Установка альтернативных источников энергии: Альтернативная энергетика для дома своими руками: обзор лучших разработок

Альтернативные источники энергии для дома

Главная » Разное » Альтернативная энергия для частного 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. 

Альтернативные источники энергии могут обеспечить все потребности

Откуда можно получать энергию и в каком виде

Содержание статьи

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:

• Использовать солнечную энергию для получения электрической энергии или для подогрева воды — для ГВС или низкотемпературного отопления (солнечные батареи и коллекторы).
• Преобразовывать энергию ветра в электричество (ветрогенераторы).
• При помощи тепловых насосов отапливать дом, отбирая тепло у воздуха, земли, воды (тепловые насосы).
• Получать газ из отходов жизнедеятельности домашних животных и птицы (биогазовые установки).

  Альтернативная энергетика — способ самостоятельно обеспечить собственные потребности

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:

• солнечные батареи вырабатывают электрический ток;
• солнечные коллекторы греют воду.

  От солнечной энергии можно греть воду или получать электрический ток

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.

Это поликристаллический фотопреобразователь. Обращаться с ними надо аккуратно — они очень хрупкие (монокристаллические тоже, но не в такой степени)

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:

• Сделать каркас (из деревянных планок или металлических уголков). Установить на него подложку. Прозрачную — стекло, оргстекло (монолитный поликарбонат) — если солнечная батарея будет висеть на окне, и непрозрачную (фанера, окрашенная в белый цвет), если устанавливать батарею будете не крыше.
• При помощи алюминиевых проводников соединить элементы в одну батарею (параллельно). Проводники могут быть сразу припаяны к пластинам (стоят чуть дороже) или придется покупать отдельно и затем паять самостоятельно.
• Готовую батарею надо загерметизировать. Заливают ее эпоксидной смолой или проклеивают специальной пленкой EVA. При герметизации необходимо следить чтобы не было пустот — воздушных пузырьков. Они очень сильно снижают производительность батареи, потому выгоняем их тщательно.

  Это уже готовая солнечная батарея

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.

Наиболее распространенные трубчатые солнечные коллекторы

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.

Плоский солнечный коллектор

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.

Трубчатые коллекторы могут быть вакуумными и перьевыми

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.

Схема организации отопления и ГВС за счет альтернативных источников энергии — с использованием солнечных коллекторов

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.

Устройство возушного коллектора

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.

Схема обеспечения частного дома электричеством за счет альтернативных источников энергии (ветрогенератор и солнечные батареи)

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.

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

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.

Схема теплового насоса для использования альтернативных источников энергии

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.

Из навоза тоже можно получать энергию, только не в чистом виде, а в виде газа

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.

Принципиальная схема биогазовых установок

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.

Схема бункерной биогазовой установки

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.

Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии — solar-energ.ru. Альтернативные источники энергии для частного дома: виды и проекты

В природе энергия присутствует практически везде – ветер, вода, земля и солнце – это альтернативные и возобновляемые источники энергии. Но основной задачей человечества является создание приспособлений, которые могут извлечь ее оттуда, именно этим занимается альтернативная энергетика.

Человечество достигло невероятных успехов в этом направлении, на сегодняшний день такие установки можно изготовить самостоятельно для своего дома. Зачем нужны эти устройства, и что можно изготовить своими руками?

Необходимость использования новых источников энергии

Развитие энергетики и технологический прогресс привели к постоянному росту спроса на энергоресурсы. До 60-х годов прошлого века основным источником энергетики являлась нефть. Кризис 1973 года показал, что ориентация на один вид ресурса может повлечь за собой непредвиденные ситуации. Многие экономически развитые страны разработали новую энергетическую стратегию, которая основывается на диверсификации энергетических источников.

С этого времени ученые уделяют большое внимание проблемам всемирного энергосбережения и изучению возможностей применения нетрадиционных альтернативных источников энергии.

Освоение нетрадиционных источников

К нетрадиционным источникам энергии относятся:

• энергия солнца;
• энергия ветра;
• геотермальная;
• энергия морских приливов и волн;
• биомассы;
• низкопотенциальная энергия окружающей среды.

Их освоение представляется возможным благодаря повсеместной распространенности большинства видов, можно отметить также их экологическую чистоту и отсутствие эксплуатационных затрат на топливную составляющую.

Однако существуют и некоторые отрицательные качества, которые препятствуют применению их в производственных масштабах. Это – небольшая плотность потока, которая заставляет применять «перехватывающие» установки большой площади, также изменчивость во времени.

Все это приводит к тому, что подобные устройства обладают большой материалоемкостью, а значит, увеличиваются и капиталовложения. Ну, а процесс получения энергии из-за некоторого элемента случайности, связанного с погодными условиями, доставляет немало неприятностей.

Другой наиважнейшей проблемой остается «сохранение» этого энергетического сырья, так как существующие технологии аккумулирования электроэнергии не позволяют сделать это в больших количествах. Тем не менее, в бытовых условиях альтернативные источники энергии для дома пользуются все большей популярностью, поэтому ознакомимся с основными энергоустановками, которые можно установить в частном владении.

Солнечные батареи

Солнечная панель состоит из комплекса соединенных элементов, которые преобразуют солнечный свет в поток электронов. Характерной особенностью является тот факт, что они не в состоянии генерировать ток высокого напряжения. Отдельный элемент вырабатывает ток напряжением до 0,55 В, а одна батарея вырабатывает ток напряжением до 21 В, который позволяет питать 12-вольтовую аккумуляторную батарею.

Естественно, для обеспечения дома электроэнергией потребуется система, насчитывающая десятки таких устройств. Также в ее состав входят следующие компоненты:

• контроллер для управления зарядкой аккумуляторной батареи, предотвращает повторный заряд;
• инвертор, преобразующий ток из низкого в высокое напряжение;
• аккумулятор.

Все три элемента лучше приобрести в готовом виде, ну, а солнечную батарею можно изготовить самостоятельно.

Процесс изготовления батареи

Батарея собирается из модулей, состоящих из 30, 36 или 72 фотоэлементов. Они соединяются последовательно с источником питания, его максимальное напряжение составляет 50 В.

Этапы работ:

1. Из фанеры вырезается дно корпуса и вставляется в рамку, по периметру которой высверливаются отверстия. Они необходимы для обеспечения вентиляции и предотвращения перегрева во время работы.
2. Подложка для солнечных элементов вырезается по размеру корпуса, здесь также необходимо предусмотреть наличие отверстий.
3. Корпус окрашивается и высушивается, после этого на него выкладываются вверх ногами солнечные элементы и запаиваются.
4. Элементы соединяются для начала рядами, затем они подключаются к токоведущим шинам.
5. Перевернутые элементы фиксируются при помощи силикона.

Величина выходного напряжения должна составлять около 18-20 В, в этом нужно предварительно убедиться. Также в течение нескольких дней проверяется работоспособность батареи, только после этого выполняется герметизация стыков и собирается система электроснабжения.

При установке панели следует обратить внимание на следующее:

1. Не располагать батарею в тени деревьев или высоких сооружений.
2. Произвести ориентацию батареи в сторону солнца.
3. Правильно определить наклон.
4. Обеспечить доступность для своевременного удаления пыли, грязи и слоя снега.
5. Предусмотреть подставку, регулирующую угол наклона для зимнего и летнего сезона.

Ветрогенераторы

Альтернативные источники энергии для частного дома – это возобновляемые ресурсы, к которым можно отнести и энергию ветра. Наши предки умели строить мельницы, использующие воздушные потоки для вращения лопастей, сейчас же человек научился преобразовать их в электричество.

Существует несколько разновидностей ветряных генераторов, которые различаются в зависимости от основных параметров.

Размещение оси

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

Количество лопастей

Существуют следующие виды:

• однолопастные;
• двухлопастные;
• трехлопастные;
• многолопастные.

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

Материал для лопастей

Лопасти бывают жесткими и парусными, однако из-за быстрой потери своей функциональности, в результате резких порывов ветра, требуют частой замены.

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

1. Лопасти, которые в результате вращения обеспечивают движение ротора.
2. Генератор, вырабатывающий переменный ток.
3. Контроллер, преобразующий переменный ток в постоянный, необходимый для зарядки аккумуляторов.
4. Аккумуляторы для накопления электроэнергии.
5. Инвертор превращает постоянный ток в переменный, необходимый для функционирования всех бытовых приборов.
6. Мачта для обеспечения поднятия лопастей до необходимой высоты с наиболее активными воздушными массами.

Тепловые насосы

Этот самая прогрессивная технология, в которой используются альтернативные источники энергии для дома своими руками, обеспечивающая значительную экономию средств на обогрев или охлаждение дома.

