobić krok po kroku:

• Przylutuj fotokomórki w obwodzie szeregowym;
• Przymocuj je do steli, poliwęglanu lub innego materiału przepuszczającego światło słoneczne. Wykonanie jest różne. Fotokomórki znajdują się pomiędzy szybami, a złącza są izolowane. Czasami elementy są po prostu mocowane na szkle za pomocą ochronnej folii samochodowej;
• Zrób obudowę baterii z aluminiowych narożników;
• Zamontuj panel z fotokomórkami w obudowie;
• Podłącz panel do innych elementów układu słonecznego.

Biogaz to czyste paliwo produkowane bez szkody dla środowiska. Technologia jego produkcji oparta jest na działaniu bakterii beztlenowych. Odpady spożywcze są wykorzystywane jako surowiec do syntezy biogazu.

Odpady, zarówno płynne, jak i stałe, umieszczane są w pojemniku. Powinien to być szczelny pojemnik wyposażony w śrubę. Służy do mieszania tej masy. Ponadto powinno być:

• Wejście do załadunku odpadów;
• Wyjście dla pozostałości odpadów, które nie zostały poddane recyklingowi;
• Rura do wylotu gazu.

Szczelność instalacji należy przeprowadzić szczególnie ostrożnie. Jeśli planowane jest okresowe pobieranie gazu ze zbiornika, należy zapewnić specjalny zawór. Dzięki niemu możesz w razie potrzeby zmniejszyć nadciśnienie. Podczas rozkładu odpadów biologicznych w tej instalacji wydziela się siarkowodór i metan, które zawierają dwutlenek węgla.

Ogólnie rzecz biorąc, stworzenie samodzielnej instalacji do syntezy biogazu nie jest łatwym zadaniem. Zwykle w praktyce stosuje się gotowe rozwiązania, ale niektórzy rzemieślnicy samodzielnie wykonują takie instalacje, aby uzyskać energię alternatywną. Aby to zrobić, należy rozwiązać kilka zadań w następujący sposób:

• Konieczne jest zaaranżowanie miejsca na pojemnik. Jego objętość dobierana jest na podstawie tego, ile odpadów będzie przetwarzanych w tym samym czasie. Aby zapewnić sprawne działanie instalacji, należy ją wypełnić w 2/3. Sam pojemnik może być wykonany z metalu lub betonu. Pod względem wydajności z 1 tony odpadów spożywczych uzyskuje się 100 m3 gazu;
• Umów ogrzewanie. Aby przyspieszyć proces należy podgrzać pojemnik na odpady. Tutaj może być kilka opcji. Na przykład cewka wokół zbiornika lub element grzejny pod zbiornikiem. Bakterie beztlenowe stają się aktywne po podgrzaniu do określonej temperatury. Dlatego konieczne jest ogrzewanie;
• Automatyzacja. Ogrzewanie powinno włączać się po załadowaniu nowej partii odpadów i wyłączać po osiągnięciu określonej temperatury;
• Potrzebujesz generatora prądu gazowego do konwersji powstałego biogazu;
• Zorganizuj zbiórkę surowców odpadowych. Odpady te można wykorzystać do nawożenia grządek ogrodowych.

Takie biogazownie są używane w USA i Chinach w różnych prywatnych gospodarstwach domowych i gospodarstwach. Tutaj głównym problemem jest zorganizowanie ciągłej produkcji biogazu. A to będzie wymagało stałego strumienia odpadów spożywczych lub obornika.

Dla właścicieli prywatnych domów istnieje możliwość znacznego obniżenia rachunków za media lub niekorzystania w ogóle z usług dostawców ciepła, energii elektrycznej i gazu. Możesz nawet zapewnić znaczną ekonomię, a jeśli chcesz, możesz sprzedać nadwyżkę. To jest prawdziwe i niektórzy już to zrobili. W tym celu wykorzystywane są alternatywne źródła energii.

Skąd można czerpać energię i w jakiej formie

W rzeczywistości energia, w takiej czy innej formie, jest praktycznie wszędzie w przyrodzie – słońce, wiatr, woda, ziemia – wszędzie jest energia. Głównym zadaniem jest wydobycie go stamtąd. Ludzkość robi to od ponad stu lat i osiągnęła dobre wyniki. W tej chwili alternatywne źródła energii mogą zaopatrywać dom w ciepło, prąd, gaz, ciepłą wodę. Co więcej, energia alternatywna nie wymaga żadnych super umiejętności ani super wiedzy. Wszystko można zrobić dla domu własnymi rękami. Więc co można zrobić:

Wszystkie alternatywne źródła energii są w stanie w pełni zaspokoić ludzkie potrzeby, ale wymaga to zbyt dużych inwestycji i/lub zbyt dużych obszarów. Dlatego rozsądniej jest stworzyć system kombinowany: odbierać energię z alternatywnych źródeł, a jeśli brakuje, „uzyskać” ze scentralizowanych sieci.

