Альтернативные источники энергии: разновидности энергии для частного дома

Содержание

Откуда можно получать энергию и в каком виде

В самом деле, энергия в той или иной форме присутствует в природе практически везде — солнце, ветер, вода, земля — ​​энергия есть везде. Основная задача — извлечь его оттуда. Человечество занимается этим более ста лет и добилось хороших результатов. На данный момент альтернативные источники энергии позволяют обеспечить дом теплом, электричеством, газом, горячей водой. Кроме того, альтернативная энергия не требует дополнительных навыков или знаний. Вы можете сделать все для своего дома своими руками. Так что можно сделать:

  • Используйте солнечную энергию для выработки электроэнергии или нагрева воды — для горячего водоснабжения или низкотемпературного отопления (солнечные батареи и коллекторы).
  • Преобразование энергии ветра в электричество (ветряные турбины).
  • Отапливайте дом с помощью тепловых насосов, забирая тепло из воздуха, земли, воды (тепловые насосы).
  • Получение газа из отходов животноводства и птицеводства (биогазовые установки). Альтернативная энергия - это способ самообслуживания для ваших нужд
    Альтернативная энергия — это способ самообслуживания для ваших нужд

Все альтернативные источники энергии способны полностью удовлетворить потребности человека, но для этого требуются слишком большие инвестиции и / или слишком большие площади. Поэтому разумнее сделать комбинированную систему: получать энергию из альтернативных источников, а в случае ее дефицита «собирать» ее из централизованных сетей.

Минимизация потерь тепла из дома

В заключение статьи нельзя не коснуться еще одного важного аспекта: минимизация потерь тепла из дома. Ведь, конечно, какими бы эффективными и современными ни были источники энергии в вашем доме, если он «протечет как решето», все работы будут напрасными, а экономия вашего бюджета будет минимальной.

Как избавиться от потери тепла? Поскольку мы уже много раз писали на нашем портале Nedvio.com об энергоэффективности домов, различных обогревателях и технологиях пассивного строительства, мы кратко рассмотрим эти факторы здесь:

  1. Улучшить изоляцию стен и крыш;
  2. Выявление мостов холода и их устранение;
  3. Замена окон на другие, более теплоизолированные (желательно с коэффициентом теплообмена U до 1,0 Вт / м²К);
  4. Модернизация бытовой естественной механической вентиляции в системе рекуперации тепла;
  5. Теплоизоляция труб и установка более эффективных котлов.

Конечно, это далеко не все факторы. Вот иллюстрированная диаграмма, показывающая, как тепло может уходить из вашего дома:

Если вы будете следовать этим рекомендациям и навести порядок в доме, в первые несколько недель вы заметите, что в доме станет теплее, а ваши счета за отопление и электричество уменьшатся. Что ж, использование альтернативных и возобновляемых источников энергии поможет вам улучшить показатели комфорта и эффективности вашего дома.

Использование солнечной энергии

Одним из самых мощных альтернативных источников энергии для дома является солнечная радиация. Существует два типа систем преобразования солнечной энергии:

  • солнечные панели производят электричество;
  • солнечные коллекторы нагревают воду. Солнечная энергия может использоваться для нагрева воды или выработки электроэнергии
    Солнечная энергия может использоваться для нагрева воды или выработки электроэнергии

Не думайте, что растения работают только на юге и только летом. Они хороши и зимой. В ясную погоду и при снегопаде выработка энергии лишь немного ниже, чем летом. Если в вашем районе много ясных дней, можно использовать аналогичную технологию.

Солнечные батареи

Солнечные элементы собираются из фотоэлектрических преобразователей, которые сделаны на основе минералов, которые под воздействием солнечного света испускают электроны — генерируют электрический ток. Для частного использования используются кремниевые фотопреобразователи. По своей структуре они бывают монокристаллическими (состоящими из одного кристалла) и поликристаллическими (много кристаллов). Монокристаллические имеют более высокий КПД (13-25% в зависимости от качества) и более длительный срок службы, но стоят дороже. Поликристаллические вырабатывают меньше электроэнергии (9-15%) и быстрее выходят из строя, но дешевле.

