Принцип работы и обзор геотермальных насосов

Переоборудование автогенератора и изготовление тихоходного ветрогенератора своими руками

Отличительной чертой альтернативных источников энергии является их экологическая чистота и безопасность.

Довольно малая мощность установок и привязка к определенным условиям местности позволяют эффективно эксплуатировать только комбинированные системы традиционных и альтернативных источников.

Ваш дом использует альтернативную энергетику в качестве источников тепла и электроэнергии? Вы самостоятельно собрали ветрогенератор или изготовили солнечные батареи? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом в комментариях к нашей статье.

Альтернативные источники энергии для дома

Для владельцев частных домов есть возможность значительно уменьшить счета за коммунальные услуги или вообще не пользоваться услугами поставщиков тепла, электроэнергии и газа. Можно даже обеспечить немалое хозяйство, а при желании и продавать излишки. Это реально и некоторыми уже проделано. Для этого используют альтернативные источники энергии. 

Содержание статьи

Откуда можно получать энергию и в каком виде

На самом деле энергия, в том или ином виде, в природе есть практически везде — солнце, ветер, вода, земля — везде есть энергия. Основная задача — извлечь ее оттуда. Этим человечество занимается уже не одну сотню лет и достигло неплохих результатов. На сегодняшний момент альтернативные источники энергии могут обеспечить дом теплом, электроэнергией, газом, теплой водой. Причем альтернативная энергетика не требует каких-то сверх навыков или сверх знаний. Все можно сделать для своего дома своими руками. Итак, что можно сделать:

Все альтернативные источники энергии способны полностью обеспечить потребности человека, но для этого требуются слишком большие капиталовложения или/и слишком большие площади. Потому разумнее делать комбинированную систему: получать энергию от альтернативных источников, а при недостатке «добирать» из централизованных сетей.

Использование солнечной энергии

Один из самых мощных альтернативных источников энергии для дома — солнечное излучение. Для преобразования солнечной энергии есть два типа установок:

Не стоит думать что работают установки только не юге и только летом. Хорошо они работают и зимой. В ясную погоду при выпавшем снеге выработка энергии только немного ниже летней. Если в вашем регионе большое количество ясных дней, использовать подобную технологию можно.

Солнечные батареи

Солнечные батареи собирают из фотоэлектрических преобразователей, которые изготавливают на базе минералов, которые под действием солнечного света испускают электроны — вырабатывают электрический ток. Для частного применения используются кремниевые фотопреобразователи. По своей структуре они бывают монокристаллическими (сделаны из одного кристалла) и поликристаллическими (много кристаллов). Монокристаллические имеют более высокий КПД (13-25% в зависимости от качества)  и более продолжительный срок службы, но стоят дороже. Поликристаллические вырабатывают меньше электроэнергии (9-15%) и быстрее выходят из строя, но имеют более низкую цену.

Сборка солнечной батареи своими руками несложна. Сначала надо приобрести некоторое количество кремниевых фотоэлементов (количество зависит от требуемой мощности). Чаще всего их покупают на китайских торговых площадках типа АлиЭкспресс. Затем порядок действий прост:

Несколько слов о том, почему подложку для солнечной панели (батареи) надо красить в белый цвет. Рабочий диапазон температур кремниевых пластин от — 40°C до +50°C. Работа при более высоких или низких температурах приводит к быстрому выходу элементов из строя. На крыше, летом, в закрытом объеме, температура может быть намного выше +50°C. Потому и необходим белый цвет — чтобы не перегреть кремний.

Солнечные коллекторы

При помощи солнечных коллекторов можно нагревать воду или воздух. Куда направлять нагретую солнцем воду — в краны для горячего водоснабжения или в систему отопления — выбираете вы сами. Только отопление будет низкотемпературным — для теплого пола, то что требуется. Но для того, чтобы температура в доме не зависела от погоды, систему требуется сделать резервируемой, чтобы при необходимости подключался другой источник тепла или котел переходил на другой источник энергии.

Солнечные коллекторы есть трех видов: плоские, трубчатые и воздушные. Наиболее распространенные — трубчатые, но и другие тоже имеют право на существование.

Плоские пластиковые

Две панели — черная и прозрачная — соединены в один корпус. Между ними расположен медный трубопровод в виде змейки. От солнца нижняя темная панель нагревается. от нее греется медь, а от нее — проходящая по лабиринту вода. Такой способ использования альтернативных источников энергии не самый эффективный, но привлекателен тем, что он очень прост в исполнении. Таким образом можно нагревать воду в бассейне. Надо будет только зациклить ее подачу (при помощи циркуляционного насоса). Точно также можно подогревать воду в емкости для летнего душа или использовать ее для бытовых нужд. Недостаток подобных установок — низкая эффективность и производительность. Чтобы нагреть большой объем воды, нужно или много времени, или большое количество плоских коллекторов.

Трубчатые коллекторы

Это стеклянные трубки — вакуумные или коаксиальные — по которым протекает вода. Специальная система позволяет по максимуму концентрировать в трубках тепло, которое передается протекающей через них воде.

В системе обязательно есть накопительная емкость, в которой вода и греется. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом. Такие системы самостоятельно не сделать — стеклянные трубки сделать своими руками проблематично и это — главный недостаток. Вместе с высокой ценой он сдерживает широкое внедрение этого источника энергии для дома. А сама система очень эффективна, на «ура» справляется с нагревом воды для ГВС и вносит приличный вклад в отопление.

Воздушные коллекторы

В нашей стране они встречаются очень редко и зря. Они просты, их легко можно сделать своими руками. Единственный минус — требуется большая площадь: могут занимать всю южную (восточную, юго-восточную) стену. Система очень похожа на плоские коллекторы — черная нижняя панель, прозрачная верхняя, но греют они напрямую воздух, который принудительно (вентилятором) или естественным путем направляется в помещение. Несмотря на кажущуюся несерьезность, таким способом можно на протяжении светового дня греть небольшие помещения, в том числе и технические или подсобные: гаражи, дачи, сараи для живности.

Такой альтернативный источник энергии как солнце, дарит нам свое тепло, но большая его часть уходит «в никуда». Словить небольшую ее долю и использовать для личных нужд — вот задача, которую решают все эти приспособления.

Ветрогенераторы

Альтернативные источники энергии хороши тем, что они по большей части относятся к возобновляемым ресурсам. Самый вечный, наверное, ветер. Пока есть атмосфера и солнце, ветер тоже есть. Может какой-то непродолжительный период воздух и будет неподвижным, но очень недолго. Наши предки использовали энергию ветра в мельницах, а современный человек преобразует ее в электричество. Все что для этого требуется:

• вышка, установленная в ветреном месте;
• генератор с приделанными к нему лопастями;
• накопительной батареи и системы распределения электрического тока.

Вышка строится любая, из любого материала. Накопительная батарея — аккумулятор, тут ничего не придумаешь, а куда подавать электричество — ваш выбор. Остается только сделать генератор. Его тоже можно купить уже готовым, но вполне можно сделать из двигателя от бытовой техники — стиральной машины, шуруповерта и т.п. Нужны будут неодимовые магниты и эпоксидная смола, токарный станок.

На роторе мотора размечаем места под установку магнитов. Они должны находится на равном расстоянии друг от друга. Ротор выбранного мотора обтачиваем, формируя «посадочные места». Дно выемки должно иметь небольшой наклон, чтобы поверхность магнита была наклонена. В выточенные места на жидкие гвозди приклеиваются магниты, заливаются эпоксидной смолой. Поверхность затем наждачной бумагой доводится до гладкости. Далее надо приделать щетки, которые будут снимать ток. И все, можно собирать и запускать ветрогенератор.

Такие установки довольно эффективны, но их мощность зависит от многих факторов: интенсивности ветра, того, насколько правильно сделан генератор, насколько эффективно снимается разность потенциала щетками, от надежности электрических соединений и т.п.

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловые насосы используют все имеющиеся в наличии альтернативные источники энергии. Они отбирают тепло у воды, воздуха, грунта. В небольших количествах это тепло есть там даже зимой, вот его и собирает тепловой насос и перенаправляет на обогрев дома.

Принцип работы

Чем же так привлекательны тепловые насосы? Тем, что затратив 1 кВт энергии на ее перекачку, в самом плохом варианте вы получите 1,5 кВт тепла, а самые удачные реализации могут дать до 4-6 кВт. И это никак не противоречит закону сохранения энергии, ведь расходуется энергия не на получение тепла, а не его перекачивание. Так что никаких нестыковок.

У тепловых насосов есть три рабочих контура: два наружных и они внутренний, а также испаритель, компрессор и конденсатор. Работает схема так:

• В первом контуре циркулирует теплоноситель, который отбирает тепло у низкопотенциальных источников. Он может быть опущен в воду, закопан в землю, а может отбирать тепло у воздуха. Самая высокая температура, которая достигается в этом контуре — около 6°C.
• Во внутреннем контуре циркулирует теплоноситель с очень низкой температурой кипения (обычно 0°C). Нагревшись, хладагент испаряется, пар попадает в компрессор, где сжимается до высокого давления. При сжатии выделяется тепло, пары хладагента разогреваются до температуры в среднем от +35°C до +65°C.
• В конденсаторе тепло передается теплоносителю из третьего — отопительного — контура. Остывающие пары конденсируются, затем дальше попадают в испаритель. И далее цикл повторяется.

Отопительный контур лучше всего делать в виде теплого пола. Температуры для этого самые подходящие. Для радиаторной системы потребуется слишком большое число секций, что некрасиво и невыгодно.

Альтернативные источники тепловой энергии: откуда и как брать тепло

Но самые большие сложности вызывает устройство первого внешнего контура, который собирает тепло. Так как источники низкопотенциальные (тепла у низ мало), то для сбора его в достаточном количестве требуются большие площади. Есть четыре вида контуров:

• Кольцами уложенные в воде трубы с теплоносителем. Водоем может быть любым — река, пруд, озеро. Главное условие — он не должен промерзать насквозь даже в самые сильные морозы. Более эффективно работают насосы, выкачивающие тепло из речки, в стоячей воде тепла передается намного меньше. Такой источник тепла реализуется проще всего — закинуть трубы, привязать груз. Только велика вероятность случайного повреждения.

  В воде сделать термальное поле проще всего

• Термальные поля с закопанными ниже глубины промерзания трубами. В этом случае недостаток один — большие объемы земляных работ. Приходится снимать грунт на большой площади, да еще на солидную глубину.

  Большой объем земляных работ

• Использование геотермальных температур. Бурят некоторое количество скважин большой глубины, в них опускают контура с теплоносителем. Чем хорош этот вариант — мало места требует, но не везде есть возможность бурить на большие глубины, да и услуги буровых стоят немало. Можно, правда, сделать буровую установку самостоятельно, но работа все равно нелегкая.

  Со скважинами требуется меньше места

• Извлечение тепла из воздуха. Так работают кондиционеры с возможностью обогрева — отбирают тепло у «забортного» воздуха. Даже при минусовой температуре такие агрегаты работают, правда при не очень «глубоком» минусе — до -15°C. Чтобы работа была интенсивнее, можно использовать тепло от вентиляционных шахт. Закинуть туда несколько переть с теплоносителем и качать оттуда тепло.

  Самые компактные, но и самые нестабильные тепловые насосы, отбирающие тепло у воздуха

Основной недостаток тепловых насосов — высокая цена самого насоса, да и монтаж полей сбора тепла обходится недешево. На этом деле можно сэкономить, сделав насос самостоятельно и также своими руками уложив контура, но сумма все равно останется немалой. Плюс в том, что отопление будет недорогим а действовать система будет долго.

Все альтернативные источники энергии имеют природное происхождение, но получать двойную выгоду можно только от биогазовых установок. В них перерабатываются отходы жизнедеятельности домашних животных и птицы. В результате получается некоторый объем газа, который после очищения и осушения можно использовать по прямому назначению. Оставшиеся переработанные отходы можно продать или использовать на полях для повышения урожайности — получается очень эффективное и безопасное удобрение.

Коротко о технологии

Образование газа происходит при брожении, и участвуют в этом бактерии, живущие в навозе. Для выработки биогаза подходят отходы любого скота и птицы, но оптимален навоз КРС. Его даже добавляют к остальным отходам для «закваски» — в нем содержатся именно нужные для переработки бактерии.

Для создания оптимальных условий необходима анаэробная среда — брожение должно проходить без доступа кислорода. Потому эффективные биореакторы — закрытые емкости. Чтобы процесс шел активнее, необходимо регулярное перемешивание массы. В промышленных установках для этого устанавливаются мешалки с электроприводами, в самодельных биогазовых установках это обычно механические устройства — от простейшей палки до механических мешалок, которые «работают» от силы рук.

В процессе образования газа из навоза участвуют два типа бактерий: мезофильные и термофильные. Мезофильные активны при температуре от +30°C до +40°C, термофильные — при +42°C до +53°C. Более эффективно работают термофильные бактерии. При идеальных условиях выработка газа с 1 литра полезной площади может достигать 4-4,5 литров газа. Но поддерживать в установке температуру в 50°C очень непросто и затратно, хотя затраты себя оправдывают.

Немного о конструкциях

Самая простая биогазовая установка — это бочка с крышкой и мешалкой. В крышке сделан вывод для подключения шланга, по которому газ поступает в резервуар. От такого объема много газа не получите, но на одну-две газовые горелки его хватит.

Более серьезные объемы можно получить от подземного или надземного бункера. Если речь о подземном бункере, то его делают из железобетона. Стенки от грунта отделяют слоем теплоизоляции, саму емкость можно разделить на несколько отсеков, в которых будет происходить переработка со сдвигом во времени. Так как работают в таких условиях обычно мезофильные культуры, весь процесс занимает от 12 до 30 дней (термофильные перерабатывают за 3 дня), потому сдвиг по времени желателен.

Навоз поступает через бункер загрузки, с противоположной стороны делают люк выгрузки, откуда отбирают переработанное сырье. Заполняется бункер биосмесью не полностью  — порядка 15-20%  пространства остается свободным — тут скапливается газ. Для его отвода в крышку встраивается трубка, второй конец которой опускается в гидрозатвор — емкость частично заполненную водой. Таким образом газ осушается — в верхней части собирается уже очищенный, он отводится при помощи другой трубки и уже может подавиться к потребителю.

Использовать альтернативные источники энергии может каждый. Владельцам квартир осуществить это сложнее, а вот в частном доме можно хоть все идеи реализовать. Есть уже даже реальные примеры того. Люди обеспечивают полностью потребности свои и немалого хозяйства.

Энергия для дома своими руками. Альтернативные источники энергии.

После постройки дома и ввода его в эксплуатацию основные расходы будут именно на энергию. Это обстоятельство делает выгодным использование альтернативных источников. В тоже время устройства для получения альтернативной энергии дороги сами по себе и срок их окупаемости составляет не менее 10 лет. Выходом будет альтернативные источники энергии для дома своими руками. Их изготовление стоит в разы дешевле. При этом используется не изготовление с нуля, а сборка из готовых компонентов. Здесь есть множество решений. Их можно разделить на системы генерации энергии и системы ее сохранения.

Ветрогенераторы для дома дачи

В первую очередь интересны из-за своей низкой стоимости при самостоятельном изготовлении. Если их приобретать новыми в готовом виде, то особой выгоды в сравнении с солнечными батареями они не обеспечивают. Исключение — ветреные места, например, горные районы. При самостоятельном изготовлении выгода может быть огромной.

При установке нужно помнить, что ветрогенераторы издают шум. Скоростные модели при работе на сильном ветре небезопасны, из-за возможного разлета элементов лопастей. Лучше всего ветряки подходят для больших ветреных участков, с низкой стоимостью земли. Там под них вполне можно отвести несколько соток в отдаленном углу. Для компактных участков, придомовых территорий в коттеджных поселках они не подходят.

Вертикальные тихоходные ветрогенераторы безопасны и производят меньше шума. Ветровое колесо у них намного проще в изготовлении, но сам электрический генератор требует повышающего редуктора.

Солнечные батареи

Их можно назвать самым лучшим источником альтернативной энергии. Они не имеют подвижных элементов, чрезвычайно надежны и эффективны, подходят для любых населенных климатических зон. Солнечные батареи можно размещать в коттеджных поселках, на компактных городских участках, на крыше дома. Они очень функциональны, но их распространению препятствует высокая цена. Советы по выгодному приобретению:

• приобретать панели не менее 250 Вт мощности;
• не покупать солнечные батареи у посредников;
• не приобретать готовых комплектов с инверторами;

Выгодно купить солнечные батареи можно на Алиэкспрессе и сайтах производителей. Китайские производители вне конкуренции в ценовом отношении. Панели по 200 – 250 вт наиболее удобны (площадь 1 – 1,5м). Также функциональны гибкие пленочные солнечные элементы.

Такие альтернативные источники энергии как солнце обладают суточной цикличностью. Поэтому часть стоимости системы нужно будет потратить на аккумуляторы. Предложено множество вариантов.

Запасаем электроэнергию

Солнечная альтернативная энергетика требует аккумуляторных батарей. В доме нет особых требований по массе и габаритам батарей, поэтому выбор нужно проводить по цене и количеству циклов. Сейчас оптимальный вариант — свинцово-кислотные батареи. Они обладают энергоемкостью 50 Вт/кг и самой низкой стоимостью. Рассматривать другие типы аккумуляторов нерентабельно.

Приобретать нужно только самые крупные форм-факторы батарей. Чем больше емкость одной единицы — тем дешевле будет весь комплект в пересчете на один Вт запасенной энергии. От автомобильных аккумуляторов желательно отказаться. Лучше использовать батареи для грузовиков или тяговые для погрузчиков. Выгодные варианты есть в комплектах батарей для промышленных ИБП.

Электросеть постоянного тока в доме

Если посмотреть на готовые солнечные электростанции для дома, то можно заметить, что 30-50% стоимости занимает преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). При самостоятельной сборке солнечной электростанции этот узел можно исключить. В этом случае будет сеть низкого напряжения и постоянного тока. Для нее потребуются специализированные приборы. Обычная бытовая техника работать не будет, поэтому это решение оправданно, только когда такие электроприборы имеются.

Это может быть, например, специально изготовленная электроплита, система LED освещения, насос с двигателем постоянного тока и другие устройства. Изготовление таких потребителей электроэнергии оправданно, так как в сравнении с готовой солнечной электростанцией вы экономите 30-50% стоимости.

Напрямую подключать солнечные батареи даже к специально изготовленным потребителям электроэнергии не рекомендуется. Необходим стабилизатор напряжения (на постоянный ток). Его стоимость не идет ни в какое сравнение с преобразователем. Кроме того, он тоже может быть изготовлен самостоятельно.

Тепловая энергия и отопление для частного дома

Самое лучшее решение в этой области — тепловой насос. Готовые модели таких котлов стоят недорого. Самостоятельно нужно изготавливать только теплообменники. Источниками дополнительного тепла служит почва, воздух в помещении, вода. Очень выгодно развивать направление аккумуляции тепла. Вода — максимально удобный теплоноситель. Она может использоваться в системах классических солнечных нагревателей. Основной материал – медные и стальные трубы, готовые элементы радиаторов.

Вам понравится

Альтернативная энергия. готовые решения своими руками — Аккумуляторы WESTA

Отсутствие в удалённых районах развитой инфраструктуры часто вынуждает хозяев искать источники альтернативной энергии для своего дома. Технологии не стоят на месте, подобные вещи уже не являются чем-то экзотическим и труднодоступным. В данной статье вы узнаете, что сегодня предлагает рынок в качестве замены подключения к центральным электросетям.

Какие бывают

В окружающей среде энергия присутствует всегда в том или ином виде. Это ветер, излучение солнца, потоки воды, тепло земли. Остаётся лишь воспользоваться ими и преобразовать в ту, которая необходима. Рассмотрим, какие источники альтернативной энергии позволяют это сделать.

Солнечные батареи

Принцип работы основан на способности электронных приборов, называемых фотоэлементами, преобразовывать энергию фотонов солнечного света в электрическую. Данный пример альтернативной энергии является самым распространённым.

В батареях, выпускаемых для частного применения, используются кремниевые фотоэлементы. Они бывают двух видов:

• Поликристаллические. Очень хрупкие, поэтому требуют аккуратного обращения. Обладают малым КПД – не более 15%. Средний срок службы 20 лет. Преимущество – низкая цена.
• Монокристаллические. Более надёжны. Срок службы может достигать 50 лет. КПД 25%. Недостатком является дороговизна.

Преимущества солнечных батарей:

• неисчерпаемый источник энергии на несколько десятилетий;
• простота установки и обслуживания, для работы нет необходимости в ежедневном участии человека;
• долговечность;
• отсутствие вредного воздействия на окружающую среду и человека.

Их недостатками являются высокая стоимость оборудования, которое окупается довольно долго, и зависимость от интенсивности солнечного света. Если небо затягивает тучами, мощность фотоэлементов снижается.

Ветрогенераторы

Представляют собой комбинацию установленной на специальной мачте ветротурбины с лопастями и электрогенератора. При прохождении потоков воздуха через данную установку лопасти под их воздействием начинают вращаться и приводят в движение соединённый с редуктором внутренний вал.

Такая конструкция позволяет увеличить первоначальную скорость вращения. Редуктор подключён к генератору, который при вращении ротора вырабатывает электрический ток. Его излишки накапливаются в установленных аккумуляторах.

В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Первый тип более популярен. Многие модели оснащены системой автоматического разворота по направлению ветра, значительно увеличивающей эффективность работы установки.

Преимущества данных устройств во многом аналогичны солнечным батареям. КПД может составлять от 25% до 47% в зависимости от конкретной модели и погодных условий.

Работа ветрогенератора не зависит от времени суток. Нужен только ветер, и чем сильнее он будет, тем лучше. Стоимость оборудования относительно невысока, но затраты на монтаж могут выйти гораздо большими.

Основными недостатками являются шум во время работы и низкочастотный инфразвук, негативно влияющий на состояние здоровья. По этой причине устанавливать мачту с устройством следует как можно дальше от жилья.

Биогазовые установки

Используют для работы различные отходы жизнедеятельности, например, от домашних или сельскохозяйственных животных и птиц. В герметичной ёмкости они подвергаются обработке анаэробными бактериями, которые в свою очередь выделяют биогаз.

• Чтобы процесс шёл быстрее, отходы нужно периодически перемешивать, для чего используется ручная или механическая мешалка.

Биогаз попадает в специальное хранилище, называемое газгольдер, где подвергается усушке. Дальше он используется как обычный природный газ. Из оставшихся после переработки отходов можно сделать удобрение.

1. Современные технологии для получения энергии с помощью биогазовых установок позволяют это делать без выполнения неприятных действий. Их главные преимущества:

• независимость от погодных условий;
• экономия на утилизации отходов;
• возможность использовать множество видов сырья.

• К недостаткам можно отнести следующие:

• хоть это и биологически чистый вид топлива, при его сжигании в атмосферу выделяется небольшое количество вредных выбросов;
• использовать установку удобно только в районах, богатых необходимым сырьём;
• стоимость оборудования достаточно высока.

Тепловые насосы

Их правильнее назвать альтернативным источником тепла. Предназначены для организации отопления и горячего водоснабжения дома. Потребляют электричество, поэтому их необходимо использовать в комбинации с другими видами альтернативной энергии.

Принцип действия основывается на способности таких веществ, как фреон, закипать при низких температурах. Когда оно переходит в газообразное состояние, выделяется тепловая энергия. Установка состоит из внешнего и внутреннего контуров, а также контура насоса. Внешний закапывается под землю или опускается на дно водоёма.

Циркулирующий по нему фреон нагревается под воздействием окружающей среды, в контуре насоса под большим давлением переходит в газообразное состояние, в результате чего температура поднимается до 70 С°. Внутренний разносит нагретый в насосе теплоноситель по дому.

Тепловые насосы очень эффективны и способны обеспечивать горячей водой и отоплением круглый год. Затраты на электроэнергию при этом минимальны – при расходе 1 кВт электричества выделяется в среднем 4 кВт энергии тепла.

Что выбрать

Давайте разберёмся, какой вариант альтернативной энергии лучше. Солнечные батареи являются наиболее предпочтительным вариантом из-за простоты и экологичности. Однако они не работают в ночное время суток.

Ветрогенераторы хорошо подходят для местностей, где постоянно дуют сильные ветры. Функционируют и днём, и ночью, но если потоки воздуха ослабевают – эффективность становится равна нулю. Наилучшим вариантом является комбинация этих двух устройств. Тогда вы можете быть почти на 100% уверенными, что никогда не останетесь без электричества.

Остановите свой выбор на биогазовой установке, если держите в хозяйстве коров, свиней или кур, или неподалёку есть ферма, откуда можно брать отходы для переработки.

А если вы нуждаетесь в горячем водоснабжении и отоплении, дополните систему дома тепловыми насосами. Они не требовательны в обслуживании, отсутствует необходимость покупать и где-то складировать топливо, как в случае, например, с твердотопливным котлом.

Фото видов альтернативной энергии

Энергетика

Ветряной электрогенератор из старого сканера

В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже испо…

Читать далее

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности

Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам:…

Читать далее

Солнечно-водородная энергия

Как уже неоднократно говорилось, существует масса альтернативных источников энергии, обладающих поистине неограниченным потенциалом. Человечество должно научит…

Читать далее

Биогаз на сельском подворье

Как ни крути, а все запасы энергии, которые есть на Земле — это результат воздействия Солнца. Соответственно, вся нетрадиционная энергетика основывается на испо…

Читать далее

Биогаз. Теория и практика

Казалось бы, солнечной энергии должно хватить человечеству на века. Это практически неисчерпаемый источник энергии. Но дело в том, что непосредственное применение…

Читать далее

Как сделать простую лампочку вечной

Устройство ставится и умещается в выключателе или рядом с ним. Оно позволяет плавно включать эл. лампу, т. е. до номинального значения увеличить ток через лампу…

Читать далее

Если вы когда-нибудь задавались вопросом: что такое тепловой аккумулятор, как он работает и какую пользу можете из этого извлечь лично вы, то читайте эту статью…

Читать далее

Технология строительства «Пассивный дом» — залог активной экономии

Еще в 1988 г., германский доктор Вольфганг Файст вместе с профессором Бо Адамсоном (из Швеции) предложили необыкновенную схему оборудования обычного здания. Сут…

Читать далее

Отапливание дома самодельной ветряной установкой

Наш заголовок — не шутка и не опечатка. Ветер действительно может обогреть жилище. Правда, для этого потребуется собрать ветряной генератор, об этом и пой…

Читать далее

Экологически чистая энергия

Экологически чистая энергия из возобновляемых природных источников — это весьма перспективная тема для ведения рационального хозяйства. Солнечные электростанции…

Читать далее

Я хочу предложить читателям интересное на мой взгляд и полезное устройство — портативную ветроэлектростанцию. В летнее время я с семьей часто отдыхаю на берегу…

Читать далее

Самодельный термогенератор с нагревом с помощью пара

Этим вопросом я задался, когда готовился пойти в поход на байдарках на две недели. Электроэнергия требовалась, прежде всего, для восполнения заряда аккумуляторо…

Читать далее

Цена солнечных батарей в России сейчас достаточно высока. Это обуславливается их малой распространенностью и отсутствием собственных производств….

Читать далее

Модернизация системы освещения в целях экономии электроэнергии

Немаловажную роль в формировании себестоимости выпускаемой продукции играет экономия электрической энергии, а именно рационального использования освещения цехов…

Читать далее

Самодельная солнечная батарея

В хозяйстве радиоконструктора всегда найдутся старые диоды и транзисторы от ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. В умелых руках это — богатство, кот…

Читать далее

Вода вместо бензина: электролиз — технология будущего

Это возможно самая важная вещь, которую вы когда-либо читали! Похоже, что изобретатель из США Стэнли Мэйер разработал электрическую ячейку, которая позволяет…

Читать далее

Установки для получения биогаза

В последнее время все большее внимание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и …

Читать далее

Асинхронный электродвигатель в качестве генератора

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхрон…

Читать далее

Продление жизни люминесцентным лампам

Стандартная схема включения люминесцентных ламп не лишена недостатков: гудит дроссель, глючит стартер, лампы моргают и никак не хотят загораться….

Читать далее

Вихревой индукционный нагреватель ВИН

Оказывается этот загадочный обогреватель ВИН устроен очень просто и его легко можно собрать прямо у себя дома. Рассмотрим вкратце принцип действия. В основу ра…

Читать далее

Примеры использования альтернативной энергии в виде готовых решений и устройств своими руками

Запасы углеводородов на нашей планете рано или поздно закончатся. Даже с учётом внедрения различных технологий по их экономии, истощение запасов угля, нефти и газа не за горами. Стоимость энергоносителей растёт и люди понимают, что о сохранности своего бюджета позаботиться могут только они сами. Поэтому обращают внимание на альтернативные источники энергии. Кроме того, интерес к альтернативной энергетике вызывается и банальным отсутствием в некоторых местах «благ цивилизации» в виде газа и электроэнергии. Часто получается так, что подвод электричества или газа в некоторые населённые пункты экономически не оправдан, а за свой счёт жители этого сделать не могут. Поэтому владельцы частных домов делают своими руками или приобретают различные установки для получения тепла и электричества. Ведь энергия содержится в солнечном свете, ветре, недрах Земли, приливах и отливах. Кроме того, используют разницу температур, энергию падающей воды и прочие источники альтернативной энергии. В этом материале мы поговорим о разных интересных установках в области альтернативной энергетики, сделанных своими руками.

Готовые решения для использования альтернативной энергии

Как вы знаете, окружающая природа полна энергии. Наверняка, все слышали о том, что можно достаточно эффективно использовать солнечный свет, ветер, приливов, отлив и другие возобновляемые источники энергии. Причём эту энергию можно использовать в масштабах целой страны, а можно только для обеспечения энергией частного дома или дачи.

Ниже приведены некоторые примеры установок, позволяющих преобразовывать альтернативную энергию в свет и тепло:

• Солнечная панель;
• Установка для получения биогаза;
• Тепловой насос;
• Ветряной генератор.

Если у вас есть в наличии свободные средства, то можно приобрести такие установки и оплатить монтаж. Благодаря наличию устойчивого спроса на такие установки производители за рубежом и в России наладили выпуск подобной продукции. Но если вы ограничены в средствах, то можно попробовать сделать такие установки своими руками.

Давайте разберём некоторые примеры.
Вернуться к содержанию
 

Тепловой насос

Принцип действия всех разновидностей тепловых насосов базируется на циклах Карно. Установка представляет собой холодильник. В процессе работы он забирает низкопотенциальную энергию при её охлаждении.

А затем проводит её преобразование в тепловую энергию с высоким потенциалом. В роли окружающей среды могут выступать воздух, земля, вода. Эти вещества в любой момент содержат определённое количество тепла.

В состав теплового насоса входят следующие основные узлы:

• Наружный контур, в котором находится природный теплоноситель;
• Внутренний контур, заполненный водой;
• Компрессор;
• Испаритель;
• Конденсатор.

Как и в бытовом холодильнике в таких системах используется фреон. Наружный контур, как правило, погружают в скважину с водой или просто в водоём на поверхности. Есть варианты, когда наружный контур закапывается в землю. Но это дорого стоит и не всегда можно осуществить.

Тепловой насос

Существуют готовые решения тепловых насосов, а есть те модели, которые делаются своими руками. Как сделать это устройство для использования альтернативной энергии своими руками? Для начала нужно найти компрессор. Если есть старый кондиционер или холодильник, можно снять с них. Мощность, требуемая на нагрев, составляет до 10 кВт.