Wykorzystanie energii słonecznej

Jednym z najpotężniejszych alternatywnych źródeł energii dla domu jest promieniowanie słoneczne. Istnieją dwa rodzaje instalacji do przetwarzania energii słonecznej:

Nie myśl, że instalacje działają tylko na południu i tylko latem. Sprawdzają się również zimą. Przy dobrej pogodzie z opadami śniegu produkcja energii jest tylko nieznacznie niższa niż latem. Jeśli w Twojej okolicy jest duża liczba pogodnych dni, możesz skorzystać z tej technologii.

Panele słoneczne

Panele słoneczne składa się z konwerterów fotowoltaicznych, które powstają na bazie minerałów, które pod wpływem światła słonecznego emitują elektrony - generują prąd elektryczny. Do użytku prywatnego stosowane są fotokonwertery krzemowe. W swojej strukturze są monokrystaliczne (zbudowane z jednego kryształu) i polikrystaliczne (wiele kryształów). Monokrystaliczne mają wyższą wydajność (13-25% w zależności od jakości) i dłuższą żywotność, ale są droższe. Polikrystaliczne wytwarzają mniej energii elektrycznej (9-15%) i szybciej zawodzą, ale mają niższą cenę.

To jest fotokonwerter polikrystaliczny. Trzeba obchodzić się z nimi ostrożnie - są bardzo kruche (również jednokryształowe, ale nie w takim stopniu)

Montaż baterii słonecznej własnymi rękami nie jest trudny. Najpierw należy zakupić określoną ilość fotokomórek krzemowych (ilość zależy od wymaganej mocy). Najczęściej kupowane są na chińskich platformach handlowych, takich jak Aliexpress. Wtedy procedura jest prosta:

Kilka słów o tym, dlaczego podłoże pod panel fotowoltaiczny (baterie) powinno być pomalowane na biało. Zakres temperatur pracy wafli krzemowych wynosi od -40°C do +50°C. Praca w wyższych lub niższych temperaturach prowadzi do szybkiej awarii elementów. Na dachu latem, w pomieszczeniach temperatura może być znacznie wyższa niż +50°C. Dlatego potrzebna jest biel - aby nie przegrzać krzemu.

Kolektory słoneczne

Kolektory słoneczne mogą ogrzewać wodę lub powietrze. Gdzie skierować wodę nagrzaną słońcem - do kranów z ciepłą wodą lub do systemu grzewczego - Ty wybierasz. Tylko ogrzewanie będzie niskotemperaturowe - do ogrzewania podłogowego, co jest wymagane. Aby jednak temperatura w domu nie zależała od pogody, system musi być zbędny, aby w razie potrzeby podłączyć inne źródło ciepła lub kocioł przełączył się na inne źródło energii.

Istnieją trzy rodzaje kolektorów słonecznych: płaskie, rurowe i powietrzne. Najczęściej są to rurki, ale inne też mają prawo do istnienia.

płaski plastik

Dwa panele – czarny i przezroczysty – są połączone w jeden korpus. Pomiędzy nimi znajduje się miedziany rurociąg w kształcie węża. Od słońca dolny ciemny panel nagrzewa się. z niego ogrzewa się miedź, az niego woda przepływająca przez labirynt. Ten sposób wykorzystania alternatywnych źródeł energii nie jest najbardziej wydajny, ale jest atrakcyjny, ponieważ jest bardzo prosty w realizacji. W ten sposób możesz podgrzać wodę. Konieczne będzie jedynie zapętlenie jego zasilania (za pomocą pompy obiegowej). W ten sam sposób możesz podgrzać wodę w zbiorniku lub wykorzystać go na potrzeby domowe. Wadą takich instalacji jest niska wydajność i produktywność. Podgrzanie dużej ilości wody wymaga albo dużo czasu, albo dużej liczby kolektorów płaskich.

Kolektory rurowe

Są to szklane rurki – próżniowe lub współosiowe – przez które przepływa woda. Specjalny system pozwala na maksymalne skupienie w rurkach ciepła, które oddawane jest przepływającej przez nie wodzie.

System musi mieć zbiornik magazynowy, w którym podgrzewana jest woda. Obieg wody w systemie zapewnia pompa. Takich systemów nie można wykonać samodzielnie - problematyczne jest wykonanie szklanych rurek własnymi rękami i to jest główna wada. Wraz z wysoką ceną utrudnia to powszechne przyjęcie tego źródła energii w domu. A sam system jest bardzo wydajny, z hukiem radzi sobie z podgrzewaniem wody do dostarczania ciepłej wody i wnosi przyzwoity wkład w ogrzewanie.