Принцип работы оборудования основан на цикле Карно: в результате резкого сжатия теплоносителя происходит повышение температуры. Противоположное действие наблюдается в функционировании холодильных и морозильных камер.

Для изготовления теплового насоса могут применяться некоторые узлы, использующиеся в данном оборудовании. Тепловая энергия, отбирающаяся из грунта, воздуха, воды, попадая в испаритель, превращается в газ, далее сжимается компрессором, а температура повышается.

Классификация насосов следующая:

1. По количеству контуров:
   • одноконтурные;
   • двухконтурные;
   • трехконтурные.
2. По виду источника.

Встречаются следующие разработки.

Грунт-вода

Применяются с успехом на территориях с умеренным климатом, где прослеживается равномерный подогрев почвы в любое время года. Скважины бурятся неглубоко, поэтому разрешающие документы оформлять не придется. В зависимости от типа грунта используют зонд или коллектор.

Воздух-вода

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

Вода-вода

Применяются в условиях наличия водоема: рек, озер, скважин, отстойников, грунтовых вод. Как известна температура водных источников значительно выше температуры воздуха в зимнее время. Этим и обусловлена эффективность данных установок.

Вода-воздух

Тепло из водоемов посредством компрессора передается воздуху и используется для обогрева жилых площадей.

Грунт-воздух

Наиболее универсальная система, использующая в качестве переносчиков энергии незамерзающие жидкости. Тепло из грунта посредством компрессора передается воздуху.

Воздух-воздух

Наиболее дешевая система, которая не требует проведения земляных работ, а также прокладки трубопровода. Способна как обогревать, так и охлаждать помещение.

При выборе одной из систем следует учесть следующее:

• геологию участка;
• возможность проведения земляных работ;
• наличие свободного пространства.

Эффективность установки зависит от правильности выбора источника альтернативной энергии.

Биогазовые установки

Газ образуется в результате обработки продуктов жизнедеятельности домашних птиц и животных. Переработанные отходы используются для удобрения почвы на приусадебных участках. Процесс основан на реакции брожения, в котором участвуют бактерии, живущие в навозе.

Самым лучшим источником биогаза считается навоз КРС, хотя для этого также подходят отходы птиц или другого домашнего скота.

Брожение происходит без доступа кислорода, поэтому целесообразно использовать закрытые емкости, которые еще называют биореакторами. Реакция активизируется, если периодически перемешивать массу, для этого используется ручной труд или различные электромеханические приспособления.

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

Изготовление конструкции

Самой простой биогазовой установкой является бочка с мешалкой, закрывающаяся крышкой. Газ из бочки поступает в резервуар через шланг, в крышке для этой цели проделывается отверстие. Такая конструкция обеспечивает газом одну или две газовые горелки.          

Для получения масштабных объемов газа используется надземный или подземный бункер, который изготавливается из железобетона. Всю емкость целесообразно разделить на несколько отсеков, для того чтобы реакция происходила со сдвигом во времени.

Процесс брожения при участии мезофильных культур занимает до 30 дней, поэтому такие условия оптимальны для бесперебойного выделения газа. Загружают навоз через загрузочный бункер, с противоположной стороны отбирается отработанное сырье.

Емкость заполняется массой не полностью, примерно на 20 процентов, остальное пространство служит для скапливания газа. К крышке емкости подсоединяются две трубки, одна отводится к потребителю, а другая к гидрозатвору – емкости, заполненной водой. Это обеспечивает очищение и осушение газа, к потребителю подается газ высокого качества.

Мини гидроэлектростанции

Самодельные гидроэлектростанции – это дополнительные альтернативные источники энергии своими руками, их можно построить у ручья или водоема с плотиной. Основа этой конструкции – колесо, которое вращается потоками воды, а от скорости течения зависит мощность установки.

Как самостоятельно изготовить конструкцию?

Для осуществления задуманного понадобятся следующие материалы:

• автомобильные колеса;
• генератор;
• обрезки уголка и металла;
• фанера;
• медный провод;
• магниты неодимовые;
• полистироловая смола.

Колесо изготавливается из дисков размером 11 дюймов. Стальная труба разрезается на четыре части по вертикали, из получившихся сегментов получаются лопасти, их потребуется 16 штук. Лопасти крепятся сваркой, а диски – болтами.

Размеры сопла соответствуют ширине колеса, его изготавливают из обрезка металла. Придав соответствующую форму, края соединяют сваркой. Сопло должно быть настроено по высоте для регулирования водяного потока.

Далее, ось сваривается и на нее устанавливается колесо. Изготавливается генератор, который защищается металлическим крылом от брызг. Все элементы покрываются краской для защиты от влаги и коррозии.

Такое устройство не требует огромных капиталовложений, но оно способно значительно снизить расходы на электроэнергию.

Геотермальная энергия

В недрах земного шара таятся неизведанные виды альтернативных источников энергии. Человечество знает, какова сила и масштабы природных стихийных проявлений. Мощность извержения одного вулкана несравнима ни с одной из рукотворных энергетических установок.

К сожалению, человек еще не умеет использовать эту гигантскую энергию во благо, но природная теплота Земли или геотермальная энергетика приковывает взгляды ученых, так как она представляет собой неисчерпаемый ресурс.

Известно, что наша планета ежегодно излучает громадное количество внутреннего тепла, которое компенсируется радиоактивным распадом изотопов в коре земного шара. Различают два типа источника геотермальной энергии.

Подземные бассейны

Это естественные бассейны с горячей водой или пароводяной смесью – гидротермальные или паротермальные источники. Ресурсы из этих источников добываются посредством буровых скважин, далее энергия используется для нужд человечества.

Горные породы

Тепло горячих горных пород может быть использовано для нагревания воды. Для этого ее закачивают в горизонты для дальнейшего применения в энергетических целях.

Одним из недостатков этого вида энергии является его слабая концентрация. Однако в условиях, где при погружении на каждые 100 метров, температура увеличивается на 30-40 градусов, можно обеспечить хозяйственное ее применение.

Технология использования этой энергии в перспективных «геотермальных районах» обладает явными преимуществами:

• неисчерпаемость запасов;
• экологическая чистота;
• отсутствие больших издержек на разработку источников.

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

Тем не менее, освоение этого направления играет важную роль, и сегодня уже существует оборудование, способное существенно сэкономить ресурсы традиционные и альтернативные источники энергии являются отличной альтернативой им. Для воплощения таких идей требуется терпение, умелые руки, а также некоторые навыки и знания.

Видео

Ознакомиться с работой различных альтернативных источников энергии в частном доме вы сможете, посмотрев наше видео.

Альтернативный источник энергии для частного дома

В условиях, когда цены на энергоносители постоянно повышаются, собственники частных домов чаще задумываются об альтернативных источниках энергии. Некоторые домовладельцы вовсе не имеют возможности подключения к магистрали из-за высокой стоимости монтажных работ. Инженеры, а вместе с ними и народные умельцы, обратили внимание на то, что даёт человечеству сама природа и создали ряд устройств, которые можно сделать своими руками для возобновления энергоресурсов. Видео продемонстрирует лучшие наработки в действии.

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 525
Источник: https://sad24.ru/postrojki/sobiraem-alternativnyj-istochnik-energii.html

Разделы статьи

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.

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.

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%.

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.

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.

Блок: 2/2 | Кол-во символов: 10560
Источник: https://akbinfo.ru/alternativa/alternativnaja-jenergija-gotovye-reshenija-svoimi-rukami.html

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.

Ветрогенератор

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.

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 1032
Источник: https://sad24.ru/postrojki/sobiraem-alternativnyj-istochnik-energii.html

Рекомендуем: Хватит страдать от боли в суставах

Мы все стареем, но это не значит, что нужно ставить на себе крест! Хватит терпеть боль в суставах, возраст это не приговор.Жми на картинку прямо сейчас!

Как сделать ветрогенератор

Солнечные электростанции не работают ночью и в пасмурную погоду, а электричество требуется всегда. Поэтому, проектируя альтернативную энергетику для дома своими руками, нужно предусмотреть в ней генератор, не зависящий от солнца.

Для использования в качестве второго источника энергии отлично подойдёт ветрогенератор. Его можно собрать даже из б/у запчастей, что существенно сэкономит ваши средства.