Коллектор теплового насоса может быть установлен как горизонтально, так и вертикально. Второй вариант используется, если места недостаточно. Тогда делается бурение несколько скважин, в которые и опускается контур.

Если расположение горизонтальное, то коллектор закапывается в землю примерно на 1,5 метра. Теплообменник в воде делается тогда, когда обогреваемое жильё находится у берега природного водоёма. Для конденсатора потребуется ёмкость объёмом 120─140 литров.

В неё помещается змеевик из меди, где циркулирует фреон.

Испаритель может быть выполнен их пластиковой ёмкости того же объёма, что и конденсатор. В него вставляется медный змеевик, который совмещается через компрессор с тем, что находится в конденсаторе.

При изготовлении системы своими руками патрубок для испарителя обычно выполняется из куска канализационной трубы. С помощью патрубка выполняется регулирование поступления воды. Испаритель опускают в водоём.

При его обтекании вода запускает процесс испарение фреона. Тот, в свою очередь, поднимается наверх в конденсатор. Там он отдаёт тепловую энергию воде, в которой находится змеевик.

Эта вода обогревает дом, циркулируя в отопительной системе.

Стоит отметить, что температура воды в водоёме не столь важна. Главное, чтобы она там была постоянно. Если насос спроектирован и смонтирован правильно, то может обогревать дом зимой. Даже если температура воды в водоёме будет очень низкой. Летом тепловой насос может выступить в роли кондиционера для охлаждения помещения.

Вернуться к содержанию
 

Солнечные батареи

Это, пожалуй, наиболее распространённый вариант использования альтернативной энергии. В этом случае источников альтернативной энергии является солнечный свет, а преобразуется он в электрический ток. Принцип работы солнечной батареи можно посмотреть по ссылке.

Солнечная батарея

Солнечные батареи предлагаются в составе готовых решений и их можно изготовить своими руками. Если это установки фабричного производства, то, как правило, в комплекте идёт контроллер, инвертор, иногда аккумуляторы, необходимые провода и крепёж. Хотя можно встретить немало предложений, когда солнечные панели продаются отдельно.

Что касается изготовления солнечных батарей своими руками, то для многих это занятие стало настоящим хобби. Иногда даже проводятся выставки по тематике использования альтернативной энергии. На них энтузиасты показывают солнечные батареи, которые сделали своими руками.

Для самостоятельного изготовления гелиопанелей нужно купить фотоэлементы (на моно или поликристаллах) и спаять их в последовательную цепь. Количество элементов определяется требуемым напряжением и мощностью на выходе батареи. Изготовить фотоэлементы своими руками не получиться. Технология сложная и реализовать её можно лишь в фабричных условиях.

Итак, что необходимо сделать по шагам:

• Спаять в последовательную цепь фотоэлементы;
• Закрепить их на стеле, поликарбонате или другом материале, пропускающем солнечный свет. Исполнение бывает разным. Фотоэлементы располагаются между стёклами, а стыки изолируются. Иногда элементы просто закрепляют на стекле защитной автомобильной плёнкой;
• Изготовить корпус для батареи из алюминиевых уголков;
• Установить панель с фотоэлементами в корпус;
• Соединить панель с другими элементами гелиосистемы.

Подробнее об изготовлении солнечной батареи своими руками читайте по указанной ссылке.

Что касается типа фотоэлементов, то монокристаллические считаются более эффективными, чем поликристаллические. Они способны хорошо улавливать рассеянный солнечный свет, что важно в условиях пасмурной погоды.

Хотя есть мнение специалистов, что для эффективности работы солнечной батареи гораздо важнее равномерность свойств фотоэлементов, чем их тип.

В любой случае, на практике удаётся добиться КПД солнечной панели не более 15─17%.

Вернуться к содержанию
 

Установка для синтеза биогаза

Биогаз представляет собой чистый вид топлива, получаемый без ущерба для окружающей среды. Технология его получения основывается на деятельности анаэробных бактерий. В качестве сырья для синтеза биогаза используются пищевые отходы.

Установка для синтеза биогаза

Отходы как жидкие, так и твёрдые помещаются в ёмкость. Это должна быть герметичная ёмкость, которая оснащена шнеком. Он используется для перемешивания этой массы. Кроме того, должны быть предусмотрены:

• Вход для загрузки отходов;
• Выход для остатков отходов, которые не были переработаны;
• Патрубок для отвода газа.

Герметичность установки должна быть проведена особенно тщательно. Если газ из ёмкости планируется отбирать периодически, то нужно предусмотреть специальный клапан. С его помощью вы сможете сбросить избыточное давление, если необходимо. При разложении биологических отходов в этой установке выделяется сероводород и метан, в составе которых присутствует углекислота.

Вообще, создание установки для синтеза биогаза своими руками непростая задача. Обычно на практике используются готовые решения, но некоторые умельцы самостоятельно делают такие установки для получения альтернативной энергии. Для этого следует решить несколько задач, изложенных ниже:

• Нужно обустроить место для ёмкости. Её объём выбирается исходя из того, сколько будет одновременно перерабатываться отходов. Чтобы обеспечить эффективную работу установки, нужно заполнить её на 2/3. Сама ёмкость может быть из металла или из бетона. Что касается производительности, то 100 м3 газа получаются из 1 тонны пищевых отходов;
• Организовать подогрев. Для ускорения процесса ёмкость с отходами должна подогреваться. Здесь может быть несколько вариантов. К примеру, змеевик вокруг ёмкости или ТЭН под ёмкостью. Анаэробные бактерии становятся активными при нагреве до определённой температуры. Поэтому обогрев необходим;
• Автоматика. Обогрев должен включаться, когда загружается новая партия отходов и выключаться при достижении определённой температуры;
• Нужен газовый электрогенератор для преобразования полученного биогаза;
• Следует организовать сбор отработанного сырья отходов. Эти отходы можно использовать для удобрения на садовых грядках.

Такие установки для генерации биогаза применяются в США и Китае в различных частных хозяйствах и на фермах. Здесь основная проблема в том, чтобы организовать беспрерывное получение биогаза. А для этого потребуется постоянный поток пищевых отходов или навоза.

Вернуться к содержанию
 

Ветряной генератор

Ещё в далёком прошлом наши предки стали использовать ветряные мельницы. Чего-то принципиального в таких устройствах не изменилось. Только теперь энергия ветра используется не для получения муки, а для выработки электрического тока.

Привод от лопасти передаётся на генератор, и он преобразует энергию вращения в электрический ток. Есть немало готовых решений «ветряков», но ещё больше их изготавливается своими руками.

Такие установки для использования альтернативной энергии являются самыми популярными для самостоятельного изготовления после солнечных батарей.

Ветряной генератор

Чтобы изготовить ветрогенератор своими руками, потребуются:

• Генератор;
• Высокая башня;
• Накопительный аккумулятор;
• Лопасти.

Кроме того, нужно организовать хотя бы элементарную схему управления ветряным генератором для получения и накопления электричества. Сооружение башни и вращающихся лопастей является не очень сложным. Для этого нужно только немного соображать в механике и подобрать нужные материалы. А вот с генератором несколько сложнее.

Если есть лишние деньги, то можно купить уже готовый генератор с необходимыми характеристиками. Однако умельцы предлагают использовать для этого мотор от старой стиральной машинки. Его переделывают в генератор с использованием неодимовых магнитов.

Работа по переделке непростая. Места в виде углублений под магниты делаются путём расточки ротора двигателя на токарном станке. В полученные углубления магниты приклеиваются на суперклей. После этого ротор заворачивается в бумагу, а пространство между магнитами заливается «эпоксидкой». После высыхания бумага удаляется и проводится шлифование поверхности ротора «наждачкой».

Учтите, чтобы устранить залипание магнитов, их нужно расположить под небольшим наклоном. В этом случае, когда ротор будет вращаться, на магнитах будет возникать разность потенциалов. Тогда с клемм снимается электрический ток.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Вернуться к содержанию

Альтернативные источники энергии: 5 основных видов

На сегодняшний день существует множество альтернативных источников энергии, которые применяются как в быту, так и на производствах

К нетрадиционным источникам энергии относят энергию солнца, ветра, а также ту, которая вырабатывается мускульными усилиями человека. Подробности узнаем ниже.

Практичная альтернативная энергетика: виды

Альтернативные источники энергии – это разнообразные перспективные способы получения, а также передачи полученной электроэнергии. При этом такие источники энергии, возобновляемые, и приносят минимальный вред окружающей среде. К таким источникам энергии относятсясолнечные панели и солнечные станции.

Они в свою очередь подразделяются на 3 типа получения энергии с помощью:

• Фотоэлементов;
• Солнечных панелей;
• Комбинированных вариантов.

Популярно использование систем зеркал, которые нагревают воду до высоких температур, в результате чего получается пар, который, проходя через систему труб, крутит турбину. Ветряки и ветряные станции дают ток за счет энергии ветра, который крутит специальные лопасти, соединенные с генераторами.

Популярно использование энергии волн, а также приливов и отливов.

Как показывали опыты, такие электростанции способны вырабатывать около 15 кВт, что значительно превосходит по мощности солнечные и ветровые электростанции.

Из геотермальных источников горячая вода широко используется для вырабатывания электроэнергии. Интересно использование кинетической энергии в некоторых помещениях, например, в спортивных залах, где движущиеся части тренажеров соединены с помощью тяг с генераторами, которые, в результате движения людьми, вырабатывают электроэнергию.

Нетрадиционные источники энергии: способы получения

Нетрадиционные источники энергоснабжения – это в первую очередь получение электроэнергии с помощью ветра, солнечного света, энергии волн приливов и отливов, а также с использованием геотермальных вод. Но, помимо этого, есть и другие способы с использованием биомассы и других методов.

А именно:

1. Получение электричества из биомассы. Такая технология подразумевает под собой производство из отходов биогаза, который состоит из метана и углекислого газа. Некоторые экспериментальные установки (гумиреактор от Михаэль) перерабатывают навоз, солому, что позволяет получить из 1 т материала 10–12 м3 метана.
2. Получение электричества термальным способом. Преобразование тепловой энергии в электричество путем нагрева одних соединенных между собой полупроводников, состоящих из термоэлементов и охлаждения других. В результате разницы температур, получается электрический ток.
3. Водородная ячейка. Это устройство, которое из обычной воды путем электролиза позволяет получить достаточно большое количество водородно-кислородной смеси. При этом расходы на получение водорода минимальны. Но такое получение электроэнергии пока только лишь находится в стадии экспериментов.

Еще одной разновидностью получения электроэнергии является специальное устройство, которое называется двигатель Стирлинга. Внутри специального цилиндра с поршнем находится газ или жидкость.

При внешнем нагреве объем жидкости или газа увеличивается, поршень двигается и заставляет работать в свою очередь генератор. Далее газ или жидкость, проходя по системе труб, охлаждается и двигает поршень обратно.

Это довольно грубое описание, но дает понять, как работает данный двигатель

Варианты альтернативной энергии

В современном мире из-за некоторого ограничения природных ресурсов тепла и электроэнергии, некоторые люди используют альтернативные источники энергии. Одними из основных направлений альтернативной энергетики является поиск и использование нетрадиционных видов и источников.

Источники, с помощью которых можно получить электричество:

• Являются возобновляемыми;
• Могут успешно заменить традиционные;
• Постоянно усовершенствуются, ведутся разработки и исследования.

Оснащение пъезоэлементами высокой мощности турникетов в метро и на железнодорожных станциях позволяет, при наступлении на специальные пластины, от давления человеческого веса вырабатывать электроэнергию. Такие действующие установки в качестве эксперимента установлены в некоторых городах Китая и Японии.

Зеленая энергетика – получение биогаза, которым впоследствии можно отапливать дома из морских водорослей. Установлено, что с 1 га водной поверхности, занятой зелеными водорослями, можно получить до 150 000 м3 газа.

Использование энергии спящих вулканов, вода закачивается в вулкан, под воздействием тепла и высоких температур, превращается в пар, который по специальным трубам поступает к турбине и крутит ее. В настоящее время в мире действует всего 2 таких экспериментальных установки.

Использование сточной воды с помощью специальных ячеек, в которых находятся особенные бактерии, которые окисляют органику, приводит к тому, что в ходе химических процессов, происходит выработка электронов и, как следствие, электричества.

Источники энергии дома: варианты

В связи с ростом тарифов на энергию многие люди начинают задумываться не только об экономии энергии, но и об дополнительных источниках энергии. Некоторые люди предпочитают сделать самоделки своими руками, а некоторые предпочитают какие-либо готовые решения, к которым могут относиться определенные варианты.

А именно:

1. Установка на стекла солнечных панелей, которые обладают высокой прозрачностью, благодаря чему их можно размещать даже в многоэтажных домах. Но при этом их КПД даже в солнечную ясную погоду не превышает 10%.
2. Для освещения некоторых участков помещения используются светодиоды и светодиодные лампы на небольших аккумуляторах соединенных с солнечной панелью. Достаточно в течение дня заряжать, таким образом, аккумулятор чтобы вечером получить освещение.
3. Установка традиционных солнечных панелей, которые позволяют заряжать аккумуляторы и от них уже через инвертор частично питать домашние приборы и лампы. Можно также вырабатывать горячую воду в теплое время года путем установки вакуумного насоса и теплового коллектора на крышу.

У жителей, проживающих в городских условиях, к сожалению, выбор дополнительных источников энергии ограничен, в отличие от тех, кто проживает в загородных домах. В частном доме гораздо больше возможностей сделать автономное электроснабжение. А также сделать для загородного дома или на даче автономные независимые системы обогрева.

Отопление для частного дома: альтернативные источники энергии

Среди наиболее распространенных способов получения электроэнергии является движущая сила ветра. Достаточно поставить около загородного дома высокую мачту с движущимися лопастями, соединенными с генератором, чтобы получать электрический ток и заряжать аккумуляторы.

Для получения тепла, можно использовать тепловые насосы, при их использовании, можно брать тепло практически из любого места:

Принцип их работы, как в холодильнике, только при прокачивании через насос воздуха или воды, получается тепло. Самодельные конструкции, ничуть не уступают промышленным.

В домашних условиях можно самостоятельно изготовить подобные конструкции достаточно найти чертежи и изготовить ветряк, чтобы получить дешевое электричество буквально из воздуха.

Есть и другие виды и возможности получить электроэнергию и отопление для частного дома.

Эффективно использование обыкновенного генератора, особенно в северных регионах России, так как, при недостатке солнечного света, панели просто бесполезны.

То же самое касается и тепловых конвекторов, которые предназначены для нагрева воды. Несколько проще для получения тепла использование котла на биотопливе, в качестве материала для топки используются прессованные опилки, гранулы, в том числе и из соломы и торфа. Но такие котлы на биотопливе стоят несколько дороже, чем работающие на газе.

Ток и тепло своими руками: альтернативная энергетика для дома

Дармовая электроэнергетика для квартиры или частного дома всегда интересовала людей, так как в последние годы тарифы на отопление и электроэнергию только лишь растут.

И для экономии, многие люди стараются найти варианты получения тепла и энергии даром.

Для этого изготавливают разные системы, в том числе пытаются изобрети вечный источник, и придумывают необычные и новые способы получения тока и тепла.

Относительная бесплатная энергетика (сборка солнечных панелей своими руками):

• Можно приобрести части солнечной батареи в Китае;
• Самостоятельно все собрать;
• Как правило, к каждому комплекту прилагается схема сборки.
• Все это позволяет самостоятельно собрать панель и схему питания, в частности квартиры или частного дома.

Безтопливная халявная энергетика получается из электромагнитных волн – любые колебания можно преобразовать в электричество. Правда КПД таких схем очень мал, но, тем не менее, с помощью специально сделанных приборов можно заряжать телефоны и прочую мелкую бытовую технику.

Правда зарядка займет довольно длительное время.

Для получения тепла, некоторые умельцы используют метан, который в свою очередь получают из навоза животных и прочих отходов. Правильно сделанная система является хорошим вариантом для получения тепловой энергии и обогрева дома, а также для приготовления пищи.

Солнце и ветер, как альтернативные виды энергии

Альтернатива получения, как тепла, так и электричества, для многих людей является актуальной Малая солнечная энергетика – это использование солнечных батарей на основе кремния, количество получаемой энергии зависит от количества батарей, широты местонахождения дома или иного помещения.

Интересна технология получения энергии с помощью генераторов, достаточно к генератору подключить контроллер заряда, и соединить всю схему с аккумуляторами, так можно получить достаточное количество энергии.

Актуально использование специальных термоэлектрических преобразователей энергии тепла в электричество, проще говоря, использование термопары из полупроводников.

Одна часть пары нагревается, вторая охлаждается, в результате этого возникает свободная электроэнергия, которую можно использовать в быту.

Можно использовать в качестве выработки энергии детей, достаточно соединить на детской площадке качели с динамо-машиной с тем, чтобы получать небольшой процент электроэнергии, который может использоваться для освещения детской площадки.

Бесплатная электроэнергия своими руками (видео)

Альтернатор или, проще говоря, генератор электроснабжения на сегодняшний день является наиболее привычным способом получения электрической энергии. Но, несмотря на это, находится достаточно много возможностей для получения электроэнергии с использованием альтернативных источников по всему земному шару.

• admin IDV
• Распечатать

Альтернативная энергетика своими руками для дома

Хозяева домов могут уменьшить счета за электроэнергию, если применят альтернативные энергосберегающие технологии.

Для этого можно установить на своем участке, на плоских и наклонных поверхностях крыши дома:

• солнечные батареи;
• солнечные коллекторы;
• ветрогенераторы;
• светодиодные фонари;
• тепловые насосы.

Все это источники переменного тока, получаемого от солнца, воды и ветра. Полученного количества тепла и электричества хватит для помещений и подсобных хозяйств, например, теплицы.

Для установки таких средств приобретают готовые комплектующие в магазинах, выполняют сборку, монтаж и установку.

Альтернативная энергия которая будет использоваться для частного дома доступна с точки зрения технологий и финансово, так как часто реализуется своими руками.

Собираем альтернативный источник энергии | Лучшие идеи для частного дома

Получать электроэнергию и тепло от общих сетей финансово невыгодно. Экологии наносится вред. Автономные энергоэффективные технологии снабжают необходимыми энергоресурсами. Оплата коммунальных услуг снижается. Окружающая среда не загрязняется.

Доступны разные виды альтернативной энергетики для сбережения ресурсов, которые можно использовать.

Солнечные батареи

Солнечный поток – это энергия, при помощи которой получают:

• тепло для обогрева дома;
• электричества – свет и работа электроприборов.

Плюсы:

• неограниченность ресурса;
• экологичность;
• полная бесшумность;
• трансформация исходной энергии в разные виды;
• самостоятельное конструирование.

КПД солнечных панелей зависит от интенсивности ухода за ними. При появлении налета пыли или грязи отдача снижается.

У монокристаллов коэффициент полезного действия составляет 14%, тогда как у поликристаллов – 9%.

Получение электроэнергии из недр земли

Чтобы получить из недр Земли энергию, устанавливают тепловой насос, работающий по геотермальному принципу. Схема универсальная – она дает возможномть получать электричество как из почвы, так и из грунтовых вод.

Генератор из биоотходов

Биогаз также используется для отопления. Принцип работы прибора аналогичен тем, которые работают на природном топливе. Получают энергоресурсы благодаря жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в закрытую емкость. В баке процесс жизнедеятельности бактерий приводит к выделению газа метана.

Недостаток – нужен постоянный источник отходов. Поэтому станцию, работающую на биотопливе, используют на фермах.

Энергия из ветра

Использование ветрогенератора основано на принципе мельницы. Вращающиеся лопасти вырабатывают электричество.

Применение возможно только в областях, где постоянно дуют ветра, которые должны обладать достаточной мощностью, для того, чтобы вращать лопасти.

Самодельная гидроэлектростанция

Если в шаговой доступности находится ручей со стремниной, то на нем можно организовать самодельную электростанцию. Это даст дополнительную возможность получать электричество.

Зарядка аккумулятора от солнечной батареи

Для того, чтобы повысить автономность работы аккумулятора, используют солнечные батареи. Оснастив накопительное устройство солнечными пластинами в 30-35 мА, можно обеспечить бесперебойное питание устройства, выдающего емкость в 0,5 А/ч.

Единственная проблема, которая может в этом случае возникнуть – облачная погода. Она растягивает во времени зарядку аккумулятора. Ночью процесс останавливается.

Тепловые насосы для отопления

Тепловые насосы – это емкость, заполненная фреоном. Весь режим работы альтернативного устройства основан на цикле Карно, когда тепло забирается из окружающей среды.

Принцип работы теплового насоса

В состав насоса входят:

• Внешний контур, который заполняется теплоносителем природного происхождения.
• Внутренний контур, который заполняют проточной водой.
• Испаритель.
• Компрессор.
• Конденсатор.

Принцип работы заключается в том, что наружный контур помещается в любой тип теплоносителя, например, в водоем. При перепадах температуры (между дневными и ночными показателями) происходит выделение тепла водой. Этот выделенный излишек забирается внутренним контуром и преобразуется в энергию.

Сборка теплового насоса из подручных материалов

Для того, чтобы в домашних условиях изготовить альтернативный тепловой насос необходим в первую очередь компрессор мощностью не менее 7 кВт.

Вторым элементом является конденсатор, который должен быть выполнен из нержавеющего металла. Внутрь бака помещается медный змеевик.

Важно – там, где змеевик выходит из бака необходимо продумать элементы крепления, которые позволят подсоединить шланг. Суть змеевика заключается в том, что в нем будет находиться фреон.

Пластиковый испаритель должен иметь приблизительно такой же объем бака, как и накопитель. В нем устанавливают продолжение змеевика, по которому в дальнейшем будет циркулировать фреон.

Советуем почитать:  Всемирный день вторичной переработки

Вход в бак снабжается канализационной трубой. Бак будет наполняться водой из природного резервуара.

Схема работы и последовательность шагов:

• Испаритель устанавливается в водоеме. Он заполняется водой.
• Хладагент испаряется.
• Он поднимается по трубам и переходит в емкость испарителя.
• Из-за перепада температуры он конденсируется и выделяет тепло.

Устройство и использование ветрогенераторов

Конструкция ветрогенератора состоит из двух основных частей. Механическая часть состоит из столба, к которому крепится вертушка. Столб ставят как можно дальше от дома.

Подвижная часть представляет собой лопасти, прикрепленные к цилиндру, внутри которого имеется шарикоподшипниковый механизм. Он обеспечивает вращение.

Интенсивность оборотов влияет на количество тока, который будет вырабатывать вся конструкция.

Вторая часть – это генератор. Его можно приобрести в электротехническом магазине.

Основная задача правильно совместить две части изделия, для его правильной работы.

После сборки устанавливать конструкцию нужно в тех местах, где потоки воздуха смогут крутить лопасти максимально быстро и долго. Иначе эффективность будет низкой.

Классификация ветряных генераторов – источников альтернативной энергии

По типу конструкции ветрогенераторы могут быть:

• Горизонтальные – крыльчатые.
• Вертикальные – карусельного типа.

Устройство ветряного генератора

Конструкция обуславливает следующий принцип действия альтернативного механизма:

1. Лопасти колеса вращаются под действием ветра.
2. Вращение передает на ротор двигателя крутящий момент. Сам вал находится внутри конструкции. Между лопастями и валом расположен редуктор, который способен преобразовать малое количество вращений в большее – для того, чтобы увеличить мощность.
3. Далее располагается инвертор. Он преобразует механическое движение в электрический ток.
4. Завершает всю конструкцию аккумулятор, который собирает полученное электричество и доставляет его в дом.

Электростанция на солнечных батареях

Установка солнечных панелей потребует:

• Накопители, представляющие из себя фотоэлементы.
• АКБ – для накопления заряда.
• Контроллер, который позволит следить за аккумулятором.
• Устройство для преобразования 12 или 24 В тока в 200 В.
• Конструктивные и фиксирующие элементы.

Особенности установки на доме

Следует учесть, что угол наклона должен меняться. Зимой альтернативный солнечный накопитель следует переводить в положение с большим углом к горизонту. Делается это для того, чтобы на солнечном коллекторе не скапливался снег. Иначе это приведет к резкому уменьшению эффективности.

Выбирать следует участок крыши дома, которая обращена на южную, восточную или юго-восточную стороны света.

Советуем почитать:  Возвратные и безвозвратные отходы производства

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Для получения горячей воды и отопления в частном доме используют альтернативный коллектор, работающий от солнечного тепла. Принцип работы и устройство конструкции:

1. Короб. Металлический прослужит дольше. Выполненный из плит ОСБ, ДВП, ДСП – более дешевый вариант, но его эксплуатации будет менее длительная. Для увеличения срока службы пропитывают плиту специальными септиками и лаками.
2. На дно короба укладывается минеральная вата или пенопласт – они служат теплоизоляторами и предотвращают теплопотери.
3. На плиту укладываются плотными рядами трубы. Лучший материал медь – обладает высокой теплопроводностью. Допускаются металлопластиковые варианты, но их энергоэффективность будет на 20% меньше медных.
4. Входная часть и выходная снабжаются фиттингами. Они обеспечивают подключение к коммуникациям водоснабжения дома.
5. Сверху короб закрывается стеклом. Можно также использовать акриловый материал или монолитный поликарбонат. Важный момент – поверхность должна быть не гладкой, а рифленой, для лучшего процесса нагрева. Солярное стекло обладает способностью устранять потери тепла. Оно обеспечивает меньшие энергопотери.

Далее вся альтернативная конструкция подключается к источнику воды, который будет циркулировать внутри помещения.

Как сделать ветрогенератор?

Вертикальные ветрогенераторы просты в конструкции. Их легко смастерить для использования в частных домах, причем можно выполнить это своими руками. Данный вид альтернативного источника бладают высокой эффективностью, КПД и надежностью эксплуатации.

Вертикальное расположение ветряка у дома позволяет лучше улавливать потоки ветра и не переживать за устойчивость всей конструкции.

Изготовление ветроколеса для дома

Альтернативное ветроколесо имеет лопасти, насаженные на конус или цилиндр. Подшипник будет вращать их на валу, далее идет редуктор и генератор электрического тока. Включить в цепь не получится напрямую. Необходимо далее трансформировать энергию в переменный ток.

Сборка, установка и подключение

При сборке и установке альтернативного вертикального ветряка выбирают любое место рядом с домом для расположения всей конструкции. Профиль лопастной конструкции позволяет получать высокий коэффициент полезного действия.

У горизонтального конструктивного решения ветряка необходимо предусмотреть высокий шест. Лопасти располагают как можно выше.

Обоим типам понадобится АКБ.

Использовать в доме альтернативные источники энергии – выгодно и надежно. Применяют как один из видов, так и сразу несколько с учетом погодных и климатических условий.

Альтерн. энергия

Это небольшое устройство является одновременно батареей на солнечных батареях и беспроводной зарядной площадкой. С одной стороны — поликристаллическая солнечная панель мощностью 3 Вт, способная

Читать далее

Привет всем! Сегодня в статье я попытаюсь вам подробнейшим способом описать изготовление полезной самоделки. А именно сегодня мы подробно рассмотрим, как сделать компактную динамо-машину для зарядки

Читать далее

Несколько лет назад мастер купил лампу на распродаже. Отражатель лампы был изготовлен из алюминия и имел вогнутую поверхность в виде параболического зеркала. Во время моих первоначальных

Читать далее

В СССР для питания велофары устанавливали динамо. Для того чтобы, при движении велосипеда, лампочка в фаре светилась, нужно было металлическое колесо, установленное на динамо, прижать к шине

Читать далее

toozpick
Генераторы / Химия и опыты
10-12-2019, 15:25
5

Рейтинг: 4.37 из 10

Приветствую, Самоделкины! Наступила зима, похолодало и этому старенькому аккумулятору уже не под силу завести двигатель автомобиля. Скорее всего аккумулятор потерял значительную часть своей емкости,

Читать далее

Здравствуйте, уважаемые читатели! Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как построить своими руками велогенератор. На базе велосипеда можно создать генератор, с помощью которого можно запитывать

Читать далее

warenic
Альтерн. энергия
11-11-2019, 17:29
10

Рейтинг: 8.15 из 10

Доброго времени суток, уважаемые читатели и любители помастерить! Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как сделать небольшую биогазовую установку работающую на отходах. Мастер antoniraj с

Читать далее

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «В гостях у Самоделкина». В этой статье представлен вариант изготовления генератора для лодочного мотора Tohatsu M5 (5 л.с.). В спецификации к мотору (среди

Читать далее

pogranec
Альтерн. энергия / Ветряки
18-10-2019, 22:53
6

Рейтинг: 7.41 из 10

С развитием технологий, альтернативная энергетика все больше входит в жизнь современного общества. Солнечная энергетика, ветрогенераторы, гидрогенераторы и даже геотермальное отопление для

Читать далее

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины! Портативные зарядные устройства на аккумуляторах (Powerbank) уже давно вошли в повседневную жизнь. В данной статье, автор YouTube канала «KJDOT»

Читать далее

Приветствую любителей помастерить, предлагаю к рассмотрению автономный источник питания, от которого можно зарядить мобильный телефон, ноутбук и прочую технику, а также можно организовать систему

Читать далее

pogranec
Автосамоделки / Генераторы
2-09-2019, 00:25
15

Рейтинг: 8.4 из 10

А нужно, для переделки бензинового автомобиля в электрический, всего то немного, заменить двигатель ДВС на электро. Как справился с этой задачей мастер-самодельщик, мы и узнаем из этой статьи. Раньше

Читать далее

Гелиостат, это устройство способное поворачивать зеркало, (в данном случае солнечную панель) так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение

Читать далее

Привет всем любителям помастерить, а также тем, кто может находить выходы из сложных жизненных ситуаций. Сегодня мы рассмотрим проект, как автор организовал бесплатный полив огорода, используя

Читать далее

какие технологии можно использовать, их преимущества и недостатки

О том, что запасы нефти, газа и угля не бесконечны, знают даже школьники. Цены на энергоносители постоянно повышаются, заставляя плательщиков тяжко вздыхать и задумываться об увеличении собственных доходов. Несмотря на достижения цивилизации, за пределами городов остается немало мест, в которые не подведен газ, а кое-где нет даже электричества. Там же, где такая возможность есть, стоимость работ по монтажу системы порой абсолютно не соответствует уровню доходов населения. Неудивительно, что альтернативная энергия своими руками вызывает сегодня интерес как у владельцев больших и малых загородных домов, так и у горожан.

Весь окружающий нас мир полон энергии, которая содержится не только в недрах земли. Еще в школе, на уроках географии, мы узнали, что можно с высокой эффективностью в использовать энергию ветра, солнца, приливов и отливов, падающей воды, земного ядра и прочих подобных энергоносителей в масштабах целых стран и континентов. Однако использовать альтернативные источники энергии можно и для отопления отдельного дома.

Виды альтернативных источников энергии

Среди вариантов природных источников частного энергоснабжения следует отметить:

• солнечные батареи;
• солнечные коллекторы;
• тепловые насосы;
• ветрогенераторы;
• установки для поглощения энергии воды;
• биогазовые установки.

Располагая достаточным количеством средств, можно купить готовую модель одного из подобных устройств и заказать ее монтаж. Откликаясь на пожелания потребителей, промышленники давно освоили изготовление солнечных панелей, тепловых насосов и т. п. Однако их стоимость остается стабильно высокой. Такие устройства вполне можно сделать самостоятельно, сэкономив некоторое количество денег, но затратив больше времени и сил.