Schemat organizacji zaopatrzenia w ciepło i ciepłą wodę z alternatywnych źródeł energii - z wykorzystaniem kolektorów słonecznych

Kolektory powietrza

W naszym kraju są bardzo rzadkie i na próżno. Są proste i łatwe do wykonania ręcznie. Jedynym minusem jest to, że wymagany jest duży obszar: mogą zajmować całą południową (wschodnią, południowo-wschodnią) ścianę. System jest bardzo podobny do kolektorów płaskich - czarny panel dolny, górny przezroczysty, ale ogrzewają bezpośrednio powietrze, które jest wtłaczane (wentylatorem) lub w sposób naturalny do pomieszczenia. Mimo pozornej frywolności można w ten sposób ogrzać w ciągu dnia małe pomieszczenia, w tym pomieszczenia techniczne czy gospodarcze: chałupki, szopy dla żywych istot.

Takie alternatywne źródło energii jak słońce daje nam swoje ciepło, ale większość z niego trafia „donikąd”. Złapanie niewielkiej jej części i wykorzystanie jej do własnych potrzeb to zadanie, które rozwiązują wszystkie te urządzenia.

Turbiny wiatrowe

Alternatywne źródła energii są dobre, ponieważ są to głównie źródła odnawialne. Prawdopodobnie najbardziej wieczny jest wiatr. Dopóki jest atmosfera i słońce, jest też wiatr. Może przez krótki czas powietrze będzie nieruchome, ale nie na długo. Nasi przodkowie wykorzystywali energię wiatru w młynach, a współczesny człowiek przetwarza ją na energię elektryczną. Wszystko, co jest do tego potrzebne:

• wieża zainstalowana w wietrznym miejscu;
• generator z przymocowanymi do niego ostrzami;
• akumulator i system dystrybucji prądu elektrycznego.

Wieża jest zbudowana z dowolnego materiału. Akumulator to akumulator, tutaj nic nie możesz sobie wyobrazić, ale wybór źródła prądu należy do Ciebie. Pozostaje tylko zrobić generator. Można go również kupić w postaci gotowej, ale całkiem możliwe jest wykonanie go z silnika z urządzeń gospodarstwa domowego - pralki, śrubokręta itp. Potrzebne będą magnesy neodymowe i żywica epoksydowa, tokarka.

Na wirniku silnika zaznaczamy miejsca do montażu magnesów. Muszą znajdować się w równej odległości od siebie. Szlifujemy wirnik wybranego silnika, tworząc „siedzenia”. Dno wgłębienia powinno być lekko nachylone, aby powierzchnia magnesu była pochylona. Magnesy przykleja się do wyrzeźbionych miejsc na płynnych paznokciach, wypełnionych żywicą epoksydową. Powierzchnia jest następnie wygładzana papierem ściernym. Następnie musisz dołączyć pędzle, które usuną prąd. I to wszystko, możesz zmontować i uruchomić generator wiatrowy.

Takie instalacje są dość efektywne, ale ich moc zależy od wielu czynników: natężenia wiatru, jakości wykonania generatora, skuteczności usuwania różnicy potencjałów za pomocą szczotek, niezawodności połączeń elektrycznych itp.

Pompy ciepła do ogrzewania domu

Pompy ciepła wykorzystują wszystkie dostępne alternatywne źródła energii. Pobierają ciepło z wody, powietrza, gleby. W niewielkich ilościach to ciepło jest tam nawet zimą, więc pompa ciepła je odbiera i przekierowuje do ogrzewania domu.

Pompy ciepła wykorzystują również alternatywne źródła energii – ciepło ziemi, wody i powietrza

Zasada działania

Dlaczego pompy ciepła są tak atrakcyjne? Fakt, że wydawszy 1 kW energii na jej pompowanie, w najgorszym przypadku dostaniesz 1,5 kW ciepła, a najbardziej udane wdrożenia mogą dawać nawet 4-6 kW. A to w żaden sposób nie jest sprzeczne z prawem zachowania energii, ponieważ energia jest zużywana nie na pozyskiwanie ciepła, ale nie na jego pompowanie. Więc żadnych niespójności.

Pompy ciepła posiadają trzy obiegi pracy: dwa zewnętrzne i wewnętrzne oraz parownik, sprężarkę i skraplacz. Schemat działa tak:

• W obiegu pierwotnym krąży chłodziwo, które odbiera ciepło ze źródeł o niskim potencjale. Może być zanurzony w wodzie, zakopany w ziemi lub może pobierać ciepło z powietrza. Najwyższa temperatura osiągnięta w tym obwodzie to około 6°C.
• W obiegu wewnętrznym krąży czynnik grzewczy o bardzo niskiej temperaturze wrzenia (zazwyczaj 0°C). Po podgrzaniu czynnik chłodniczy odparowuje, para wchodzi do sprężarki, gdzie jest sprężana do wysokiego ciśnienia. Podczas sprężania uwalniane jest ciepło, para czynnika chłodniczego jest podgrzewana do średniej temperatury od +35°C do +65°C.
• W skraplaczu ciepło jest przekazywane do chłodziwa z trzeciego obwodu grzewczego. Opary chłodzące ulegają kondensacji, a następnie trafiają do parownika. A potem cykl się powtarza.