Это поликристаллический фотопреобразователь. С ними нужно обращаться осторожно - они очень хрупкие (даже монокристаллические, но не в такой степени)
Это поликристаллический фотопреобразователь. С ними нужно обращаться осторожно — они очень хрупкие (даже монокристаллические, но не в такой степени)

Собрать солнечную панель своими руками не составит труда. Для начала нужно купить определенное количество кремниевых солнечных элементов (количество зависит от требуемой мощности). Чаще всего их покупают на китайских торговых площадках типа Алиэкспресс. Тогда процедура проста:

  • Сделайте каркас (из деревянных досок или металлических уголков). Установите на него подложку. Прозрачный — стекло, оргстекло (монолитный поликарбонат) — если солнечная батарея будет висеть на окне и непрозрачный (фанера, покрашенная в белый цвет), если вы не будете устанавливать батарею на крыше.
  • Используя алюминиевые проводники, соедините элементы в батарее (параллельно). Проводники можно сразу припаять к пластинам (они стоят немного дороже) или их придется покупать отдельно, а потом паять самостоятельно.
  • Готовый аккумулятор нужно опломбировать. Он залит эпоксидной смолой или оклеен специальной пленкой EVA. При герметизации нужно следить за тем, чтобы не было пустот — пузырьков воздуха. Они значительно снижают производительность батареи, поэтому мы тщательно их прогоняем. Это готовая солнечная батарея
    Это готовая солнечная батарея

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

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы можно использовать для нагрева воды или воздуха. Куда направить нагретую на солнце воду — в краны горячего водоснабжения или в систему отопления — выбираете вы. Только отопление будет на невысокую температуру — для теплого пола то, что требуется. Но чтобы температура в доме не зависела от погодных условий, система должна быть резервированной, чтобы в случае необходимости подключался другой источник тепла или котел переключался на другой источник энергии.

Наиболее распространенные трубчатые солнечные коллекторы
Наиболее распространенные трубчатые солнечные коллекторы

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

Плоские пластиковые

Две панели — черная и прозрачная — объединены в один корпус. Между ними проходит медный трубопровод змеевидной формы. Нижняя темная панель нагревается солнцем, ею нагревается медь, а от нее — вода, проходящая через лабиринт. Этот способ использования альтернативных источников энергии не самый эффективный, но привлекательный, поскольку очень прост в реализации. Таким образом можно нагреть воду в бассейне. Необходимо будет только замкнуть его подачу (с помощью циркуляционного насоса). Точно так же можно нагреть воду в емкости для летнего душа или использовать для хозяйственных нужд. Недостаток таких установок — невысокий КПД и производительность. Для нагрева большого объема воды требуется много времени или большое количество плоских коллекторов.

Плоский солнечный коллектор
Плоский солнечный коллектор

Трубчатые коллекторы

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

Трубчатые коллекторы могут быть вакуумными и перьевыми
Трубчатые коллекторы могут быть вакуумными и перьевыми

В установке обязательно должен быть накопительный бак, в котором нагревается вода. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом. Самостоятельно такие системы сделать нельзя — сделать стеклянные трубы своими руками проблематично, и это главный недостаток. В сочетании с высокой ценой это сдерживает широкое распространение этого источника энергии для дома. Да и сама система очень эффективна, с нагревом воды для горячего водоснабжения справляется на ура и вносит достойный вклад в отопление.

Схема организации отопления и горячего водоснабжения за счет альтернативных источников энергии - солнечных коллекторов
Схема организации отопления и горячего водоснабжения за счет альтернативных источников энергии — использование солнечных коллекторов

Воздушные коллекторы

В нашей стране они очень редки и бесполезны. Они простые, их легко можно сделать самому. Единственный минус — нужна большая территория — они могут занимать всю южную стену (восток, юго-восток). Система очень похожа на плоские коллекторы: черная нижняя панель, прозрачный верх, но они нагревают воздух напрямую, который принудительно (вентилятором) или естественным образом направляется в комнату. Несмотря на кажущуюся легкомысленность, таким способом можно отапливать днем ​​небольшие помещения, в том числе технические или служебные: гаражи, дачи, сараи для скота.