Видео: какую природную энергию можно использовать

Принцип действия и применение солнечных батарей в частном доме

Физическое явление, на котором основан принцип работы этого источника энергии – фотоэффект. Солнечный свет, попадая на её поверхность, высвобождает электроны, что создает избыточный заряд внутри панели. Если подключить к ней аккумулятор, то благодаря зарнице в количестве зарядов в цепи появится ток.

Принцип работы солнечной батареи заключается в фотоэффекте

Конструкции, способные улавливать и преобразовывать энергию солнца, многочисленны, разнообразны и постоянно улучшаются. Для множества народных умельцев совершенствование этих полезных конструкций превратилось в отличное хобби. На тематических выставках такие энтузиасты охотно демонстрируют множество полезных идей.

Чтобы сделать солнечные батареи, необходимо приобрести монокристаллические или поликристаллические фотоэлементы, поместить их в прозрачный каркас, который фиксируют прочным корпусом

Основа солнечной батареи — специальные кристаллы, которые улавливают энергию. В домашних условиях такие элементы изготовить невозможно, их придется приобретать. Кристаллы очень хрупкие, обращаться с ними нужно осторожно. Чтобы сделать солнечную батарею, необходимо:

1. Изготовить каркас для солнечных батарей из прозрачного материала, например, оргстекла.
2. Сделать корпус из металлического уголка, фанеры и т. п.
3. Аккуратно спаять кристаллические элементы в схему.
4. Поместить фотоэлементы в каркас.
5. Выполнить монтаж корпуса.

Вообще существует два вида фотоэлементов: монокристаллические и поликристаллические. Первые более долговечны и имеют КПД около 13%, а вторые быстрее выходят из строя, их КПД несколько ниже — менее 9%. Однако монокристаллические фотоэлементы хорошо работают лишь при стабильном потоке солнечной энергии, в облачный день их эффективность становится значительно ниже. А вот поликристаллические элементы переносят капризы погоды гораздо лучше.

Полученное электричество можно использовать для питания бытовой техники или же для обогрева помещения при помощи технологии теплого пола. Но энергия солнца пригодна не только для выработки электрической энергии. С помощью солнечной энергии можно нагревать воду. Об этом в следующем разделе статьи. Итак, преимущества этого источника энергии:

• неиссякаемость;
• отсутствие каких-либо отходов или шумов в процессе производства энергии;
• автономность;
• относительно дешевое техническое обслуживание;
• прогрессивность;

Недостатки этой технологии таковы:

• высокая стоимость самих панелей и наладочных работ;
• небольшое загрязнение планеты выбросами при производстве;
• дорогие аккумуляторные батареи;
• низкий КПД панелей, и, как следствие, необходимость их большого количества.

Подробная инструкция по изготовлению солнечной батареи в нашем следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Видео: изготовление солнечной батареи своими руками

Готовые батареи размещают, разумеется, на самой солнечной стороне крыши. При этом следует предусмотреть возможность регулирования наклона панели. Например, во время снегопадов панели следует размещать практически вертикально, иначе слой снега может помешать работе батарей или даже повредить их.

Устройство и использование солнечных коллекторов

Примитивный солнечный коллектор представляет собой пластину из металла черного цвета, помещенную под тонкий слой прозрачной жидкости. Как известно из школьного курса физики – темные предметы нагреваются сильнее, чем светлые. Эта жидкость при помощи насоса движется, охлаждает пластину и нагревается при этом сама. Контур с нагретой жидкостью можно поместить в бак, подключенный к источнику холодной воды. Нагревая воду в баке, жидкость из коллектора охлаждается. А затем и возвращается обратно. Таким образом, эта энергосистема позволяет получить постоянный источник горячей воды, а в зимнее время ещё и горячие батареи отопления.

Существует три вида коллекторов, отличающихся устройством

На сегодняшний день существует 3 типа таких устройств:

• воздушные;
• трубчатые;
• плоские.

Воздушные

Воздушные коллекторы состоят из пластин темного цвета

Воздушные коллекторы представляют собой пластины чёрного цвета, закрытые стеклом или прозрачным пластиком. Вокруг этих пластин естественно или принудительно циркулирует воздух. Теплый воздух применяется для обогрева комнат в доме или же для сушки белья.

Достоинством является предельная простота конструкции и низкая стоимость. Единственным недостатком является применение принудительной циркуляции воздуха. Но можно обойтись и без неё.

Трубчатые

Плюс такого коллектора — простота и надежность

Трубчатые коллекторы имеют вид нескольких выстроенных в ряд стеклянных трубок, покрытых изнутри светопоглощающим материалом. Они соединены в общий коллектор и через них циркулирует жидкость. Такие коллекторы имеют 2 способа передачи полученной энергии: прямой и косвенный. Первый способ используется в зимнее время. Второй же применяется круглогодично. Существует вариация с использованием вакуумных трубок: одна вставляется в другую и между ними создается вакуум.

Это изолирует их от окружающей среды и лучше сохраняет полученное тепло. Достоинствами являются простота и надёжность. К недостаткам можно отнести высокую стоимость установки.

Плоские

Чтобы сделать работу коллекторов эффективнее, инженеры предложили использовать концентраторы

Плоский коллектор – самый распространенный тип. Именно он послужил примером для объяснения принципа действия этих устройств. Достоинством этой разновидности являются простота и дешевизна в сравнении с другими. Недостатком является значительная потеря тепла, чем другие подтипы не страдают.

Чтобы улучшить уже существующие гелиосистемы инженеры предложили применять подобие зеркал, названное концентраторами. Они позволяют поднять температуру воды со стандартных 120 до 200 C°. Этот подвид коллекторов получил название концентрационных. Это один из самых дорогостоящих вариантов исполнения, что, несомненно, является недостатком.

Полная инструкция по изготовлению монтажу солнечного коллектора в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/boilery/solnechnyiy-vodonagrevatel-svoimi-rukami.html

Использование энергии ветра

Если ветер способен гонять стаи туч, почему бы не использовать его энергию на другие полезные дела? Поиски ответа на этот вопрос привели инженеров к созданию ветрогенератора. Это устройство обычно состоит из:

• генератора;
• высокой башни;
• лопастей, которые вращаются, улавливая ветер;
• батареи;
• системы электронного управления.

Принцип действия ветрогенератора довольно прост. Лопасти, вращаясь от сильного ветра, вращают валы трансмиссии( в простонародье – коробку передач). Они соединены с генератором переменного тока. Трансмиссия и генератор расположены в люльке или, по-другому, гондоле. Она может иметь поворотный механизм. Генератор подключен к управляющей автоматике и повышающему напряжение трансформатору. После трансформатора напряжение, увеличившее своё значение, отдается в общую систему электроснабжения.

Ветрогенераторы подходят для местности, где постоянно дует ветер

Поскольку вопросы создания ветрогенераторов изучаются довольно давно, существуют проекты самых разнообразных конструкций этих устройств. Модели с горизонтальной осью вращения занимают довольно большое пространство, а вот ветрогенераторы с вертикальной осью вращения гораздо компактнее. Разумеется, для эффективной работы устройства требуется достаточно сильный ветер.

Достоинства:

• отсутствие выбросов;
• автономность;
• использование одного из возобновляемых ресурсов;

Недостатки:

• необходимость в постоянстве ветра;
• высокая начальная цена;
• шум, издаваемый при вращении, и электромагнитное излучение;
• занимают большие площади.

Ветрогенератор необходимо разместить как можно выше, чтобы его работа была эффективной. Модели, которые имеют вертикальную ось вращения, компактнее, чем при горизонтальном вращении

Пошаговое руководство по изготовлению ветрогенератора своими руками на нашем сайте: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Вода как источник энергии

Самый известный способ использования воды для получения электричества — это, конечно же, ГЭС. Но он не единственный. Есть ещё энергия приливов и энергия течений. А теперь по порядку.

Гидроэлектростанция это плотина, в которой имеется несколько шлюзов для управляемого сброса воды. Эти шлюзы соединены с лопастями турбогенераторов. Протекая под давлением, вода раскручивает его, тем самым вырабатывая электричество.

Недостатки:

• затопление прибрежных территорий;
• уменьшение численности обитателей рек;
• шум.

Для использования энергии воды строят специальные станции

Сила течений

Этот способ получения энергии похож на ветрогенератораторный, с той лишь разницей, что генератор с лопастями огромных размеров размещается поперек крупного морского течения. Такого как Гольфстрим, например. Но это очень дорого и технически сложно. Поэтому всё крупные проекты остаются пока на бумаге. Тем не менее, существуют небольшие, но действующие проекты, демонстрирующие возможности этого вида энергии.

Энергия приливов

Конструкция электростанции, превращающая эту разновидность энергии в электричество, представляет собой огромную плотину, размещенную в морском заливе. В ней есть отверстия, через которые вода проникает на обратную сторону. Они связаны трубопроводом с электрогенераторами.

Работает приливная электростанция следующим образом: во время прилива уровень воды повышается и создается давление, способное вращать вал генератора. По окончании прилива впускные отверстия закрываются и во время отлива, который происходит через 6 часов, открывают выпускные и процесс повторяется в обратную сторону.

Плюсы этого способа:

• дешевое обслуживание;
• приманка для туристов.

Недостатки:

• значительные затраты на строительство;
• вред для морской фауны;
• ошибки при проектировании могут вызвать затопление близлежащих городов.

Применение биогаза

Во время анаэробной переработки органических отходов выделяется так называемый биогаз. В результате получается смесь газов, состоящая из метана, углекислоты и сероводорода. Генератор для получения биогаза состоит из:

• герметичного бака;
• шнека для перемешивания органических отходов;
• патрубка для выгрузки отработанной массы отходов;
• горловины для заливки отходов и воды;
• патрубка, по которому поступает полученный газ.

Нередко емкость для переработки отходов устраивают не на поверхности, а в толще грунта. Чтобы не допустить утечки полученного газа, ее делают полностью герметичной. При этом следует помнить о том, что в процессе выделения биогаза давление в емкости постоянно повышается, поэтому газ требуется из емкости регулярно отбирать. Помимо биогаза в результате переработки получается отличное органическое удобрение, полезное для выращивания растений.

К устройству и правилам эксплуатации такого газового генератора предъявляются повышенные требования безопасности, поскольку биогаз опасно вдыхать и он может взорваться. Впрочем, в ряде стран мира, например, в Китае, этот способ получения энергии распространен довольно широко.

Подобная установка для получение биогаза может стоить недешево

Этот продукт переработки отходов можно использовать как:

• сырье для тепловой электростанции и когенерационной установки;
• замену природному газу в плитах, горелках и котлах.

Сильной стороной этого вида топлива являются возобновляемость и доступность, особенно в деревнях, сырья для переработки. Этот вид топлива имеет и ряд недостатков, таких как:

• выбросы от сжигания;
• несовершенная технология получения;
• цена аппарата для создания биогаза.

Конструкция генератора для получения биогаза очень проста, однако при его эксплуатации следует соблюдать определенную осторожность, поскольку биогаз — опасное для здоровья горючее вещество

Состав и количество биогаза, получаемого из отходов, зависит от субстрата. Больше всего газа получают при использовании жира, зерна, технического глицерина, свежей травы, силоса и т. п. Обычно в бак загружают смесь из отходов животного и растительного происхождения, в которую добавляют некоторое количество воды. В летнее время рекомендуется увеличить влажность массы до 94-96%, а в зимнее время достаточно и 88-90% влаги. Воду, подаваемую в резервуар с отходами, следует подогревать до 35-40 градусов, иначе процессы разложения будут замедлены. Чтобы сохранить тепло, снаружи на бак монтируют слой теплоизоляционного материала.

Применение биотоплива (биогаза)

Действие теплового насоса основано на обратном принципе Карно. Это довольно большое и достаточно сложное устройство, которое собирает низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды и преобразовывает ее в энергию с высоким потенциалом. Чаще всего тепловые насосы используют для обогрева помещений. Устройство состоит из:

• наружного контура с теплоносителем;
• внутреннего контура с теплоносителем;
• испарителя;
• компрессора;
• конденсатора.

В системе также используется фреон. Наружный контур теплового насоса может поглощать энергию из различной среды: земли, воды, воздуха. Затраты труда на его создание зависят от типа насоса и его конфигурации. Сложнее всего устроить насос типа «земля-вода», в котором наружный контур горизонтально располагается в толще грунта, поскольку это требует масштабных земляных работ. Если возле дома есть водоем, имеет смысл сделать тепловой насос типа «вода-вода». В этом случае наружный контур просто опускают в водоем.

Тепловой насос преобразует низкопотенциальную энергию земли, воды или воздуха в высокопотенциальную тепловую энергию, которая позволяет вполне эффективно обогреть здание

Эффективность работы теплового насоса зависит не столько от того, как высока температура среды, сколько от ее постоянства. Правильно спроектированный и установленный тепловой насос может обеспечить дом достаточным количеством тепла в зимнее время, даже при очень низкой температуре воды, земли или воздуха. В летнее время тепловые насосы могут выполнять роль кондиционера, охлаждая жилище.

Чтобы использовать такие насосы, нужно предварительно выполнить буровые работы

К достоинствам этих установок можно отнести:

• энергоэффективность;
• пожаробезопасность;
• многофункциональность;
• длительная эксплуатация до первого капитального ремонта.

Слабой стороной подобной системы являются:

• высокая изначальная цена в сравнении с другими способами обогрева здания;
• требование к состоянию питающей электросети;
• более шумные, чем классический газовый котел;
• необходимость проведения буровых работ.

Видео: как работают тепловые насосы

Статьи в тему:

Как видите, для того чтобы обеспечить свой дом теплом и электричеством, можно использовать солнечную энергию, силу ветра и воды. У каждого из способов есть свои преимущества и недостатки. Но тем не менее, из всех существующих вариантов можно использовать метод, который будет и недорогим, и эффективным.

Материал обновлен 30.01.2018

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками, видео

Генератор из биоотходов

Биогаз – это экологически чистый вид топлива. Используют его аналогично природному газу. Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в ёмкость, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислоты.

Данную технологию активно используют в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы в домашних условиях получать биогаз непрерывно, нужно иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Для сооружения такой установки понадобится герметичная ёмкость с вмонтированным шнеком для перемешивания, патрубок для отвода газа, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отработанных отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, то понадобится установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы у ёмкости не сорвало «крышу». Порядок действий следующий.

1. Выбираем место для обустройства ёмкости. Размер подберите исходя из количества имеющихся отходов. Для эффективной работы целесообразно её заполнение на две трети. Резервуар может быть металлическим или из армированного бетона. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой ёмкости. Из тонны отходов выйдет 100 кубов газа.
2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, потребуется подогрев содержимого. Его можно осуществить несколькими путями: под ёмкость поместить змеевик, подключенный к системе отопления или установить ТЭНы.
3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определённой температуре они становятся активными. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит обогрев при поступлении новой партии и отключит, когда отходы прогреются до заданной температуры.
   Полученный газ можно преобразовать в электричество через газовый электрогенератор.

Совет. Отработанные отходы используются в качестве компостного удобрения для садовых грядок.

Энергия из ветра

Наши предки давно научились применять энергию ветра для своих нужд. В принципе, с тех пор конструкция почти не изменилась. Только жернова сменил привод генератора, преобразующий энергию вращающихся лопастей в электричество.

Для изготовления генератора понадобятся следующие детали:

• генератор. Некоторые используют мотор от стиральной машинки, слегка преобразовав ротор;
• мультипликатор;
• аккумулятор и контроллер его заряда;
• преобразователь напряжения.

Существует множество схем самодельных ветрогенераторов. Все они комплектуются по одному принципу.

1. Собирается рама.
2. Устанавливается поворотный узел. За ним монтируются лопасти и генератор.
3. Монтируют боковую лопату с пружинной стяжкой.
4. Генератор с пропеллером крепится на станину, затем её устанавливают на раму.
5. Подсоединяют и соединяют с поворотным узлом.
6. Устанавливают токосъёмник. Соединяют его с генератором. Провода подводят к батарее.

Совет. От диаметра пропеллера будет зависеть число лопастей, а также количество генерируемого электричества.

Тепловой насос

Чтобы получить энергию из земных глубин, потребуется соорудить достаточно сложное устройство, которое позволит получать альтернативную энергию из грунтовых вод, самого грунта или из воздуха. Чаще всего такие устройства применяют для обогрева помещений. По сути, агрегат представляет собой большую холодильную камеру, которая при охлаждении окружающей среды преобразует энергию и отдаёт в виде тепла с высоким потенциалом. Составляющие системы:

1. Наружный и внутренний контур с фреоном.
2. Испаритель.
3. Компрессор.
4. Конденсатор.

Коллектор можно установить вертикально, если площадь участка не позволяет установить горизонтальный. Бурят несколько глубоких скважин и опускают в них контур. Горизонтально его располагают в грунт на глубину полтора метра. Если дом расположен на берегу водоёма, теплообменник прокладывают в воде.
Компрессор можно взять от кондиционера. Конденсатор изготавливается из 120 л бака. В ёмкость вставляется медный змеевик, по нему будет циркулировать фреон, и вода из отопительной системы начнёт прогреваться.

Испаритель изготавливается из пластиковой бочки объёмом более 130 литров. В этот бак вставляется ещё один змеевик, его совмещение с предыдущим будет осуществляться через компрессор. Патрубок испарителя делают из обрезка канализационной трубы. Посредством патрубка регулируется поступление воды из водохранилища.

Испаритель опускается в водоём. Вода, обтекая его, побуждает испарение фреона. Газ поднимается в конденсатор и отдаёт тепло воде, которая окружает змеевик. Теплоноситель циркулирует в системе отопления, обогревая помещение.

Совет. Температура воды водоёма не имеет значения, важно лишь её постоянное наличие.

Энергия солнца — в электричество

Солнечные панели впервые начали делать для космических кораблей. В основе устройства лежит способность фотонов создавать электрический ток. Вариаций конструкции солнечных батарей великое множество и каждый год они совершенствуются. Самостоятельно изготовить солнечную батарею можно двумя способами:

Способ №1. Купить готовые фотоэлементы, собрать из них цепь и накрыть конструкцию прозрачным материалом. Работать нужно предельно осторожно, все элементы очень хрупкие. Каждый фотоэлемент имеет маркировку в вольт-амперах. Посчитать нужное количество элементов для сбора батареи необходимой мощности не составит большой сложности. Последовательность работы такая:

• для изготовления корпуса понадобится лист фанеры. По периметру прибиваются деревянные рейки;
• в листе фанеры сверлятся отверстия для вентиляции;
• внутрь помещается лист ДВП со спаянной цепью фотоэлементов;
• проверяется работоспособность;
• на рейки прикручивается оргстекло.

Способ №2 требует знаний электротехники. Электрическая цепь собирается из диодов Д223Б. Спаивают их по рядам последовательно. Помещают в корпус, накрытый прозрачным материалом.

Фотоэлементы бывают двух видов:

1. Монокристаллические пластины обладают КПД 13% и прослужат четверть века. Безупречно работают только в солнечную погоду.
2. Поликристаллические имеют КПД ниже, их срок службы всего 10 лет, но мощность не падает при облачности. Панель площадью 10 кв. м. способна произвести 1КВт энергии. При размещении на крыше стоит учитывать общий вес конструкции.

Готовые батареи размещают на самой солнечной стороне. Панель необходимо оснастить возможностью регулировки наклона угла по отношению к Солнцу. Вертикальное положение устанавливают во время снегопадов, чтобы батарея не вышла из строя.

Солнечную панель можно использовать с аккумулятором или без него. Днём потреблять энергию солнечной батареи, а ночью — аккумулятора. Либо днём пользоваться солнечной энергией, а ночью — от центральной сети электроснабжения.

Самодельная гидроэлектростанция

При наличии на участке ручья или водоёма с плотиной дополнительным источником альтернативной электроэнергии станет самодельная гидроэлектростанция. В основе устройства лежит водяное колесо, а мощность будет зависеть от скорости течения воды. Материалы для изготовления генератора и колеса можно взять от автомобиля, а обрезки уголка и металла найдутся в любом хозяйстве. Кроме этого, понадобится кусок медного провода, фанера, смола полистироловая и неодимовые магниты.

Последовательность работ:

1. Делается колесо из 11 дюймовых дисков. Из стальной трубы изготавливаются лопасти (режем трубу вдоль на 4 части). Потребуется 16 лопастей. Диски стягиваются болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лопасти привариваются сваркой.
2. Изготавливается сопло по ширине колеса. Его делают из обрезка металла, выгнув по размеру и соединив сваркой. Сопло настраивают по высоте. Это позволит отрегулировать водяной поток.
3. Сваривается ось.
4. Устанавливается колесо на ось.
5. Делается обмотка, заливаются смолой катушки – статор готов. Собираем генератор. Из фанеры изготавливается шаблон. Устанавливают магниты.
6. Генератор защищают металлическим крылом от водяных брызг.
7. Колесо, ось и крепежи с соплом покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
8. Регулировкой сопла добиваются наибольшей мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капиталовложений и производят энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг ощутимо снизит расходы на электроэнергию. Для сбора агрегата понадобятся только умелые руки и ясная голова.

Альтернативные источники энергии: видео

Источники энергии для дома: фото

Альтернативное электричество для частного дома своими руками. Альтернативная энергетика для частного дома своими руками

В природе энергия присутствует почти везде — ветер, вода, земля и солнце являются альтернативными и возобновляемыми источниками энергии. Но главная задача человечества — это создание устройств, способных извлекать его оттуда, именно за счет альтернативной энергетики.

Человечество добилось невероятных успехов в этом направлении, сегодня такие установки можно сделать самостоятельно для своего дома.Зачем нужны эти устройства, и что можно сделать своими руками?

Развитие энергетики и технический прогресс привели к постоянному увеличению спроса на энергию. До 60-х годов прошлого века основным источником энергии была нефть. Кризис 1973 г. показал, что ориентация на один вид ресурса может повлечь за собой непредвиденные ситуации. Многие экономически развитые страны разработали новую энергетическую стратегию, основанную на диверсификации источников энергии.

С тех пор ученые уделяют большое внимание вопросам энергосбережения во всем мире и изучают возможности использования нетрадиционных альтернативных источников энергии.

Изучение нетрадиционных источников

Нетрадиционные источники энергии включают:

• энергия солнца;
• энергия ветра;
• геотермальный;
• энергия морских приливов и волн;
• биомасса;
• энергосберегающая среда.

Их разработка представляется возможной из-за повсеместного распространения большинства видов, также можно отметить их экологическую чистоту и отсутствие эксплуатационных затрат на топливную составляющую.

Однако есть некоторые отрицательные качества, которые не позволяют использовать их в промышленных масштабах. Это небольшая плотность потока, которая делает «перехватывающую» установку большой площади, также изменчивой во времени.

Все это приводит к тому, что такие устройства имеют большую материалоемкость, а значит, увеличиваются капитальные вложения. Ну, а процесс получения энергии за счет некоторого элемента случайности, связанного с погодными условиями, доставляет немало хлопот.

Другой наиболее важной проблемой остается «сохранение» этого энергетического сырья, поскольку существующие технологии аккумулирования энергии не позволяют этого в больших количествах. Тем не менее, в бытовых условиях все большую популярность приобретают альтернативные источники энергии для дома, поэтому вы познакомитесь с основными электростанциями, которые можно установить в частную собственность.

Солнечная панель состоит из комплекса соединенных между собой элементов, преобразующих солнечный свет в поток электронов.Характерной особенностью является то, что они не способны генерировать ток высокого напряжения. Отдельный элемент выдает текущее напряжение до 0,55 В, а один аккумулятор генерирует текущее напряжение до 21 В, что позволяет питать 12-вольтовый аккумулятор.

Естественно, для обеспечения мощности электричества потребуется система из десятков таких устройств. В него также входят следующие компоненты:

• контроллер для управления зарядкой аккумулятора предотвращает перезарядку;
• инвертор, преобразующий ток из низкого в высокое напряжение;
• аккумулятор.

Все три элемента лучше покупать в готовом виде, ну а солнечную батарею можно сделать самостоятельно.

Процесс производства аккумуляторов

Аккумулятор собран из модулей, состоящих из 30, 36 или 72 фотоэлементов. Они включены последовательно с источником питания, его максимальное напряжение 50 В.

Этапы работы:

1. Дно корпуса вырезается из фанеры и вставляется в каркас, просверливаются отверстия по периметру.Они нужны для обеспечения вентиляции и предотвращения перегрева во время работы.
2. Подложка для солнечных элементов нарезана по размеру корпуса, также необходимо предусмотреть отверстия.
3. Корпус окрашивается и просушивается, затем солнечные элементы выкладываются на ножки и герметизируются.
4. Элементы подключаются к началу рядов, затем подключаются к токогенерирующим шинам.
5. Перевернутые элементы фиксируются силиконом.

Величина выходного напряжения должна быть порядка 18-20 В, в этом необходимо предварительно убедиться.Также в течение нескольких дней проверяется работоспособность аккумулятора, только после этого производится герметизация стыков и сборка системы питания.

При установке панели следует обратить внимание на следующее:

1. Не размещайте аккумулятор в тени деревьев или высоких построек.
2. Ориентируйте батарею на солнце.
3. Правильно определите уклон.
4. Обеспечить доступность для своевременного удаления слоя пыли, грязи и снега.
5. Обеспечивают стоячую регулировку угла наклона для зимнего и летнего сезона.

Альтернативные источники энергии для частного дома — это возобновляемые ресурсы, к которым также можно отнести энергию ветра. Наши предки умели строить мельницы, используя потоки воздуха для вращения лопастей, теперь человек научился преобразовывать их в электричество.

Существует несколько разновидностей ветрогенераторов, которые различаются по основным параметрам.

Размещение оси

Различают вертикальные и горизонтальные конструкции.Горизонтальные обеспечивают автоматический поворот основной части для поиска ветра, обладают более высоким КПД. Оборудование вертикальных генераторов находится на Земле, эксплуатация и обслуживание этого вида проще.

Количество лопастей

Существуют следующие типы:

• однолезвийный;
• двухлопастный;
• трехлопастный;
• multiborable.

Последний тип используется редко, в основном при небольшой скорости ветра.

Материал для лезвий

Лезвия жесткие и подвижные, однако из-за быстрой потери их функциональности в результате резких ударных импульсов требуют частой замены.

Ветровая установка состоит из следующих основных элементов, которые можно изготовить собственноручно:

1. Лопасти, которые в результате вращения обеспечивают движение ротора.
2. Генератор переменного тока.
3. Контроллер, преобразующий переменный ток в постоянный, необходимый для зарядки аккумуляторов.
4. Аккумуляторы для накопления электроэнергии.
5. Инвертор превращает постоянный ток в переменную, необходимую для работы всех бытовых приборов.
6. Мачта для обеспечения подъема лопастей на необходимую высоту с наиболее активными воздушными массами.

Принцип работы оборудования основан на цикле Карно: в результате резкого сжатия теплоносителя происходит повышение температуры. Обратный эффект наблюдается при работе холодильных и морозильных камер.

Для изготовления теплового насоса могут применяться некоторые узлы, используемые в этом оборудовании. Тепловая энергия, отбираемая из почвы, воздуха, воды, попадая в испаритель, превращается в газ, далее сжимается компрессором, и температура повышается.

Классификация насосов следующая:

1. По количеству контуров:
   • одинарные;
   • двухконтурный;
   • три конструктивных.
2. По типу источника.

Обнаружены следующие разработки.

Почва-вода

Успешно применяется в районах с умеренным климатом, где прослеживается равномерно прогретая почва в любое время года. Скважины неглубокие, поэтому разрешительные документы оформлять не надо.В зависимости от типа почвы используйте зонд или коллектор.

Воздух-вода

Такие установки используются в климатических зонах, где зимняя температура не опускается ниже 15-20 градусов. Накапливаемое из воздуха тепло используется для нагрева воды.

Вода-вода.

Применяется при наличии водотока: реки, озера, колодцы, отстойники, грунтовые воды. Как известно, температура воды в источнике значительно превышает температуру воздуха зимой. Это обуславливает эффективность этих установок.

Вода-воздух

Тепло от водных объектов посредством компрессора передается в воздух и используется для обогрева жилого помещения.

Почвенно-воздушный

Самая универсальная система, использующая незамерзающие жидкости в качестве энергоносителей. Тепло от почвы через компрессор передается в воздух.

Воздух-Воздух

Самая дешевая система, не требующая земляных работ, а также прокладок трубопроводов. Он способен покрывать и охлаждать комнату.

При выборе одной из систем следует учитывать следующее:

• геология участка;
• возможность земляных работ;
• наличие свободного места.

Эффективность установки зависит от правильного выбора альтернативного источника энергии.

Газ образуется в результате переработки продуктов жизнедеятельности птицы и животных. Переработанные отходы используются для удобрения почвы на хозяйственных участках.Процесс основан на реакции ферментации, в которой в навозе участвуют бактерии.

Лучшим источником биогаза является навоз CRS, хотя для этого также используются птицы или другой домашний скот.

Ферментация происходит без доступа кислорода, поэтому рекомендуется использовать закрытые емкости, которые еще называют биореакторами. Реакция активируется, если есть возможность периодически перемешивать массу, для этого используется ручной труд или различные электромеханические устройства.

Также необходимо будет поддерживать температуру в установке от 30 до 50 градусов для обеспечения активности мезофильных и термофильных бактерий и их участия в реакции.

Производственный дизайн

Самая простая установка для биогаза — это бочка с мешалкой, закрытая крышкой. Газ из бочки через шланг попадает в баллон, для этого в крышке проделывается отверстие. В данной конструкции предусмотрена газовая одна или две газовые горелки.

Для получения больших объемов газа используется надземный или подземный бункер из железобетона. Всю емкость желательно разделить на несколько отсеков, чтобы реакция происходила со сдвигом во времени.

Процесс ферментации с участием мезофильных культур занимает до 30 дней, поэтому такие условия оптимальны для непрерывного газовыделения. Навоз через загрузочный бункер, с противоположной стороны отбирается отработанное сырье.

Емкость заполнена массой не полностью, примерно на 20 процентов, остальное пространство используется для накопления газа. К крышке емкости подключены две трубки, одна отводится потребителю, а другая к гидробаку, наполненному водой.Обеспечивает очищающий и осушающий газ, потребителю подается качественный газ.

Мини ГЭС

Самодельные гидроэлектростанции — дополнительные альтернативные источники энергии своими руками, они могут быть построены из ручья или водоема с плотиной. Основа этой конструкции — колесо, которое вращает струи воды, а мощность установки зависит от расхода.

Как самому сделать дизайн?

Для реализации намеченной необходимости потребуются следующие материалы:

• автомобильное колесо;
Генератор
• ;
• опрессовка уголка и металла;
• фанера;
• медный провод;
Магниты неодимовые
• ;
• смола полистирольная.

Колесо состоит из 11 дюймовых дисков. Стальная труба разрезается на четыре части по вертикали, из получившихся отрезков получаются лопасти, их понадобится 16 штук. Лопасти крепятся сваркой, а диски — болтами.

Размеры сопла соответствуют ширине колеса, оно выполнено из металлической окантовки. Набрав соответствующую форму, края совмещают сваркой. Форсунку необходимо регулировать по высоте, чтобы регулировать расход воды.

Такое устройство не требует огромных вложений, но позволяет значительно снизить затраты на электроэнергию.

В недрах земного шара преподают неизведанные виды альтернативных источников энергии. Человечество знает, каковы сила и масштаб природных природных явлений. Сила извержения одного вулкана несравнима ни с одной из созданных руками человека энергетических установок.