Obwód grzewczy najlepiej wykonać w postaci ciepłej podłogi. Najlepsze do tego są temperatury. System grzejnikowy będzie wymagał zbyt wielu sekcji, co jest brzydkie i nieopłacalne.

Alternatywne źródła energii cieplnej: skąd i jak pozyskać ciepło

Ale największą trudność stanowi urządzenie pierwszego obwodu zewnętrznego, który gromadzi ciepło. Ponieważ źródła mają niski potencjał (na dole jest mało ciepła), potrzebne są duże obszary, aby zebrać je w wystarczających ilościach. Istnieją cztery rodzaje konturów:

• Pierścienie układane w rurach wodnych z chłodziwem. Zbiornik wodny może być wszystkim – rzeką, stawem, jeziorem. Głównym warunkiem jest to, aby nie przemarzła nawet podczas najcięższych mrozów. Pompy, które wypompowują ciepło z rzeki, pracują wydajniej, znacznie mniej ciepła jest przenoszone w stojącej wodzie. Takie źródło ciepła jest najłatwiejsze do wdrożenia - rzucaj rurami, zawiąż ładunek. Istnieje tylko duża szansa na przypadkowe uszkodzenie.

  

• Pola cieplne z rurami zakopanymi poniżej głębokości zamarzania. W tym przypadku jest tylko jedna wada - duże ilości robót ziemnych. Ziemię musimy usuwać na dużym obszarze, a nawet na solidną głębokość.

  

• Wykorzystanie temperatur geotermalnych. Wierci się szereg studni o dużej głębokości, do których spuszczane są obiegi chłodziwa. Zaletą tej opcji jest to, że zajmuje niewiele miejsca, ale nie wszędzie można wiercić na duże głębokości, a usługi wiertnicze kosztują dużo. Jest to jednak możliwe, ale praca nadal nie jest łatwa.

  

• Wydobywanie ciepła z powietrza. Tak działają klimatyzatory z możliwością grzania – pobierają ciepło z powietrza „zaburtowego”. Nawet w temperaturach ujemnych takie jednostki działają, choć przy niezbyt „głębokim” minusie - do -15 ° C. Aby praca była bardziej intensywna, możesz wykorzystać ciepło z szybów wentylacyjnych. Wrzuć tam kilka zawiesi z chłodziwem i stamtąd pompuj ciepło.

  

Główną wadą pomp ciepła jest wysoka cena samej pompy, a montaż pól odbioru ciepła nie należy do tanich. W takim przypadku możesz zaoszczędzić pieniądze, wykonując samodzielnie pompę, a także układając kontury własnymi rękami, ale kwota nadal pozostanie znaczna. Zaletą jest to, że ogrzewanie będzie niedrogie, a system będzie działał przez długi czas.

Odpady do dochodu:

Wszystkie alternatywne źródła energii są pochodzenia naturalnego, ale z biogazowni można czerpać tylko podwójne korzyści. Odzyskują odpady zwierzęce i drobiowe. W efekcie uzyskuje się określoną objętość gazu, który po oczyszczeniu i wysuszeniu można wykorzystać zgodnie z przeznaczeniem. Pozostałe przetworzone odpady można sprzedać lub wykorzystać na polach w celu zwiększenia plonów - uzyskuje się bardzo skuteczny i bezpieczny nawóz.

Krótko o technologii

Podczas fermentacji dochodzi do powstawania gazu, w którym biorą udział bakterie żyjące w oborniku. Wszelkie odpady hodowlane i drobiowe nadają się do produkcji biogazu, ale obornik bydlęcy jest optymalny. Dodawany jest nawet do reszty odpadów na „zakwas” – zawiera dokładnie bakterie potrzebne do przetworzenia.

Do stworzenia optymalnych warunków niezbędne jest środowisko beztlenowe – fermentacja musi odbywać się bez tlenu. Dlatego efektywnymi bioreaktorami są zamknięte pojemniki. Aby proces przebiegał bardziej aktywnie, konieczne jest regularne mieszanie masy. W zakładach przemysłowych montuje się do tego mieszalniki elektryczne, w biogazowniach własnej produkcji są to zazwyczaj urządzenia mechaniczne – od najprostszego sztyftu po mieszalniki mechaniczne, które „pracują” ręcznie.