Список того, что понадобится для сборки ветряка:

1. Генератор с магнитным возбуждением от грузовика или трактора.
2. Труба с наружным диаметром 60 мм и длиной 7 метров.
3. Полтора метра трубы с внутренним диаметром 60 мм.
4. Стальной трос.
5. Скобы и колышки для крепления троса.
6. Провода, сечением 4 мм².
7. Повышающий редуктор 1 к 50.
8. ПВХ труба, диаметром 200 мм.
9. Диск от циркулярной пилы.
10. Два разъёма EC-5.
11. Кусок стального листа, толщиной 1 мм.
12. Лист алюминия, толщиной 0,5 мм.
13. Подшипник под внутренний диаметр мачты.
14. Муфта для соединения валов генератора и редуктора.
15. Труба под внутренний диаметр подшипника, длина — 60 см.

Все эти материалы продаются в строительном и в автомагазине. Новые редукторы с генератором стоят дорого, поэтому их лучше купить на барахолке.

Изготовление ветроколеса для дома

Главным элементом любого ветряка являются лопасти, поэтому их нужно изготовить первыми.

Чтобы определиться с размерами, используйте таблицу.

Ветроколесо по мощности в идеале должно совпадать с генератором, но из-за чрезмерно больших размеров получающегося колеса это не всегда возможно. Поэтому чаще всего мощность лопастей значительно ниже таковой у генератора. В этом нет ничего страшного.

Разрежьте ПВХ трубу на отрезки, равные длине лопастей. Распилите их пополам по продольной оси. Перерисуйте на половинки трубы разметку и по ней вырежьте лопасти. Отпилите от заготовок треугольники. Из стального листа вырежьте крепления для лопастей и просверлите в них дырки. Возьмите диск от циркулярной пилы, насверлите в нём отверстий и болтами прикрутите лопасти к диску.

Сборка, установка и подключение

Выройте яму и забетонируйте в ней трубу с внутренним диаметром 60 мм. Возьмите семиметровую трубу и, отступив 1 метр от края, установите на неё скобы. Вварите в тот же край трубы подшипник, используя аргонную сварку.

Согните из стального листа раму и снизу приварите к ней трубу, которая влезает в подшипник. Закрепите на раме редуктор с генератором, соединив их валы. Установите снизу рамы и на верхушке мачты 2 ограничителя в виде штырей. Они не дадут раме поворачиваться больше, чем на 360 градусов. Сделайте флюгер из алюминиевого листа и закрепите его на задней части рамы. В основании мачты просверлите отверстие для провода.

Подключите к генератору провод и протяните его сквозь раму и мачту. Оденьте на вал редуктора ветроколесо и закрепите его на нём. Вставьте раму в подшипник и покрутите её. Она должна легко вращаться.

Ветряк в сборе выглядит примерно так:

1. Лопасти.
2. Диск от циркулярки.
3. Редуктор.
4. Соединительная муфта.
5. Генератор.
6. Флюгер.
7. Крепление флюгера.
8. Подшипник.
9. Ограничители.
10. Мачта.
11. Провод.

Вбейте в землю колышки так, чтобы расстояние от мачты до каждого из них было одинаковым. Привяжите тросы ко скобам на мачте. Для установки мачты нужно вызывать автокран. Не пытайтесь установить ветрогенератор самостоятельно! В лучшем случае вы разобьёте ветряк, в худшем — пострадаете сами. После поднятия мачты автокраном, направьте её основание в забетонированную ранее трубу и дождитесь, пока кран опустит её в трубу.

Трос нужно привязывать к колышку в натянутом состоянии. Причём все тросы должны быть привязаны так, чтобы мачта стояла строго вертикально, без перекосов.

Подключать ветрогенератор нужно к зарядному устройству через разъём ЕС-5. Сама зарядка устанавливается в щитке с оборудованием СЭС и подключается напрямую к аккумулятору.

Чтобы не лишиться бытовой техники, во время грозы всегда отключайте ветряк от зарядного устройства.

Сборка электростанции закончена. Теперь вы не останетесь без электричества, даже если вам отключат свет на длительное время. При этом не придётся тратить деньги на топливо для генератора и время на его доставку. Все будет работать автоматически и не потребует вашего вмешательства.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 4210
Источник: https://220v.guru/vse-ob-elektroenergii/alternativnyy-istochnik-energii-dlya-chastnogo-doma.html

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.

Солнечные батареи

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.

Схема солнечной батареи

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.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 2020
Источник: https://sad24.ru/postrojki/sobiraem-alternativnyj-istochnik-energii.html

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.

Самодельная гидроэлектростанция

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.

Блок: 6/8 | Кол-во символов: 1640
Источник: https://sad24.ru/postrojki/sobiraem-alternativnyj-istochnik-energii.html

Источники энергии для дома: фото

нетрадиционная энергетика для частного дома, виды энергии своими руками

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:

• Воздуха;
• Воды;
• Земли.

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.

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

Использование альтернативных источников энергии

Традиционные источники энергии становятся неактуальными. Множество причин заставляет человечество отказываться от них. Сегодня основное внимание направлено на альтернативные способы, уже применяющиеся на практике и планируемые на будущее. Исследования продолжаются, поэтому наука движется вперёд, не останавливаясь на достигнутых результатах. Сейчас можно оценить некоторые достижения, уже давшие первые результаты, чтобы понять, насколько выгодными станут новые направления через несколько лет.

 

Содержание статьи

Виды альтернативной энергии

Альтернативная энергия продолжает распространяться. Причиной являются её явные преимущества перед традиционными источниками, которые сложно опровергнуть. В некоторых странах правительство ведёт сложные государственные программы с колоссальными денежными вложениями для постепенной замены, но пока результаты остаются незначительными.

• Энергия солнца;
• Энергия ветра;
• Энергия воды;
• Энергия земли;
• Энергия молнии;
• Энергия атома.

Бесконечные исследования позволяют сопоставить возможности, предлагаемые природой. Человечество продолжает искать новые направления, которые в будущем наверняка превратятся в идеальную замену традиционных источников. Подробное описание даст общую информацию, а также укажет, какие виды уже нашли применение в повседневной жизни населения планеты.
Вернуться к содержанию
 

Энергия солнца

Энергия солнца используется человеком давно. Первоначальные попытки делались в древние времена, когда посредством направленного луча люди зажигали дерево. Современные способы основываются на использовании больших площадей батарей, собирающих потоки для последующей обработки и накопления в аккумуляторах.

При помощи такой энергии летают все космические станции и спутники. На орбите доступ к звезде открыт, но и на Земле некоторые страны активно пользуются новым источником. Одним из примеров являются целые «поля» батарей, обеспечивающие небольшие городки. Хотя намного интереснее рассмотреть новые небольшие автономные источники, где площадь поверхности не превышает крыши маленького дома. Они устанавливаются в частном порядке по всему миру, чтобы осуществлять отопление без лишних затрат.

Вернуться к содержанию
 

Энергия ветра

Энергия ветра используется человечеством испокон веков. Лучшим примером этого являются парусники, двигающиеся за счёт постоянного воздушного потока. Теперь научные исследования позволили создать специальные генераторы, обеспечивающие электричеством целые города. Причём они работают по двум принципам:

• Автономно;
• Параллельно с основной сетью.

Энергия воды

Энергия воды остаётся незаменимой. Раньше она применялась на простых мельницах и кораблях, а сейчас огромные турбинные ГЭС поставляют электричество в целых регионах. Последние разработки предлагают человечеству познакомиться с фантастическим будущим, которое будет построено на новейших источниках. Какие альтернативы уже используются странами?

• Приливные электростанции;
• Волновые электростанции;
• Микро и мини ГЭС;
• Аэро ГЭС.

Приливные электростанции используют энергию приливов. Их высота и мощь зависит от воздействия Луны, поэтому стабильность подачи остаётся некоторой проблемой. Хотя во Франции, Индии, Великобритании и нескольких других государствах проект воплощён в жизнь и успешно используется в качестве незаменимой поддержки.

Микро и мини ГЭС подходят для узких горных рек. Их небольшие размеры позволяют свободно найти время, а их мощность подходит для обеспечения маленьких поселений. Опытные модели проверены, поэтому сейчас строятся действующие объекты, обладающие неплохими показателями.

Аэро ГЭС – новейшая технология, которая пока ещё проходит проверку. Она основана на конденсации влаги из атмосферы. Действующие установки пока остаются призрачной мечтой, но есть определённые показатели, подтверждающие целесообразность вложения денежных средств в разработки.

Вернуться к содержанию
 

Энергия земли

Геотермальная энергия остаётся распространённой. Такой альтернативный источник используется несколькими различными способами. Он остаётся одним из самых интересных для определённых регионов, поэтому отказ от неё не имеет смысла. Единственной проблемой является высокая стоимость установок, что ограничивает их количество. Какие варианты возможны?

• Тепловые электростанции;
• Грунтовые теплообменники.