К сожалению, человек пока не может использовать эту гигантскую энергию во благо, но естественное тепло Земли или геотермальная энергия улавливаются взглядами ученых, так как представляют собой неиссякаемый ресурс.

Известно, что наша планета ежегодно выделяет огромное количество внутреннего тепла, которое компенсируется радиоактивным распадом изотопов в земной коре. Есть два типа источников геотермальной энергии.

Подземные бассейны

Это бассейны с естественной горячей водой или водопроводная смесь — гидротермальные или паротермальные источники. Ресурсы из этих источников добываются путем бурения скважин, энергия в дальнейшем используется для нужд человечества.

Скалы

Тепло раскаленных камней можно использовать для нагрева воды.Для этого его закачивают в горизонты для дальнейшего использования в энергетических целях.

Одним из недостатков этого вида энергии является слабая концентрация. Однако в условиях, когда при погружении на каждые 100 метров температура повышается на 30-40 градусов, можно обеспечить его экономичное использование.

Технология использования этой энергии в перспективных «геотермальных регионах» имеет очевидные преимущества:

• неисчерпаемость запасов;
• экологическая чистота;
• отсутствие больших затрат на разработку исходников.

Дальнейшее развитие цивилизации невозможно без внедрения новых технологий в области энергетики. На этом пути стоят непростые задачи, которые еще предстоит решить человечеству.

Тем не менее, развитие этого направления играет важную роль, и сегодня уже существует оборудование, позволяющее значительно экономить ресурсы, традиционные и альтернативные источники энергии являются отличной альтернативой им. Для воплощения такой идеи требуется терпение, умелые руки, а также определенные навыки и знания.

Видео

Ознакомиться с работой различных альтернативных источников энергии в частном доме можно в нашем видео.

Без электричества жизнь любого дома практически немыслима: электричество помогает в приготовлении пищи, обогреве комнаты, загрузке в нее воды и простом освещении. Но что делать, если там, где вы живете, до сих пор нет коммуникаций, на помощь придут альтернативные источники электроэнергии.

Электрогенераторы

Дизель-генераторы Обладают множеством преимуществ, в том числе экономичностью, надежностью и малой пожароопасностью.Если вы регулярно пользуетесь дизель-генератором, гораздо выгоднее использовать модели, работающие на газе или бензине. Расход топлива у дизельной техники не большой, цена на дизель тоже держится на низком уровне, дорогостоящего ремонта не потребует.

Бензиновый генератор Идеален в качестве резервного или сезонного источника тока. По сравнению с дизельными, бензиновые генераторы имеют небольшие размеры, издают мало шума при работе, а по стоимости ниже — средняя цена бензинового генератора мощностью 5 кВт колеблется в пределах 14-17 тысяч рублей. Недостаток бензинового генератора — большой расход топлива, а высокий уровень гидрогенизированной углекислоты потребует размещения электрогенератора в отдельном помещении.

Жизнь под солнцем

• Использование возобновляемых источников энергии;
• Совершенно бесшумная работа;
• Экологическая безопасность, отсутствие выбросов в атмосферу;
• Простая установка, возможность самостоятельной установки.

Особенно часто солнечные батареи можно встретить на юге Европы и России, где количество солнечных дней и зимой, и летом превышает количество облачных. Но есть и их нюансы, о которых нужно помнить:

Даже при «солнечной» погоде суммарная мощность всех установленных фотоэлементов вряд ли превысит 5-7 кВт в час. Поэтому, если учесть хотя бы приблизительную оценку того, что на отопление дома требуется энергия из расчета 1 кВт на 10 квадратных метров, мы получим, что только небольшой загородный дом может жить на полностью «солнечном» питании; Двух-трехэтажные дома все равно потребуют от вас дополнительных источников энергии, особенно если потребление воды и света тоже велико.

И, конечно, есть вполне «естественная» сложность — это зависимость от суточных и сезонных колебаний солнечной радиации: никто не гарантирует нам солнечную погоду даже летом. И еще: хоть сами фотоэлементы и не выделяют токсичных веществ при работе, но утилизировать их не так просто, их нужно сдавать в специальные приемные пункты — как разряженные батареи.

С ветром!

Горизонтальная конструкция генератора хороша высоким показателем КПД, при установке будет использовано небольшое количество материалов. Но вам придется столкнуться с некоторыми трудностями: для установки потребуется высокая мачта, а сам генератор имеет сложную механическую часть, и ремонт может быть очень сложным.

Еще один нюанс, который следует учитывать при обустройстве ветряной станции, — это необходимость создания фундамента под оборудование. Укреплять фундамент нужно с особой тщательностью, если в вашем районе скорость ветра периодически превышает 10-15 метров в секунду. А зимой нужно будет следить за тем, чтобы ветряки не зажигались, это сильно снижает КПД. Кроме того, вибрация и шум от ветряка являются причиной того, что станцию ​​желательно размещать на расстоянии не менее 15 метров от жилого дома.

Live выгода

Если говорить о домашнем использовании биотоплива для выработки электроэнергии, то для этого нужно приобрести индивидуальную биогазовую установку, которая будет производить природный газ из отходов. Понятно, что такой вариант реализован только в загородном доме, где на улице есть свалка биологических отходов.

Стандартная установка даст от 3 до 12 кубометров газа в сутки; Полученный газ затем можно использовать для отопления дома и заправки различного оборудования, в том числе газового генератора электроэнергии, о котором мы писали выше. К сожалению, биогазовые установки доступны не везде: заплатить за это минимум 250 000 рублей.

Приручить ручей

Если в вашем распоряжении собственная проточная вода (участок ручья или реки), то строительство индивидуальной гидроэлектростанции будет хорошим решением.По установке этот тип генераторов энергии относится к наиболее сложным, но его КПД значительно выше, чем у всех описанных выше источников — и ветровых, и солнечных, и биологических. ГЭС могут быть проклятыми и развоплощенными, второй вариант более распространен и доступен — часто можно встретить синонимическое название «Flowstock». По своему устройству станция делится на несколько типов:

Самый оптимальный и распространенный вариант, пригодный для изготовления своими руками — это станция с пропеллером или колесом; В Интернете можно найти множество инструкций и полезных советов.

Самым сложным и неудобным решением будет установка гирлянды: она имеет низкую производительность, довольно опасна для тех, кто окружает людей, а установка станции потребует много материалов и много времени. В этом плане ротор Дарья более удобен, так как ось расположена вертикально, и его можно устанавливать над водой. При этом смонтировать эту станцию ​​будет сложно, а ротор придется вручную выдвигать при запуске.

Если вы купите готовую мини-ГЭС, то ее средняя стоимость будет около 200 тысяч рублей; Самостоятельный сбор компонентов позволит сэкономить до 30% стоимости, но потребует много времени и сил.Что из этого лучше — решать только вам.

Вопросы энергообеспечения наших жилищ становятся все более актуальными. И это не связано с отсутствием энергии или генерирующих мощностей.

Как это ни грустно звучит, но это связано с «коммерческой» монополизацией всего, что связано с энергией и нежеланием правительства менять ситуацию в этой сфере.

Тем не менее, есть способы снизить энергетическое давление на семейный бюджет, а в некоторых случаях и вовсе отказаться от централизованного обслуживания.

Общий принцип работы инвертора и системы электроснабжения

Как ни странно, но продвижение альтернативной энергии для жилья Использование возобновляемых источников энергии (возобновляемых) предотвращает незнание потенциальными потребителями технологии производства энергии таким образом, показателей долговечности и надежности системы.

Основным элементом всех систем с ВИЭ является инвертор — электронное устройство для преобразования низкого постоянного напряжения в переменное с характеристиками сети.Для контроля параметров выходного сигнала (сетевого напряжения) используются два «чудесных» качества инвертора:

• Обратная связь — возможность электроники реагировать на изменение состояния потребителей.
• Импульсная генерация выходного сигнала электронного преобразователя. Импульсы с частотой в несколько тысяч герц образуют синусоиду переменного тока, а обратная связь позволяет учесть нагрузку потребителя. Кроме того, высокочастотные импульсы позволили снизить потери на увеличение железа трансформатора, что привело к значительному уменьшению его габаритов.

Другой важной частью электронного электрического управления потоком управления является контроллер, который играет роль шлюза, который распределяет поток энергии от генерирующего устройства к приводу или инвертору.

Об энергетических возможностях системы аккумулятор-инвертор-потребитель судить по цифрам:

• Потребительская мощность — 14 кВт (с учетом одновременной нагрузки 60% получаем 8,4 кВт).
• Характеристики АКБ — 24 В, 225 А * ч, 4 шт.
• Инвертор — 9-12 кВт.

Система с такими характеристиками может двое суток работать без подзарядки до разрядки АКБ на 70%.

Альтернативные источники энергии для дома Рассмотрим отдельно.

Способы получения энергии

Основные принципы производства энергии «из воздуха» были открыты долгое время, но для практического применения не хватало уровня технической разработки. Это стало возможным с развитием электроники и материаловедения.В техническом и материальном плане солнечные батареи и ветрогенераторы доступны большинству потребителей, но сказывается определенный консерватизм населения России. Тепловой насос или биоэнергетическая установка — серьезная инженерно-техническая задача. Но все они заслуживают внимания.

В странах Средиземноморья солнечная энергетика настолько развита, что правительства Испании и Италии закрывают государственные программы субсидирования частных потребителей.

Эффективность солнечной батареи зависит от продолжительности освещения и угла падения света.Оба фактора в России не совсем благоприятны. В чистом виде фотоэлектронные источники энергии применимы для специальных целей, как вспомогательное устройство для подзарядки аккумуляторной батареи. Например, это может быть дистанционное контрольно-измерительное устройство, передающее данные телеметрии на базу (трубопроводы, энергетические пайетки, метеостанции и т. Д.). Кроме того, солнечные панели зарекомендовали себя в системах защиты, аварийного освещения и системах с низкой энергоемкостью.

солнечный коллектор

Одним из наиболее распространенных и используемых вариантов теплового насоса является солнечный коллектор.Петля с низкокипящей жидкостью представляет собой большое количество очень тонких трубок, помещенных в плоскую светопоглощающую панель.

Компрессор прокачивает жидкость через панель, что обеспечивает ее постоянный нагрев солнечным светом и эффективную работу контура отбора тепла.

Солнечный коллектор может использоваться как самостоятельный элемент системы ГВС, а совместно с тепловым насосом подземного размещения или с электрокотлом (от ветряка) для автономного отопления жилого дома.

КПД солнечного коллектора достаточно высок даже в пасмурную погоду. Должен быть предусмотрен тепловой аккумулятор.

Сила ветра давно служит человеку, но только с появлением электроники и новых материалов появилась возможность использовать слабый ветер (2 балла, до 3,3 м / с по шкале Бафорта) и не бояться штормовых нагрузок ( 10-11 баллов, 30 м / с и более).

Ветрогенератор с закрытыми металлокерамическими подшипниками, неодимовыми магнитами, лопастями из стекловолокна и прочным корпусом — абсолютно надежный и неприхотливый механизм, хорошо приспособленный к жестким климатическим условиям России. Альтернативная энергетика для загородного дома , построенный на базе ветрогенератора, имеет высокий уровень стабильности характеристик.

Термодинамические источники (тепловой насос)

Понесенные количества низкоточной тепловой энергии, которые «спрятаны» в цикле Карно (Sadi Carno, 1824), не дают покоя инженерам с момента его открытия. Современные технологии, материалы и достижения машиностроителей с электроникой позволяют реализовать теоретические основы этого принципа на практике.Компрессорное и насосное оборудование, низкокипящие теплоносители, трубопроводная система и электронная система управления — этот непростой технический набор элементов дополняется множеством конкретных условий применения. Этим объясняется сложность массового внедрения систем отопления по принципу теплового насоса.

Но интерес к TN в России растет. С развитием малоэтажного строительства количество предлагаемых моделей увеличивается. Но беда в том, что даже ближайшая к нам по климату Финляндия (Ultimate) поставляет приборы, рассчитанные на среднегодовую температуру отопительного периода минус 7 градусов., А для 70% России это минус 12-15. Продвинуться по нужным параметрам — дело непростое.

Биоэнергетические источники

Источник этого класса относится к категории источников со сложными технологическими и техническими требованиями. Биологическая составляющая процессов предъявляет требования к температуре и давлению в зоне ферментации, состав и консистенция сырья имеют свои параметры, а конечный продукт (метан) требует особых условий для работы.Все это требует больших капитальных вложений. Современные технологии подготовки сырья (коагуляция, центрифугирование, биопрессовка) позволили уменьшить габариты метенки более чем в два раза. Это альтернативный источник энергии экономически целесообразен для хозяйств со стабильной и достаточной сырьевой базой.

Очень интересное дополнение к биоэнергетической установке промышленным ветрогенератором. Полностью исчезает зависимость от внешних сетей с высокой степенью надежности питания.

Варианты раскладки альтернативных источников

Подготовленные в таблице варианты размещения альтернативных возобновляемых источников энергии не могут быть догмой. С обратной связью в сети вариантов становится еще больше.

Конечно, стоимость оборудования и монтажа не такие уж и дешевые, что приводит к долгой окупаемости проекта. К тому же государство и энергия не торопятся выкупать лишнюю энергию, которая обязательно появится, т.к. нормальный расчет ведется с запасом.Но если вам хотя бы один раз пришлось подать в суд на энергетическую компанию по поводу сгоревших бытовых приборов или провести и подключить электричество к удаленному дому и заглянуть в будущее, то цена, похоже, больше не будет приемлемой. Срок службы альтернативные источники энергии для дачи или загородного дома В такой дом не допускается ни один ребенок.

Вы можете связаться с менеджерами нашей компании и мы подберем для вас оптимальный комплект, соответствующий энергопотреблению вашего дома.

То, что запасы нефти, газа и угля не безграничны, знают даже школьники. Цены на энергоносители постоянно растут, заставляя плательщиков вздыхать и думать об увеличении собственного дохода. Несмотря на достижения цивилизации, за городом много мест, куда не подведен газ и нет электричества.Точно так же там, где есть такая возможность, стоимость установки системы иногда не соответствует уровню доходов населения. Неудивительно, что альтернативная энергетика своими руками сегодня вызывает интерес как у владельцев больших и малых загородных домов, так и у горожан.

Весь мир вокруг нас полон энергии, которая содержится не только в недрах Земли. Еще в школе, на уроках географии, мы узнали, что можно с высокой эффективностью использовать энергию ветра, солнца, приливов и звуков, падающей воды, ядра Земли и других подобных энергоносителей во всех странах и на континентах.Однако можно использовать для отопления отдельного дома.

Виды альтернативных источников энергии

Среди вариантов естественных источников частного энергоснабжения следует отметить:

• солнечные батареи;
• солнечных коллекторов;
• тепловые насосы;
• ветрогенераторов;
• установки для водопоглощения воды;
• биогазовых установок.

Имея достаточную сумму средств, вы можете купить готовую модель одного из подобных устройств и заказать ее установку.Следуя пожеланиям потребителей, промышленники давно освоили производство солнечных панелей, тепловых насосов и др. Однако их стоимость остается стабильно высокой. Такие устройства можно сделать самостоятельно, сэкономив немного денег, но затратив больше времени и сил.

Видео: Какую природную энергию можно использовать

Принцип работы и использование солнечных батарей в частном доме

Физическое явление, на котором основан принцип действия этого источника энергии — фотоэфф.Солнечный свет, падая на его поверхность, излучает электроны, что создает избыточный заряд внутри панели. Если подключить к нему аккумулятор, то в цепочке по количеству зарядов появится ток.

Принцип работы солнечной батареи — фотоэффект

Конструкции, которые могут улавливать и преобразовывать энергию Солнца, многочисленны, разнообразны и постоянно совершенствуются. Для множества народных мастеров доработка этих полезных конструкций превратилась в отличное хобби.На тематических выставках такие энтузиасты охотно демонстрируют много полезных идей.

Для изготовления солнечных панелей необходимо приобрести монокристаллические или поликристаллические фотоэлементы, поместить их в прозрачную рамку, закрепленную на твердом корпусе

Видео: Изготовление солнечной батареи своими руками

Готовые батареи ставятся, конечно же, на солнечную сторону крыши. Следует предусмотреть регулировку наклона панели. Например, во время снегопада панели следует ставить почти вертикально, иначе слой снега может помешать работе аккумуляторов или даже повредить их.

Устройство и использование солнечных коллекторов

Примитивный солнечный коллектор — это черная металлическая пластина, помещенная под тонкий слой прозрачной жидкости. Как известно из школьного курса физики — темные предметы нагреваются сильнее света. Эта жидкость перемещается с помощью насоса, охлаждает пластину и нагревается. Контур с нагретой жидкостью можно разместить в емкости, подключенной к источнику холодной воды. Нагревает воду в баке, жидкость из коллектора охлаждается.А потом возвращается обратно. Таким образом, данная система питания позволяет получить постоянный источник горячей воды, а зимой есть еще и батареи горячего отопления.

Существует три типа коллекторов, которые характеризуются устройством.

На сегодняшний день существует 3 типа таких устройств:

Воздух

Воздухосборники состоят из пластин темного цвета

Воздухосборники представляют собой черные пластины, закрытые стеклом или прозрачным пластиком. Вокруг этих пластин естественным образом или принудительно циркулирует воздух.Теплый воздух используется для обогрева комнат в доме или для сушки белья.

Достоинством является максимальная простота конструкции и невысокая стоимость. Единственный недостаток — использование принудительной циркуляции воздуха. Но без этого можно обойтись.

трубчатый

Плюс такой коллектор — простота и надежность

Трубчатые коллекторы представляют собой несколько выстроенных в ряд стеклянных трубок, покрытых изнутри светопоглощающим материалом. Они соединены в общий коллектор, и жидкость циркулирует по ним.У таких коллекторов есть 2 способа передачи полученной энергии: прямой и косвенный. Первый способ применяется зимой. Второй применяется круглый год. Есть вариант использования вакуумных трубок: одна вставляется в другую, и между ними создается вакуум.

Он изолирует их от окружающей среды и сохраняет образующееся тепло. Достоинства — простота и надежность. К недостаткам можно отнести дороговизну установки.

Квартира

Для повышения эффективности работы коллекторов инженеры предложили использовать хабы

Плоский коллектор — самый распространенный вид.Именно он послужил примером для объяснения принципа действия этих устройств. Преимущество этой разновидности — простота и невысокая стоимость по сравнению с другими. Недостаток — значительные потери тепла, чем не страдают другие подтипы.

Для улучшения уже существующих гелиосистем инженеры предложили применить подобие зеркал, называемых концентраторами. Они позволяют поднять температуру воды со стандартных 120 до 200 ° C. Этот подвид получил название концентрат.Это одна из самых дорогих версий, что, несомненно, является недостатком.

Полная инструкция по установке солнечного коллектора в нашей статье:

Использование энергии ветра

Если ветер может гнать стаи, почему бы не использовать его энергию для других полезных вещей? Поиски ответа на этот вопрос привели инженеров к созданию ветряного генератора. Это устройство обычно состоит из:

• генератор;
• высокая башня;
• лопастей, которые вращаются за счет ветра;
• батарейки;
• электронные системы управления.

Принцип работы ветрогенератора довольно прост. Лопасти, вращаясь от сильного ветра, вращают валы трансмиссии (в просторечии — редуктор). Они подключены к генератору переменного тока. Трансмиссия и генератор расположены в люльке или, по-другому, в гондоле. Может иметь поворотный механизм. Генератор подключен к автоматике управления, а напряжение — к трансформатору. После трансформатора напряжение, увеличившее свое значение, передается на общую систему электроснабжения.

Ветрогенераторы подходят для местности, где постоянно дует ветер.

Поскольку создание ветрогенераторов изучается достаточно давно, существуют проекты самых разнообразных конструкций этих устройств. Модели с горизонтальной осью вращения занимают довольно большое пространство, но ветрогенераторы с вертикальной осью вращения намного компактнее. Конечно, для эффективной работы устройства требуется достаточно сильный ветер.

Преимущества:

• отсутствие выбросов;
• автономия;
• использование одного из возобновляемых ресурсов;

Недостатки:

• необходимость постоянства ветра;
• высокая начальная цена;
• издаваемый шум при вращении и электромагнитное излучение;
• занимают большие площади.

Ветрогенератор должен располагаться как можно выше, чтобы работать эффективно. Модели, у которых есть вертикальная ось вращения, более компактны, чем при горизонтальном вращении

Пошаговое руководство по изготовлению ветрогенератора своими руками на нашем сайте:

Вода как источник энергии

Самый известный способ использования воды для получения электроэнергии — это, конечно, ГЭС.Но он не единственный. Есть даже энергия приливов и потоков. А теперь по порядку.

Гидроэлектростанция — плотина, в которой есть несколько шлюзов для регулируемого сброса воды. Эти шлюзы подключены к лопаткам турбогенератора. Упакованная под давлением вода вращает его, производя электричество.

Недостатки:

• затопление прибрежных территорий;
• сокращение количества жителей рек;

Для использования водной энергии построить специальные станции

Мощность потоков

Этот метод производства энергии похож на ветрогенератор, с той лишь разницей, что генератор огромных размеров размещается на большом морском течении.Например, Golf Stream. Но это очень дорого и технически сложно. Поэтому все крупные проекты пока остаются на бумаге. Тем не менее есть небольшие, но существующие проекты, демонстрирующие возможности этого вида энергии.

Энергия приливов

Конструкция электростанции, превращающей этот вид энергии в электричество, представляет собой огромную плотину, расположенную в морской бухте. В нем есть отверстия, через которые вода проникает в обратном направлении. Они соединены трубопроводом с электрогенераторами.

Приливная электростанция работает следующим образом: во время прилива уровень воды повышается и создается давление, способное вращать вал генератора. В конце прилива входные отверстия закрываются, а во время отлива, который наступает через 6 часов, открывается градуировка, и процесс повторяется в обратном направлении.

Плюсов этого метода:

• дешевое обслуживание;
• примака для туристов.

Недостатки:

• значительные затраты на строительство;
• вред для морской фауны;
• проектных ошибок могут вызвать затопление близлежащих городов.

Применение биогаза

При анаэробной переработке органических отходов выделяют так называемый биогаз. В результате получается смесь газов, состоящая из метана, диоксида углерода и сероводорода. В состав генератора для получения биогаза входят:

• герметичный бак;
• шнек для смешивания органических отходов;
• насадка для выгрузки мусора;
• горловина для заправки сточных вод и сточных вод;
• сопло, по которому поступает добываемый газ.

Часто емкость для переработки мусора находится не на поверхности, а в толще почвы. Чтобы предотвратить утечку образующегося газа, он полностью герметизируется. При этом следует помнить, что в процессе отбора биогаза давление в емкости постоянно увеличивается, поэтому газ требуется из емкости регулярно отбирать. Помимо биогаза в результате обработки получается отличное органическое удобрение, полезное для выращивания растений.

Приведены устройство и правила эксплуатации такого повышенного уровня безопасности, так как биогаз опасен для вдыхания и может взорваться.Однако в ряде стран мира, например, в Китае, этот способ приобретения энергии достаточно широк.

Аналогичная установка для биогаза может стоить

Этот продукт переработки отходов можно использовать как:

• сырье для ТЭЦ и когенерационной установки;
• заменяет природный газ в плитах, горелках и котлах.

Сильной стороной этого вида топлива является возобновляемость и доступность, особенно в селах, сырья для переработки.Этот вид топлива имеет ряд недостатков, таких как:

• выбросы от сжигания;
• несовершенная технология получения;
• цена устройства для создания биогаза.

Конструкция генератора для получения биогаза очень проста, однако необходимо соблюдать определенную осторожность, поскольку биогаз — опасное для здоровья топливо

Состав и количество получаемого из отходов биогаза зависит от субстрата. Больше всего газа получают из жира, зерна, технического глицерина, свежей травы, силоса и т. Д.Обычно в емкость загружается смесь отходов животноводства и растительного происхождения, в которую добавляется некоторое количество воды. Летом рекомендуется увеличивать влажность массы до 94-96%, а зимой — до 88-90%. Вода, подаваемая в резервуар для отходов, должна быть нагрета до 35-40 градусов, иначе процессы разложения замедлятся. Для сохранения тепла снаружи бака монтируется слой теплоизоляционного материала.

Применение биотоплива (биогаза)

Действие теплового насоса основано на задней части карно.Это довольно крупное и достаточно сложное устройство, собирающее низкую точность тепловой энергии окружающей среды и преобразующее ее в энергию с высоким потенциалом. Чаще всего для обогрева помещений используют тепловые насосы. В состав устройства входят:

• наружный контур с теплоносителем;
• внутренний контур с теплоносителем;
Испаритель
• ;
Компрессор
• ;
Конденсатор
• .

В системе также используется фреон. Внешний контур теплового насоса может поглощать энергию из различных сред: земли, воды, воздуха.Затраты на рабочую силу на его создание зависят от типа насоса и его конфигурации. Сложнее всего устроить насос типа «Земля-Вода», у которого внешний контур расположен горизонтально в толще почвы, так как это требует масштабных земляных работ. Если рядом с домом есть водоем, есть смысл сделать водо-водяной теплонасос. В этом случае внешний контур просто опускается в резервуар.

Тепловой насос преобразует низкоточную энергию Земли, воды или воздуха в высокопроизводительную тепловую энергию, что позволяет достаточно эффективно обогревать здание

КПД теплового насоса зависит не столько от того, насколько высока температура среды, сколько от ее постоянства.Правильно спроектированный и установленный тепловой насос может обеспечить дом достаточным количеством тепла зимой даже при очень низкой температуре воды, земли или воздуха. Летом тепловые насосы могут выполнять роль кондиционера, охлаждая жилище.

Для использования таких насосов необходимо предварительно выполнить буровые работы

К преимуществам данных установок можно отнести:

• энергоэффективность;
• пожарная безопасность;
• многофункциональность;
• долгая эксплуатация до первого ремонта.

Слабые стороны этой системы:

• высокая начальная цена по сравнению с другими способами отопления здания;
• требование к состоянию источника питания;
• более шумный, чем классический газовый котел;
• Необходимость проведения сверлильных работ.

Видео: Как работают тепловые насосы

Как видите, чтобы обеспечить свой дом теплом и электричеством, можно использовать солнечную энергию, энергию ветра и воду. У каждого метода есть свои преимущества и недостатки.Тем не менее из всех существующих вариантов можно использовать способ, который будет недорогим и эффективным.

Опыт европейцев показывает, что проклинать помещение невыгодно. На Западе люди греются электричеством. Установка электрокотлов невыгодна, если в дом или квартиру подведено центральное электричество. Получить необходимый энергоресурс можно самостоятельно, умные люди изобрели множество самодельных устройств. Мы расскажем о тех альтернативных источниках электроэнергии, которые своими руками сделать проще всего.

Получение электричества от ветра

Строительство для выработки электроэнергии

Ветер — самый распространенный источник энергии. . Предупреждаем заранее, построить оборудование для приема электроэнергии не очень просто, но результат устройства не заставит себя долго ждать. Во время разработки потребуется, чтобы человек понял структуру фабричной технологии и научится собирать ее самостоятельно. Основные компоненты установки:

• двигатель
• множитель
• генератор постоянного тока
• Контроллер заряда аккумулятора
• аккумулятор
• трансформатор напряжения

Есть две разновидности ветряных двигателей: вертикальные и горизонтальные.Их различие в порядке оси. Вертикальный альтернативный источник энергии для дома своими руками сделать немного проще, чем горизонтальный. На практике у каждого из устройств есть свои преимущества. КПД вертикально-осевого оборудования не превышает 15%. Благодаря низкому уровню шума их эксплуатация в домашних условиях не доставляет дискомфорта. Объем производимой электроэнергии зависит от силы ветра, поэтому хозяину не придется ломать голову в случае изменения направления воздушного потока.

Бесплатная энергия для дома, полученная по горизонтальной оси, является полной противоположностью вертикального типа. Оборудование отличается высоким КПД, но требует установки датчиков, реагирующих на изменение направления ветра. Недостаток горизонтального ветряка — высокий уровень шума. Такой вариант больше подходит для использования в промышленных условиях.

Для получения альтернативной электроэнергии в больших количествах нужно правильно выбрать количество лопастей и размер гребного винта.Хозяйки разработали принципиальную схему сбора. Все зависит от того, каких результатов хочет владелец. При диаметре пропеллера 2 метра необходимо установить следующее количество лопастей:

Для диаметра винта 4 метра действительны такие характеристики:

• 40 Вт — 2 лопасти;
• 60 Вт — 3 лопасти;
• 80 Вт — 4 лопасти;
• 120 Вт — 6 лопастей.

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что альтернативное электричество поможет обогревать помещение.Осталось только узнать мощность электрокотла и рассчитать нужный размер винта. При расчете основы скорость ветра принималась равной четырем метрам в секунду. В Восточной Европе такой показатель — средний.

Vacade — важный компонент ветрогенератора

Делая альтернативные источники энергии для дома своими руками, особое внимание следует уделить лопастям. Парусные устройства, которые устанавливаются на старых мельницах, неэффективны, так как имеют низкий КПД.Желательно использовать аэродинамические устройства, имитирующие внешний вид крыльев самолета. По большому счету, материал не имеет значения, на лопасти можно даже подняться с дерева. Если вы решили применить традиционный пластик, помните, что при небольшом количестве лопастей в установке будут колебания. Поэтому желательно поместить в устройство, которое поможет получать альтернативные виды энергии, 6 лопастей диаметром 3 метра. Лучше всего использовать трубу из ПВХ, предназначенную для напорного водоснабжения.Для получения аэродинамических свойств края изделия нужно заточить и отполировать. Для сборки пропеллера вам понадобится «звездочка», которая выполнена горизонтально.

Чтобы получить электричество своими руками, необходимо уравновесить ветряки. Сделать это можно в домашних условиях, в процессе тестовой работы лопасти проверяются на произвольное перемещение. Если пропеллер находится в статичном положении, то вибрация не страшна.

Выработать альтернативную энергию своими руками с помощью ветра невозможно без заводского оборудования.В любом случае вам понадобится двигатель постоянного тока, который стоит копейки по сравнению с ценой заводских ветрогенераторов. Далее изготовление оборудования происходит по следующему сценарию:

• построить раму для надежности конструкции;
• установка поворотного узла, который будет фиксироваться генератором и ветроколесом;
• установка подвижного бокового барабана с пружинной стяжкой (необходима для защиты устройства во время ураганного ветра). Если этого механизма нет, то изготовленный генератор электроэнергии будет вращаться по направлению ветра;
• прикрепляем к генератору пропеллер, который в свою очередь крепится к станине, а станина к раме;
• к раме прикреплена лопата;
Поворотный механизм
• соединен с рамой;
• генератор закреплен на токоприемнике, по которому проходят провода, идущие к электрической части.

Для сборки электрической части необходимо обладать элементарными знаниями физики. К АКБ присоединяем диодный мост, через который проходит регулятор напряжения и предохранители. От аккумуляторной батареи идет разводка альтернативного электричества в дом.

Изготовление простого ветрогенератора своими руками

Солнечные панели

Плиты для выработки электроэнергии с помощью Солнца

Сравнительно недавно человечество научилось получать бесплатную энергию для дома с помощью Солнца.Полученный ресурс используется для обогрева помещения и обеспечения его электричеством, а также можно совместить два процесса. К преимуществам солнечной энергии можно отнести такие факторы:

1. вечность ресурса;
2. высокий уровень экологичности;
3. бесшумный;
4. возможность переработки в другие альтернативные виды энергии.