W tworzeniu gazu z obornika biorą udział dwa rodzaje bakterii: mezofilne i termofilne. Mezofilne są aktywne w temperaturach od +30°C do +40°C, termofilne - od +42°C do +53°C. Bakterie termofilne działają wydajniej. W idealnych warunkach produkcja gazu z 1 litra powierzchni użytkowej może osiągnąć 4-4,5 litra gazu. Ale utrzymanie temperatury 50°C w instalacji jest bardzo trudne i kosztowne, choć koszty same się usprawiedliwiają.

Trochę o projektach

Najprostsza biogazownia to beczka z pokrywką i mieszadłem. W pokrywie znajduje się wylot do podłączenia węża, przez który gaz dostaje się do zbiornika. Z takiej objętości nie dostaniesz dużo gazu, ale wystarczy na jeden lub dwa palniki gazowe.

Poważniejsze tomy można uzyskać z podziemnego lub naziemnego bunkra. Jeśli mówimy o podziemnym bunkrze, to jest on wykonany ze zbrojonego betonu. Ściany oddzielone są od gruntu warstwą izolacji termicznej, sam pojemnik można podzielić na kilka przedziałów, w których obróbka będzie odbywać się z przesunięciem w czasie. Ponieważ kultury mezofilne zwykle pracują w takich warunkach, cały proces trwa od 12 do 30 dni (hodowle termofilne są przetwarzane w 3 dni), dlatego pożądane jest przesunięcie w czasie.

Obornik wchodzi przez lej załadunkowy, po przeciwnej stronie tworzą właz rozładunkowy, skąd pobierany jest przetworzony surowiec. Bunkier nie jest całkowicie wypełniony biomiksturą - około 15-20% przestrzeni pozostaje wolne - gromadzi się tu gaz. Aby go opróżnić, w pokrywie wbudowana jest rurka, której drugi koniec jest opuszczany do uszczelnienia wodnego - pojemnika częściowo wypełnionego wodą. W ten sposób gaz jest suszony – już oczyszczony zbiera się w górnej części, odprowadzany jest inną rurą i może być już zadławiony do konsumenta.

Każdy może korzystać z alternatywnych źródeł energii. Właścicielom mieszkań trudniej jest to zrealizować, ale w prywatnym domu możesz przynajmniej wdrożyć wszystkie pomysły. Są na to nawet prawdziwe przykłady. Ludzie w pełni zaspokajają swoje potrzeby i znaczną ekonomię.

Kwestia produkcji energii elektrycznej przez lata nie straciła na znaczeniu. Wydawało się naukowcom, że wraz z pojawieniem się elektrowni jądrowych ludzkość otrzyma nieograniczoną ilość energii i nigdy więcej nie zada tego pytania. Ale wszystko okazało się nieco inne - rezerwy uranu U 235 niezbędne dla elektrowni jądrowych nie są nieograniczone, a już teraz w wielu krajach, nawet w USA, odczuwa się jego niedobór. Istnieją sposoby na otrzymywanie innych niezbędnych paliw, na przykład plutonu P 239, metodami sztucznymi, ale to jest dalece niewystarczające. Dochodzi do tego, że konieczne jest wykorzystanie stworzonej wcześniej broni jądrowej do wydobycia z niej wbudowanego ładunku jądrowego w celu użycia jej na stacjach.

Aby całkowicie rozwiązać problem energetyczny, wielu deweloperów zwróciło uwagę na alternatywne źródła energii elektrycznej.

Należą do nich tradycyjnie:

• panele słoneczne;
• generatory wiatrowe;
• ciepło ziemi;
• generator biogazu;
• siła przypływów i odpływów, niektóre inne.

Rozważ bardziej szczegółowo wykorzystanie tych alternatywnych źródeł energii elektrycznej.

Za pomocą promieni słonecznych rocznie na Ziemię przekazywane jest około 1000 kW mocy, co odpowiada energii, jaka jest uwalniana podczas spalania 100 litrów oleju napędowego. To dość duża liczba, a jej rozwój zajmuje umysły wielu współczesnych badaczy. Najlepszą opcją na dziś na wykorzystanie promieniowania słonecznego są panele słoneczne, często łączone po kilkadziesiąt w duże bloki, tzw. panele. Zasada działania takich produktów jest prosta - fotony z promieni słonecznych przechodzące przez baterie tworzą na materiale półprzewodnikowym różnicę potencjałów, która powoduje ruch prądu w obwodzie elektrycznym.

Typowa bateria tego typu, o powierzchni 60-80 cm 2 , przy dobrej słonecznej pogodzie może dostarczyć prąd około 1 A, co wystarcza do ładowania telefonu komórkowego, słuchania radia i innych prostych zadania. Jeśli zbudujesz duży panel zawierający 40-50 takich elementów, możesz uzyskać odpowiednio źródło energii dla 40-50 A prądu i 20-25 V napięcia. Taka moc wystarczy już do poważniejszych zadań: oświetlenia pokoju, ładowania akumulatora samochodowego. Aby pokryć zapotrzebowanie prywatnego domu na energię elektryczną, cała powierzchnia jego dachu jest pokryta takimi panelami słonecznymi.