Грунтовые теплообменники работают с использованием тепла грунта. Их применение остаётся на стадии опытных образцов, так как пока невозможно оценить мощность, чтобы узнать целесообразность вложения средств в строительство. Хотя в будущем они рассматриваются в качестве полезного источника.
Вернуться к содержанию
 

Энергия молнии

Энергия молнии – новое веяние. Это направление только начинает разрабатываться, но учёные утверждают, что есть возможность использования доступных гигаватт. Они теряются впустую, уходя в грунт. Американская компания приступила к исследованиям, которые ориентированы на создание специальных установок для улавливания гроз.

Энергия молнии – мощный источник, способный обеспечить электроэнергией крупный район мегаполиса. Ориентировочные денежные затраты на строительство должны окупаться в течение 5─7 лет, так что целесообразность подобных вложений остаётся неоспоримой. Остаётся только дождаться окончания исследований для внедрения новой технологии в широкий обиход.

Вернуться к содержанию
 

Энергия атома

Энергия атома используется человечеством десятилетиями. Поначалу она рассматривалась исключительно в качестве идеального источника для электростанций, где применяются управляемые реакции распада. После этого учёные приступили к массовым разработкам, позволившим значительно уменьшить размеры. В результате были выпущены ядерные реакторы, которые до сих пор устанавливаются на подводных лодках и кораблях.

Тенденции развития альтернативной энергии

Альтернативная энергия – отличный выбор для многих стран. Традиционные источники остаются неприемлемыми по разным причинам. Крупные исследовательские группы продолжают разработки для получения дешёвого электричества. Они остаются сложными и медленно дают нужные результаты, но в ближайшем будущем можно ожидать осуществления планов. Какие причины побуждают к продолжению исследований?

• Экологическая чистота;
• Возобновляемые ресурсы;
• Выгодность вложений.

Экологическая чистота новых источников электроэнергии – главный показатель. Традиционные станции годами наносят непоправимый вред окружающей среде, постепенно разрушая и атмосферу, и гидросферу, и биосферу. Если не остановить этот процесс, через несколько десятилетий планета станет непригодной для жизни.

Выгодность вложений остаётся под сомнением. Запланированное строительство новых крупномасштабных объектов требует огромных денежных вложений. Хотя исследователи провели необходимые расчёты, подтвердив быструю окупаемость каждой электростанции. Причём длительный срок эксплуатации подсказывает, что пора уже вкладывать средства в будущее своих детей, которым не придётся искать полезные ископаемые или продолжать разработки источников.

Альтернативные источники электроэнергии – будущее всего человечества. Планета постепенно исчерпывает свои ресурсы, поэтому через несколько столетий придётся отказаться от традиционных способов добычи электричества. Сегодня исследовательским группам удалось добиться хороших результатов, но их недостаточно для обеспечения всех домов. В городах расход продолжает расти, поэтому с каждым днём потребности населения увеличиваются. Из-за чего проекты постепенно воплощаются в реальность для оценки мощности и размера требующихся денежных вложений.

типов альтернативных источников энергии для дома

Пожалуйста, поделитесь / добавьте в закладки:

Различные типы Альтернативные источники энергии

Альтернативная энергия определяется в первую очередь как возобновляемый и устойчивый источник энергии. Но существует множество различных типов альтернативных источников энергии , включая возобновляемые источники энергии и другие доступные формы низкоуглеродных технологий.В отличие от огромных гидроэлектростанций и водохранилищ, более инновационные формы технологий использования возобновляемых источников энергии снижают их воздействие на окружающую среду и поэтому лучше подходят для стран с обширными ветровыми, солнечными, биомассовыми или другими возобновляемыми источниками энергии. Но сначала давайте начнем с точного определения того, что «нельзя» классифицировать или определять как «тип альтернативной энергии».

Ядерная энергия НЕ является разновидностью альтернативной энергии — Хотя это правда, что ядерная энергия является более чистой альтернативой сжиганию ископаемого топлива и что атомные электростанции не загрязняют воздух выбросами ядовитого диоксида углерода, диоксида серы или оксида азота как и ископаемое топливо, ядерная энергия по-прежнему относится к категории ископаемого топлива, как и уголь, поэтому не может быть отнесена к категории альтернативной энергии.Запасы урана — это природный ресурс Земли, который ежедневно истощается, как уголь, из-за чего его добыча и переработка с течением времени становятся все дороже.

Ядерные перерабатывающие предприятия и атомные электростанции производят радиоактивные отходы, которые могут стать причиной экологических катастроф. Кроме того, ядерная энергия не является жизнеспособным решением для транспортировки или может использоваться внутри страны. Таким образом, хотя ядерная энергия представляет собой отход от сжигания обычных ископаемых видов топлива, это скорее традиционная форма энергии, а не альтернативная форма.

Повышение эффективности использования ископаемого топлива НЕ является одним из видов альтернативной энергии. — Это реальность, что ископаемое топливо будет оставаться важным энергетическим ресурсом в ближайшие десятилетия. Уменьшение количества парниковых газов, сбрасываемых в нашу атмосферу, за счет более чистого сжигания ископаемого топлива, разработки чистых угольных технологий или за счет улучшения способов использования и сжигания ископаемого топлива, что делает их более эффективным источником энергии, производящим мало углекислого газа или совсем без него, например хранение токсичных выбросов под землей может улучшить текущую ситуацию, но не является альтернативой различным доступным видам альтернативной энергии.

Сжигание древесины вместо угля НЕ является видом альтернативной энергии — Хотя это правда, что древесина не является ископаемым и возобновляемым топливом для сжигания (деревья растут), сжигание древесины создает дым, золу, сажу и больше беспорядка, чем другие виды горючего топлива вместе взятые. Сжигание дров на открытом огне неэффективно и очень дымно, выделяя большое количество твердых частиц в атмосферу, поскольку сгораемая древесина обычно низкого качества, свежесрезанная, влажная или представляет собой древесный лом из-за того, что девственная древесина более высокого качества пиломатериалы используются в строительстве зданий или для изготовления мебели.

Сжигание древесины для получения энергии приводит к крупномасштабной вырубке лесов, деградации земель и даже к незаконным рубкам, поскольку вырубаются огромные площади деревьев. Кроме того, вырубка деревьев на дрова нарушает естественную экосистему и среду обитания животных, которые сами могут оказаться под угрозой исчезновения или исчезнуть раньше, чем мы узнаем об этом. Тогда, хотя сжигание древесины может быть устойчивым источником, оно не является альтернативой различным доступным типам альтернативных источников энергии.

С положительной стороны, устойчивое лесопользование обеспечивает достаточные запасы топливной древесины, поскольку новые деревья высаживаются после вырубки старых.Древесные пеллеты и древесные брикеты — это сухое сжатое топливо из биомассы, получаемое из опилок, стружки, древесной щепы и других древесных отходов, образующихся из остатков и побочных продуктов деревообрабатывающей промышленности.

При использовании в качестве топлива для отопления эти обработанные древесные материалы производят больше энергии, чем обычные дрова. Кроме того, усовершенствования печей для сжигания и дровяных печей сокращают расходы на использование топливной древесины, а также на переработку сыпучей древесины, щепы, опилок и других видов древесных материалов в более компактные древесные гранулы меньшего размера.

Теперь, когда, надеюсь, мы лучше понимаем, что не является альтернативной энергией, давайте посмотрим, какие существуют различные типы альтернативных источников энергии.

Типы альтернативной энергии и определения

В основном альтернативные источники энергии — это типы энергетического топлива, которые можно использовать вместо сжигания ископаемого топлива, при этом наиболее распространенными формами альтернативных источников энергии являются: —

С более чем 80% миров Энергоснабжение осуществляется за счет ископаемого топлива, поскольку оно удобно и относительно дешево в производстве и транспортировке, в настоящее время используются различные типы альтернативных источников энергии.Но при сжигании ископаемого топлива в виде угля и бензина в атмосферу выделяется вредный углекислый газ, что приводит к глобальному потеплению и парниковому эффекту из-за загрязнения атмосферы.

Истощение ресурсов ископаемого топлива и увеличение загрязнения окружающей среды привело к исследованию Альтернативные источники энергии с основной концепцией альтернативной энергии, которая заключается в устойчивости, возобновляемости и сокращении количества производимого глобального загрязнения.

Большинство этих типов альтернативных источников энергии и технологий возобновляемых источников энергии не новы.На протяжении веков люди использовали силу проточной воды в реках и ручьях для различных нужд, особенно для сельского хозяйства и транспорта. Водяные колеса и ветряные мельницы использовались на протяжении тысячелетий для измельчения кукурузы или муки, для изготовления хлеба и различных продуктов. Даже пассивная солнечная энергия для обогрева домов и сушки одежды. В то время как некоторые формы этих типов альтернативных источников энергии на самом деле являются усовершенствованием давно существующих технологий, другие являются действительно новыми, например, биоэнергетика и солнечные панели.