Устройство воздухосборника
Устройство воздухосборника

Такой альтернативный источник энергии, как солнце, дает нам тепло, но большая его часть уходит «в никуда». Захватить его небольшую часть и использовать в личных целях — задача, которую решают все эти устройства.

Ветрогенераторы

Альтернативные источники энергии хороши тем, что они в основном касаются возобновляемых ресурсов. Самый вечный, наверное, ветер. Пока есть атмосфера и солнце, есть и ветер. Возможно, на короткое время воздух будет неподвижен, но ненадолго. Наши предки использовали энергию ветра на мельницах, а современный человек преобразует ее в электричество. Все что для этого нужно:

  • башня, установленная в ветреном месте;
  • генератор с прикрепленными к нему лопатками;
  • аккумулятор и система распределения электрического тока.

Любую башню можно построить из любого материала. Аккумуляторная батарея — это батарея, тут ни о чем не придумаешь, но куда подавать электричество — выбор за вами. Осталось только изготовить генератор. Его тоже можно приобрести готовым, но сделать из мотора бытовой техники — стиральной машины, отвертки и т.д. Вполне возможно. Вам понадобятся неодимовые магниты и эпоксидная смола, токарный станок.

Схема обеспечения частного дома электроэнергией от альтернативных источников энергии (ветрогенератор и солнечные батареи)
Схема обеспечения частного дома электроэнергией от альтернативных источников энергии (ветрогенератор и солнечные батареи)

На роторе мотора размечаем места для установки магнитов. Они должны быть равноудалены друг от друга. Шлифуем ротор выбранного двигателя, формируя «сиденья». Нижняя часть выемки должна быть немного наклонена, чтобы поверхность магнита была наклонной. Магниты приклеены к лепным точкам на жидких гвоздях и залиты эпоксидной смолой. Затем поверхность зачищается наждачной бумагой. Далее нужно подключить кисти, которые будут убирать ток. И все, можно собрать и запустить ветрогенератор.

Такие установки достаточно эффективны, но их мощность зависит от многих факторов: силы ветра, правильности конструкции генератора, эффективности устранения разности потенциалов на щетках, надежности электрических соединений и т.д.

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловые насосы используют все доступные альтернативные источники энергии. Они берут тепло из воды, воздуха, земли. В небольших количествах это тепло присутствует и зимой, поэтому тепловой насос собирает его и направляет на отопление дома.

Тепловые насосы также используют альтернативные источники энергии: тепло земли, воду и воздух
Тепловые насосы также используют альтернативные источники энергии: тепло земли, воду и воздух

Принцип работы

Чем так привлекательны тепловые насосы? Потратив на его прокачку 1 кВт энергии, вы получите в худшем случае 1,5 кВт тепла, а самые удачные реализации могут дать до 4-6 кВт. И это никоим образом не противоречит закону сохранения энергии, потому что энергия расходуется не на получение тепла, а не на его перекачку. Так что нет никаких противоречий.

Схема теплового насоса для использования альтернативных источников энергии
Схема теплового насоса для использования альтернативных источников энергии

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

  • В первом контуре циркулирует хладагент, который отбирает тепло от источников с низким потенциалом. Его можно погрузить в воду, закопать в землю или поглотить тепло из воздуха. Максимальная температура, достигаемая в этом контуре, составляет около 6 ° C.
  • Во внутреннем контуре циркулирует теплоноситель с очень низкой температурой кипения (обычно 0 ° C). При нагревании хладагент испаряется, пар поступает в компрессор, где сжимается под высоким давлением. При сжатии выделяется тепло, пары хладагента нагреваются до средней температуры от + 35 ° C до + 65 ° C.
  • В конденсаторе тепло передается теплоносителю третьим отопительным контуром. Охлаждающие пары конденсируются и попадают в испаритель. И затем цикл повторяется.