Alternatywne wytwarzanie energii słonecznej jest dobrym rozwiązaniem do wytwarzania energii elektrycznej, ale metoda ta ma kilka wad, z których główne to wysoki koszt organizacji własnej elektrowni, a także całkowite uzależnienie od warunków pogodowych: w przypadku pochmurnej pogody generowana moc będzie bardzo mała.

Turbiny wiatrowe

Wiatraki są szeroko stosowane w wielu rozwiniętych krajach świata: Holandii, Danii, Japonii, USA i innych. Ich zastosowanie jest szczególnie skuteczne na terenach górskich lub na wybrzeżach morskich, gdzie nieustannie szaleją silne wiatry. Moc nowoczesnej elektrowni z generatorów wiatrowych wystarczy na pokrycie potrzeb dużych oddalonych od cywilizacji obiektów rolniczych, czy infrastruktury małych miast.

Konstrukcja wiatraka jest następująca: ma łopaty o określonym kształcie, które są sztywno połączone z wirnikiem zainstalowanego wewnątrz generatora. Gdy łopaty się poruszają, wirnik obraca się, a generator wytwarza energię elektryczną. Im większe łopaty, tym bardziej obracają się, im większy i częściej wiatr występuje na danym obszarze, tym więcej prądnica będzie wytwarzać energię elektryczną. Szacuje się, że minimalna prędkość wiatru, przy której może pracować generator wiatrowy, wynosi około 2 m/s. Jeśli stała prędkość wiatru jest większa niż 8-10 m / s, wytworzona energia elektryczna wystarczy do zasilania sieci energetycznej prywatnego domu.

Wadą tej metody jest to, że bateria wchodząca w skład systemu psuje się dość szybko (z powodu zbyt częstych cykli ładowania-rozładowania), a jej koszt stanowi znaczną część całej turbiny wiatrowej. Elementy konstrukcyjne mogą ulec uszkodzeniu przez wiatr, co będzie wymagało regularnych napraw.

Coraz częściej można zobaczyć, jak ludzie wyposażają wiatraki do domu. Mimo pewnych trudności potrafią pracować z celami i przynosić właścicielowi wiele korzyści.

źródła geotermalne

Zagłębianie się we wnętrzności Ziemi wykazało: pod warstwami powierzchni - wysoką temperaturę. Widać to w takich zjawiskach jak np. gejzery – fontanny gorącej wody tryskającej z ziemi. Ciepło ziemi należy również do alternatywnych źródeł energii – bardzo wygodnie jest je wykorzystać z pompą ciepła. Co prawda warto zauważyć, że praca pompy wymaga również dostarczenia pewnej ilości prądu, ale jak pokazuje praktyka, stosunek mocy zużywanej na pracę pompy w stosunku do ciepła odbieranego z jelit Ziemi wynosi około 1:4–1:6, co całkowicie pokrywa koszty i czyni tę metodę bardzo korzystną.

Zasada realizacji tej metody jest również dość prosta – do strefy o podwyższonej temperaturze w gruncie wierci się studnię, w której następnie instalowana jest pompa ciepła. Służy do chłodzenia gorącej wody podziemnej, w wyniku czego uwalniana jest dodatkowa energia, która jest wysyłana do konsumenta za pomocą specjalnej komunikacji.

Korzyści ze stosowania tej metody wytwarzania energii elektrycznej są oczywiste, ale jest też znacząca wada – na dom o powierzchni 150 m 2 będziesz musiał wydać na niezbędne prace około 20-30 tys. i sprzęt.

Biogazownie

Wykorzystanie biomasy zyskało w ostatnich latach dużą popularność. Jego istota polega na tym, że podczas fermentacji z różnych biomas (bard, ptasie odchody, obornik i inne podobne substancje) uwalniany jest specjalny gaz zwany etanolem celulozowym. Tutaj alternatywną energię elektryczną można uzyskać po prostu spalając tak otrzymany gaz.

Aby zrealizować ten pomysł, naukowcy opracowali specjalne biogazownie, które są obecnie sprzedawane po dość przystępnych cenach. Najkorzystniej jest stosować je w różnych gospodarstwach, w których odpady biologiczne są integralną częścią cyklu produkcyjnego. Po wydaniu na budowę biogazu rolnik może uzyskać doskonałe źródło gazu zbliżonego do naturalnego, który w końcu łatwo zamienia się zarówno w ciepło, jak i energię elektryczną.

Kolejne interesujące alternatywne źródło energii, które jest szeroko stosowane w krajach nadmorskich. Ze względu na naturalne przypływy i odpływy woda jest w ciągłym ruchu. Jeśli turbiny wodne zostaną zainstalowane na określonej głębokości, to wykorzystując ten ruch mas wody będą generować dość dużą moc. Warto zauważyć, że nawet biorąc pod uwagę małą prędkość wody z odpływu i odpływu, turbiny wodne mogą wykazywać wysoką wydajność. Widać to w największej na świecie elektrowni pływowej, zlokalizowanej we Francji, która może dostarczyć aż 240 MW mocy.