Альтернативные источники энергии и источники энергии

Пожалуйста, поделитесь / добавьте в закладки:

Какие существуют различные типы Альтернативные источники энергии

Из предыдущего урока видно, что ископаемое топливо — это останки мертвых растений и животных, которые были похоронены глубоко под землей на протяжении миллионов лет.Со временем и с помощью огромного количества тепла и давления эти углеродные остатки медленно превратились в горючие углеводородные вещества, такие как сырая нефть, уголь и природный газ. Но двух из этих источников энергии, нефти и природного газа, не хватает, поэтому мы должны найти новые альтернативные источники энергии, чтобы заменить их.

Поиск альтернативных источников энергии, и различных видов альтернативной энергии — это глобальные усилия. Многие государственные органы, университеты и ученые работают над разными способами замены традиционных ископаемых видов топлива.Альтернативные источники энергии заполняют пробел между нереалистичными источниками бесплатной энергии и более традиционными видами ископаемого топлива, такими как нефть, газ и уголь. Когда-то ядерная энергия рассматривалась как ответ на нашу глобальную проблему. Огромное количество энергии, которое можно было получить из небольшого количества урана, рассматривалось как путь вперед для обеспечения энергией нашего завода. Но, как мы знаем, как и ископаемое топливо, уран также является естественным и конечным ресурсом.

Существует много различных типов альтернативной энергии, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, но чтобы получить максимальную отдачу от этих экологически чистых альтернатив ископаемому топливу, мы сначала должны понять, что такое Альтернативные источники энергии и как мы можем использовать их как альтернативу сжиганию ископаемого топлива.

Что такое альтернативная энергия

Альтернативная энергия обычно относится к любой группе нетрадиционных источников топлива, которые не сжигают ископаемое топливо или не используют какие-либо природные ресурсы, что может привести к ущербу для окружающей среды. Другими словами, «Альтернативная энергия» — это чистая энергия, по крайней мере теоретически. Альтернативные источники энергии обеспечивают множество преимуществ по сравнению с использованием более традиционных ископаемых видов топлива, таких как меньшее вредное загрязнение и более низкие цены на топливо.

Обратной стороной, однако, является то, что альтернативные источники энергии не всегда доступны, когда они нам нужны, поскольку иногда не дует ветер или не светит солнце.Фактически, из-за ночного и дневного цикла Земли солнечная энергия уже неэффективна на 50% еще до того, как мы собираем даже один луч солнечного света для преобразования. К счастью для нас, с помощью новейших технологий зеленой энергии, доступных сегодня, мы можем в полной мере использовать эти альтернативы, когда они доступны.

Большинство альтернативных источников энергии зависят от очевидных естественных источников энергии, таких как солнце, ветер и вода. Солнце ежедневно покрывает землю солнечным светом, который может превращаться в тепло или электричество.Движение ветра и рек производит кинетическую энергию (энергию движущегося вещества), в то время как океанские приливы поднимают и опускают уровень моря с непреодолимой силой. Все эти источники обладают потенциалом для производства пригодных для использования альтернативных источников энергии.

Энергия существует во многих различных формах, и законы физики говорят нам, что энергия обладает способностью совершать работу, то есть способностью заставлять вещи происходить. Некоторые формы энергии, такие как солнечная энергия, переносят энергию от солнца на землю или химическая энергия используется в батареях для производства электричества.

Другие формы энергии нельзя увидеть, пока не высвободится энергия, например, тепло. В любом случае энергия может быть преобразована из одной формы в другую, но никогда не теряется. Например, химическая энергия ископаемого топлива может быть преобразована в тепло или кинетическая энергия движущейся воды преобразована в электричество.

Но вот в чем проблема. Хотя законы физики говорят нам, что энергия никогда не может быть создана или уничтожена, только преобразована из одной формы в другую, химическая энергия в ископаемом топливе, которая выделяется во время сгорания, не только производит полезное тепло, но также выделяет большое количество углекислого газа в качестве побочный продукт.

Двуокись углерода считается парниковым газом с накоплением двуокиси углерода в атмосфере, способствующей возникновению кислотных дождей и глобального потепления. Тогда альтернативная энергия может помочь удовлетворить потребности в энергии устойчивым, экологически безопасным, экологически безопасным способом, не загрязняющим окружающую среду.

Что такое альтернативные источники энергии

Что ж, в основном альтернативные источники энергии — это типы энергетического топлива, которые можно использовать вместо сжигания ископаемого топлива или расщепления атомов.Но альтернативные источники энергии не одинаковы, поскольку их применение, экономика и выработка энергии разные. Существует несколько популярных альтернативных источников энергии, таких как биомасса, ветер, солнечная энергия, геотермальная энергия и гидроэнергия.

Самым ранним источником энергии была древесина, в виде деревьев, бревен, веток и т. Д. Этот потенциальный источник энергии широко использовался для отопления, освещения (пламя) и приготовления пищи. Но чрезмерное чрезмерное использование этого источника энергии привело к обширной глобальной вырубке лесов.В большинстве случаев альтернативные источники энергии не выбрасывают в атмосферу углекислый газ или ядовитые выбросы, за исключением топлива из биомассы. Затем наиболее распространенными формами альтернативных источников энергии являются: —

Альтернативные формы энергии — Солнечная энергия

• Солнечная энергия — Солнечная энергия — это, безусловно, наибольшее домашнее использование альтернативной энергии. Лучистая энергия, полученная из солнечного света, преобразуется в электрическую с помощью солнечных фотоэлементов и фотоэлектрических панелей, производящих альтернативную энергию, известную как «солнечная энергия».Затем эту солнечную энергию можно использовать для питания наших домов и рабочих мест…. Узнать больше >>
• Солнечное отопление — Солнечное тепловое отопление использует энергию солнца для нагрева воды или других жидкостей, таких как термальное масло, протекающее через набор теплопроводящих труб, заключенных в солнечную панель или отражающую тарелку. Солнечное водонагревание — это экономичный способ произвести много дешевой горячей воды для вашего дома, просто используя энергию солнца… Узнать больше >>
• Солнечное отопление бассейна — Все мы знаем о преимуществах использования энергии солнца для нагрева воды.Солнечная энергия может быть использована в солнечном нагреве бассейна, чтобы помочь нагреть воду в бассейне без необходимости в дорогостоящих электрических нагревательных элементах бассейна, увеличивая использование бассейна до четырех месяцев, просто используя энергию солнца … Узнать больше >>

Альтернативные формы энергии — Ветер

• Энергия ветра — Энергия ветра — это энергия или энергия, получаемая от движения ветра через ветряные мельницы, паруса и, чаще, ветряные турбины. Ветроэнергетика — это преобразование кинетической энергии ветра в механическую энергию для привода машин или насосов или в электрическую энергию для питания наших домов….Узнать больше >>

Альтернативные формы энергии — Вода

• Приливная энергия — Приливная энергия использует движение или кинетическую энергию морей и океанов для выработки электроэнергии. Новые технологии гидроэнергетики, такие как морские и гидрокинетические устройства, могут преобразовывать энергию волн, приливов, океанских течений и естественного течения рек в экологически чистую энергию…. Узнать больше >>
• Hydro Energy — Гидроэнергетика использует энергию, вырабатываемую при перемещении воды с помощью водяных колес и водяных турбин.Наиболее распространенной формой гидроэнергетики является гидроэнергетика. Это использует потенциальную энергию воды в больших резервуарах и плотинах для вращения электрических турбин для выработки электроэнергии… Узнать больше >>

Альтернативные формы энергии — Земля

• Геотермальная энергия — Геотермальная энергия — это альтернативный источник энергии, который использует естественное тепло, скрытое глубоко в ядре Земли, в качестве источника энергии. Вода, нагретая за счет подземной магматической активности, выкачивается на поверхность и используется для выработки электроэнергии или обогрева зданий.Хороший пример использования геотермального тепла — это горячие источники и гейзеры…. Узнать больше >>
• Биомасса — Энергия биомассы производится из сельскохозяйственных культур и растительных материалов, таких как древесина, опилки, торф и солома, выращенных специально для сжигания в качестве топлива. Как следует из названия, биоэнергетика — это энергия, получаемая из биомассы (органического вещества), которая является устойчивой, поскольку новые культуры и леса выращиваются вместо тех, которые были собраны…. Узнать больше >>

Зачем нам нужны альтернативные источники энергии

Мы видели, что существует множество различных типов альтернативных источников энергии, доступных для уменьшения нашей зависимости от ископаемого топлива, но некоторые из этих альтернативных источников энергии, указанных выше, не новы.На протяжении веков люди использовали силу проточной воды в реках и ручьях для различных нужд, особенно для сельского хозяйства и транспорта.