Отопительный контур лучше всего делать в виде теплого пола. Для этого лучше всего подходят температуры. Для радиаторной системы нужно слишком много секций, что некрасиво и нерентабельно.

Альтернативные источники тепловой энергии: откуда и как брать тепло

Но наибольшие трудности вызывает устройство первого внешнего контура, собирающего тепло. Поскольку источники имеют низкий потенциал (внизу мало тепла), необходимы большие площади для его сбора в достаточном количестве. Есть четыре вида гарниров:

  • Трубы с теплоносителем уложены в воде кольцами. Водоем может быть что угодно: река, пруд, озеро. Главное условие — он не должен замерзать даже в самые сильные морозы. Насосы, перекачивающие тепло из реки, работают эффективнее; гораздо меньше тепла передается стоячей воде. Такой источник тепла изготавливается самым простым способом — бросанием труб, привязкой груза. Высока только вероятность случайного повреждения. Самый простой способ построить водный спа - это
    Самый простой способ построить водный спа — это
  • Тепловые поля с подземными трубами ниже точки замерзания. В этом случае недостаток только один — большие объемы земляных работ. Нам нужно удалить почву на большой площади, а также на значительную глубину. Большой объем земляных работ
    Большой объем земляных работ
  • Использование геотермальных температур. Пробурен ряд глубоких скважин и спущен в них контур охлаждения. Этот вариант хорош тем, что он занимает мало места, но не всегда можно просверлить скважину на большую глубину, а услуги по бурению обходятся дорого. Впрочем, дырокол можно сделать и самостоятельно, но работа все равно не из легких. Колодцы требуют меньше места
    Колодцы требуют меньше места
  • Отвод тепла из воздуха. Так работают кондиционеры с возможностью обогрева: они забирают тепло из «забортного» воздуха. Даже при минусовых температурах такие агрегаты работают, правда, на менее «глубокой» — до -15 ° C. Чтобы сделать работу более интенсивной, можно использовать тепло вентиляционных шахт. Добавьте немного охлаждающей жидкости и откачайте оттуда тепло. Самый компактный тепловой насос, но и самый нестабильный, отбирающий тепло из воздуха
    Самый компактный тепловой насос, но и самый нестабильный, отбирающий тепло из воздуха

Главный недостаток тепловых насосов — высокая цена самого насоса, а установка полей сбора тепла обходится недешево. В этом случае можно сэкономить, сделав насос своими руками, а также проложив схему своими руками, но сумма все равно останется немалой. Плюс в том, что отопление будет дешевым, а система проработает долгое время.

Отходы в доходы: биогазовые установки

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

Энергию также можно получить из навоза, только не в чистом виде, а в виде газа
Энергию также можно получить из навоза, только не в чистом виде, а в виде газа

Коротко о технологии

Во время ферментации происходит газообразование, в котором участвуют живущие в навозе бактерии. Отходы животноводства и птицы подходят для производства биогаза, но оптимальным является использование коровьего навоза. Его даже добавляют к остальным отходам для «закваски» — в нем содержатся именно те бактерии, которые необходимы для обработки.

Для создания оптимальных условий необходима анаэробная среда: брожение должно проходить без кислорода. Поэтому эффективные биореакторы представляют собой закрытые емкости. Чтобы процесс был более активным, необходимо регулярно перемешивать массу. Для этого на промышленных предприятиях устанавливают мешалки с электроприводом; в самодельных биогазовых установках это обычно механические устройства — от простой палки до механических мешалок, которые «работают» вручную.

Принципиальная схема биогазовых установок
Принципиальная схема биогазовых установок

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

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

Вы даже можете получить электричество от плиты. Однако, если принять во внимание фактор затрат времени и сил, можно серьезно рассматривать только те источники, которые могут работать самостоятельно. По этой причине наиболее популярными являются следующие способы обеспечения вашего дома электричеством.

1. Генератор на жидком топливе

Например, газовые генераторы бывают самых разных вариантов, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме не рекомендуется. Причина:

  1. высокая стоимость топлива;
  2. шум генератора;
  3. наличие выхлопных газов;
  4. необходимость выделить под генератор отдельное помещение или сарай.