Na zakończenie warto powiedzieć, że to nie wszystkie możliwe sposoby pozyskiwania prądu. Są one stale ulepszane i rozwijane, ale największy praktyczny wynik osiągnięto właśnie tymi metodami. Są już w stanie stworzyć godną alternatywę dla tradycyjnych opcji wytwarzania energii elektrycznej, aw niektórych przypadkach całkowicie je zastąpić.

Dziś kwestie oszczędzania energii są bardzo trudne, zwłaszcza na terenie niektórych niepodległych państw z byłych republik Związku Radzieckiego. Jeden z najczęściej poruszanych tematów na wielu forach dotyczy możliwości finansowych instalacji źródeł zmniejszających zużycie energii. Alternatywna energia zrób to sam - czy istnieje skuteczne rozwiązanie? Spróbujmy zrozumieć ten problem.

Warto od razu zastrzec fakt, że jest mało prawdopodobne, aby własnymi rękami uda się stworzyć alternatywne źródła energii. Istnieje jednak możliwość wykorzystania sprzętu produkowanego na skalę przemysłową. To właśnie instalacja takich urządzeń może nie tylko obniżyć koszty dostaw energii elektrycznej i ciepła, ale także całkowicie wyeliminować uzależnienie od centralnych sieci energetycznych.

Technologicznie wszystkie instalacje energii alternatywnej można podzielić na dwa główne typy:

• Urządzenia do wytwarzania energii elektrycznej.
• Jednostki służące do pozyskiwania energii cieplnej w czystej postaci lub wytwarzania paliwa gazowego dla urządzeń kotłowych.

Instalacje zasilania autonomicznego

Wśród istniejących urządzeń do uzyskiwania darmowej energii elektrycznej powszechne zastosowanie znalazły następujące rodzaje sprzętu:

• Panele słoneczne, które przetwarzają energię naszego naturalnego źródła światła bezpośrednio na energię elektryczną. Panele tego typu składają się z wielu przewodzących światło elementów półprzewodnikowych. Jednostki te polecane są do stosowania w regionach o dużej liczbie dni słonecznych. Zaleca się instalowanie takich paneli za pomocą mechanizmów zapewniających zmianę kąta nachylenia konstrukcji. Pomoże to uniknąć negatywnych skutków opadów i zapewni odbiór maksymalnego możliwego promieniowania słonecznego.
• W regionach o znacznym obciążeniu wiatrem można zainstalować inny alternatywny generator energii do samodzielnego montażu. Na pierwszy rzut oka zwykły wiatrak jest w stanie dostarczyć prąd do kilku odbiorców jednocześnie. Wydajność jednostki zależy od rodzaju zastosowanego generatora, rozpiętości skrzydeł jednostki napędowej, możliwości skrętu urządzenia w zależności od dominującego kierunku wiatru.

Instalacje ciepłownicze

• Pompy ciepła działające na zasadzie przekazywania energii cieplnej z medium o wyższej temperaturze. W praktyce stosuje się wymienniki ciepła działające na energię instalacji wodnych, powietrznych i geotermalnych, zdolne do zamiany temperatury różnych warstw gleby na energię cieplną.
• Biogeneratory, pozwalające na zbieranie gazu uwalnianego podczas rozkładu substancji organicznych. Taka konstrukcja może pracować na różnych rodzajach paliwa, najbardziej wydajne i bezpieczne instalacje z automatycznym sterowaniem.

Oczywiście koszt instalacji tej klasy jest spory, ale ich nabycie zapewni niezależność zasilania własnego domu w energię.

Po wybudowaniu domu i oddaniu go do użytku główne koszty będą dotyczyły właśnie energii. Ta okoliczność sprawia, że ​​korzystne jest korzystanie ze źródeł alternatywnych. Jednocześnie urządzenia do pozyskiwania energii alternatywnej są same w sobie drogie, a ich okres zwrotu wynosi co najmniej 10 lat. Rozwiązaniem będą alternatywne źródła energii dla domu własnymi rękami. Ich produkcja jest znacznie tańsza. W tym przypadku nie stosuje się produkcji od podstaw, ale montaż z gotowych komponentów. Jest tu wiele rozwiązań. Można je podzielić na systemy wytwarzania energii i systemy magazynowania energii.

Turbiny wiatrowe do domku letniskowego

Przede wszystkim są interesujące ze względu na niski koszt samodzielnej produkcji. Jeśli są kupowane jako nowe w formie gotowej, nie dają większych korzyści w porównaniu z panelami słonecznymi. Wyjątkiem są miejsca wietrzne, takie jak tereny górskie. Robiąc to samemu, korzyści mogą być ogromne.