Кроме того, водяные колеса и ветряные мельницы использовались на протяжении тысяч лет для измельчения кукурузы и шелухи, чтобы сделать муку для хлеба и различных продуктов. Даже пассивная солнечная энергия использовалась для обогрева домов и сушки одежды. В то время как некоторые формы этих альтернативных источников энергии, указанные выше, действительно являются усовершенствованием давно существующих технологий, другие являются действительно новыми, например, биоэнергетика, топливные элементы и солнечные панели.

Чтобы узнать больше о различных доступных «Альтернативных источниках энергии» или понять преимущества и недостатки использования альтернативной энергии в доме. Тогда почему бы не щелкнуть здесь и не получить на Amazon копию одной из лучших сегодня книг об альтернативных источниках энергии, чтобы узнать больше о том, как использовать альтернативные источники энергии в вашем доме для экономии денег и окружающей среды.

Альтернативная энергия | WBDG — Руководство по проектированию всего здания

Введение

Хотя большая часть энергии, используемой в Соединенных Штатах, по-прежнему производится из ископаемого топлива (см., Например, EIA), также наблюдается огромный рост технологий альтернативных и возобновляемых источников энергии. В этом контексте альтернативная энергия относится к энергии, полученной не из традиционных источников ископаемого топлива (уголь, природный газ, нефть) с помощью традиционных процессов. Возобновляемые источники энергии — это разновидность альтернативной энергии; Согласно Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), «возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца, постоянно пополняются и никогда не закончатся.«

Как рынок, так и регулирующие силы способствуют более широкому внедрению возобновляемых источников энергии. Например, Закон об энергетической политике 2005 г. (EPACT) призывает федеральные агентства получать не менее 7,5% своей электроэнергии из возобновляемых источников. Чтобы стимулировать развитие новых проектов в области возобновляемых источников энергии, Указ 13693 требует от федеральных агентств изучить возможность производства возобновляемой энергии на своих объектах. Многие штаты по всей стране внедрили стандартов портфеля возобновляемых источников энергии (RPS) , требующих минимальной доли возобновляемой энергии во всей продаваемой электроэнергии.База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE) содержит информацию о некоторых из этих RPS.

В сочетании с нормативными требованиями к возобновляемой энергии, стоимость ископаемого топлива остается довольно высокой, а стоимость некоторых технологий возобновляемой и альтернативной энергии снижается. Эта статья посвящена нескольким таким источникам энергии, уделяя основное внимание производству электроэнергии. Практическое использование этих систем зависит от конкретной технологии, области применения, местоположения, стоимости энергии и других факторов.Хотя многие технологии становятся более рентабельными, альтернативное производство энергии не заменяет надежных стратегий повышения энергоэффективности. Внедрение в первую очередь стратегий повышения эффективности по-прежнему является лучшим подходом к достижению большинства целей в области энергетики.

Описание

Ветер

На протяжении веков люди использовали энергию ветра — исторически она использовалась в качестве механической энергии для измельчения или перекачивания воды. Ветряные водяные насосы все еще используются в отдаленных районах США.S., но использование ветра для выработки электроэнергии стало гораздо более распространенным явлением. В современных ветряных турбинах кинетическая энергия ветра преобразуется во вращательную энергию, а затем в электрическую. Затем это электричество кондиционируется и — в большинстве случаев — отправляется в коммунальную сеть.

В некоторых частях страны ветровая энергия стала конкурентоспособной по стоимости по сравнению с традиционными источниками производства электроэнергии. Растет число доступных ветрогенераторов мощностью от нескольких сотен ватт (для питания небольших автономных домов, парусных лодок и т. Д.) до нескольких мегаватт (для генерации в коммунальном масштабе). Физические размеры этих генераторов имеют аналогичный диапазон диаметров от 3–4 футов до 300–400 футов.

Ветряные генераторы, безусловно, наиболее эффективны в районах с постоянным высокоскоростным ветром. Деревья, здания и рельеф могут значительно замедлить ветры. В Соединенных Штатах лучшие ветровые ресурсы, как правило, находятся у побережья (от берега) или на равнинах. DOE, NREL и другие разработали карты ветровых ресурсов страны, а некоторые штаты разработали более подробные карты.

Правильное расположение ветряных турбин имеет решающее значение. Поскольку на небольших расстояниях скорость ветра может сильно варьироваться, передовой опыт часто требует мониторинга ветровых ресурсов на участке (или нескольких потенциальных участках) в течение года или более. В случае генераторов меньшего размера (несколько киловатт) турбины обычно следует устанавливать на 30–50 футов выше следующего по высоте объекта в радиусе 500 футов (деревья, здания и т. Д.). Генераторы большего размера расположены на высоте 100 футов или более от земли, где скорость ветра выше и меньше турбулентности.

Поскольку большая часть электроэнергии используется в зданиях, многие люди пытались установить ветряные турбины на крышах зданий. Часто это неэффективная стратегия из-за веса, вибрации, крутящего момента и шума генераторов. Чтобы получить доступ к более высоким скоростям ветра, генераторы следует размещать намного выше близлежащих зданий. Однако есть некоторые ветрогенераторы, специально разработанные для установки на зданиях. Обычно они небольшие (обычно 2000 Вт или меньше), и на них все еще действуют ограничения по скорости ветра и турбулентности.

Ветряные турбины, установленные на многоквартирном доме в Бронксе, Нью-Йорк
Фотография предоставлена ​​Steven Winter Associates, Inc.

Ветряная турбина в школе Массачусетса
Фото предоставлено: Northern Power Systems

В то время как небольшие, устанавливаемые в зданиях турбины могут быть привлекательными для проектировщиков, более крупные турбины (расположенные намного выше зданий и других препятствий) намного более эффективны в отношении выработки электроэнергии.

Биомасса

Биомасса Выработка энергии обычно относится к сжиганию растительного материала в турбинах, которые, в свою очередь, вырабатывают электричество. Термин биотопливо обычно относится к топливу, полученному из растительного материала (биомассы), которое может использоваться вместо традиционных ископаемых видов топлива.

Эффективная дровяная печь в новом доме
Фото предоставлено Steven Winter Associates, Inc.

Древнейшим способом использования энергии биомассы является сжигание древесины для сохранения тепла.Это все еще довольно распространено в домах сегодня, и есть также более совершенные системы котлов, которые сжигают дрова для нагрева воды для использования в домах или больших зданиях. Некоторые из этих устройств предназначены для сжигания древесных гранул , а не более крупных кусков древесины. Древесные пеллеты — это небольшие (менее одного дюйма) кусочки переработанной биомассы из различных источников (древесная щепа, опилки, отходы деревообработки и т. Д.). Пеллеты, сжигающие пеллеты, обычно имеют бункеры, которые подают топливо в топку при контролируемой температуре. скорость — благодаря чему сжигание пеллет легче контролировать, чем некоторые другие типы устройств, работающих на биомассе.Более подробную информацию об этой и других технологиях сжигания древесины для зданий можно найти на страницах ENERGY.GOV Energy Saver.

В более крупных масштабах многие лесные и сельскохозяйственные предприятия сжигают древесину и сельскохозяйственные отходы для получения полезного тепла — тепло можно использовать напрямую или использовать для питания турбин для выработки электроэнергии. Когда топливо из биомассы стоит недорого, особенно когда это отходы, такое производство энергии может быть очень рентабельным.

Как и при сжигании ископаемого топлива, при сжигании биомассы выделяется диоксид углерода и другие загрязнители.Поскольку углерод в биомассе совсем недавно был поглощен из атмосферы, при устойчивом управлении ресурсами биомассы чистые выбросы диоксида углерода могут быть небольшими. Однако этот замкнутый углеродный цикл не обязательно включает энергию, необходимую для выращивания, сбора урожая и обработки биомассы. Помимо загрязнителей, противники образования биомассы ссылаются на потенциальное воздействие на сельское или лесное хозяйство региона. С растущим спросом на биомассу может возникнуть необходимость в добыче ресурсов менее устойчивыми способами.