Если нет возможности или желания покупать готовые солнечные батареи, то устройство можно сконструировать самостоятельно.Мы предлагаем вам несложный монтаж, чтобы вы реально оценили его эффективность, а затем сделали несколько таких устройств и создали целую тепловую станцию ​​для дома.

Медная пластина перед сборкой солнечной батареи

Итак, альтернативный источник тока можно сделать из простого листа меди, для простого оборудования нам понадобится около 45 квадратных сантиметров. Для начала нужно вырезать кусок металла нужного нам размера. Ориентируйтесь на то, чтобы листок подходил к спирали электрического щита.Перед началом процедуры важно удалить с меди лишние элементы и устранить дефекты. Затем можно положить лист на электрическую строчку, мощность которой должна быть не менее 1100 Вт.

В процессе нагрева материал несколько раз меняет свой цвет, что связано с особенностями законов физики и химии. После того, как медь покроет черный цвет, проверить полчаса. По истечении этого времени оксидный слой станет толстым. Изготовление солнечного альтернативного источника энергии для дома своими руками, отключив плитку, подождите, пока медь остынет.Охлаждение понадобится для того, чтобы оксид от меди отслоился. Когда температура листа листа сравняется с комнатной температурой, необходимо промыть материал под теплой водой. И ни в коем случае нельзя отделить остатки оксида меди. Инвентарь техники сборки устройства докажет вам, что получить альтернативную электроэнергию без особых усилий очень просто.

Сначала вырежьте еще один лист меди, размер которого будет соответствовать размеру обрабатываемой детали. Оба листа сгибаем и кладем внутрь пластиковой бутылки, причем делаем это так, чтобы они не касались друг друга.К двум пластинам прикрепите зажимы типа «крокодил». Теперь осталось просто прикрепить провода к столбам: плюс идет кабель из «чистой» меди, а на минус — от плитки, обработанной на плитке.

Компактная солнечная батарея

Устройство для приема электроэнергии практически готово. На завершающем этапе он остается в отдельной посуде, смешиваем 3 ложки соли с простой водой. Смесь несколько минут мешает, чтобы соль полностью растворилась в жидкости, после чего полученный раствор переливается в пластиковую бутылку.Если построить сразу несколько таких устройств, можно получить хорошие и бесплатные альтернативные источники энергии, своими руками изготовленные в короткие сроки. Более простого самодельного варианта обогрева помещения не придумать.

Солнечные батареи — принцип работы и производство

Получение электричества из недр земли

Прокладка коммуникаций теплового насоса

Для получения электрической или тепловой энергии из недр Земли необходимо построить геотермальный тепловой насос.Этот прибор универсален, он может производить нужный нам продукт как из грунтовых, так и из грунтовых вод. В последнее время очень популярен такой вид альтернативной энергии.

Чтобы получить электричество с земли, сначала нужно проложить трубопровод. Если энергия будет исходить от воды, то тепловой насос помещается в воду. По принципу работы тепловой насос ничем не отличается от холодильника. Разница лишь в том, что в нашем случае тепло не отводится в окружающую среду, а оттуда поглощается.

Альтернативные источники электроэнергии четырех типов:

• Коллектор вертикальный. Устанавливается в пробуренных колодцах, глубина каждой из которых может достигать 150 метров. Такой прием актуален, когда площадь участка не позволяет установить горизонтальный тепловой насос;
• Коллектор горизонтальный. Для его расположения нужно пробить землю на участке на глубину до полутора метров. Полученная таким образом альтернативная энергия доступна почти в каждом частном доме.Опыт показывает, что эта схема наиболее эффективна;
• Водосборник. Актуально в том случае, если рядом с домом есть река или озеро. Трубопровод необходимо прокладывать на глубине ниже глубины дренажа. В противном случае устанавливать систему каждый год. Этот способ получения энергии считается самым дешевым;
• Коллектор подземных вод. Получить такой альтернативный способ электричества возможно только у специалистов. Процесс укладки труб требует соблюдения жестких требований.Особенность установки заключается в том, что после прохождения схемы вода отдала свое тепло Земле. В дальнейшем он нагревается с помощью почвы и становится пригодным для обогрева помещения и выработки электроэнергии.

Преимущества тепловых насосов

Альтернативные источники энергии для дома своими руками, как источники земля от земли, имеют множество преимуществ. С первых дней использования тепловых насосов вы будете уверены, что такие технологии обладают высоким КПД.Поскольку температура почвы в колодцах в течение года всегда остается неизменной, источник можно считать вечным. Установки не шумят и обеспечивают размещение тепловой энергии в нужных объемах. Производители почвенных зондов утверждают, что с помощью такого оборудования можно получить электричество своими руками более ста лет.

Есть еще несколько важных характеристик игровых тепловых насосов:

• отсутствие потребности в природном газе;
• отсутствие вреда окружающей среде;
• высокий уровень пожарной безопасности;
• Необходимость в небольшом количестве территории.

Теперь вы знаете, как выработать электричество дома. Обладая всей необходимой информацией, вы сможете выбрать наиболее подходящий способ.

Как выработать электричество дома

Собираем альтернативный источник энергии: лучшие идеи для частного дома

В условиях постоянного роста цен на энергию владельцы частных домов все чаще задумываются об альтернативных источниках энергии.У некоторых домовладельцев вообще нет возможности подключения к трассе из-за дороговизны монтажных работ. Инженеры, а вместе с ними и народные мастера заметили, что природа дает человечеству и создали ряд устройств, которые можно сделать своими руками для возобновления энергоресурсов. Видео продемонстрирует лучшие разработки в действии.

Генератор BioTrans

Биогаз — экологически чистый вид топлива. Используйте его аналогично природному газу.Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещаются в контейнер, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислого газа.

Данная технология активно используется в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы постоянно получать биогаз в домашних условиях, вам необходимо иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Для сооружения такой установки вам понадобится герметичная емкость с навесной фанерой для перемешивания, труба отвода газов, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отходов.Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не уходит постоянно, то необходимо будет установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы емкость не уменьшала крышу. Порядок действий следующий.

1. Выберите место для размещения контейнера. Размер не учитывается в зависимости от количества отходов. Для эффективной работы желательно заполнить его на две трети. Резервуар может быть металлическим или железобетонным. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой емкости.Из тонны отходов будет выпущено 100 кубов газа.
2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, необходимо будет повысить содержание. Сделать это можно несколькими способами: поставить змеевик, подключенный к системе отопления, или установить фасоль.
3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определенной температуре они становятся активными. Автомат в водогрейных котлах включит нагрев при поступлении новой партии и выключит, когда отходы нагреются до заданной температуры.

Полученный газ можно преобразовать в электричество с помощью газогенератора.

Совет. Обработанные отходы используются в качестве удобрения компоста для грядок.

Энергия ветра

Наши предки давно научились применять энергию ветра для своих нужд. В принципе, с тех пор дизайн практически не изменился. Только мельницы поменяли привод генератора, который преобразует энергию вращающихся лопастей в электричество.

Для изготовления генератора потребуются следующие детали:

• генератор.Некоторые используют мотор от стиральной машины, немного переделав ротор;
Множитель
• ;
Аккумулятор
• и контроллер его заряда;
Трансформатор напряжения
• .

Существует множество схем самодельных ветрогенераторов. Все они выполнены по одному принципу.

1. Рама уходит.
2. Установлен поворотный узел. За ним установлены лопасти и генератор.
3. Установите боковую лопату с помощью пружинной стяжки.
4. К станине крепится генератор с воздушным винтом, затем устанавливается на раму.
5. Соединяется и соединяется с поворотным узлом.
6. Установить ток. Подключите его к генератору. Провода подведены к АКБ.

Тепловой насос

Чтобы получить энергию из земных глубин, необходимо будет построить довольно сложное устройство, которое позволит получать альтернативную энергию из грунтовых вод, самой почвы или воздуха. Чаще всего такие устройства используются для обогрева помещений.По сути, агрегат представляет собой большую холодильную камеру, которая при охлаждении окружающей среды преобразует энергию и отдает в виде тепла с высоким потенциалом. Компоненты системы:

1. Наружный и внутренний контур с фреоном.
2. Испаритель.
3. Компрессор.
4. Конденсатор.

Коллектор можно установить вертикально, если площадь участка не позволяет установить горизонтально. Броркить несколько глубоких колодцев и спустить в них контур.Он расположен в земле горизонтально на глубину до полутора метров. Если дом расположен на берегу водоема, теплообменник проложен в воде.

Компрессор можно снять от кондиционера. Конденсатор состоит из бака объемом 120 литров. В емкость вставляется медный змеевик, по нему будет циркулировать фреон, и вода из системы отопления начнет нагреваться.

Испаритель изготовлен из пластиковой бочки объемом более 130 литров.В эту емкость вставляется еще одна змейка, совмещение ее с предыдущей будет осуществляться через компрессор. Насадка spryor сделана из обрезки канализационной трубы. С помощью форсунки регулируется расход воды из резервуара.

Испаритель опускается в воду. Вода, протекающая по нему, способствует испарению фреона. Газ поднимается в конденсатор и нагревает воду, окружающую змеевик. Теплоноситель циркулирует в системе отопления, обогревающем помещении.

Совет.Температура воды в водоеме значения не имеет, важно только ее постоянное наличие.

Солнечная энергия — Электричество

Первые солнечные панели начали делать для космических кораблей. Устройство основано на способности фотонов создавать электрический ток. Вариантов конструкции солнечных батарей великое множество и с каждым годом они совершенствуются. Самостоятельно изготовить солнечную батарею можно двумя способами:

Способ №1. Купите готовые фотоэлементы, соберите из них цепочку и накройте конструкцию прозрачным материалом.Работать нужно предельно аккуратно, все элементы очень хрупкие. Каждый фотоэлемент имеет маркировку в вольт-амперах. Подсчитать нужное количество элементов для сбора аккумуляторной необходимой мощности не составит большого труда. Эта последовательность такая:

• Для изготовления корпуса понадобится лист фанеры. По периметру прибиваются деревянные перила;
• в листе фанеры просверлены отверстия для вентиляции;
• внутри фокусного листа размещен с устойчивой цепочкой фотоэлементов;
• работоспособность проверена;
Оргстекло
• подходит для рельса.

Метод № 2. требует знания электротехники. Электрическая цепь собрана из диодов Д223Б. Они последовательно сбрасывают их в ряды. Поместите в корпус, покрытый прозрачным материалом.

Фотоэлементы бывают двух типов:

1. Монокристаллические пластины обладают КПД 13% и служат четверть века. Идеально подходит только в солнечную погоду.
Поликристаллы
2. имеют КПД ниже, срок их службы всего 10 лет, но при облачности мощность не падает.Панно 10 кв. м. Может производить 1 кВт энергии. При размещении на крыше стоит учитывать общий вес конструкции.

Готовые батарейки ставим на солнышко. Панель должна быть оборудована возможностью регулировки угла по отношению к Солнцу. Вертикальное положение устанавливается во время снегопада, чтобы аккумулятор не вышел из строя.

Солнечная панель может использоваться как с аккумулятором, так и без него. Днем потребляет энергию солнечной батареи, а ночью — батареи.Либо днем ​​использовать солнечную энергию, а ночью — от центральной сети электроснабжения.

Самодельная ГЭС

При наличии самодельной ГЭС на участке ручья или водохранилища с плотиной с плотиной, дополнительный источник альтернативной электроэнергии. В основе устройства лежит водяное колесо, мощность которого будет зависеть от расхода воды. Материалы для изготовления генератора и колес можно взять из машины, а резка угла и металла будет доступна в любом хозяйстве.Кроме того, потребуется кусок медной проволоки, фанеры, смолы полистирола и неодимовые магниты.

1. Колесо выполнено из дисков 11 дюймов. Лезвия изготовлены из стальной трубы (разрезая трубу на 4 части). Понадобится 16 лезвий. Диски стянуты болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лезвия приварены сваркой.
2. Изготавливается с насадкой по ширине колеса. Он изготовлен из металлической обрезки, вооружается по размеру и соединяется сваркой.Форсунка установлена ​​по высоте. Это позволит вам регулировать расход воды.
3. Ось приварная.
4. Установить колесо на ось.
5. Обмотка сделана, катушка смолы залита — статор готов. Соберите генератор. Из фанеры сделан шаблон. Установите магниты.
6. Генератор защищен металлическим крылом от брызг воды.
7. Колесо, ось и крепеж с насадкой покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
8. Управление форсункой достигается за счет максимальной мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капитальных вложений и вырабатывают энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг существенно снизит затраты на электроэнергию. Для сбора агрегата вам потребуются только умелые руки и умная голова.

Источники энергии для дома: фото

Альтернативные источники энергии для частных домов своими руками, видео

Альтернативная энергетика своими руками: Обзор лучших возобновляемых источников электроэнергии

Сегодня все знают, что запасы углеводородов на Земле имеют предел. С каждым годом добывать нефть и газ из недр становится сложнее. Кроме того, их сжигание наносит непоправимый ущерб экологии нашей планеты. Несмотря на то, что технологии производства возобновляемой энергии сегодня очень эффективны, государства не спешат отказываться от сжигания топлива.При этом цены на энергоносители растут с каждым годом, заставляя простых граждан все больше и больше.

В этом отношении производство альтернативной энергии сегодня становится не просто делом отдельных любителей, но занятием вполне утилитарным и даже необходимым в некоторых случаях. Сотни тысяч владельцев загородных домов не только в мире, но и в нашей стране сегодня с удовольствием используют «зеленые» технологии производства электроэнергии. Как добывают альтернативную энергию своими руками: обзор лучших возобновляемых источников электроэнергии можно увидеть дальше.

Доступно для извлечения с поеданием возобновляемых источников энергии

Человек долгое время использовал в своей повседневной жизни механизмы, которые могли преобразовывать движение природных элементов в механическую энергию. Примером могут служить ветряные и водяные мельницы. С изобретением электричества преобразование механической энергии в электрическую стало возможным путем установки генератора на движущиеся части механизма. Со временем эти конструкции были усовершенствованы, и сегодня в мире вырабатывается большое количество электроэнергии на гидроэлектростанциях и ветряных комплексах.

Кроме воды и ветра человечеству доступен солнечный свет, энергия земных недр, биологическое топливо. В связи с этим для выработки возобновляемой энергии используются следующие устройства:

• Батареи для солнечной энергии.
• Тепловые насосные станции.
• Ветрогенераторы.
• Установки на биогазовом топливе.

Промышленность хорошо чувствует желания людей и уже выпускает множество моделей каждого из этих устройств. Однако цены на них сегодня таковы, что можно говорить о быстрой окупаемости.В связи с этим умельцы из народа разработали множество схем и проектов, по которым можно изготовить такие агрегаты. Рассмотрим некоторые из них.

Солнечные батареи — подарок космической техники

Солнечные панели получили известность в начале космической эры. Их до сих пор используют в качестве источников энергии для космических кораблей и межпланетных станций. Этими нетвердыми приборами оснащены аппараты, бороздящие пески Марса. Солнце само дает им энергию. Принцип работы солнечных панелей основан на способности фотонов при прохождении через слой полупроводника создавать в нем разность потенциалов, которая при замыкании в электрической цепи создает электрический ток.

Удивительно, но сделать самостоятельно солнечную батарею не так уж и сложно. Создать его можно двумя способами. Первый способ прост, и с ним справится любой человек. Вам просто нужно приобрести готовые фотоэлементы на поликристаллах или монокристаллах, связать их в одну цепочку и закрыть прозрачным корпусом. Эти кристаллы способны улавливать фотоны солнечного света и преобразовывать их в электричество. Они очень хрупкие, поэтому в процессе изготовления устройства нужно соблюдать меры предосторожности.Каждый элемент промаркирован, поэтому известны его вольт-амперные характеристики. Нужно только собрать нужное количество элементов для постройки аккумулятора нужной мощности. Для этого:

• Сделайте прозрачный каркас из пластика, оргстекла или поликарбоната.
• Вырезанный из фанеры или пластика футляр по размеру этой рамки.
• Все кристаллические элементы последовательно впаяны в схему. Только при последовательном включении достигается повышение напряжения в цепи.Он просто суммируется по всем элементам.
• Фотоэлементы помещаются в рамку и тщательно закрываются, не забывая вывести провода.

При выборе фотоэлементов необходимо учитывать тот факт, что монокристаллы более прочные и эффективные (КПД 13%), а поликристаллы часто ломаются и менее эффективны (КПД 9%). При этом первому требуется постоянный уличный солнечный свет, а второму может хватить пасмурная погода.Готовое панно чаще всего устанавливают на крышу или на освещенное солнцем солнце. Угол наклона следует регулировать, так как зимой панель лучше устанавливать вертикально, чтобы не заснуть снегом.

Солнечная батарея установлена ​​на крыше здания.

Второй способ изготовления солнечных батарей намного сложнее. Здесь уже требуются некоторые навыки работы с электричеством. Вместо готовых изделий нужно сделать диодную цепочку. Для этого нужно приобрести или перерезать из старой техники диоды.Лучше всего для этой цели подходит D223B. Они имеют высокое напряжение 350 мВ при прямом солнечном свете. То есть для изготовления 1В понадобится всего 3 таких диода. Напряжение в 12В способны создать 36 диодов. Количество значительное, но стоимость их небольшая, порядка 130 рублей за сотню, поэтому основная проблема в продолжительности монтажа.

Диоды пропитываются ацетоном, после чего с них снимается краска. Затем просверлите необходимое количество отверстий в пластиковой заготовке и вставьте в них диоды.Колосья производят последовательно в рядах. Готовая панель закрывается прозрачным материалом и помещается в кожух.

Схема изготовления солнечной батареи из диодов.

Как видите, воспользоваться даровой энергией Солнца не так уж и сложно. Достаточно заплатить немного сил и денег.

Тепловые насосы создают тепло всего

Принцип их действия основан на циклах Карно. Говоря проще, это большой холодильник, который при охлаждении окружающей среды забирает у него малоценную энергию и преобразует ее в тепло с высоким потенциалом.Среда может быть любой: земля, вода, воздух. В любое время года они содержат небольшую долю тепла. Устройство представляет собой довольно сложное устройство и состоит из нескольких основных компонентов:

• Наружный контур, заполненный естественным теплоносителем.
• Внутренний контур с водой.
• Испаритель.
• Компрессор.
• Конденсатор.

В системе, как и в холодильнике, используется фреон. Внешний контур можно разместить в колодце с водой или в открытом водоеме.Иногда даже просто в землю закапывают этот контур, но это требует больших затрат.

Рассмотрим процесс самостоятельного изготовления теплового насоса. Прежде всего, необходимо обзавестись компрессором. Вы можете снять его с кондиционера. Этой мощности хватит для обогрева 9,7кВт.

Компрессор от кондиционера мощностью 9,7 кВт идеально подходит для создания теплового насоса.

Второй важный элемент — конденсатор. Его можно сделать из обычного бака на 120 литров.Главное, чтобы он не подвергался коррозии. Резервуар разрезаем на две части и внутрь вставляем катушку из меди. На выходах ярма закреплены двухзвенные соединения для монтажа контура. Резервуар сварочный на сварочном аппарате. Площадь Змеевика следует рассчитывать заранее по формуле: ПЗ = МТ / 0,8Т, где: ПЗ — площадь змейки; МП — мощность тепловой энергии, которую выдает система, кВт; 0,8 — коэффициент теплопроводности при обтекании меди водой; RT — разница температур воды на входе и выходе в градусах Цельсия.Змея можно сделать самостоятельно, намотав трубу на любой цилиндр. Внутри него будет циркулировать фреон, а в баке — вода из системы отопления. Он будет нагреваться при конденсации фреона.

Змейка для конденсатора теплового насоса.

Для изготовления испарителя потребуется пластиковая емкость, которая имеет объем не менее 130 литров. Горловина этой емкости должна быть широкой. В него также помещается змеевик, который через компрессор будет соединен с предыдущим в единый контур.Выход и вход испарителя производится с помощью обычной канализационной трубы. Через него будет течь вода из резервуара или колодца, имеющая энергию, достаточную для испарения фреона.

Так выглядит испаритель теплового насоса

Такая система работает следующим образом: испаритель помещается в резервуар или колодец. Вода, поворачивая его, вызывает испарение хладагента, который по трубам поднимается от испарителя к конденсатору. Там он конденсируется, отдавая тепло вокруг холодной воды.Эта вода циркулирует по трубам отопления с помощью центробежного насоса, обогревающего помещения. Компрессор хладагента возвращается в испаритель, и цикл повторяется снова и снова.

Схема теплового насоса «Вода-вода».

Рассматриваемый нами агрегат способен отапливать помещение площадью 60 м2 в любое время года. В то же время энергия берется из окружающей среды.

Потомки ветряных мельниц, производящих киловатт

В устройстве ветряка нет ничего сложного.Неудивительно, что наши предки так каждый день использовали энергию ветра. Принципиально он не изменился. Просто вместо мельниц на генераторе был установлен привод, преобразующий энергию вращения лопастей в электричество.

Так выглядят самые современные ветрогенераторы.

Для изготовления ветряка вам потребуются: высокая башня, лопасти, генератор и аккумуляторная батарея. Необходимо придумать простейшую систему управления и распределения электроэнергии.Рассмотрим один из способов построить ветряк.

Не будем останавливаться на устройстве башни и лопастей, в этом нет ничего сложного для того, кто хоть немного разбирается в механике. Остановимся на генераторе. Вы можете, конечно, приобрести готовый генератор с необходимыми параметрами, но наша задача — создать ветряк своими руками. Если у вас есть двигатель от старой стиральной машины, и он работает, то это решено. Нам нужно будет переделать его в генератор. Для этого приобретем неодимовые магниты.

Ротор генератора установлен на токарном станке, сделав углубления для магнитов. В них приклеиваем магниты на суперцили. Смотрите ротор в бумагу, а расстояние между магнитами заливается эпоксидной смолой. Когда высохнет — убираем бумагу, а ротор шлифует наждачную бумагу. Внимание! Чтобы магниты не прилипали, их нужно устанавливать с небольшим наклоном. Теперь при вращении ротора магниты будут образовывать разность потенциалов, которая снимается с помощью клемм.

Так наклеил магниты на ротор двигателя стиральной машины.

Генератор биогаза будет вырабатывать энергию из отходов

Человек в процессе своей жизнедеятельности производит огромное количество органических отходов. Особенно это актуально вблизи крупных городов или животноводческих комплексов. Если эти отходы поместить в анаэробную среду, процесс их разложения начинается с выделения смеси горючих газов: метана, сероводорода с примесями углекислого газа. Все они, помимо последнего, являются отличным топливом, хотя и имеют неприятный запах.

Чтобы сделать генератор для биотоплива, вам понадобится герметично закрытый резервуар. Он установлен на винте, через который отходы будут периодически поступать, а также через сопло, через которое отходы будут выгружаться для их загрузки. Кроме того, в верхней части резервуара нажимается сопло для отбора выбранного биогаза и отвода его потребителю.

Эту конструкцию лучше всего закопать в землю и сделать абсолютно герметичной. Это поспособствует эффективному отбору газа без утечки.Поскольку емкость герметична, расход газа должен быть постоянным, в противном случае рекомендуется сделать предохранительный клапан, который будет открываться при превышении допустимого давления. Переработанные отходы — отличное удобрение для сада.

Конструкция биогазового генератора.

Самая простая конструкция данной инсталляции позволяет создать ее практически из любой подруги. Очень распространен в Китае. Однако стоит соблюдать меры безопасности, поскольку биогаз очень топливный и токсичный.Большая часть биогаза образуется из смеси отходов животноводства и бункера. Емкость заливается теплой водой, что запускает процесс разложения субстрата.

Обзор лучших возобновляемых источников электроэнергии показал, что альтернативная энергия не имеет такой энергии. Его можно найти буквально из ничего в количестве, достаточном для домашнего потребления.

Альтернативная энергетика своими руками: Обзор лучших возобновляемых источников электроэнергии

Альтернативная энергетика для частного дома своими руками. Общий принцип работы инвертора и системы питания. Джоуль с турникетов

Для владельцев частных домов есть возможность значительно снизить коммунальные платежи или отказаться от услуг поставщиков тепла, электроэнергии и газа. Можно даже предоставить большую ферму, а при желании и продать излишки. Это реально, и кое-что уже сделано. Для этого используйте альтернативные источники энергии.

Где и в каком виде взять энергию

На самом деле, энергия в той или иной форме в природе присутствует почти везде — солнце, ветер, вода, земля — ​​везде есть энергия.Основная задача — извлечь его оттуда. Это человечество занимается более ста лет и добилось хороших результатов. На сегодняшний день альтернативные источники энергии позволяют обеспечить дом теплом, электричеством, газом, теплой водой. А альтернативная энергия не требует чрезмерных навыков или знаний. Вы можете сделать все для своего дома своими руками. Итак, что поделаешь:

Все альтернативные источники энергии могут полностью удовлетворить потребности человека, но это требует слишком больших капитальных вложений и / или слишком больших площадей.Поэтому разумнее делать комбинированную систему: получать энергию из альтернативных источников, а в случае ее отсутствия «получать» из централизованных сетей.

Использование солнечной энергии

Одним из самых мощных альтернативных источников энергии для дома является солнечное излучение. Для преобразования солнечной энергии есть два типа настроек:

Не думайте, что установка работает только на юге и только летом. Хорошо работают зимой. В ясную погоду, когда идет снег, выработка энергии лишь немного ниже летней.Если в вашем регионе много ясных дней, вы можете воспользоваться этой технологией.

Солнечные панели

Солнечные панели собираются из фотоэлектрических преобразователей, которые сделаны на основе минералов, которые под действием солнечного света испускают электроны — производят электричество. Для конкретного применения используются кремниевые фотопреобразователи. По своей структуре они бывают монокристаллическими (из одного кристалла) и поликристаллическими (из множества кристаллов). Монокристаллы имеют более высокий КПД (13-25% в зависимости от качества) и более длительный срок службы, но стоят дороже.Поликристаллы производят меньше электроэнергии (9-15%) и быстрее выходят из строя, но имеют более низкую цену.

Это поликристаллический фотопреобразователь. Обращайтесь с ними осторожно — они очень хрупкие (тоже монокристаллические, но не до такой степени)

Собрать солнечную батарею своими руками просто. Для начала необходимо приобрести определенное количество кремниевых фотоэлементов (количество зависит от необходимой мощности). Чаще всего их покупают на китайских торговых площадках типа AliExpress.Тогда процедура проста:

Несколько слов о том, почему подложку под солнечную панель (аккумулятор) нужно красить в белый цвет. Диапазон рабочих температур кремниевых пластин от -40 ° C до + 50 ° C. Работа при более высоких или более низких температурах приводит к быстрому выходу элементов из строя. На крыше летом в закрытом объеме температура может быть намного выше + 50 ° С. Поэтому белый цвет необходим — чтобы не перегревал силикон.

Солнечные коллекторы

С помощью солнечных коллекторов можно нагревать воду или воздух.Куда направить нагретую солнцем воду — в краны для горячего водоснабжения или в систему отопления — выбираете сами. Только отопление будет низкотемпературным — для теплого пола то, что требуется. Но для того, чтобы температура в доме не зависела от погоды, систему нужно сделать резервной, чтобы при необходимости подключили другой источник тепла или котел перешел на другой источник энергии.

Солнечные коллекторы бывают трех типов: плоские, трубчатые и воздушные.Наиболее распространены трубчатые, но и другие имеют право на существование.

Плоский пластик

Две панели — черная и прозрачная — соединены в один корпус. Между ними проходит медная труба в виде змейки. От солнца нагревается нижняя темная панель. От нее нагревается медь, а из нее — проходящая по лабиринту вода. Такой способ использования альтернативных источников энергии не самый эффективный, но привлекательный тем, что очень прост в исполнении. Таким образом можно нагреть воду.Останется только наладить его подачу (с помощью циркуляционного насоса). Точно так же можно нагреть воду в емкости или использовать ее для бытовых нужд. Недостаток таких установок — невысокий КПД и производительность. Чтобы нагреть большой объем воды, нужно либо много времени, либо большое количество плоских коллекторов.

Коллекторы трубчатые

Это стеклянные трубки — вакуумные или коаксиальные — по которым течет вода. Специальная система обеспечивает максимальную концентрацию тепла в трубках, которое передается воде, протекающей через них.

В системе обязательно есть накопительный бак, в котором нагревается вода. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом. Такие системы невозможно сделать своими руками — стеклянные трубы сложно сделать своими руками и это главный недостаток. Вместе с высокой ценой это препятствует повсеместному внедрению этого источника энергии для дома. Да и сама система очень эффективна, на «ура» справляется с подогревом воды на горячую воду и вносит достойный вклад в отопление.

Схема отопления и горячего водоснабжения за счет альтернативных источников энергии — с использованием солнечных коллекторов

Воздухосборники

В нашей стране они очень редки и зря. Они простые, их легко можно сделать самому. Единственный недостаток — требует большой площади: может занимать всю южную (восточную, юго-восточную) стену. Система очень похожа на плоские коллекторы — черная нижняя панель, прозрачная верхняя, но они нагревают непосредственно воздух, который нагнетается (вентилятором) или естественным образом направляется в комнату.Несмотря на кажущуюся легкомысленность, таким способом можно в течение дня обогревать небольшие помещения, в том числе технические или подсобные: дачи, сараи для скота.

Такой альтернативный источник энергии, как солнце, дает нам свое тепло, но большая его часть уходит «в никуда». Одолжить небольшую его часть и использовать для личных нужд — вот задача, которую решают все эти адаптации.

Ветряные турбины

Альтернативные источники энергии хороши тем, что они в основном связаны с возобновляемыми ресурсами.Самый вечный, наверное, ветер. Пока есть атмосфера и солнце, есть и ветер. Может быть, какой-то непродолжительный период воздуха и будет неподвижным, но ненадолго. Наши предки использовали энергию ветра в ветряных мельницах, а современный человек преобразует ее в электричество. Все, что для этого требуется:

• башня установлена ​​в ветреном месте;
Генератор
• с прикрепленными лопатками;
• аккумулятор и система распределения электрического тока.

Башня строится любая, из любого материала.Аккумуляторная батарея — это батарея, ни о чем не придумаешь, а куда подавать электричество — выбор за тобой. Осталось только изготовить генератор. Также можно купить готовую, а можно сделать из двигателя бытовой техники — стиральной машины, отвертки и т. Д. Нам нужны неодимовые магниты и эпоксидная смола, токарный станок.

На роторе мотора размещаем места для установки магнитов. Они должны быть равноудалены друг от друга. Ротор выбранного мотора шлифуется, образуя «посадочные места».Нижняя часть выемки должна иметь небольшой наклон, чтобы поверхность магнита была наклонной. В обработанные посадочные места на жидких гвоздях крепятся магниты, залитые эпоксидной смолой. Затем поверхность доводится до гладкости наждачной бумагой. Далее нужно прикрепить кисти, которые будут убирать ток. И все, можно собрать и запустить ветрогенератор.

Такие установки достаточно эффективны, но их мощность зависит от многих факторов: силы ветра, того, насколько хорошо сделан генератор, насколько эффективно удаляется разность потенциалов щетками, от надежности электрических соединений и т. Д.

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловые насосы используют все доступные альтернативные источники энергии. Они забирают тепло у воды, воздуха, почвы. В небольших количествах это тепло присутствует даже зимой, поэтому оно собирает тепловой насос и направляет его на отопление дома.