Цены на генераторы на жидком топливе начинаются от 30 тысяч рублей. Однако дешевизна производимой электроэнергии иллюзорна, так как ее нужно умножать на стоимость топлива.

Генератор HONDA HG 5500 (SE)

На фото газогенератор HONDA HG 5500 (SE) мощностью 4,0 кВт, цена 121 тыс. Руб

2. Солнечная электростанция

Солнечная электростанция не требует внимания и топлива. Единственное, в чем они нуждаются, — это яркий свет, и, поскольку природа не обеспечивает его на регулярной основе, у них также есть мощные батареи. При наличии последних в климате с большим количеством солнечных дней вполне реально обеспечить дом электричеством.

Цены на солнечную установку начинаются от 130 тысяч рублей. Рентабельность инвестиций высока, поскольку некоторые модели могут работать без проблем в течение тридцати лет.

Солнечная электростанция
На фото «Солнечная дача» мощностью 1,6 кВт / 400 Ач / 1000 Вт цена 160 тысяч рублей за комплект

3. Ветрогенератор

Ветряные турбины так же популярны, как и солнечные батареи. Однако они еще больше зависят от капризов погоды, поэтому нельзя повсюду полагаться только на этот источник энергии.

Самые простые ветряки стоят от 30 тысяч рублей. Их можно использовать для местного производства электроэнергии, но они не смогут решить проблему полного энергоснабжения дома. Самые мощные ветрогенераторы для полноценного электроснабжения дома (от 3 кВт) обойдутся в 150 тысяч и больше.

Ветрогенератор
Полноценный ветрогенератор мощностью 10 кВт стоит не менее 500 тысяч рублей. При среднем бытовом потреблении 250 кВт в месяц и цене 4 руб. / КВт такая ветряная турбина окупится более 40 лет

4. Мини гидроэлектростанция

Мини-ГЭС нужен ручей с небольшим перепадом высот, чтобы обеспечить эффект водопада. На месте такого падения устанавливается небольшая турбина, и электричество будет постоянно приходить в ваш дом, а главное — бесплатно. Под мини-ГЭС вы можете использовать естественный ручей или реку, или вы можете выкопать небольшой канал, который проходит через ваш участок. Однако такая гидроэлектростанция будет работать только в теплое время года, поэтому необходимо будет переключиться на другие источники.

Мини ГЭС
Если смонтировать ГЭС 3-5 кВт из подручных материалов, стоимость устройства не превысит 20 тысяч рублей

Ветряные столбы

Энергия ветра используется с незапамятных времен. Сегодня многие производители выпускают ветряки под ключ.

Типы ветряных турбин:

  1. Низкая заслонка лопастей (высокий КПД, шум при сильном ветре, затрудненный запуск).
  2. Многолопастная лопасть (также называемая «низкая скорость», потому что она запускается при скорости ветра 3 м / с, низкая эффективность, больше материалов).
  3. Карусель (горизонтальное вращение, легкий запуск, хороший при постоянном ветре, низкая эффективность).

Достаточно ли мощности ветряка для нужд среднего дома? В среднем ветряные турбины рассчитаны на выработку определенного количества кВт при скорости ветра 10 м / с.

Домашний ветрогенератор

Есть несколько мест, где ветер такой силы дует постоянно. В отсутствие этого ветра станции не будут работать на полную мощность. Аккумуляторы, входящие в систему ветра, частично решают проблему периодического штиля.

Мощность 3 кВт может полностью удовлетворить ваши домашние потребности в электроэнергии. Или он будет обеспечивать большую часть энергии для отопления.