Биотопливо

Топливный насос с 20% биодизельного топлива (B20), 85% этанола и стандартного неэтилированного топлива с 10% этанола.
Фото: Чарльз Бенсинджер и партнеры по возобновляемой энергии в Нью-Мексико

Как описано выше, биотопливо — это топливо, полученное из биомассы, которое можно использовать вместо традиционных ископаемых видов топлива. Двумя наиболее распространенными видами биотоплива являются этанол и биодизель. Этанол в настоящее время используется в бензиновых смесях для многих автомобилей.Большая часть этого этанола образуется в результате ферментации сахаров, содержащихся в пищевых культурах, прежде всего в кукурузе. Федеральные стимулы делают это рентабельным, но растет озабоченность тем, что использование этанола, полученного в результате ферментации кукурузного сахара, не является устойчивым; может потребоваться больше энергии для возделывания, сбора урожая и обработки материала, чем содержится в конечном произведенном топливе. Другие стратегии производства этанола — с использованием целлюлозного материала, а не сахаров — позволяют получать этанол из древесной стружки, листьев, сельскохозяйственных отходов и подобных материалов.Они являются многообещающими с точки зрения устойчивости, но в настоящее время они требуют значительно более высоких затрат (дополнительную информацию см. В информационном бюллетене EERE ).

Биодизель производится путем преобразования натуральных масел, обычно растительных масел, в пригодное для использования топливо. Топливо можно использовать во многих двигателях или устройствах внутреннего сгорания, предназначенных для дизельного топлива или нет. 2 мазута. Приборы обычно не требуют или требуют незначительной регулировки, хотя иногда смесь биодизеля и нефти обеспечивает наилучшую работу.Производственный процесс хорошо изучен и экологически безопасен. Основным ограничением производства биодизеля является рентабельный и устойчивый источник растительных масел.

Отработанные масла были одной из первых целей производителей биодизельного топлива. В некоторых областях менеджеры ресторанов, которые раньше платили значительную плату за утилизацию отработанного масла для жарки, нашли новых потребителей, которые были готовы брать отработанное масло бесплатно или даже платить за отработанное масло. Хотя такое отработанное масло действительно экологично, в результате получается очень небольшой объем биодизеля.Большая часть топлива производится из натуральных растительных масел, особенно масел из сои или рапса. Большинство экспертов сходятся во мнении, что производство биодизеля гораздо менее энергоемкое, чем производство традиционного этанола, т.е. Для создания топлива используется гораздо меньше энергии, чем содержится в конечном топливном продукте.

Солнечная энергия

Солнечные энергетические системы в зданиях включают системы, улавливающие тепло (например, солнечные системы нагрева воды и пассивное отопление), а также системы, преобразующие солнечную энергию в электричество.Последнее осуществляется в основном с помощью фотоэлектрических систем (PV) . В фотоэлектрической технологии произошли резкие улучшения — и снижение затрат — с момента ее первого применения в космической программе в 1960-х годах. Хотя эта технология все еще стоит недешево, с 2006 по 2010 год стоимость установки фотоэлектрических систем снизилась на 30–40%. Это падение — в сочетании с более высокими затратами на энергию, государственными и / или коммунальными льготами и тарифами на электроэнергию по времени использования — сделало фотоэлектрические системы рентабельными для растущего числа приложений.

В основе фотоэлектрической технологии лежат полупроводники (в основном на основе кремния), используемые в самих фотоэлектрических модулях. Модули преобразуют солнечный свет в энергию постоянного тока (DC); энергия постоянного тока обычно затем преобразуется в энергию переменного тока (AC) через инверторы. От инверторов энергия обычно подается в электрическую систему здания или экспортируется в коммунальную сеть.

Простая схема, показывающая основные компоненты фотоэлектрической системы и то, как она обычно встраивается в здание — в данном случае в дом.

Количество электроэнергии, производимой фотоэлектрической системой, зависит от количества получаемого солнечного света и многих других параметров установки (наклон, ориентация, затенение и т. Д.). Простой и точный инструмент для прогнозирования генерации — PVWatts, разработанный NREL.

Поскольку фотоэлектрические коллекторы нуждаются в прямом солнечном свете, их часто устанавливают на крышах. Несмотря на то, что он не очень тяжелый, при планировании установки на крыше необходимо учитывать структурные факторы. Проектировщикам необходимо учитывать требования к монтажу, балласт и ветровые нагрузки.Любые проемы в крыше (для монтажа или электрических) необходимо тщательно спланировать и детализировать. Панели должны быть обращены на юг (в северном полушарии), а тень (от деревьев, других зданий, оборудования на крыше и т. Д.) Должна быть минимальной. В некоторых случаях фотоэлектрические коллекторы могут быть встроены в крышу или ограждающую конструкцию здания; см. страницу Building-Integrated Photovoltaics для получения дополнительной информации.

В то время как большинство фотоэлектрических коллекторов устанавливаются в стационарных положениях, некоторые отдельно стоящие массивы используют устройства для отслеживания пути солнца по небу.Это может существенно увеличить выработку электроэнергии (на 20% или более), но также увеличивает стоимость и сложность системы. Сами фотоэлектрические модули очень прочные и не имеют движущихся частей; срок действия большинства гарантий составляет 20–30 лет. Инверторы обычно более короткоживущие; Эти гарантии обычно составляют 5–10 лет.

фотоэлектрическая система в центре обработки почты в Лос-Анджелесе. Фотоэлектрические панели — одна из самых надежных технологий использования возобновляемых источников энергии, и интеграция в здания может быть простой.
Фото: Билл Голове

Также фотоэлектрические модули

могут монтироваться на наземных или вспомогательных конструкциях. Эти коллекционеры обеспечивают тень для припаркованных автомобилей в MCAS Miramar.
Фотография предоставлена: MCAS Miramar

Геотермальная энергия

Температура на дне земной коры — примерно на 5–40 миль ниже поверхности — обычно превышает 1000 ° F. В некоторых местах эти высокие температуры достигаются ближе к поверхности, что приводит к вулканической активности, горячим источникам, гейзерам и возможности для выработки геотермальной электроэнергии. Геотермальные источники растений выявляют относительно неглубокие карманы пара; пар используется для работы турбин, вырабатывающих электричество.

Очевидно, что геотермальная генерация очень зависит от местоположения. Согласно источникам Министерства энергетики, в Соединенных Штатах имеется около 3000 МВт геотермальной электроэнергии. Однако исследователи говорят, что есть потенциал для выработки 100 000 МВт с использованием новейших технологий. В некоторых местах, где доступные геотермальные ресурсы не имеют достаточной температуры для рентабельного производства электроэнергии, тепло можно использовать напрямую (для промышленных процессов, отопления помещений и т. Д.) В Соединенных Штатах почти все генераторы — и большинство потенциальных площадок — расположены в западной части страны (см. Карту).

Термин «геотермальный» также иногда используется для обозначения геотермальных тепловых насосов (GSHP). Хотя GSHP не является средством производства возобновляемой энергии, они могут быть частью эффективной системы HVAC.

Когенерация

Когда топливо — ископаемое или иное — преобразуется в электричество, также вырабатывается значительное количество тепла. Обычно количество произведенного тепла намного превышает количество полезной электроэнергии; обычно 30–40% энергии ископаемого топлива преобразуется в электричество с использованием традиционных технологий. Когенерация или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) — это стратегия, при которой как полезное тепло, так и электричество получают в результате переработки топлива.

Эти когенерационные установки обеспечивают электричеством часть базовой нагрузки в многоквартирном доме в Нью-Йорке. Хотя первоначальные затраты и затраты на техническое обслуживание значительны, стоимость природного газа, используемого для выработки электроэнергии, меньше, чем стоимость электроэнергии, купленной у коммунального предприятия. Вырабатываемая двигателями тепловая энергия, используемая для нагрева воды, дает дополнительную экономию природного газа в размере более 10 000 долларов в год.
Фото предоставлено Steven Winter Associates, Inc.

Сама концепция не нова. Почти с тех пор, как люди сжигали топливо для выработки электроэнергии, люди искали способы использовать избыточное выделяемое тепло. Новые технологии в сочетании с более высокими тарифами на электроэнергию позволяют распределенной когенерации меньшего масштаба быть более рентабельной в некоторых зданиях или университетских городках.

Когенерация — это стратегия, которая включает многие типы технологий распределенной генерации, такие как турбины, микротурбины, поршневые двигатели и топливные элементы.Наиболее распространенным топливом для этих когенерационных технологий является природный газ. Большая часть текущих исследований и разработок сосредоточена на водородных топливных элементах, но большая часть водорода в настоящее время также производится из природного газа. Хотя когенерацию можно рассматривать как альтернативную энергетическую технологию, она не является возобновляемой, если основана на ископаемом топливе.