Тепловые насосы также используют альтернативные источники энергии — тепло земли, воды и воздуха

Принцип действия

Чем же так привлекательны тепловые насосы? Дело в том, что потратив на его прокачку 1 кВт энергии, в худшем случае вы получите 1.5 кВт тепла, а самые удачные продажи могут дать до 4-6 кВт. И это никоим образом не противоречит закону сохранения энергии, потому что энергия расходуется не на получение тепла, а не на его перекачку. Так что нет никаких противоречий.

Тепловые насосы имеют три рабочих контура: два внешних контура, и они внутренние, а также испаритель, компрессор и конденсатор. Схема работает так:

• В первом контуре циркулирует хладагент, который забирает тепло от низкопотенциальных источников.Его можно опустить в воду, закопать в землю и отводить тепло от воздуха. Наивысшая температура, достигаемая в этом контуре, составляет около 6 ° C.
• Хладагент циркулирует во внутреннем контуре с очень низкой температурой кипения (обычно 0 ° C). После нагрева хладагент испаряется, пар поступает в компрессор, где сжимается до высокого давления. Во время сжатия выделяется тепло, пары хладагента нагреваются до средней температуры от + 35 ° C до + 65 ° C.
• В конденсаторе тепло передается теплоносителю от третьего отопительного контура.Охлаждающие пары конденсируются и продолжают падать в испаритель. И затем цикл повторяется.

Отопительный контур лучше всего делать в виде теплого пола. Температура для этого наиболее подходящая. Для радиаторной системы требуется слишком много секций, что некрасиво и невыгодно.

Альтернативные источники тепловой энергии: где и как брать тепло

Но самая большая сложность — это конструкция первого внешнего контура, собирающего тепло.Поскольку источники имеют низкий потенциал (тепло внизу мало), требуются большие площади для его сбора в достаточном количестве. Есть четыре типа контуров:

Главный недостаток тепловых насосов — высокая цена самого насоса, а установка полей сбора тепла стоит недешево. В этом случае можно сэкономить, сделав помпу своими руками, а также выложив контуры своими руками, но сумма все равно останется значительной. Плюс то, что отопление будет недорогим, а система проработает долгое время.

Отходы в доход: биогазовые установки

Все альтернативные источники энергии имеют естественное происхождение, но только биогазовые установки могут получить двойную выгоду. Они перерабатывают отходы домашних животных и птицы. В результате получается определенный объем газа, который после очистки и осушения можно использовать по прямому назначению. Оставшиеся переработанные отходы можно продать или использовать на полях для увеличения урожайности — получается очень эффективное и безопасное удобрение.

Кратко о технике

При брожении происходит образование газа, в котором участвуют бактерии, живущие в навозе.Для производства биогаза подходят отходы любого скота и птицы, но оптимально навоз крупного рогатого скота. Его даже добавляют к остальным отходам для «закваски» — в нем содержатся именно те бактерии, которые необходимы для обработки.

Для создания оптимальных условий необходима анаэробная среда — брожение должно происходить без доступа кислорода. Поэтому эффективные биореакторы представляют собой закрытые емкости. Чтобы процесс пошел более активно, необходимо регулярное перемешивание массы. На промышленных предприятиях для этого устанавливают мешалки с электроприводом, в самодельных биогазовых установках это обычно механические устройства — от простейшей палочки до механических мешалок, которые «работают» от силы рук.

При образовании газа из навоза участвуют два типа бактерий: мезофильные и термофильные. Мезофильные активны при температуре от + 30 ° С до + 40 ° С, термофильные — от + 42 ° С до + 53 ° С. Более эффективно действуют термофильные бактерии. В идеальных условиях добыча газа с 1 литра полезной площади может достигать 4-4,5 литров газа. Но поддерживать температуру 50 ° C в установке очень сложно и дорого, хотя затраты себя оправдывают.

Немного о конструкции

Самая простая биогазовая установка — это бочка с крышкой и мешалкой. В крышке сделано шланговое соединение для подключения газа к резервуару. Из такого количества газа не получится, но для одной-двух газовых горелок его хватит.

Более серьезные тома можно получить из подземного или надземного бункера. Если речь идет о подземном бункере, то он железобетонный. Стены от земли отделены слоем теплоизоляции, саму емкость можно разделить на несколько отсеков, в которых будет происходить обработка со сдвигом по времени.Поскольку мезофильные культуры обычно работают в таких условиях, весь процесс занимает от 12 до 30 дней (термофильные — за 3 дня), поэтому желателен временной сдвиг.

Навоз поступает через бункер загрузки, на противоположной стороне выполнен разгрузочный люк, куда забирается переработанное сырье. Бункер не полностью заполнен биомассой — около 15-20% пространства остается свободным — здесь скапливается газ. Для его снятия в крышку встроена трубка, второй конец которой опускается в гидрозатвор — резервуар частично заполнен водой.Таким образом, газ осушается — в верхней части он уже собран, отводится с помощью другой трубки и уже может быть задушен потребителю.

Каждый может использовать альтернативные источники энергии. Владельцам квартир это сделать сложнее, но в частном доме хотя бы можно воплотить все задумки. Уже есть даже реальные примеры. Люди полностью обеспечивают свои потребности и значительную экономию.

Запасы углеводородов на нашей планете рано или поздно закончатся.Даже с внедрением различных технологий их спасения не за горами истощение запасов угля, нефти и газа. Стоимость энергоносителей растет, и люди понимают, что только они могут позаботиться о сохранности своего бюджета. Поэтому обратите внимание на альтернативные источники энергии. Кроме того, интерес к альтернативной энергетике вызван еще и банальным отсутствием в некоторых местах «благ цивилизации» в виде газа и электричества. Часто оказывается, что подача электричества или газа в некоторые населенные пункты экономически не оправдана, а жители за свой счет сделать это не могут.Поэтому владельцы частных домов самостоятельно строят или приобретают различные объекты для получения тепла и электроэнергии. В конце концов, энергия содержится в солнечном свете, ветре, недрах Земли, приливах и отливах. Кроме того, используется разница температур, энергия падающей воды и другие источники альтернативной энергии. В этой статье мы расскажем о различных интересных установках в области альтернативной энергетики, сделанных своими руками.

Как известно, окружающая природа полна энергии.Наверняка все слышали, что можно достаточно эффективно использовать солнечный свет, ветер, приливы, отливы и другие возобновляемые источники энергии. И эту энергию можно использовать в масштабах всей страны, но можно обеспечить энергией только частный дом или дачу.

Ниже приведены некоторые примеры установок, которые позволяют преобразовывать альтернативную энергию в свет и тепло:

• Солнечная панель;
• Завод по производству биогаза;
• Ветрогенератор.

Давайте рассмотрим несколько примеров.

Принцип работы всех типов тепловых насосов основан на циклах Карно. Установка холодильная.В процессе работы он забирает низкопотенциальную энергию при ее охлаждении. А затем преобразует ее в тепловую энергию с высоким потенциалом. Роль окружающей среды может быть воздухом, землей, водой. Эти вещества в любой момент содержат определенное количество тепла. Тепловой насос состоит из следующих основных компонентов:

• Внешний контур, в котором находится естественный теплоноситель;
• Внутренний контур заполнен водой;
• Компрессор;
• Испаритель;
• Конденсатор.

В таких системах, как и в бытовом холодильнике, используется фреон. Внешний контур, как правило, погружается в колодец с водой или просто в водоем на поверхности. Есть варианты, когда внешний контур закапывается в землю. Но это дорого и не всегда возможно.

Есть готовые решения тепловых насосов, а есть те модели, которые изготавливаются своими руками. Как самому сделать это устройство для использования альтернативной энергии? Для начала нужно найти компрессор.Если есть старый кондиционер или холодильник, их можно убрать. Мощность, необходимая для обогрева, до 10 кВт.

Коллектор теплового насоса может быть установлен как горизонтально, так и вертикально. Второй вариант используется, если места недостаточно. Затем пробуривают несколько скважин, в которые опускают контур. Если расположение горизонтальное, коллектор заглубляется в землю примерно на 1,5 метра. Теплообменник в воде получается, когда отапливаемый корпус находится на берегу естественного водоема. Конденсатору требуется емкость 120-140 л. В нем размещен медный змеевик, по которому циркулирует фреон.

может быть изготовлен из пластика, емкость такого же объема, как и конденсатор. В него вставлен медный змеевик, который через компрессор совмещен с тем, что находится в конденсаторе.

При изготовлении системы вручную труба испарителя обычно изготавливается из отрезка канализационной трубы. С помощью патрубка осуществляется регулировка подачи воды.Испаритель опускается в резервуар. Когда вода течет, начинается процесс испарения фреона. Он, в свою очередь, поднимается вверх в конденсатор. Там он отдает тепловую энергию воде, в которой находится змеевик. Эта вода нагревает дом, циркулируя в системе отопления.

Стоит отметить, что температура воды в резервуаре не так уж и важна. Главное, чтобы она была там все время. Если помпа спроектирована и установлена ​​правильно, она может обогреть дом зимой.Даже если температура воды в водоеме очень низкая. Летом тепловой насос может работать как кондиционер для охлаждения комнаты.

Солнечные панели

Это, пожалуй, самая распространенная альтернатива использованию альтернативной энергии. В этом случае источником альтернативной энергии является солнечный свет, и он преобразуется в электрический ток. вы можете увидеть ссылку.

Солнечные панели предлагаются в составе готовых решений и могут быть изготовлены своими руками.Если это заводские настройки, то, как правило, в комплекте идет контроллер, инвертор, иногда аккумуляторы, необходимые провода и крепеж. Хотя можно встретить массу предложений, когда солнечные панели продаются отдельно.

Что касается изготовления солнечных батарей своими руками, то для многих это занятие стало настоящим хобби. Иногда даже проводятся выставки на тему использования альтернативной энергии. На них энтузиасты демонстрируют солнечные батареи, которые они сделали своими руками.

Для самостоятельного изготовления гелиопанелей необходимо купить фотоэлементы (на моно или поликристаллах) и спаять их по последовательной схеме. Количество элементов определяется требуемым напряжением и выходной мощностью аккумулятора. Самостоятельно изготовить фотоэлементы невозможно. Технология сложная и может быть реализована только в заводских условиях.

Итак, что нужно сделать по шагам:

• Припаять фотоэлементы в последовательную цепь;
• Закрепите их на стеле, поликарбонате или другом материале, пропускающем солнечный свет.Исполнение разное. Фотоэлементы расположены между стеклами, а стыки изолированы. Иногда элементы просто закрепляют на стекле защитной автомобильной пленкой;
• Изготовить корпус для батареи из алюминиевых уголков;
• Установить панель с фотоэлементами в корпус;
• Подключите панель к другим элементам солнечной системы.

Биогаз — это чистый вид топлива, получаемый без ущерба для окружающей среды. Технология его приготовления основана на активности анаэробных бактерий.В качестве сырья для синтеза биогаза используются пищевые отходы.

Отходы, как жидкие, так и твердые, помещаются в контейнер. Это должна быть герметичная емкость, снабженная винтом. Его используют для размешивания этой массы. Дополнительно должно быть предусмотрено:

• Вход для загрузки отходов;
• Выход для остатков отходов, которые не были переработаны;
• Выход газа.

Герметичность монтажа следует выполнять особенно тщательно.Если газ из резервуара планируется время от времени отводить, то следует предусмотреть специальный вентиль. С его помощью можно при необходимости снять избыточное давление. При разложении биологических отходов на этом заводе выделяется сероводород и метан, в составе которых присутствует углекислота.

В общем, создать установку для синтеза биогаза своими руками — задача не из легких. Обычно на практике используются готовые решения, но некоторые мастера самостоятельно изготавливают такие установки для получения альтернативной энергии.Для этого необходимо решить несколько задач, изложенных ниже:

• Необходимо оборудовать место под емкость. Его объем выбирается исходя из того, сколько отходов будет одновременно перерабатываться. Для обеспечения эффективной работы установки необходимо заполнить ее на 2/3. Сама емкость может быть металлической или бетонной. По производительности из 1 тонны пищевых отходов получается 100 м3 газа ;
• Организовать отопление. Чтобы ускорить процесс, емкость для отходов необходимо нагреть.Вариантов может быть несколько. Например, змеевик вокруг емкости или ТЭН под емкостью. Анаэробные бактерии становятся активными при нагревании до определенной температуры. Следовательно, отопление необходимо;
• Автоматика. Нагрев должен включаться при загрузке новой партии отходов и выключаться при достижении определенной температуры;
• Газогенератор необходим для преобразования производимого биогаза;
• Собирать отходы сырья. Эти отходы можно использовать для удобрения грядок.

Такие установки для производства биогаза используются в США и Китае в различных частных и фермерских хозяйствах. Здесь основная проблема — организовать непрерывное получение биогаза. А для этого потребуется постоянный поток пищевых отходов или навоза.

Вопросы энергообеспечения нашего дома становятся все более актуальными. И это связано не с отсутствием энергоносителей или генерирующих мощностей.

Как это ни грустно звучит, это связано с «коммерческой» монополизацией всего, что связано с энергетикой, и нежеланием правительства менять ситуацию в этой сфере.

Тем не менее, есть способы снизить финансовую нагрузку энергетиков на семейный бюджет, а в некоторых случаях и вовсе отказаться от централизованного обслуживания.

Общий принцип работы инвертора и системы питания

Как ни странно, но прогресс альтернативной энергетики для дома с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) сдерживается незнанием потенциальными потребителями технологии получения энергии таким способом, показателей долговечности и надежности системы.

Основным элементом всех систем с ВИЭ является инвертор — электронное устройство преобразования низкого постоянного напряжения в переменное с характеристиками сети. Для управления параметрами выходного сигнала (сетевого напряжения) используются два «чудесных» качества инвертора:

• Обратная связь — способность электроники реагировать на изменение состояния потребителей.
• Импульсная генерация выходного сигнала электроникой инвертора. Импульсы с частотой в несколько тысяч герц образуют синусоидальный переменный ток, а обратная связь позволяет учесть нагрузку потребителя.Кроме того, высокочастотные импульсы позволили снизить потери на разворот магнита железа трансформатора, что привело к значительному уменьшению его габаритов.

Другой важной частью электроэнергии для электронного управления потоком является контроллер, который действует как шлюз, который распределяет поток энергии от генерирующего устройства к приводу или инвертору.

Судить об энергетических возможностях системы аккумулятор-инвертор-потребитель можно по следующим цифрам:

• Мощность потребителя 14 кВт (с учетом одновременной нагрузки 60% получаем 8.4 кВт).
• Технические характеристики АКБ — 24 В, 225 А * ч, 4 шт.
• Инвертор 9-12 кВт.

Система с такими характеристиками может двое суток без подзарядки разрядить аккумулятор на 70%.

Альтернативные источники энергии для дома рассмотрим отдельно.

Способы получения энергии

Основные принципы получения энергии «из воздуха» были открыты давно, но для практического использования не хватило уровня технической разработки.Это стало возможным с развитием электроники и материаловедения. В техническом и материальном плане солнечные батареи и ветряные генераторы доступны большинству потребителей, но это сказывается на определенной консервативности населения России. Тепловой насос или биоэнергетическая установка — это уже серьезная инженерно-техническая задача. Но все они достойны внимания.

В странах Средиземноморья солнечная энергия настолько развита, что правительства Испании и Италии закрывают программы государственных субсидий для частных потребителей.

Эффективность солнечной батареи зависит от продолжительности освещения и угла падения света. Оба фактора в России не очень благоприятны. В чистом виде фотоэлектронные источники энергии применимы по специальному назначению, как вспомогательное устройство для подзарядки аккумулятора. Например, это может быть удаленный прибор, передающий данные телеметрии на базу (трубопроводы, электрические сети, метеостанции и т. Д.). Кроме того, солнечные батареи зарекомендовали себя в системах безопасности, аварийном освещении и системах с низким энергопотреблением.

солнечный коллектор

Одним из наиболее распространенных и отработанных вариантов теплового насоса является солнечный коллектор. Контур низкокипящей жидкости представляет собой большое количество очень тонких трубок, помещенных в плоскую светопоглощающую панель.

Компрессор прокачивает жидкость через панель, что обеспечивает ее постоянный нагрев солнечным светом и эффективную работу контура отвода тепла.

Солнечный коллектор может использоваться как самостоятельный элемент системы ГВС в сочетании с подземным тепловым насосом или с электрическим котлом (от ветряка) для автономного отопления жилого дома.

КПД солнечного коллектора достаточно высок даже в пасмурную погоду. Должен быть предусмотрен тепловой аккумулятор.

Сила ветра давно служит человеку, но только с появлением электроники и новых материалов появилась возможность использовать слабый ветер (2 балла, до 3,3 м / с по шкале Бофорта) и не бояться штормовых нагрузок. (10-11 баллов, 30 м / с и более).

Ветрогенератор с закрытыми металлокерамическими подшипниками, неодимовыми магнитами, лопастями из стеклопластика и прочным корпусом — абсолютно надежный и неприхотливый механизм, хорошо приспособленный к суровым климатическим условиям России. Альтернативная энергия для загородного дома , построенный на базе ветрогенератора, обладает высокими характеристиками устойчивости.

Термодинамические источники (тепловой насос)

Бесчисленные объемы энергии низкопотенциального тепла, которые «спрятаны» в цикле Карно (Sadi Carnot, 1824), не дают покоя инженерам с момента его открытия. Современные технологии, материалы и достижения машиностроителей с электронщиками позволяют реализовать теоретические основы этого принципа на практике.Компрессорное и насосное оборудование, низкокипящие теплоносители, трубопроводная система и электронная система управления — этот непростой технический набор элементов дополняется множеством специфических условий применения. Этим объясняется сложность массового внедрения систем отопления по принципу теплового насоса.

Но интерес к TN в России растет. С развитием малоэтажного строительства количество предлагаемых моделей увеличивается. Но беда в том, что даже ближайшая к нам по климату Финляндия (Ultimate) поставляет приборы, рассчитанные на среднегодовую температуру отопительного периода минус 7 градусов, а на 70% территории России это минус 12- 15.Отладка по правильным параметрам — непростая задача.

Биоэнергетические источники

Источник этого класса относится к категории источников со сложными технологическими и техническими требованиями. Биологическая составляющая процессов предъявляет требования к температуре и давлению в зоне ферментации, состав и консистенция сырья имеет свои параметры, а конечный продукт (метан) требует особых условий работы. Все это требует больших вложений. Современные технологии подготовки сырья (коагуляция, центрифугирование, биодобавки) позволили более чем вдвое уменьшить размеры метантенк.Это альтернативный источник энергии экономически целесообразен для хозяйств со стабильной и достаточной сырьевой базой.

Очень интересно дополнить биоэнергетическую установку промышленным ветрогенератором. Полностью исчезает зависимость от внешних сетей с высокой степенью энергетической безопасности.

Варианты размещения альтернативных источников

Предложенные в таблице варианты расположения альтернативных возобновляемых источников энергии не могут быть догмой.С кормлением из сети вариантов становится еще больше.

Конечно, стоимость оборудования и монтажа не такие уж и дешевые, что ведет к долгому сроку окупаемости проекта. К тому же государство и энергетика не спешат выкупать излишки энергии, которые обязательно появятся, потому что нормальный расчет ведется с запасом. Но если вам хотя бы один раз приходилось подавать в суд на энергетическую компанию по поводу сгоревших бытовых приборов или проводки и подключения электричества к удаленному дому и смотреть в будущее, то цена не кажется чрезмерной.Условия использования альтернативных источников энергии для дачи или загородного дома они могут воспитать в таком доме более одного ребенка.

Вы можете связаться с менеджерами нашей компании и мы подберем для вас оптимальный комплект, отвечающий энергетическим потребностям вашего дома.

Чтобы решить проблему ограничения использования ископаемого топлива, исследователи всего мира работают над созданием и внедрением альтернативных источников энергии. И дело не только в знаменитых ветряных мельницах и солнечных батареях. Газ и нефть можно заменить энергией водорослей, вулканов и шагов человека. Компания Recycle выбрала десять самых интересных и экологически чистых источников энергии будущего.

Джоуль с турникетов

Тысячи людей ежедневно проходят через турникеты при входе на вокзалы. Сразу в нескольких исследовательских центрах мира возникла идея использовать поток людей как инновационный генератор энергии. Японская компания East Japan Railway Company решила оборудовать каждый турникет на вокзалах генераторами. Станция работает на станции в токийском районе Сибуя: пьезоэлектрические элементы встроены в пол под турникетами, которые вырабатывают электричество за счет давления и вибрации, которые они получают, когда на них наступают люди.

Еще одна технология «силовых турникетов» уже используется в Китае и Нидерландах. В этих странах инженеры решили использовать не эффект нажатия на пьезоэлементы, а эффект толкания ручек турникета или двери турникета. Концепция голландской компании Boon Edam предполагает замену стандартных дверей на входе в торговые центры (которые обычно работают по системе фотоэлементов и начинают вращаться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом вырабатывать электричество.

В голландском центре Natuurcafe La Port такие дверные генераторы уже появились. Каждый из них производит около 4600 киловатт-часов энергии в год, что на первый взгляд может показаться незначительным, но служит хорошим примером альтернативной технологии производства электроэнергии.

Водоросли в домашних условиях

Algae Steel можно рассматривать как альтернативный источник энергии сравнительно недавно, но технология, по мнению экспертов, весьма перспективна.Достаточно сказать, что с 1 гектара водной поверхности, занятой водорослями, можно производить 150 тысяч кубометров биогаза в год. Это примерно равно объему газа, добываемого небольшой скважиной, и этого достаточно для жизни небольшого поселка.

Зеленые водоросли просты по содержанию, быстро растут и представлены множеством видов, которые используют энергию солнечного света для фотосинтеза. Вся биомасса, будь то сахар или жиры, может быть преобразована в биотопливо, чаще всего в биоэтанол и биодизель.Водоросли — идеальное экологическое топливо, потому что они растут в водной среде и не требуют земельных ресурсов, они высокопродуктивны и не наносят ущерба окружающей среде.

По оценкам экономистов, к 2018 году мировой оборот от переработки биомассы морских микроводорослей может составить около 100 миллиардов долларов. Уже реализованы проекты на «водорослевом» топливе — например, 15-квартирный дом в немецком Гамбурге. Фасады дома покрыты 129 аквариумами с водорослями, которые служат единственным источником энергии для отопления и кондиционирования здания, называемого домом Bio Intelligent Quotient (BIQ).

«Лежащие милиционеры» освещают улицы

Концепция генерации электроэнергии с так называемыми «лежачими полицейскими» начала реализовываться сначала в Великобритании, затем в Бахрейне, а вскоре технология дойдет до России. Все началось с того, что создал британский изобретатель Питер Хьюз. «Электрокинетический пандус» для автомагистралей. Пандус представляет собой две металлические пластины, которые немного возвышаются над дорогой. Под плитами построен электрогенератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда машина проезжает по рампе.

В зависимости от веса машины пандус может производить от 5 до 50 киловатт за время прохождения автомобиля по пандусу. Такие пандусы, как аккумуляторы, способны питать светофоры и светящиеся дорожные знаки. В Великобритании технологии уже работают в нескольких городах. Метод стал распространяться и в другие страны — например, в небольшой Бахрейн.

Самое удивительное, что нечто подобное можно увидеть и в России. Такое же решение для уличного освещения предложил студент из Тюмени Альберт Бранд на форуме «ВУЗПРОМЭКСПО».По данным разработчика, за сутки на «лежачем полицейском» по его городу проезжает от 1000 до 1500 машин. За одно «попадание» машины на «электрокат», оборудованный «лежащим полицейским», будет вырабатываться около 20 ватт электроэнергии, не вредной для окружающей среды.

Больше, чем просто футбол

Разработанный группой выпускников Гарварда, основателей Uncharted Play, мяч Soccket может генерировать электричество за полчаса игры в футбол, чего хватит, чтобы заправить светодиодную лампу на несколько часов.Soccket называют экологически чистой альтернативой небезопасным источникам энергии, которыми часто пользуются жители слаборазвитых стран.

Принцип накопления энергии шаром Soccket довольно прост: кинетическая энергия, генерируемая при ударе о шар, передается крошечному механизму, похожему на маятник, который приводит в движение генератор. Генератор вырабатывает электричество, которое накапливается в батарее. Накопленную энергию можно использовать для питания любого небольшого электроприбора — например, настольной лампы со светодиодом.

Выходная мощность Soccket составляет шесть ватт. Энергетический шар уже завоевал признание мирового сообщества: он получил множество наград, получил высокую оценку организации Clinton Global Initiative, а также получил хвалебные отзывы на знаменитой конференции TED.

Скрытая энергия вулканов

Одна из главных разработок в развитии вулканической энергетики принадлежит американским исследователям из компаний-инициаторов AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings.«Субъект» был спящим вулканом в Орегоне. Соленая вода закачивается глубоко в скалы, температура которых очень высока из-за распада радиоактивных элементов в коре планеты и самой горячей мантии Земли. При нагревании вода превращается в пар, который подается на турбину, вырабатывающую электричество.

На данный момент действуют всего две небольшие действующие электростанции этого типа — во Франции и Германии. Если американские технологии работают, то, по данным Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально способна обеспечивать 50% электроэнергии страны (сегодня ее вклад составляет всего 0.3%).

Другой способ использования вулканов для выработки энергии был предложен в 2009 году исландскими исследователями. Рядом с недрами вулкана они обнаружили подземный резервуар с водой с аномально высокой температурой. Сверхгорячая вода находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенной температуре и давлении.

Ученые могли создать нечто подобное в лаборатории, но оказалось, что такая вода встречается в природе — в недрах земли.Считается, что из воды «критической температуры» можно извлечь в десять раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим способом.

Энергия человеческого тепла

Принцип термоэлектрических генераторов, работающих на перепаде температур, известен давно. Но всего несколько лет назад технологии стали позволять использовать тепло человеческого тела в качестве источника энергии. Группа исследователей из Корейского ведущего научно-технического института (KAIST) разработала генератор, встроенный в гибкую стеклянную пластину.

Т такой гаджет позволит подзарядить фитнес-браслеты от тепла человеческой руки — например, во время бега, когда тело становится очень горячим и контрастирует с температурой окружающей среды. Корейский генератор размером 10 на 10 сантиметров может производить около 40 милливольт энергии при температуре кожи 31 градус Цельсия.

Похожая технология была взята за основу для юной Анны Макосински, которая изобрела фонарик, заряжающийся от разницы температур воздуха и человеческого тела.Эффект объясняется использованием четырех элементов Пельтье: их особенность — способность генерировать электричество при нагреве с одной стороны и охлаждении с другой.

В результате фонарик Анны излучает довольно яркий свет, но не требует аккумуляторов. Для его работы нужна всего лишь разница температур всего в пять градусов между степенью нагрева ладони человека и температурой в помещении.

Ступени на «умной» тротуарной плитке

В любой точке одной из оживленных улиц проходит до 50 000 шагов в день.Идея пешеходного потока для полезного преобразования шагов в энергию была реализована в продукте, разработанном Лоуренсом Кембалл-Куком, директором British Pavegen Systems Ltd. Инженер создал тротуарную плитку, которая генерирует электричество из кинетической энергии идущих пешеходов.

Устройство в инновационной плитке выполнено из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии сжимается примерно на пять миллиметров. Это, в свою очередь, создает энергию, которую механизм преобразует в электричество.Накопленные ватты либо хранятся в литий-полимерной батарее, либо сразу идут на освещение автобусных остановок, витрин и вывесок.

Сама плитка Pavegen считается абсолютно экологически чистой: ее корпус изготовлен из нержавеющей стали особого сорта и переработанного полимера с низким содержанием углерода. Верхняя поверхность изготовлена ​​из использованных покрышек, благодаря чему плитка обладает прочностью и высокой устойчивостью к истиранию.

Во время летних Олимпийских игр в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах.За две недели можно было получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого достаточно для работы уличного освещения британской столицы.

Велосипедная зарядка смартфонов

Для подзарядки плеера, телефона или планшета не обязательно иметь розетку под рукой. Иногда достаточно просто крутить педали. Так, американская компания Cycle Atom выпустила устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии заряжать мобильные устройства.

Продукт, получивший название Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с литиевой батареей, предназначенный для питания практически любых мобильных устройств с портом USB. Такой мини-генератор можно установить на большинство обычных велосипедных рам за считанные минуты. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов. Пользователь занимается спортом, крутит педали — и через пару часов его смартфон уже заряжен на 100 процентов.

Nokia, в свою очередь, также представила широкой публике гаджет, прикрепленный к велосипеду и позволяющий преобразовать скручивание педалей в способ получения экологически безопасной энергии.В комплект Nokia Bicycle Charger Kit входит динамо-машина — небольшой электрический генератор, который использует энергию вращающихся колес велосипеда и заряжает телефон через стандартный двухмиллиметровый разъем, который используется в большинстве телефонов Nokia.

Выгоды от очистки сточных вод

Каждый крупный город сбрасывает огромное количество сточных вод, загрязняя экосистему. Казалось бы, отравленная сточными водами вода никому не может быть полезна, но это не так — ученые открыли способ создания на ее основе топливных элементов.

Одним из пионеров идеи был профессор Пенсильванского университета Брюс Логан. Общая концепция очень сложна для понимания неспециалистом и построена на двух столпах — применении бактериальных топливных элементов и установке так называемого обратного электродиализа. Бактерии окисляют органические вещества в сточных водах и при этом производят электроны, создавая электрический ток.

Для производства электроэнергии можно использовать практически любые органические отходы — не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты винодельческой, пивоваренной и молочной промышленности.Что касается обратного электродиализа, то здесь работают электрогенераторы, разделенные мембранами на ячейки и извлекающие энергию из разницы в солености двух смешивающихся жидких потоков.

Энергетическая бумага

Японский производитель электроники Sony разработал и представил на Токийской выставке экологически чистой продукции биогенератор, способный вырабатывать электричество из мелко нарезанной бумаги. Суть процесса заключается в следующем: для выделения целлюлозы (это длинная цепь сахара-глюкозы, которая содержится в зеленых растениях) нужен гофрокартон.

Цепь разрывается ферментами, и образующаяся глюкоза обрабатывается другой группой ферментов, через которые высвобождаются ионы водорода и свободные электроны. Электроны проходят через внешнюю цепь для выработки электричества. Предполагается, что такая установка при обработке одного листа бумаги 210 на 297 мм может производить около 18 Вт в час (примерно столько же энергии вырабатывают 6 батареек АА).

Метод экологически чистый: важным преимуществом такой «батареи» является отсутствие металлов и вредных химических соединений.Хотя на данный момент технология еще далека от коммерциализации: электроэнергии вырабатывается совсем немного — ее хватает только на мощность небольших портативных гаджетов.

Не каждый дом, расположенный на дачном участке или в деревне, можно подключить к системе газоснабжения или настроить отопление с помощью источника питания. Причин тому множество, среди которых одна из основных — постоянно растущие расходы на подключение, обустройство и обслуживание системы отопления на природном газе.В таких ситуациях наиболее рациональным решением являются альтернативные источники тепла для дома, которые можно выбрать исходя из конкретных условий и расположения объекта.

В качестве альтернативных источников тепла предлагаются многочисленные технологии отопления, использующие различные виды энергии, в том числе те, которые сама природа дает людям — энергия, ветер, земля, солнечное электричество, биотопливо, а также привычная энергия сжигания твердого и жидкого топлива. .

Выбирая альтернативные системы отопления для частного дома, необходимо учитывать специфику местных условий, исходя из расчетов по критериям:

Рассмотрим альтернативные способы отопления помещений и систем отопления частных домов, применяемые как альтернатива газу.