Где приобрести ветрогенератор для дома

Вот несколько примеров ветроэнергетических установок производства НПК «Русский Ветер» (г. Щелково, Московская область):

  • Вертикаль-ТМ-500. Ветряк карусельный (высота 2 м) с тремя лопастями — 0,5 кВт при скорости 10 м / с. — 96 тыс. Руб.
  • Мельница ВЭУ-2000 / 3.5-3 с малыми лопастями (диаметр лопастей 3,5 м) для слабоветренных регионов. 2 кВт на 10 м / с (но может работать и на 3-4 м / с) 49 200 руб.
  • Плюс аккумулятор от 8,6 тыс. Руб. И инвертор на 220В от 16 тыс. Руб.

Готовые решения для использования альтернативной энергии

Как известно, окружающая природа полна энергии. Конечно, все слышали, что можно довольно эффективно использовать солнечный свет, ветер, приливы, отливы и отливы, а также другие возобновляемые источники энергии. Также эту энергию можно использовать по всей стране, но использовать ее можно только для питания частного дома или дачи.

Вот несколько примеров установок, преобразующих альтернативную энергию в свет и тепло:

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

Если у вас есть средства, вы можете приобрести такие установки и оплатить установку. В связи с наличием стабильного спроса на такие установки производители за рубежом и в России начали выпуск аналогичной продукции. Но если у вас ограниченный бюджет, вы можете попробовать изготовить такие установки своими руками.

Давайте посмотрим на несколько примеров.

Тепловой насос

Принцип работы всех типов тепловых насосов основан на циклах Карно. Установка — холодильник. Во время работы он поглощает низкопотенциальную энергию при охлаждении. А затем преобразует ее в высокопотенциальную тепловую энергию. В роли окружающей среды может выступать воздух, земля, вода. Эти вещества одновременно содержат определенное количество тепла. Тепловой насос состоит из следующих основных компонентов:

  • Внешний контур, содержащий естественный теплоноситель;
  • Внутренний контур заполнен водой;
  • Компрессор;
  • Испаритель;
  • Конденсатор.

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

Тепловой носос

Тепловой носос

Есть готовые решения для тепловых насосов, а есть модели, сделанные вручную. Как сделать это устройство для использования альтернативной энергии своими руками? Для начала нужно найти компрессор. Если у вас старый кондиционер или холодильник, вы можете снять его с них. Мощность, необходимая для обогрева, до 10 кВт.

Коллектор теплового насоса может быть установлен как горизонтально, так и вертикально. Второй вариант используется, если места недостаточно. Затем пробуривают несколько скважин, в которых опускают контур. Если положение горизонтальное, коллектор заглубляется примерно на 1,5 метра в землю. Водяной теплообменник выполняется, когда отапливаемое жилище находится недалеко от берега естественного водоема. Для конденсатора требуется емкость 120-140 литров. Внутри находится медный змеевик, по которому циркулирует фреон.

Испаритель может состоять из пластмассовой емкости такого же объема, как и конденсатор. Внутри него вставлен медный змеевик, который компрессором совмещен с тем, что находится в конденсаторе.

При изготовлении системы своими руками патрубок для испарителя обычно состоит из отрезка канализационной трубы. С помощью патрубка регулируется расход воды. Испаритель опускается в бак. Обтекая его, вода запускает процесс испарения фреона. Он, в свою очередь, поднимается в конденсатор. Там он передает тепловую энергию воде, в которой находится аккумулятор. Эта вода нагревает дом, циркулируя в системе отопления.

Следует отметить, что температура воды в баке не так уж и важна. Главное, чтобы она была там все время. Если насос правильно спроектирован и установлен, он может обогреть дом зимой. Даже если температура воды в баке очень низкая. Летом тепловой насос может работать как кондиционер для охлаждения комнаты.

Солнечные батареи

Это, пожалуй, наиболее распространенное использование альтернативной энергии. В этом случае альтернативным источником энергии является солнечный свет, который преобразуется в электрический ток. Принцип работы солнечной батареи можно посмотреть по ссылке.

Солнечная батарея

Солнечная батарея

Солнечные панели предлагаются в составе готовых решений и могут быть изготовлены своими руками. Если это заводские установки, то, как правило, в комплект входит контроллер, инвертор, иногда аккумуляторы, необходимые кабели и крепеж. Хотя можно найти несколько предложений, когда солнечные панели продаются отдельно.