Когенерация наиболее эффективна там, где как электрические, так и тепловые нагрузки предсказуемы, устойчивы и совпадают. Например, тепловые требования для обогрева помещений зимой и требования электричества для охлаждения помещений летом не подходят для когенерации.Однако на одном и том же участке могут существовать постоянные круглогодичные тепловые нагрузки (например, техническая вода) и базовые электрические нагрузки (освещение, оборудование, базовые нагрузки ОВКВ и т. Д.). Возможно, что когенерационная система надлежащего размера могла бы с минимальными затратами удовлетворить базовые нагрузки, в то время как дополнительное тепло и электричество можно было бы получать с меньшими затратами из традиционных источников. Точное знание схем нагрузки — как тепловой, так и электрической — является ключом к проектированию хорошей когенерационной системы.

Гидроэнергетика

Hydropower — одна из старейших и наиболее распространенных технологий использования возобновляемых источников энергии, на долю которой приходится более 10% всех энергоносителей.С. электричество в 1996 г. (ОВОС). Однако к 2009 году эта доля упала до менее 7%. Сама выработка гидроэлектроэнергии за этот период упала на 22%. Обычная гидроэнергетика, безусловно, возобновляемая, но зачастую не является устойчивой. Воздействие плотин на экологию рек часто бывает драматичным, и рабочие плотины были сняты в попытке восстановить прибрежные экосистемы.

Бета-гидрокинетический генератор будет установлен недалеко от Истпорта, штат Мэн, где происходят одни из крупнейших приливов и отливов в США.S.
Фото предоставлено: Ocean Renewable Power Company

Хотя можно создать устойчивые гидроэнергетические системы на реках, эти системы, как правило, меньше по размеру (дополнительную информацию см. В ресурсах EERE). Гидроэнергетика также переходит от плотин к гидрокинетическим системам — системам, которые используют естественный поток воды, а не перекрывают или отклоняют поток через обычные турбины. Есть много типов появляющихся гидрокинетических технологий; некоторые предназначены для рек, некоторые — для районов океана с сильными приливными потоками, а некоторые предназначены для использования энергии океанских волн.

Приложение

Хотя многие альтернативные энергетические технологии становятся более жизнеспособными и доступными, возобновляемые источники энергии по-прежнему часто намного дороже, чем энергоэффективность; Как правило, экономить энергию намного дешевле, чем генерировать возобновляемую энергию . Наиболее экономически эффективный способ достижения целей EPAct (или других) в области возобновляемых источников энергии, вероятно, будет включать как увеличение числителя (возобновляемая энергия), так и уменьшение знаменателя (общая энергия) в уравнении доли возобновляемых источников энергии:

Понимание общего энергопотребления на объекте также важно при изучении подходящих альтернативных энергетических систем.Когенерационные системы, например, должны иметь такие размеры, чтобы выдерживать постоянные электрические и тепловые нагрузки, чтобы быть практичными и рентабельными. Если мощность, используемая для охлаждения помещения, представляет собой большие затраты, фотоэлектрическая система, размер которой позволяет уменьшить этот пик, может привести к более значительной экономии затрат.

При планировании альтернативных систем генерации критически важно рассмотреть возможность интеграции в существующие электрические системы и / или коммунальные сети. Требования к межсетевому соединению энергосистемы меняются от штата к штату и часто от энергокомпании.Ссылки на несколько государственных нормативных актов можно найти на DSIRE; уточните у местных коммунальных предприятий и / или региональных властей конкретные требования к разрешениям и межсетевым соединениям.

При планировании также важно учитывать особенности площадки. В дополнение к очевидному (например, фотоэлектрические системы не должны быть затенены, ветряные турбины должны иметь доступ к постоянным ветрам) проектировщикам следует учитывать эстетическое и шумовое воздействие технологий.

Наконец, при планировании систем альтернативной энергетики учитывайте текущие требования к эксплуатации и техническому обслуживанию.Требования к эксплуатации и техническому обслуживанию этих технологий сильно различаются. Помимо затрат, убедитесь, что у предприятия или персонала есть ресурсы, необходимые для поддержания максимальной производительности систем.

Дополнительные ресурсы

WBDG

Задачи проектирования

Рентабельный, устойчивый, устойчивый — оптимизация энергопотребления

Организации

прочие

,

новых альтернативных источников энергии | Новые источники энергии

Люди повсюду ищут новые идеи в области энергетики, которые помогут им принимать рациональные решения в отношении энергопотребления на будущее. Здесь, в EDF Energy, мы верим в возобновляемые источники энергии и меняем взгляды и практики в отношении того, как люди производят и используют энергию. Центральное место в этом занимает открытие и развитие альтернативных источников энергии. Вот несколько интересных способов, которыми энергия генерируется по всему миру — и даже за его пределами.

1. Солнечный ветер

В Университете штата Вашингтон ученые работают над амбициозным проектом по использованию энергии солнечного ветра, который в случае успеха может генерировать 1 миллиард миллиардов гигаватт электроэнергии — это в 100 миллиардов раз больше энергии чем планета в настоящее время потребляет. Технология использования солнечной радиации в космосе уже существует, как продемонстрировал японский IKAROS — межпланетный космический корабль, работающий исключительно на солнечном ветре.Большая проблема для ученых — как вернуть на Землю все эти миллиарды гигаватт. Пока они этого не поняли.

2. Водорослевое биотопливо

В качестве альтернативы жидким ископаемым видам топлива водоросли обладают огромным коммерческим потенциалом. А поскольку выделяемый ими углерод лишь недавно был взят из атмосферы путем фотосинтеза, воздействие водорослевого топлива на атмосферу также намного меньше. Производство водорослевого топлива также оказывает минимальное воздействие на земельные и водные ресурсы, поскольку для его «ферм» требуется относительно мало места (по сравнению с выращиванием зерновых), и его можно производить с использованием морской воды или даже «серых» сточных вод.

3. Тепло тела

Последний источник зеленой энергии в Швеции — это шведы. Инженеры в Стокгольме разработали способ использовать тепло, выделяемое 250 тысячами пассажиров, которые ежедневно толпятся на центральном вокзале. Тепло тела отводится через вентиляционную систему станции, затем используется для подогрева воды в подземных резервуарах и перекачивается через систему отопления соседнего офисного здания, принадлежащего той же компании. Строительство и установка системы стоили всего 30 000 долларов.Для здания, стоимость строительства которого исчисляется сотнями миллионов, это выгодная сделка.

4. Биоспирты

Как мы видели с водорослевым топливом, биомассу можно напрямую преобразовать в жидкое топливо для транспортировки. Однако, в отличие от водорослевого топлива, биотопливо, такое как этанол и биодизель, уже коммерчески доступно, и их популярность растет. Интересный факт: Генри Форд изначально предназначал свои автомобили для работы на этаноле, но в то время производство нефти было дешевле!

5.Dancefloors

Это не просто умные технологии, это еще и круто. Энергетические полы в Роттердаме нашли способ использовать кинетическую энергию танцпола. Он преобразуется в электричество, которое освещает сам танцпол. Если в среднем человек делает 150 миллионов шагов за свою жизнь, нет причин, по которым эта технология не может найти более широкое коммерческое применение. Pavegen, компания из Лондона, демонстрирует это, создав «умную улицу» по сбору энергии.

6.Медуза

Снова в Швецию и в Технологический университет Чалмерса в Гетеборге Закари Чирагванди и его команда разрабатывают биологический топливный элемент, полученный из флуоресцентных белковых клеток медузы aequorea victoria. Команда до сих пор использовала доказательство концепции устройства для питания часов с помощью своей технологии. Хотя сейчас это может показаться фантастическим, однажды эти биоячейки смогут плавать в океанах, производя дешевую электроэнергию с минимальным воздействием на окружающую среду и по (относительно) низкой цене.

7. Конфискованный алкоголь

Наконец, шведы снова взялись за дело с этой гениальной идеей. В 2007 году на границе со Швецией было конфисковано 185 000 галлонов алкоголя. Вместо того, чтобы выливать его в канализацию, как это делали в предыдущие годы, власти объединили его с другими источниками топлива, такими как останки животных с боен и человеческие отходы в анаэробных варочных котлах, где они были преобразованы в биотопливо для общественного транспорта. Это может показаться грубым, но, заменив 5 миллионов литров ископаемого топлива 5 миллионами литров биогаза, Швеция может сократить выбросы углерода на 12 000 метрических тонн только в одном городе.

Содержание этой статьи направлено исключительно на предоставление вам информации, необходимой для того, чтобы сделать осознанный выбор. Мы не даем никаких рекомендаций или одобрений. Мы не можем контролировать сторонние продукты или услуги и не несем ответственности за любые убытки или ущерб, которые вы понесли в результате их использования.

.

No related posts.