Котлы на биотопливе — распространенные альтернативные источники энергии для частного дома, которые отличаются высоким качеством исполнения. Биотопливо в виде брикетов и пеллет из сырья растительного происхождения (опилки, стружка, отходы пиломатериалов, лузга подсолнечника) — альтернативное отопление, которое может служить идеальной заменой газового отопления в частном доме за счет высокой теплоотдачи. , который может достигать 6-8 тысяч ккал / кг.Котел на биотопливе представляет собой универсальное отопительное устройство с высоким КПД, оснащенное системой автоматического управления, и может успешно использоваться для нагрева других видов твердого топлива, в том числе угля, дров, угольных брикетов.

Котлы на биотопливе, как альтернативные источники отопления частного дома, могут использоваться не только для отопления (однокотловые), но и обеспечивать горячее водоснабжение помещений — для этого можно приобрести двухконтурный котел или добавить к существующему. устройство второго контура с котлом соответствующего типа (проточный или накопительный).Простая компоновка котлов на биотопливе дает возможность обустроить альтернативное отопление дома своими руками, тем самым сэкономив часть средств семейного бюджета.

Рассматривая альтернативные виды отопления частного дома, необходимо остановиться на тепловых насосах, использующих энергию естественных источников тепла, в том числе подземных и грунтовых вод, земли, воздуха. В зависимости от того, какие альтернативные источники тепла используются, тепловые насосы различаются:

Конструктивно тепловой насос состоит из следующих узлов:

Фреон, попадая в испаритель через капиллярное отверстие, испаряется в результате резкого падения давления.Стенки испарителя, нагретые геотермальной водой, отдают тепло теплоносителю. Компрессор, всасывая и сжимая хладагент, способствует его нагреву до температуры 85-125 ° C, затем проталкивает его в конденсатор, передавая тепло через конденсатор в контур отопления. Охлажденный хладагент снова превращается в жидкость. Процесс повторяется до тех пор, пока комната не прогреется до заданной температуры. Получив сигнал, термостат останавливает работу теплового насоса и включает его снова, когда температура в доме упадет до необходимого уровня.

Если вам удалось провести электричество в частном доме своими руками (или с помощью мастера) — установка теплового насоса поможет снизить затраты на тепло по сравнению с газовым отоплением.

К преимуществам тепловых насосов можно отнести:

Схема нагрева воды тепловым насосом

Современное отопление частного дома можно обеспечить множеством альтернативных методов отопления, среди которых солнечный коллектор является одним из самых эффективных.В отличие от солнечных панелей, где вырабатывается солнечная энергия, расположение солнечных коллекторов позволяет сконцентрировать тепловую энергию Солнца и направить ее на нагрев теплоносителя (воды, масла, воздуха, антифриза и т. Д.). Циркулирующий в коллекторе теплоноситель нагревается, после чего накопленное тепло передается в накопительный бак для последующего потребления в системе отопления и горячего водоснабжения.

Источники тепла — инфракрасные излучатели, называемые эко-обогревателями, — еще один вариант обогрева помещений в частном доме, офисе или производстве.Принцип действия инфракрасного излучателя основан на передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения объектам, которые при нагревании отдают направленное тепло воздуху помещения, окружающему пространству на открытых площадках и т. Д.

Наиболее эффективные инфракрасные излучатели, как альтернативные системы отопления, способны обогревать определенные предметы или части помещения. Таким образом, ИК-излучатель может согреть людей, работающих на открытом воздухе или в определенной части помещения. Использование инфракрасных обогревателей позволяет сэкономить на обогреве, позволяя обогревать только полезную часть помещения.По способу установки и крепления обогреватели бывают настенные, потолочные, напольные, с направленным действием инфракрасного излучения.

Водородные котлы как эффективные альтернативные системы отопления появились сравнительно недавно. Водородный котел, как источник тепла, использует тепловую энергию, генерируемую реакцией между водородом и кислородом, что приводит к образованию молекул h3O с одновременным выделением значительного количества тепла (до 40oC).Полученное тепло передается на отопление помещения.

Электрокотлы как альтернатива отопления частного дома — самый простой выход в поисках недорогих способов обогрева помещения. Подобрать электрокотел, это несложно, достаточно посмотреть в соответствующих каталогах, с помощью специалистов выполнить расчеты необходимой мощности оборудования, соответствующей объемам помещения.

Важно: Перед установкой электрокотла проверьте сопротивление изоляции электропроводки и ее соответствие мощности нового оборудования.Во избежание скачков напряжения понадобится регулятор напряжения.

ПОДПИСАТЬСЯ на НАШ YOUube канал EcoNet.ru, который позволяет смотреть онлайн бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека ..

Ставьте ЛАЙК, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Для установки электрокотла не требуется отдельного помещения — даже самые мощные из них имеют небольшие габариты. Не нужны мощные вытяжки и дымоходы — это альтернативное домашнее отопление полностью отвечает экологическим требованиям.Альтернативное отопление — это современный подход к энергии. опубликовано

Альтернативные источники энергии для дома своими руками. Виды и проблемы альтернативных источников энергии

Тарифы на «классические» энергоносители (газ, уголь, бензин, нефть) стабильно растут день ото дня. И это понятно. Ведь человечество издавна традиционно использовало невозобновляемые источники энергии. И хотя в природе их много, они все же ограничены. Когда-нибудь придет время, когда они закончатся.И вам нужно переключиться, по крайней мере, на частном уровне, на что-то другое. Изготовление альтернативных источников энергии для дома своими руками — лучший вариант для частника, владельца небольшой конструкции или компактного производства, не требующий огромных затрат энергии.

Прогнозы экономистов и ученых

Некоторые ученые предупреждают: природных ресурсов, используемых человечеством, может не хватить для представителей живых поколений, не говоря уже о потомках! Подсчитано, что в современных условиях обычная семья тратит до 40 процентов своего бюджета на оплату электричества, отопления и газа для автомобиля.И по скромным прогнозам экономистов эта доля может вырасти до 70%! Поэтому для многих представителей так называемого среднего класса (и не только) альтернативные источники энергии для дома, созданные своими руками, являются отличным и очень экономичным выходом из сложившейся ситуации.

Самый популярный

Фактически почти любой природный фактор можно преобразовать в энергию. Например, ветер, солнце, сила воды, тепло земных недр, разложение биомассы.Наиболее популярное использование альтернативных источников энергии — солнце и ветер. Однако этот вопрос недостаточно проработан на законодательном уровне. Теоретически все ресурсы принадлежат государству. Поэтому, используя такие виды альтернативных источников энергии, как энергия ветра или солнечное излучение, вам, скорее всего, придется платить налог.

Ветер

Этой энергией люди пользуются давно (яркий пример — ветряные мельницы, существовавшие в древности). Сорок лет назад начали активно строить ветряные электростанции.Альтернативные источники энергии для дома, созданные своими руками (мини-ветрогенераторы), как правило, состоят из специальных лопастей для улавливания ветра, подключенных к генератору напрямую или через редуктор. Следует учитывать, что такое устройство эффективно только в районах, где есть постоянные ветры (например, на берегу моря). Также нужно помнить, что ветряки будут эффективны только при высоте мачты пятнадцать метров (что в частном секторе довольно проблематично).

Разновидности

Есть тихоходные ветряки.Они рассчитаны на скорость ветра до шести метров в секунду и характеризуются наличием нескольких лопастей (иногда до тридцати). Такие устройства малошумны, ходят при слабом ветре, но при довольно большом парусе имеют низкую эффективность. Высокоскоростные ветряные мельницы используют скорость ветра до пятнадцати метров в секунду. Они имеют три или четыре лезвия, работают достаточно громко и обладают высоким КПД. Из всех видов они наиболее распространены в мире. Роторные ветроустановки имеют форму бочки с вертикальной лопастью.Они не требуют ориентации на ветру, но имеют самый низкий КПД.

Как использовать

Установить ветряки как альтернативный источник энергии своими руками довольно просто. Для начала нужно разметить место под мачтой во дворе или в удобном месте на участке, где постоянно дует ветер (предварительно проанализировав местоположение). Требуется заложить прочный фундамент, чтобы высокая (лучше 15 метров) мачта прочно опиралась на землю. Ветряк (или несколько приборов) следует выбирать как быстроходный.Купить можно в магазине, а для тех, кто «как следует отрастил» руки, они могут сделать это самостоятельно по соответствующим чертежам. Такой информации сейчас довольно много в СМИ и специальной литературе.

Совет

Выберите вариант, который по отзывам пользователей кажется наиболее надежным и целесообразным для использования. Во время подключения машины, как показывает практика, лучше вызвать профессионального электрика. Он обязательно расскажет вам, как правильно подключена ваша ветряная турбина, даже если есть руководство и инструкции.А еще: чтобы от этой энергии запитать несколько лампочек и приборов (например, телевизор или компьютер), потребуется установить сразу несколько ветряных турбин. Так что подумайте, сколько вы можете себе это позволить. Не забывайте об основном условии — наличии постоянно дующего ветра. Ведь устанавливать ветряк в глухом лесу, как говорится, пустая трата времени и денег. Но в целом ветряки как альтернативные источники энергии своими руками изготовить и установить в частном доме вполне возможно как в финансовом, так и в физическом плане.

Солнце

Его энергия поистине неисчерпаема. И к тому же весьма перспективный в использовании. Все мы видели по телевизору европейские версии «умного дома», где и отопление, и освещение, и нагрев воды производятся за счет использования солнечной энергии. Интересно, что за один год на поверхность почвы и воды попадает столько солнечной радиации, что ее (если полностью использовать ее для получения энергии) хватило бы всему человечеству на многие тысячи лет! Остается, как обычно, только взять то, что «лежит» у вас под ногами.А это не так-то просто. Загвоздка кроется в довольно низком КПД изобретенных человечеством фотоэлектрических преобразователей и солнечных электростанций. Но в этом направлении продолжаются работы ученых.

Солнечные электростанции

Такие высокотехнологичные устройства, как, конечно, можно (и даже нужно) сделать солнечные альтернативные источники энергии для дома своими руками. Только будьте готовы к тому, что сделать это, скорее всего, будет не так просто, и без определенных навыков или помощи специалиста не обойтись!

Для нагрева воды

Самая подходящая и простая в использовании техника — для нагрева воды.Раздельное прямое и косвенное нагревание. Непосредственно включают различные теплицы, емкости для нагрева воды на солнце, теплицы, застекленные лоджии, веранды, например. Этот вид отопления позволяет использовать бесплатную солнечную энергию для выработки тепла в любом удобном месте: на крыше, на любом открытом пространстве. В качестве теплоносителя используются незамерзающие жидкости (антифриз), а последующая передача энергии происходит в теплообменниках-аккумуляторах. Из них вода берется на отопление и хозяйственные нужды.

Интересно

Кстати, есть детский конструктор «Альтернативные источники энергии» («Эксперт»), позволяющий собрать до 130 проектов.Дети с пятилетнего возраста также могут приобщиться к созданию ветряных турбин, использовать механическую, водную, солнечную энергию для выработки электроэнергии.

Солнечные панели

Развитие альтернативных источников энергии привело к созданию солнечных элементов как наиболее эффективного способа использования солнечного излучения. Такая панель представляет собой систему из полупроводников, преобразующих солнечную энергию в электричество. Такие системы обеспечивают бесперебойную и надежную, экономичную подачу электроэнергии в частный дом. Особенно эффективны они в труднодоступных местах.Например, в горах, где много солнечных дней в году и нет «официального» электроснабжения или перебоев. Или в местах, где часто случаются перебои в подаче электроэнергии от основного источника.

Преимущества установки

Данная установка имеет следующие преимущества:

• не требует прокладки кабеля к опорам, что значительно снижает стоимость производства;
• минимизированные затраты на установку и обслуживание аккумуляторных батарей;
• экологическая чистота добываемой энергии;
• солнечные панели малой массы;
• полная бесшумность при работе;
• довольно длительный срок использования.

недостатки

Проблемы альтернативных источников энергии, таких как солнечные батареи, заключаются в следующем:

• в трудоемком процессе сборки;
• в том, что они занимают много места;
• чувствительны к механическим повреждениям и загрязнениям;
• не работают ночью;
• их эффективность сильно зависит от солнечной или пасмурной погоды.

Установка

Альтернативные источники энергии — солнечные батареи — монтируются с определенными навыками довольно легко.Для начала нужно провести подбор необходимых материалов для конструкции. Нам нужны качественные фотоэлементы (из моно- или поликристаллического кремния). Лучше брать те, чья работа эффективна даже в пасмурную погоду — поликристаллы, которые легко доступны в комплекте. Мы покупаем элементы одного производителя, чтобы все было совместимо и взаимозаменяемо. Также понадобятся проводники для подключения фотоэлементов. Корпус выполнен из алюминиевых уголков. Его размеры определяются количеством ячеек.Для внешнего покрытия — оргстекло. Для крепления на крыше дома используем саморезы. Для пайки проводов — обычный паяльник. В общем, ничего «военного». С помощью хороших инструкций, обычно прилагаемых к набору, вы сможете разобраться самостоятельно. В крайнем случае пригласите в помощники соседнюю дачу.

Создание энергетической независимости с помощью солнечных панелей и систем аккумуляторных батарей в доме

В этом доме в Новой Шотландии есть фотоэлектрические панели, которые поставляют большую часть энергии, необходимой для дома.

При проектировании дома одним из важнейших вопросов является энергоэффективность. Это означает, что в фундаменте, стенах и крыше должна быть достаточная теплоизоляция, энергоэффективные окна и хорошо размещены по периферии дома. Дом также должен быть размещен на участке для оптимальной солнечной ориентации. С учетом этих факторов дому потребуется минимальное количество энергии для отопления и охлаждения.

Идеальным решением для эффективного обеспечения энергией электричества является установка фотоэлектрических (PV) солнечных панелей на крыше или рядом с домом. Дом может получать энергию от сети, когда нет солнца или ненастной погоды, и возвращать энергию в сеть, где это разрешено.

Схема, показывающая, как работает система солнечных панелей / батарей.

Некоторые дома полностью отключены от сети, потому что подключение к сети было бы слишком дорогим или недоступным в этом районе.Этим домам требуются фотоэлектрические (PV) панели для обеспечения энергией и батареи для хранения энергии в периоды отсутствия солнечной энергии и / или ненастной погоды. Когда домохозяйство хранит солнечную энергию, произведенную на месте, и использует эту энергию, когда производство солнечной энергии меньше, чем потребность в энергии в доме, это называется «самопотреблением».

Дом также может быть подключен к сети и возвращать излишнюю энергию в сеть, когда батарея полностью заряжена, или в пиковые периоды дня, когда сеть перегружена.

Я взял интервью у Лиора Хандельсмана, вице-президента по маркетингу и продуктовой стратегии и основателя SolarEdge, мирового лидера в области интеллектуальных энергетических технологий, чтобы получить самую свежую информацию о солнечной энергии. Интервью с Handelsman следует:

Как батареи улучшились за последние несколько лет?

За последнее десятилетие в технологии аккумуляторов произошли впечатляющие улучшения в таких областях, как производительность, срок службы, скорость зарядки и разрядки, эффективность, удельная энергия и многое другое.Все это означает, что батареи представляют большую ценность для потребителей. Есть ряд факторов, влияющих на технологические усовершенствования, такие как большой спрос со стороны рынка мобильной связи в последнее десятилетие и ожидаемый спрос со стороны рынка электромобилей (EV) и солнечной энергии в грядущем. Вероятно, мы увидим все более специализированные аккумуляторы для различных рынков, например, более высокую скорость разряда для автомобильного рынка, чтобы электромобили могли быстрее разгоняться.

Внутренние механизмы системы резервного батарейного питания.

Они подешевели? Это из-за новых технологий?

По данным Bloomberg NEF, за последнее десятилетие цены на литий-ионные батареи во всем мире снизились почти на 90% от производственных цен. Это касается всех секторов, а не только фотоэлектрических (PV) или жилых фотоэлектрических панелей. В том же отчете Bloomberg NEF прогнозируется еще 50% -ное падение цен на литий-ионные батареи к 2023 году. Это снижение вызвано множеством причин, таких как усовершенствованные технологии, достижения в производстве и экономия на масштабе.Например, растущий рынок электромобилей — один из секторов, способствующих росту аккумуляторов. К счастью, рынок накопителей солнечной энергии извлекает из этого выгоду, делая более рентабельным для потребителей и предприятий производство и хранение собственной солнечной энергии.

Не могли бы вы дать мне простое объяснение того, как работают инверторы?

На самом базовом уровне солнечные инверторы отвечают за преобразование солнечной энергии в энергию, которую можно использовать в доме и в электросети.Однако инверторы становятся намного больше; они превращаются в умных энергоменеджеров. Они по-прежнему управляют солнечной энергией, но теперь они также могут управлять хранением энергии в батарее, потреблением энергии в доме, зарядкой электромобилей, а также могут поддерживать стабилизацию сети. Они становятся одновременно мозгом для интеллектуального управления энергопотреблением в доме и точкой контакта для управления интеллектуальной сетью.

Есть простое объяснение виртуальной электростанции?

Энергетическая сеть начинает переходить от централизованных, загрязняющих электростанций к взаимосвязанной распределенной сети солнечной энергии и систем аккумуляторных батарей.Виртуальная электростанция может управлять в режиме реального времени всеми этими распределенными объектами по соседству как одной большой виртуальной электростанцией. Так как же это работает на самом деле? Когда сетевой оператор видит, что в определенное время и день будет пик спроса на энергию, виртуальные электростанции (VPP) могут использоваться для отправки сигнала всем инверторам, чтобы начать накапливать энергию в распределенной сети батарей. Затем, когда достигается пик потребления, эти инверторы разряжают энергию из батарей в сеть, чтобы обеспечить достаточное количество энергии.

Какие факторы определяют размер системы? Какие субсидии предлагаются в США?

Основными факторами при проектировании системы солнечной энергии с накоплением энергии являются потребности в энергии, размер крыши и субсидии. Энергетические модели важны для понимания того, насколько велика солнечная энергетическая система, чтобы компенсировать или минимизировать счета за электроэнергию. Размер крыши будет определять, сколько энергии можно поставить на крышу и сколько энергии можно произвести.И тип субсидий также может повлиять на размер системы и тип системы. Например, существуют некоторые субсидии, которые ограничивают количество солнечной энергии, которое может подаваться в сеть, поэтому это повлияет на размер системы. На рынке, который фокусируется на подаче в сеть как можно большего количества энергии по высокой цене, размер солнечной энергетической системы может быть увеличен до максимума.

Но есть рынки, которые не позволяют подавать солнечную энергию в сеть. Именно на этих типах рынков батареи являются наиболее полезными, поскольку батареи позволяют потребителям производить солнечную энергию в течение дня, а затем накапливать эту энергию для использования вечером и утром.Размер и количество батареек определяется исходя из энергопотребления дома. На всей территории США существует инвестиционный налоговый кредит (ITC) в размере 26% для солнечных и аккумуляторных установок. Однако это применимо только к батареям, если и только если батарея заряжается исключительно от солнечной энергии.

Дополнительные стимулы для солнечной энергии широко варьируются в зависимости от штата. Однако в целом рынок США предлагает субсидию на солнечную энергию, называемую чистым счетчиком. Это когда стоимость электроэнергии, потребляемой из сети, компенсируется электрической энергией, произведенной из возобновляемых источников.Есть несколько более крупных и продвинутых рынков солнечной энергии, которые предлагают время использования. Это когда цена на электроэнергию варьируется в зависимости от времени суток и недели, когда она используется или производится. Примером этого может быть Калифорния. Хотя на Гавайях самый высокий уровень проникновения солнечной энергии, сейчас у них нулевой экспорт, в котором солнечным энергетическим системам с накопителями вообще не разрешается экспортировать энергию в сеть в любое время.

Некоторые другие виды субсидий на батареи включают Программу стимулирования самопроизводства (SGIP) Комиссии по коммунальным предприятиям Калифорнии, которая предлагает прямую субсидию штата на батареи.Конечно, есть определенные требования к качеству этой программы.

Другой пример — программа Solar Massachusetts Renewable Target (SMART). Эта программа предлагает щедрые стимулы для батарей как часть общей солнечной программы.

Стимулы для установки батарей также предоставляются коммунальными предприятиями, такими как программа Connected Solutions компании National Grid в Массачусетсе и Род-Айленде, участники которой получают финансовые стимулы за доступ к батареям.

Вы хоть представляете, какой процент домов сегодня имеет фотоэлектрические панели и батареи по сравнению с 5 или 10 годами назад?

Согласно исследованию PEW, только 6% домовладельцев уже имеют в своих домах солнечные батареи. Таким образом, хотя рынок фотоэлектрических систем для жилых помещений в Северной Америке находится на начальной стадии, он быстро растет. Согласно данным Wood Mackenzie, рынок фотоэлектрической жилой недвижимости в 2013 году составлял всего 799 мегаватт (МВт), но к концу 2018 года он уже достиг 2422 МВт, показывая рост более чем на 200%.Рынок солнечных батарей, похоже, идет по тому же пути, что и рынок фотоэлектрических систем, но находится на ранней стадии. По данным Wood Mackenzie, в 2015 году на рынке жилой недвижимости США было развернуто менее 10 МВт солнечных накопителей, а к середине 2019 года они выросли почти до 70 МВт. Фактически, повышенный спрос во втором квартале 2019 года, который составил 35 МВт новых хранилищ для жилых помещений, стал новым эталоном с точки зрения количества и почти на 33% больше предыдущего рекорда.

Wood Mackenzie также прогнозирует, что 20% солнечных батарей в жилых домах, установленных в 2020 году, будут объединены с хранилищами.Основным драйвером спроса на солнечные системы с накоплением энергии является «отключение электроэнергии». (Отключение электроэнергии — это перебои в подаче электроэнергии, но, в отличие от всех отключений электроэнергии, отключение электроэнергии является преднамеренным. Некоторые отключения электроэнергии могут быть непреднамеренными, например, вызванными штормом, который произошел в течение последних нескольких месяцев в Калифорнии.)

Что движет продажами фотоэлектрических / аккумуляторных батарей?

Есть две основные тенденции, стимулирующие продажу солнечной энергии и аккумуляторных систем: паритет энергосистемы и независимость сети.Сетевой паритет означает, что стоимость производства солнечной энергии ниже, чем стоимость покупки энергии из сети. В США есть много штатов, которые уже достигли паритета энергосистемы. Таким образом, с финансовой точки зрения людям имеет смысл генерировать и потреблять собственную солнечную энергию. Независимость от сети — это когда потребители хотят использовать энергию, которую они сами производят. Это может произойти в областях, где сеть нестабильна и страдает от частых отключений электроэнергии.

Я надеюсь, что это проясняет многие термины и информацию о солнечной энергии и батареях.Я верю, что это будущее домов по всему миру из-за последствий глобального потепления. Для получения дополнительной информации о фотоэлектрических и резервных системах посетите веб-сайт Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.

Новый must-have для тех, кто может себе это позволить? Их собственная электросеть.

По мере того как из-за нарастающих сбоев в электроснабжении, связанных с погодными условиями, электрическая сеть страны подвергается ударам, все большее число домовладельцев ищут новые способы получить электроэнергию.

Для тех, у кого есть средства, этот поиск привел к буму микросетей, которые позволяют жителям подключать источники энергии, такие как природный газ, ветер или солнце, к технологиям, которые могут преобразовывать эту энергию в электричество.

«При отключении электроэнергии, которое длится несколько дней или недель, вы начинаете думать:« Хорошо, мне нужен план отключения электроэнергии », — сказал Исаак Мейз-Ротштейн, руководитель исследования микросетей в США с Wood Mackenzie, исследовательской и консалтинговой компанией в области энергетики. группа.

После бушующих лесных пожаров в Калифорнии, полного отключения электроэнергии в Пуэрто-Рико и ледяных штормов, захлестнувших Техас, некоторые домовладельцы в верхних эшелонах рынка жилья вкладывают тысячи долларов в солнечные панели и аккумуляторы, которые служат их основным источником электроэнергии — и как резервное копирование при отключении питания в течение нескольких дней.

«За последние шесть месяцев мы, вероятно, увидели десятикратное увеличение спроса на жилье», — сказал NBC News Закари Брэдфорд, генеральный директор Cleanspark, поставщика решений для микросетей и энергоснабжения.

Он объясняет увеличение спроса частично отключениями электроэнергии в Калифорнии в прошлом году и старением энергосистемы страны.

«Они берут средства к существованию в свои руки».

«Я не думаю, что эти проблемы легко решатся, и люди, у которых есть средства или доступ к программам, которые дают им средства, берут средства к существованию в свои руки», — сказал он.

Концепция независимой энергосистемы не нова. На протяжении десятилетий независимые электросети обеспечивали электроэнергией миллионы людей в отдаленных населенных пунктах на Аляске или в сельских районах континентальной части Соединенных Штатов, где традиционные линии электропередач не могли достичь их.

По данным Maze-Rothstein, более 2 миллионов домов уже оснащены солнечной энергией, и по крайней мере 70 000 из этих домов имеют батареи для хранения избыточной энергии, которая может быть использована во время отключения электроэнергии.Ожидается, что к концу 2021 года это число почти удвоится, поскольку домашние аккумуляторы в сочетании с солнечными панелями становятся все более распространенными.

«Одна из вещей, которые мы считаем важным психологическим сдвигом, заключается в том, что если вы всегда считали сеть надежной и у вас было одно- или двухчасовое отключение электроэнергии, все будет в порядке», — сказал он.

Ожидается, что в ближайшее десятилетие стоимость жилищных и коммерческих рынков возобновляемых источников энергии вырастет. Eaton, американская энергетическая компания со штаб-квартирой в Ирландии, сообщила инвесторам на прошлой неделе, что, по ее оценкам, к 2030 году рынок микросетей будет составлять 40 миллиардов долларов по сравнению с 9 миллиардами долларов в этом году.Sunrun, которой принадлежит около 9% рынка солнечной энергии для жилых домов в США, только из Техаса увеличила посещаемость своей площадки на 350% после того, как из-за резкого похолодания в феврале миллионы жителей штата остались без электричества на несколько дней.

«Мы очень рады тому, что это значит для нас», — сказал Том фон Райхбауэр, финансовый директор Sunrun, поставщик услуг солнечной энергии, на презентации компании на прошлой неделе. «И я думаю, что в Техасе есть отличные возможности для солнечной энергии и хранения».

Хотя микросети — это всеобъемлющий термин, обозначающий различные способы преобразования энергии людьми в электричество, производство солнечной и ветровой энергии стало дешевле, а налоговые льготы штата и местные налоговые льготы могут еще больше снизить стоимость.

Хотя федеральное правительство и штаты, включая Флориду и Калифорнию, предлагают налоговые льготы и налоговые льготы в отношении стоимости установки солнечной энергии в доме, стоимость одной из этих систем означает, что она остается ресурсом, доступным только для богатых.

По словам соучредителя компании Анджело Кампуса, микрогрид-система на солнечной энергии под ключ от BoxPower, международной компании по солнечной энергии, может стоить до 45 000 долларов в зависимости от размера дома. Для сравнения: генератор пропана будет стоить примерно вдвое дешевле — без долгого ожидания установки.Доставка солнечных батарей может занять до года из-за такого высокого спроса.

Возобновляемые микросети на уровне микрорайонов становятся все более привлекательными с точки зрения снижения затрат и обеспечения надежного энергоснабжения в районах, пострадавших от перебоев в подаче электроэнергии, — сказал Шерлинн Мур, исполнительный вице-президент Bloom Energy, которая управляет около 100 микросетями по всей стране. Например, в 2019 году компания заключила партнерское соглашение с застройщиком для строительства многофункционального комплекса площадью 40 акров в Альгамбре, Калифорния.

Техас обращает внимание.

«Мы разговаривали по телефону с комиссарами округа [в Техасе] и крупными клиентами», — сказал Мур. «У нас есть много предложений по ценам с большим количеством клиентов».

Дейл Бирн, основатель розничной технологической компании на пенсии, сказал, что он зависел от своей микросети, работающей от солнечной энергии, для питания своего дома в Кармеле, штат Калифорния, через 11 отключений за последний год. Когда PG&E, его местная коммунальная компания, в прошлом году начала постепенное отключение электричества по всему штату, он заметил, что электричество отключилось, только потому, что он мог слышать гудение генераторов своих соседей.

«Мы даже не подозревали, что это произошло», — сказал он. «Если электричество снова отключится, мы даже не узнаем об этом».

Бирн работал с Swell Energy, поставщиком энергии для хранения, который помогает проектировать домашние микросети с использованием различных продуктов компании, чтобы построить свою солнечную энергетическую систему с использованием солнечных панелей Sunpower и аккумуляторной батареи Tesla. Вся система стоила около 50 000 долларов, которые он заплатил из своего кармана. По его словам, с помощью государственных скидок он снизил свои общие расходы примерно на 20-25 тысяч долларов.Теперь его ежемесячные счета за электроэнергию составляют около 15 долларов.

«Я считаю, что наличие этой системы — положительный момент для нас», — сказал он. «Это работает хорошо. И мне нравится эффективность ».

Источники энергии, Возобновляемые источники энергии, Нефть, Уголь

СВОБОДА! Я стою в захламленной комнате, окруженной обломками электрического энтузиазма: обрывками проводов, кусочками меди, желтыми разъемами, изолированными плоскогубцами. Для меня это инструменты свободы. Я только что установил на крышу с десяток солнечных панелей, и они работают.Измеритель показывает, что 1285 ватт мощности направляются прямо от солнца в мою систему, заряжают мои батареи, охлаждают мой холодильник, гудят в моем компьютере, освобождая мою жизнь.

Эйфория энергетической свободы вызывает привыкание. Не поймите меня неправильно; Я люблю ископаемое топливо. Я живу на острове, на котором нет инженерных сетей, но в остальном мы с женой ведем нормальную американскую жизнь. Нам не нужны пропановые холодильники, керосиновые лампы или компостные туалеты. Нам нужно много розеток и устройство для приготовления капучино.Но когда я включаю эти панели, ничего себе!

Может быть, это потому, что для меня, как и для большинства американцев, тот или иной энергетический кризис омрачил большую часть последних трех десятилетий. От кризиса в ОПЕК в 1970-х годах до стремительного роста цен на нефть и бензин сегодня озабоченность мира по поводу энергии преследовала президентские речи, кампании в Конгрессе, книги о бедствиях и мое собственное чувство благополучия с той же мучительной тревогой, которая была характерна для холодная война.

Как сообщал National Geographic в июне 2004 года, нефть, которая больше не дешевая, может скоро подешеветь.Нестабильность там, где находится большая часть нефти, от Персидского залива до Нигерии и Венесуэлы, делает этот спасательный трос хрупким. Природный газ трудно транспортировать, и он подвержен дефициту. В ближайшее время у нас не закончится уголь или в значительной степени неиспользованные месторождения битуминозных песков и горючего сланца. Но очевидно, что углекислый газ, выделяемый углем и другими ископаемыми видами топлива, нагревает планету, как сообщил этот журнал в сентябре прошлого года.

Избавиться от этого беспокойства заманчиво. С моими новыми панелями ничто не стоит между мной и безграничной энергией — никакой иностранной нации, никакой энергетической компании, никакой вины за выбросы углерода.Я свободен!

Ну почти. Вот и облако.

Тень крадется по моим панелям и моему сердцу. Счетчик показывает всего 120 Вт. Мне придется запустить генератор и сжечь еще бензина. В конце концов, это будет непросто.