Что касается изготовления солнечных батарей своими руками, то для многих это дело стало настоящим увлечением. Иногда также проходят выставки на тему использования альтернативных источников энергии. На них фанаты показывают солнечные панели, сделанные своими руками.

Чтобы сделать солнечные панели самостоятельно, нужно купить фотоэлементы (одиночные или поликристаллические) и спаять их по последовательной схеме. Количество ячеек определяется напряжением и мощностью, необходимыми на выходе батареи. Сделать фотоэлементы своими руками невозможно. Технология сложна и может быть реализована только в заводских условиях.

Итак, что нужно делать пошагово:

  • Припаиваем фотоэлементы в последовательную цепь;
  • Прикрепите их к стеле, поликарбонату или другому материалу, пропускающему солнечный свет. Исполнение разное. Фотоэлементы расположены между стеклами, а стыки изолированы. Иногда элементы просто закрепляют на стекле с помощью защитной пленки для авто;
  • Сделайте алюминиевый угловой аккумуляторный отсек;
  • Установите панель с фотоэлементами в корпус;
  • Соедините панель с другими элементами солнечной системы.

Подробнее о том, как сделать солнечную батарею своими руками, читайте по ссылке.

Что касается типа солнечных элементов, то монокристаллические считаются более эффективными, чем поликристаллические. Они способны хорошо улавливать рассеянный солнечный свет, что немаловажно в пасмурную погоду. Хотя есть мнение специалистов, что однородность свойств солнечных элементов гораздо важнее для эффективности солнечной батареи, чем их тип. В любом случае на практике можно добиться КПД солнечной панели не выше 15-17%.

Установка для синтеза биогаза

Биогаз — это чистое топливо, которое производится без вреда для окружающей среды. Технология его производства основана на деятельности анаэробных бактерий. Пищевые отходы используются как сырье для синтеза биогаза.

Установка синтеза биогаза

Установка синтеза биогаза

Отходы, как жидкие, так и твердые, помещаются в контейнер. Это должна быть герметичная емкость, оснащенная шнеком. Его используют для перемешивания этой массы. Кроме того, необходимо предоставить следующее:

  • Вход для загрузки отходов;
  • Выгрузка непереработанных остаточных отходов;
  • Выход газа.

Герметизация установки должна выполняться с особой тщательностью. Если вы планируете периодически брать бензин из баллона, нужно предусмотреть специальный вентиль. С его помощью можно при необходимости сбросить избыточное давление. При разложении биологических отходов в этой установке выделяются сероводород и метан, содержащие углекислый газ.

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

  • необходимо оборудовать место для емкости. Его объем выбирается исходя из того, сколько отходов будет обрабатываться одновременно. Для обеспечения эффективной работы системы она должна быть заполнена на 2/3. Сама емкость может быть металлической или бетонной. По производительности из 1 т пищевых отходов получается 100 м3 газа;
  • Устройте отопление. Чтобы ускорить процесс, емкость для отходов необходимо нагреть. Здесь может быть несколько вариантов. Например, змеевик вокруг бака или нагревательный элемент под баком. Анаэробные бактерии активируются при нагревании до определенной температуры. Поэтому требуется отопление;
  • Автоматизация. Нагрев необходимо включать при загрузке новой партии отходов и выключать при достижении определенной температуры;
  • Нам нужен газовый электрогенератор для преобразования полученного биогаза;
  • Организовать сбор отработанного сырья. Эти отходы можно использовать для удобрения цветников.

Такие биогазовые установки используются в США и Китае в различных частных домах и на фермах. Основная проблема здесь — организовать непрерывное производство биогаза. А для этого потребуется постоянный поток пищевых отходов или навоза.

Ветряной генератор

Еще в далеком прошлом наши предки начали использовать ветряные мельницы. Что-то принципиальное в таких устройствах не изменилось. Только сейчас энергия ветра используется не для производства муки, а для выработки электроэнергии. Привод лопастей передается на генератор и преобразует энергию вращения в электрический ток. Готовых решений для «ветряков» много, но еще больше — ручной работы. Такие установки для использования альтернативной энергии являются наиболее популярными для изготовления своими руками после солнечных батарей.