Podczas instalacji należy pamiętać, że turbiny wiatrowe hałasują. Modele szybkobieżne podczas pracy przy silnym wietrze są niebezpieczne ze względu na możliwą rozbudowę elementów ostrzy. Wiatraki najlepiej nadają się do dużych wietrznych obszarów o niskich kosztach gruntów. Tam, pod nimi, całkiem możliwe jest zajęcie kilku akrów w odległym zakątku. Nie nadają się na zwarte działki, sąsiednie terytoria w osiedlach domków letniskowych.

Pionowe turbiny wiatrowe o niskiej prędkości są bezpieczne i wytwarzają mniej hałasu. Ich koło wiatrowe jest znacznie prostsze w produkcji, ale sam generator elektryczny wymaga skrzyni biegów typu step-up.

Panele słoneczne

Można je nazwać najlepszym źródłem alternatywnej energii. Nie mają ruchomych części, są niezwykle niezawodne i wydajne oraz nadają się do każdej zamieszkanej strefy klimatycznej. Panele słoneczne można umieszczać w osiedlach domków letniskowych, w zwartych obszarach miejskich, na dachu domu. Są bardzo funkcjonalne, jednak ich dystrybucję utrudnia wysoka cena. Porady dotyczące zakupów:

• zakup paneli o mocy co najmniej 250 W;
• nie kupuj paneli słonecznych od pośredników;
• nie kupuj gotowych zestawów z falownikami;

Opłaca się kupować panele słoneczne na Aliexpress i strony producentów. Chińscy producenci są poza konkurencją pod względem ceny. Najwygodniejsze są panele o mocy 200 - 250 W (powierzchnia 1 - 1,5 m). Funkcjonalne są również ogniwa słoneczne z elastycznej folii.

Takie alternatywne źródła energii jak słońce mają cykl dobowy. Dlatego część kosztów systemu będzie musiała zostać wydana na baterie. Zaproponowano wiele opcji.

Przechowujemy energię elektryczną

Alternatywna energia słoneczna wymaga baterii. W domu nie ma specjalnych wymagań co do wagi i wymiarów akumulatorów, więc wyboru należy dokonać w zależności od ceny i liczby cykli. Teraz najlepszą opcją są akumulatory kwasowo-ołowiowe. Mają energochłonność 50 W/kg i najniższy koszt. Rozważanie innych rodzajów baterii jest nieopłacalne.

Kupuj tylko największe rozmiary baterii. Im większa pojemność jednej jednostki, tym tańszy będzie cały zestaw w przeliczeniu na 1 W zmagazynowanej energii. Unikaj akumulatorów samochodowych. Lepiej używać akumulatorów do samochodów ciężarowych lub akumulatorów trakcyjnych do wózków widłowych. Opłacalne opcje są dostępne w zestawach akumulatorów do przemysłowych zasilaczy UPS.

Sieć prądu stałego w domu

Jeśli spojrzysz na gotowe elektrownie słoneczne do domu, zauważysz, że 30-50% kosztów pokrywa konwerter DC-AC (inwerter). W przypadku samodzielnego montażu elektrowni słonecznej ten węzeł można wykluczyć. W takim przypadku będzie sieć niskiego napięcia i prądu stałego. Będzie wymagał specjalistycznego sprzętu. Zwykłe urządzenia gospodarstwa domowego nie będą działać, więc decyzja ta jest uzasadniona tylko wtedy, gdy takie urządzenia elektryczne są dostępne.

Może to być np. specjalnie wykonana kuchenka elektryczna, system oświetlenia LED, pompa z silnikiem prądu stałego i inne urządzenia. Produkcja takich odbiorców energii elektrycznej jest uzasadniona, ponieważ w porównaniu z gotową elektrownią słoneczną oszczędzasz 30-50% kosztów.

Nie zaleca się bezpośredniego podłączania paneli słonecznych nawet do specjalnie wyprodukowanych odbiorców energii elektrycznej. Wymagany jest stabilizator napięcia (dla prądu stałego). Jego kosztu nie można porównać z konwerterem. Ponadto można go również wykonać samodzielnie.

Energia cieplna i ogrzewanie dla prywatnego domu

Najlepszym rozwiązaniem w tym zakresie jest pompa ciepła. Gotowe modele takich kotłów są niedrogie. Tylko wymienniki ciepła muszą być produkowane niezależnie. Źródłami dodatkowego ciepła są gleba, powietrze wewnętrzne, woda. Bardzo korzystne jest opracowanie kierunku akumulacji ciepła. Woda jest najwygodniejszym chłodziwem. Może być stosowany w klasycznych systemach solarnych. Głównym materiałem są rury miedziane i stalowe, gotowe elementy grzejników.