Проблема с энергетической свободой в том, что она вызывает привыкание; когда у тебя мало, ты хочешь много. В микрокосме я похож на людей в правительстве, промышленности и частной жизни во всем мире, которые попробовали немного этой любопытной и неотразимой свободы и полны решимости найти больше.

Некоторые эксперты считают, что это стремление даже важнее, чем война с терроризмом. «Терроризм не угрожает жизнеспособности нашего высокотехнологичного образа жизни», — говорит Мартин Хофферт, профессор физики Нью-Йоркского университета. «Но энергия действительно есть».

Экономия энергии может предотвратить расплату, но, в конце концов, вы не можете сберечь то, чего у вас нет. Так что Хофферт и другие не сомневаются: пришло время активизировать поиск следующего великого топлива для голодного двигателя человечества.

А такое топливо есть? Короткий ответ: нет. Специалисты произносят это как мантру: «Серебряной пули не бывает». Хотя некоторые истинно верующие утверждают, что между нами и бесконечной энергией космического вакуума или ядра Земли стоят только обширные заговоры или нехватка средств, правда в том, что в основе уравнения или в конце сверла.

Увлечение водородными автомобилями может произвести неверное впечатление. Водород не является источником энергии.Он находится вместе с кислородом в простой старой воде, но его нельзя принимать. Водород должен быть освобожден, прежде чем он станет полезным, а это стоит больше энергии, чем водород возвращает. В наши дни эта энергия в основном поступает из ископаемого топлива. Никакой серебряной пули.

Однако длинный ответ о нашем следующем топливе не такой уж мрачный. Фактически, множество претендентов на энергетическую корону, в настоящее время удерживаемую ископаемым топливом, уже под рукой: ветряная, солнечная, даже ядерная, и это лишь некоторые из них. Но преемником должен быть конгресс, а не король.Практически каждый энергетический эксперт, которого я встречал, делал что-то неожиданное: он продвигал не только свою, но и все остальные.

«Нам понадобится все, что мы можем получить из биомассы, все, что мы можем получить от солнечной энергии, все, что мы можем получить от ветра», — говорит Майкл Пачеко, директор Национального центра биоэнергетики, входящего в Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии ( NREL) в Голдене, штат Колорадо. «И все же вопрос в том, сможем ли мы насытиться?»

Большая проблема — большие числа. В мире ежедневно используется около 320 миллиардов киловатт-часов энергии.Это равно примерно 22 непрерывно горящим лампочкам на каждого человека на планете. Не зря искры видны из космоса. По оценкам группы Хофферта, в следующем столетии человечество сможет использовать в три раза больше. Ископаемые виды топлива удовлетворяют растущий спрос, потому что они упаковывают энергию Солнца за миллионы лет в компактную форму, но мы больше не найдем им подобных.

Воодушевленный моим вкусом энергетической свободы, я начал искать технологии, которые могут решить эти проблемы. «Если у вас есть большая проблема, вы должны дать серьезный ответ», — говорит гениальный гуру энергетики по имени Герман Шеер, член парламента Германии.«Иначе люди не верят».

Ответы есть. Но всем им требуется еще одна вещь от нас, людей, которые ютятся вокруг костра ископаемого топлива: нам придется сделать большой прыжок — в мир другого типа.

В пасмурный день недалеко от города Лейпциг в бывшей Восточной Германии я прошел через поле со свежей травой мимо пруда, где паслись дикие лебеди. Поле было также засеяно 33 500 фотоэлектрическими панелями, высаженными рядами, как серебряные цветы, обращенные к солнцу, плавно изгибающиеся по контурам земли.Это одна из самых больших солнечных батарей в истории. Когда появляется солнце, поле производит до пяти мегаватт энергии, чего в среднем достаточно для 1800 домов.

Рядом зияющие карьеры, где поколениями добывали уголь для питания электростанций и фабрик. Небо было коричневым от дыма и едким от серы. Теперь шахты превращаются в озера, а энергия, которая когда-то производилась из угля, производится в печи, находящейся на расстоянии 93 миллионов миль (150 миллионов километров).

Солнечные электрические системы получают энергию непосредственно от солнца — без огня и выбросов.Некоторые лаборатории и компании испытывают взрослую версию детской лупы: гигантские зеркальные чаши или желоба для концентрации солнечных лучей, выделяющих тепло, которое может приводить в действие генератор. Но на данный момент солнечная энергия в основном означает солнечные батареи.

Идея проста: солнечный свет, падающий на слой полупроводника, толкает электроны, создавая ток. Тем не менее, стоимость клеток, некогда астрономическая, по-прежнему высока. Моя скромная система стоила более 15000 долларов США, около 10 долларов за ватт мощности, включая батареи для хранения энергии, когда солнце не светит.

Как и большинство электронных устройств, солнечная энергия становится все дешевле. «Тридцать лет назад использование спутников было рентабельным, — говорит Дэниел Шугар, президент PowerLight Corporation, быстрорастущей калифорнийской компании, которая построила солнечные установки для клиентов, включая Toyota и Target. «Сегодня это может быть рентабельным для электроснабжения домов и предприятий», по крайней мере, там, где электроэнергия дорогая или недоступна. Завтра, говорит он, это будет иметь смысл почти для всех.

Мартин Рошайзен, генеральный директор компании Nanosolar, видит это будущее во флаконах с красной крышкой, заполненных крошечными частицами полупроводника.«Я нанес немного этого на свой палец, и он исчез прямо на моей коже», — говорит он. Он не скажет точно, что это за частицы, но «нано» в названии компании является намеком: они меньше ста нанометров в поперечнике — размером с вирус, и настолько малы, что проникают сквозь кожу.

Рошайзен считает, что эти частицы обещают недорогой способ создания солнечных элементов. Вместо того, чтобы делать элементы из пластин кремния, его компания будет рисовать частицы на фольге, где они будут самоорганизовываться, образуя поверхность полупроводника.Результат: гибкий материал для солнечных батарей в 50 раз тоньше, чем сегодняшние солнечные панели. Roscheisen надеется продавать его листами примерно по 50 центов за ватт.

«Пятьдесят центов за ватт — это своего рода Святой Грааль», — говорит Дэвид Пирс, президент и генеральный директор Miasolé, одной из многих других компаний, работающих над «тонкопленочными» солнечными элементами. По этой цене солнечная энергия может конкурировать с коммунальными услугами и может стать популярной. Если цены продолжат падать, солнечные элементы могут полностью изменить представление об энергии, сделав ее дешевым и легким для людей собирать для себя.Это то, что технари называют «прорывной технологией».

«Автомобили разрушили бизнес лошадей и багги, — говорит Дэн Шугар. «Компьютеры разрушили индустрию пишущих машинок. Мы считаем, что солнечные электрические системы разрушат энергетику».

Но цена — не единственное препятствие для солнечных панелей. Есть такие мелочи, как облака и темнота, которые требуют лучших способов хранения энергии, чем громоздкие свинцово-кислотные батареи в моей системе. Но даже если эти препятствия будут преодолены, сможет ли солнечная энергия действительно производить большую энергию, в которой мы нуждаемся?

Поскольку сейчас солнечная энергия обеспечивает менее одного процента мировой энергии, это потребует «огромного (но не непреодолимого) масштабирования», — заявили Хофферт из Нью-Йоркского университета и его коллеги в статье в Science .При нынешнем уровне эффективности потребуется около 10 000 квадратных миль (25 900 квадратных километров) солнечных панелей — площадь больше, чем Вермонт, — чтобы удовлетворить все потребности Соединенных Штатов в электроэнергии. Но требования к земле звучат более устрашающе, чем есть на самом деле: открытая местность не должна быть покрыта. Все эти панели могли уместиться менее чем на четверти площади кровли и тротуаров в городах и пригородах.

Ветер, в конечном итоге приводимый в движение нагретым солнцем воздухом, — это еще один способ сбора солнечной энергии, но он работает в пасмурные дни.Однажды днем ​​я стоял в поле недалеко от западного побережья Дании под таким темным и тяжелым небом, что мои собственные солнечные батареи могли бы впасть в кому. Но прямо надо мной мегаватт вырабатывал чистую энергию. Лезвие длиннее крыла самолета медленно вращалось на сильном южном ветру. Это был ветряк.

Ленивая развертка турбины вводила в заблуждение. Каждый раз, когда одно из трех 130-футовых (40-метровых) лезвий проходило мимо, оно шипело, рассекая воздух. Наклонная скорость может превышать 100 миль (161 км) в час.Эта единственная башня была способна производить два мегаватта, почти половину всей мощности солнечной фермы в Лейпциге.

В Дании вращающиеся лезвия всегда видны на горизонте, маленькими или большими группами, как спицы колес, катящихся в странный новый мир. Общая установленная энергия ветра в Дании в настоящее время составляет более 3 000 мегаватт, что составляет около 20 процентов потребности страны в электроэнергии. По всей Европе щедрые стимулы, направленные на сокращение выбросов углерода и отлучение экономики от нефти и угля, привели к ветровому буму.Континент является мировым лидером в области ветроэнергетики — почти 35 000 мегаватт, что эквивалентно 35 крупным угольным электростанциям. Северная Америка, хотя и обладает огромным потенциалом ветроэнергетики, остается на втором месте с чуть более 7000 мегаватт. За исключением гидроэлектроэнергии, которая веками приводила в движение машины, но имеет мало возможностей для развития в развитых странах, ветер в настоящее время является самым большим успехом в области возобновляемых источников энергии.

«Когда я начинал в 1987 году, я много времени просидел в фермерских домах до полуночи, разговаривая с соседями, просто продавая одну турбину», — говорит Ханс Буус.Он директор по развитию проекта датской энергетической компании Elsam. «Я бы не мог представить, какой он сегодня уровень».

Он имеет в виду не только количество турбин, но и их размеры. В Германии я видел прототип из стекловолокна и стали, который имеет высоту 600 футов (183 метра), имеет лопасти длиной 200 футов (61 метр) и может генерировать пять мегаватт. Это не только памятник инженерной мысли, но и попытка преодолеть новые препятствия на пути развития ветроэнергетики.

Одно эстетично. Озерный край Англии — это живописный ландшафт, состоящий из поросших папоротником холмов и уединенных долин, в основном охраняемых как национальный парк. Но на гребне рядом с парком, хотя и не за пределами великолепия, запланировано 27 башен, каждая размером с двухмегаваттную машину в Дании. Многие местные жители протестуют. «Это качественный пейзаж», — говорит один из них. «Они не должны класть эти вещи сюда».

Датчане, кажется, любят турбины больше, чем британцы, возможно потому, что многие датские турбины принадлежат кооперативам местных жителей.Труднее сказать «не у меня на заднем дворе», если вещь на заднем дворе помогает оплачивать дом. Но противодействие окружающей среде — не единственная проблема, с которой сталкивается развитие ветроэнергетики. По всей Европе многие из самых ветреных мест уже заняты. Таким образом, немецкая машина мощностью пять мегаватт разработана, чтобы помочь перенести энергию ветра с ландшафта на множество новых участков в море.

Многие береговые линии имеют обширные участки мелководного континентального шельфа, где ветер дует более устойчиво, чем на суше, и где, как выразился один эксперт по ветру, «чайки не голосуют».(Однако настоящие избиратели иногда все еще возражают против вида башен на горизонте.) Строительство и обслуживание турбин в море обходится дороже, чем на суше, но подводный фундамент для башни мощностью пять мегаватт дешевле на мегаватт, чем меньший фундамент. Отсюда и немецкий гигант.

Есть и другие проблемы. Как парусники, ветряные турбины можно успокоить в течение нескольких дней. Чтобы сеть гудела, другие источники, такие как угольные электростанции, должны быть готовы к работе. Но когда сильный ветер сбрасывает электроэнергию в сеть, другие генераторы должны быть отключены, а установки, сжигающие топливо, не могут быть быстро отрегулированы.Золотое дно ветроэнергетики может превратиться в перенасыщение. Дания, например, иногда вынуждена выгружать электроэнергию по нерентабельной цене таким соседям, как Норвегия и Германия.

Что нужно для ветра, так и для солнечной энергии, это способ хранить большой избыток энергии. Уже существует технология, позволяющая превратить его в топливо, такое как водород или этанол, или использовать его для сжатия воздуха или вращения маховиков, аккумулируя энергию, которая позже может производить электричество. Но большинству систем еще предстоит пройти десятилетия до того, как они станут экономически целесообразными.

С другой стороны, и ветер, и солнце могут обеспечивать так называемую распределенную энергию: они могут производить энергию в небольшом масштабе рядом с пользователем. У вас не может быть частной угольной электростанции, но у вас может быть собственная ветряная мельница с батареями для спокойных дней. Чем больше домов или сообществ вырабатывают собственные ветряные электростанции, тем меньше и дешевле могут быть центральные электростанции и линии электропередачи.

В стремительном движении Европы к ветроэнергетике, турбины продолжают расти. Но во Флагстаффе, штат Аризона, компания Southwest Windpower производит турбины с лопастями, которые можно поднять одной рукой.Компания продала около 60 000 маленьких турбин, большинство из них для автономных домов, парусных лодок и удаленных объектов, таких как маяки и метеостанции. При мощности 400 Вт на штуку они не могут запитать больше, чем несколько ламп.

Но Дэвид Гэлли, президент Southwest, отец которого построил свою первую ветряную турбину из деталей стиральной машины, тестирует новый продукт, который он называет энергетическим прибором. Он будет стоять на башне высотой с телефонный столб, вырабатывать до двух киловатт при умеренном ветре и поставляться со всей электроникой, необходимой для подключения к дому.

Многие коммунальные предприятия США обязаны платить за электроэнергию, которую люди возвращают в сеть, поэтому любой, кто находится в относительно свежем месте, может установить энергетический прибор во дворе, использовать электроэнергию, когда это необходимо, и вернуть ее в сеть. когда это не так. За исключением больших нагрузок на отопление и кондиционирование воздуха, такая установка могла бы снизить годовой счет за электроэнергию дома почти до нуля. Если, как надеется Галлей, он сможет продать это устройство менее чем за 3000 долларов, оно окупится за счет экономии энергии в течение нескольких лет.

Где-то в этой смеси грандиозного и личного могут быть и большие числа в ветре.

В Германии, проезжая от гигантской ветряной турбины недалеко от Гамбурга до Берлина, я регулярно чувствовал странный запах: своего рода аппетитный запах фаст-фуда. Это было загадкой, пока не проехал грузовик-цистерна с надписью «биодизель». Запах горелого растительного масла. Германия использует около 450 миллионов галлонов (1,7 миллиарда литров) биодизеля в год, что составляет около 3 процентов от общего потребления дизельного топлива.

Энергия биомассы имеет древние корни. Бревна в вашем огне — это биомасса. Но сегодня биомасса означает этанол, биогаз и биодизель — топливо, которое так же легко сжигать, как нефть или газ, но оно производится из растений. Эти технологии проверены. Этанол, произведенный из кукурузы, идет в бензиновые смеси в США; этанол из сахарного тростника обеспечивает 50 процентов автомобильного топлива в Бразилии. В США и других странах биодизель из растительного масла сжигается в чистом виде или в смеси с обычным дизельным топливом в немодифицированных двигателях. «Биотопливо — это топливо, которое легче всего вставить в существующую топливную систему», — говорит Майкл Пачеко, директор Национального центра биоэнергетики.

Что ограничивает биомассу, так это земля. Фотосинтез, процесс улавливания солнечной энергии в растениях, гораздо менее эффективен на квадратный фут, чем солнечные панели, поэтому улавливание энергии растениями поглощает еще больше земли. По оценкам, использование биотоплива для всех транспортных средств в мире означало бы удвоение площади земель, отведенных под сельское хозяйство.

В Национальном центре биоэнергетики ученые пытаются повысить эффективность топливного хозяйства. Сегодняшние виды топлива из биомассы основаны на растительном крахмале, маслах и сахаре, но центр занимается тестированием организмов, которые могут переваривать древесную целлюлозу, которой много в растениях, чтобы из нее тоже могло получиться жидкое топливо.Также могут помочь более продуктивные топливные культуры.

Один из них — просо, растение, произрастающее в прериях Северной Америки, которое растет быстрее и требует меньше удобрений, чем кукуруза, источник большей части этанольного топлива, производимого в США. корм для животных, что еще больше снижает нагрузку на сельхозугодья.

«Предварительные результаты выглядят многообещающими, — говорит Томас Фуст, технический менеджер центра. «Если вы повысите эффективность автомобиля до уровня гибрида и перейдете на смесь просеянных культур, вы сможете удовлетворить две трети U.Южный транспортный спрос на топливо без дополнительных земель ».

Но технически возможный не означает политически осуществимый. От кукурузы до сахарного тростника — у всех культур есть свои лоббисты.« Мы смотрим во многие переулки », — говорит Пачеко. «И в каждом переулке есть свои группы интересов. Откровенно говоря, одна из самых больших проблем с биомассой заключается в том, что существует так много вариантов ».

Деление ядер, казалось, лидировало в гонке как энергетическая альтернатива несколько десятилетий назад, когда страны начали строить реакторы.В настоящее время во всем мире около 440 электростанций вырабатывают 16 процентов электроэнергии на планете, а некоторые страны перешли на ядерную энергетику. Франция, например, получает 78 процентов своей электроэнергии за счет деления ядер.

Очарование очевидное: изобилие энергии, отсутствие выбросов углекислого газа, никаких пятен на ландшафте, за исключением случайного защитного купола и градирни. Но наряду с известными бедами — авариями на Три-Майл-Айленде и Чернобыле, слабой экономикой по сравнению с установками, работающими на ископаемом топливе, и проблемой утилизации радиоактивных отходов — ядерная энергия далека от возобновляемой энергии.Легкодоступного уранового топлива хватит не более чем на 50 лет.

Но энтузиазм возрождается. Китай, столкнувшийся с нехваткой электроэнергии, начал строить новые реакторы быстрыми темпами — один или два в год. В США, где некоторые водородные автомобильные ускорители рассматривают атомные станции как хороший источник энергии для производства водорода из воды, вице-президент Дик Чейни призвал «по-новому взглянуть» на атомную энергетику. А Япония, которой не хватает собственной нефти, газа и угля, продолжает поощрять программу расщепления.Юми Акимото, старший японский государственный деятель ядерной химии, еще мальчиком видел вспышку бомбы в Хиросиме, но при этом описывает ядерное деление как «столп следующего столетия».

В городе Роккашо на самой северной оконечности острова Хонсю Япония работает над ограничением поставок урана. Внутри нового комплекса стоимостью 20 миллиардов долларов работники носят бледно-голубые рабочие костюмы и выглядят терпеливо поспешно. Я посмотрел на цилиндрические центрифуги для обогащения урана и бассейн, частично заполненный стержнями с отработавшим ядерным топливом, охлаждение.Отработавшее топливо богато плутонием и оставшимся ураном — ценным ядерным материалом, для утилизации которого предназначена установка. Он будет «перерабатывать» отработанное топливо в смесь обогащенного урана и плутония, называемую МОКС, для получения смешанного оксидного топлива. МОКС-топливо можно сжигать в некоторых современных реакторах, и запасы топлива могут растягиваться на десятилетия и более.

Заводы по переработке в других странах также превращают отработавшее топливо в МОКС. Но эти заводы изначально производили плутоний для ядерного оружия, поэтому японцы любят говорить, что их завод, который должен быть запущен в 2007 году, является первым таким заводом, построенным полностью для мирного использования.Чтобы заверить мир в том, что так и будет, комплекс Роккашо включает в себя здание для инспекторов Международного агентства по атомной энергии, ядерного сторожевого пса Организации Объединенных Наций, которые будут следить за тем, чтобы ни один плутоний не был перенаправлен на оружие.

Это не удовлетворяет противников атомной энергетики. Оппозиция усилилась в Японии после несчастных случаев со смертельным исходом на атомных станциях страны, в том числе одной, в результате которой погибли двое рабочих и подверглись облучению другие. Вскоре после моего визита в Роккашо около сотни протестующих вышли за пределы завода в метель.

Большой спор вызвал бы то, что некоторые сторонники ядерной энергетики считают важным следующим шагом: переход к реакторам-размножителям. Селекционеры могут производить больше топлива, чем потребляют, в виде плутония, который может быть извлечен путем переработки отработавшего топлива. Но экспериментальные реакторы-размножители оказались темпераментными, и полномасштабная программа-размножитель может стать кошмаром по контролю над вооружениями из-за всего плутония, который она пустит в обращение.

Акимото, например, считает, что общество должно привыкнуть к переработке топлива, если оно хочет рассчитывать на ядерную энергию.Он говорил со мной через переводчика, но, чтобы подчеркнуть этот момент, он перескочил на английский: «Если мы собираемся принять ядерную энергию, мы должны принять всю систему. Иногда мы хотим получить первый урожай фруктов, но забываем, как это сделать. выращивать деревья «.

Fusion — самая яркая из надежд, огонь звезд в человеческом очаге. Полученная при слиянии двух атомов в один термоядерная энергия может удовлетворить огромные потребности в будущем. Топлива хватило бы на тысячелетия.Термоядерный синтез не будет производить долгоживущих радиоактивных отходов и ничего, что террористы или правительства не могли бы превратить в оружие. Это также требует некоторых из самых сложных механизмов на Земле.

Несколько ученых заявили, что холодный синтез, который обещает энергию из простого сосуда вместо высокотехнологичного тигля, может работать. Вердикт на данный момент: нет такой удачи. Горячий синтез с большей вероятностью увенчается успехом, но это будет длиться десятилетия и будет стоить миллиарды долларов.

Горячий синтез — это сложно, потому что топливо — разновидность водорода — необходимо нагреть до 180 миллионов градусов по Фаренгейту (100 миллионов градусов Цельсия) или около того, прежде чем атомы начнут плавиться.При таких температурах водород образует непослушный пар электрически заряженных частиц, называемый плазмой. «Плазма — наиболее распространенное состояние материи во Вселенной, — говорит один физик, — но также и наиболее хаотичное и наименее управляемое». Создание и удержание плазмы настолько сложно, что ни один термоядерный эксперимент еще не дал более 65 процентов энергии, необходимой для начала реакции.

Сейчас ученые в Европе, Японии и США совершенствуют этот процесс, изучают лучшие способы управления плазмой и пытаются увеличить выработку энергии.Они надеются, что в испытательном реакторе ITER стоимостью шесть миллиардов долларов США зажгется термоядерный костер — то, что физики называют «зажиганием плазмы». Следующим шагом будет демонстрационная установка для фактического производства электроэнергии, а через 50 лет — коммерческие установки.

«Я на 100 процентов уверен, что мы можем зажечь плазму», — говорит Джером Памела, руководитель проекта термоядерной машины под названием Joint European Torus, или JET, в британском научном центре Калхэма. «Самая большая проблема — это переход от плазмы к внешнему миру.«Он имеет в виду найти подходящие материалы для облицовки плазменной камеры ИТЭР, где они должны будут выдерживать бомбардировку нейтронами и передавать тепло электрическим генераторам.

В Калхэме я видел эксперимент в токамаке, устройстве, удерживающем плазму в магнитном поле в форме бублика — стандартная конструкция для большинства термоядерных ядер, включая ИТЭР. Физики послали огромный электрический заряд в заполненный газом контейнер, уменьшенную версию JET. Это повысило температуру примерно до десяти миллионов градусов по Цельсию, недостаточно, чтобы начать термоядерный синтез, но достаточно, чтобы создать плазму.

Эксперимент длился четверть секунды. Его запечатлела видеокамера, снимающая 2250 кадров в секунду. Во время воспроизведения слабое свечение расцвело в комнате, заколебалось, превратилось в дымку, видимую только на ее остывающих краях, и исчезло.

Это было… ну, разочаровывающе. Я ожидал, что плазма будет похожа на кадр из фильма взрывающегося автомобиля. Это было больше похоже на привидение в библиотеке, обшитой английскими панелями.

Но этот фантом был воплощением энергии: универсальной, но неуловимой магии, которую все наши разнообразные технологии — солнечная, ветровая, биомасса, деление, синтез и многие другие, большие или малые, обычные или сумасшедшие — стремятся сразиться на нашу службу.

Укрощение этого призрака — не просто научная задача. Проект ИТЭР сдерживается, казалось бы, простой проблемой. С 2003 года страны-участницы, в том числе большая часть развитого мира, зашли в тупик относительно того, где строить машину. Выбор сводился к двум сайтам, одному во Франции и одному в Японии.

Как скажут вам все эксперты в области энергетики, это доказывает устоявшуюся теорию. Есть только одна сила, с которой труднее справиться, чем с плазмой: политика.

Хотя некоторые политики считают, что задача разработки новых энергетических технологий должна быть оставлена ​​на усмотрение рыночных сил, многие эксперты с этим не согласны.Это не только потому, что запускать новые технологии обходится дорого, но и потому, что правительство часто может пойти на риск, на который частные предприятия не пойдут.

«Большая часть современных технологий, управляющих экономикой США, не возникла спонтанно благодаря рыночным силам», — говорит Мартин Хофферт из Нью-Йоркского университета, говоря о реактивных самолетах, спутниковой связи, интегральных схемах, компьютерах. «Интернет в течение 20 лет поддерживался военными и еще 10 лет — Национальным научным фондом, прежде чем его открыла Уолл-Стрит.«

Без большого толчка со стороны правительства, — говорит он, — мы можем быть обречены полагаться на все более грязные ископаемые виды топлива, поскольку более чистые, такие как нефть и газ, исчерпываются, что имеет ужасные последствия для климата». Если у нас не будет активных действий Энергетическая политика, — говорит он, — мы просто прекратим использовать уголь, затем сланец, затем битуминозные пески, и это будет постоянно уменьшаться, и в конечном итоге наша цивилизация рухнет. Но это не должно так заканчиваться. У нас есть выбор ».

Это вопрос личных интересов, — говорит Герман Шеер, член парламента Германии.«Я не призываю людей изменить свою совесть», — сказал он в своем берлинском офисе, где небольшая модель ветряной турбины лениво вращалась в окне. «Вы не можете ходить, как священник». Напротив, его послание состоит в том, что создание новых форм энергии необходимо для экологически и экономически безопасного будущего. «Альтернативы нет».

Изменения уже начинаются с корней. В США правительства штатов и местные органы власти продвигают альтернативные источники энергии, предлагая субсидии и требуя, чтобы коммунальные предприятия включали возобновляемые источники в свои планы.А в Европе финансовые стимулы как для ветровой, так и для солнечной энергии пользуются широкой поддержкой, даже несмотря на то, что они увеличивают счета за электричество.

Альтернативная энергия также завоевывает популярность в тех частях развивающегося мира, где это необходимость, а не выбор. Солнечная энергия, например, проникает в африканские общины, у которых отсутствуют линии электропередач и генераторы. «Если вы хотите преодолеть бедность, на чем должны сосредоточиться люди?» — спрашивает министр окружающей среды Германии Юрген Триттин. «Им нужна пресная вода и энергия.Для удовлетворения потребностей отдаленных деревень возобновляемые источники энергии очень конкурентоспособны ».

В развитых странах есть ощущение, что альтернативная энергия — когда-то считавшаяся причудливым энтузиазмом хиппи — больше не является альтернативной культурой. Она постепенно становится мейнстримом. Энергетическая свобода кажется заразной.

Однажды днем ​​в прошлом году недалеко от деревни к северу от Мюнхена небольшая группа горожан и рабочих открыла солнечную электростанцию. Вскоре она превзойдет Лейпцигское месторождение, став крупнейшим в мире, с мощностью в шесть мегаватт .

Около 15 человек собрались на небольшом искусственном холме рядом с солнечной фермой и посадили четыре вишневых дерева на вершине. Мэр опрятного соседнего городка принес сувенирные бутылки шнапса. Глоток выпили почти все, в том числе и мэр.

Затем он сказал, что будет петь руководителю строительства проекта и художнику-пейзажисту, американским женщинам. Две женщины стояли вместе, ухмыляясь, а солнечные панели впитывали энергию позади них. Немецкий мэр поправил свой темный костюм, а остальные оперлись на лопаты.

Пятьдесят лет назад, подумал я, в городах Европы все еще были разрушенные бомбежкой руины. Советский Союз планировал Спутник. Нефть в Техасе стоила 2,82 доллара за баррель. В лучшем случае у нас есть 50 лет, чтобы заново создать мир. Но люди меняются, адаптируются и заставляют работать новые безумные вещи. Я подумал о Дэне Шугаре, говорящем о революционных технологиях. «Есть чувство волнения», — сказал он. «Есть ощущение срочности. Есть ощущение, что мы не можем потерпеть неудачу».

На вершине холма мэр глубоко вздохнул.Он спел громким тенором, не пропустив ни одной ноты или слова, всю песню «O Sole Mio». Все приветствовали.

Преимущества использования возобновляемых источников энергии

Рабочие места и другие экономические выгоды

По сравнению с технологиями использования ископаемого топлива, которые обычно являются механизированными и капиталоемкими, отрасль возобновляемых источников энергии более трудоемка. Солнечные панели нуждаются в людях, чтобы установить их; ветряным электростанциям требуются специалисты для обслуживания.

Это означает, что в среднем на каждую единицу электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников, создается больше рабочих мест, чем на ископаемое топливо.

Возобновляемые источники энергии уже поддерживают тысячи рабочих мест в США. В 2016 году в ветроэнергетической отрасли было непосредственно занято более 100000 сотрудников с полной занятостью в различных сферах, включая производство, разработку проектов, строительство и установку турбин, эксплуатацию и техническое обслуживание, транспорт и логистику, а также финансовые, юридические и консалтинговые услуги. [10]. Более 500 заводов в США производят детали для ветряных турбин, а стоимость ветроэнергетических установок только в 2016 году составила 13 долларов США.0 млрд инвестиций [11].

Другие технологии использования возобновляемых источников энергии позволяют задействовать еще больше рабочих. В 2016 году в солнечной отрасли было занято более 260 000 человек, включая рабочие места в установках, производстве и продажах солнечных батарей, что на 25% больше, чем в 2015 году [12]. В 2017 г. в гидроэнергетике работало около 66 000 человек [13]; в геотермальной промышленности работало 5 800 человек [14].

Увеличение поддержки возобновляемых источников энергии может создать еще больше рабочих мест. Исследование Союза обеспокоенных ученых 2009 года, посвященное стандарту возобновляемой энергии на уровне 25% к 2025 году, показало, что такая политика создаст в три раза больше рабочих мест (более 200 000), чем производство эквивалентного количества электроэнергии из ископаемого топлива [15 ].

Напротив, в 2016 году во всей угольной отрасли работало 160 000 человек [26].

В дополнение к рабочим местам , непосредственно созданным в отрасли возобновляемых источников энергии, рост экологически чистой энергии может создать положительный экономический «волновой» эффект. Например, отрасли в цепочке поставок возобновляемой энергии выиграют, а несвязанные местные предприятия выиграют от увеличения доходов домашних хозяйств и предприятий [16].

Местные органы власти также извлекают выгоду из чистой энергии, чаще всего в форме налога на имущество, подоходного налога и других платежей от владельцев проектов возобновляемой энергии.Владельцы земли, на которой строятся ветряные электростанции, часто получают арендные платежи в размере от 3000 до 6000 долларов за мегаватт установленной мощности, а также платежи за сервитуты для линий электропередач и право отвода дороги. Они также могут получать гонорары в зависимости от годовой выручки проекта. Фермеры и сельские землевладельцы могут создавать новые источники дополнительного дохода, производя сырье для электростанций, работающих на биомассе.