Ветрогенератор

Ветрогенератор

Чтобы сделать ветрогенератор своими руками, вам понадобятся:

  • Генератор;
  • Высокая башня;
  • Аккумулятор;
  • Лезвия.

Кроме того, необходимо организовать хотя бы одну элементарную схему управления ветрогенератором для приема и хранения электроэнергии. Конструкция башни и вращающихся лопастей не очень сложна. Для этого достаточно немного подумать о механике и правильно выбрать материалы. Но генератор немного сложнее.

Если есть лишние деньги, можно купить готовый генератор с необходимыми функциями. Однако мастера предлагают использовать для этого двигатель от старой стиральной машины. Он преобразован в генератор с использованием неодимовых магнитов.

Доработка непростая. Места в виде углублений для магнитов выполняются путем сверления ротора двигателя на токарном станке. Магниты вклеиваются в пазы, полученные с помощью суперклея. Далее ротор оборачивается бумагой и пространство между магнитами заполняется «эпоксидной смолой». После высыхания бумага удаляется и поверхность ротора шлифуется наждачной бумагой».

Учтите, что чтобы избавиться от приклеенных магнитов, нужно разместить их на небольшом уклоне. В этом случае при вращении ротора на магнитах появится разность потенциалов. Затем с клемм снимается электрический ток.

Если статья оказалась для вас полезной, поделитесь ссылкой на нее в социальных сетях. Таким образом вы поможете развитию сайта. Проголосуйте в опросе ниже и оцените материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Видео описание

Солнечные панели. Мифы и реальность.

Многие недостатки таких силовых установок легко устранимы. Проблемы с размещением этого оборудования полностью исчезнут, если установка будет организована на крыше. Не занимает полезного пространства и соседних нежилых построек, садовые деревья не создают затенения. Учитывая значительную стоимость системы, важно отметить: современные солнечные панели обладают огромным ресурсом, поэтому успевают окупить себя до окончания срока полезного использования.

Кроме того, необходимо учитывать: такой автономный источник питания в домашних условиях подразумевает довольно частую зарядку и разрядку аккумулятора. Из-за этого его ресурсы быстро истощаются. Чтобы обеспечить необходимое снабжение электроэнергией в ночное время, необходимо часто менять батарею. 

Ветрогенераторы

Современные ветряные турбины — эффективные автономные источники энергии. Как и солнечные панели, они дороже, но более компактны. Ветряные мельницы и электрические топливные генераторы в чем-то похожи, хотя первые работают за счет вращения лопастей ветром, вторые — за счет работы двигателя. Сходство ветряных турбин с солнечными батареями заключается в необходимости использования абсолютно одинаковых элементов: аккумуляторов, контроллеров, инверторов.

гораздо дешевле обслуживать ветряную турбину, чем поддерживать работу генераторов на дорогом топливе. Ветряные мельницы во многом уступают самым популярным сегодня солнечным панелям, но в некоторых случаях их целесообразнее использовать.

Для максимальной мощности ветрогенераторы следует размещать вдоль потока ветра

Основные преимущества ветряных турбин:

  • доступная стоимость одного киловатта электроэнергии;
  • ремонтопригодность;
  • установка не требует большой площади.

У ветрогенераторов гораздо больше недостатков. Среди наиболее важных можно выделить следующие:

  • нестабильность выработки энергии (не всегда бывает сильный ветер);
  • сложность услуги (из-за позиционирования на сцене);
  • шум;
  • создавать помехи, влияющие на работу связи;
  • необходимость удаленности (более 20 м) от строений, высоких деревьев.

чрезвычайно важно периодически обслуживать все ветряные турбины, иначе они со временем будут издавать много шума. Шум создается изношенными подшипниками, а также ветром, контактирующим с лопастями.

Ветроустановки, предназначенные для установки на крышах домов, имеют низкие стартовые скорости ветра и уровень шума, они полностью безопасны