Альтернативные источники энергии для дома

Альтернативные источники энергии для дома

Альтернативная энергия для дома: выбираем источник

Многие считают, что дешевое отопление частного дома возможно только на природном газе. Давайте разберемся, что делать, если ее нет, а воспитание не планируется, и какая может быть альтренативная энергия для дома.

    Как работает ветрогенератор. Как установить солнечный коллектор. Как оборудовать тепловой насос. Как выбрать инвертор.

Сегодня, когда цены на энергию стремительно растут, а стоимость подключения к трубопроводу «голубого топлива» неоправданно высока, все больше и больше домовладельцев отказываются от традиционных источников энергии и обращают внимание на альтернативные источники энергии для дома.

Основываясь на знаниях экспертов и опыте участников forumhouse. ru, мы расскажем, чем можно заменить газ; как ветер, солнце и тепло земли становятся альтернативой электричеству из проводов – с их помощью можно зажечь и обогреть свой загородный дом.

Альтернативный источник энергии: ветроуловитель.

Это то, что можно назвать ветрогенератором. Люди издавна использовали энергию ветра как источник альтернативной энергии.

После долгого путешествия известные ветряные мельницы превратились в современные ветряные турбины, способные вырабатывать электричество.

Как работает ветряная турбина?

Все очень просто. Ветровой поток вращает лопасти ветряка, заставляя вращаться вал электрогенератора.

Генератор, в свою очередь, вырабатывает электричество.

Обратите внимание, что генератор вырабатывает нестабильное напряжение переменной частоты. При отсутствии ветра в комплект с ветровой системой входит аккумулятор, потребляющий электроэнергию, вырабатываемую генератором.

Среди индивидуальных домовладельцев чаще всего используются ветряки мощностью до 10 кВт. Существует три основных типа конструкции ветряных турбин:

    Маленькие лезвия. Чаще всего у них три лопасти. Они отличаются высоким КПД и простой конструкцией. Недостатки: Из-за небольшой площади лопастей для первоначального запуска двигателя требуется скорость ветра не менее 5-5 м / сек. Также пользователи отмечают высокий уровень шума. Multiblade. Ветроколесо имеет от 18 до 24 изогнутых лопастей. Начинают работать при скорости ветра 2-4 м / с. Они отличаются низким уровнем шума, но и меньшим КПД, чем ветряки с небольшими лопастями. Недостатки: сложность конструкции, не позволяющая установить ветряки своими руками, а также возникающий гироскопический эффект. Роторные ветряные турбины имеют вертикально ориентированные лопасти, которые движутся не по прямой линии, а по кругу. Достоинства: стабильная работа при постоянном ветре, низкий уровень шума. Существенным недостатком данной конструкции ветряка является низкий КПД, не превышающий 18%.

Посмотрим, как сделать ветряк в наших условиях работоспособным.

Интересные личные впечатления от forumhouse. ru Александр Капустин (ник на форуме Бывалый 1406)

– Ветрогенератор следует размещать в месте, где существует как можно меньше помех от ветра. Энергия ветра является кубической функцией скорости ветра. Это означает, что небольшие изменения скорости ветра вызывают значительное изменение выходной мощности. По соображениям безопасности рекомендуется размещать ветряк подальше от жилых домов. Что касается высоты мачты – устанавливаем максимально высокую.

В подмосковных местах мы можем рекомендовать, чтобы высота мачты была не менее 15 метров. А при самостоятельном расчете альтернативной системы энергоснабжения частного дома необходимо предварительно узнать, сколько энергии требуется от системы. Для этого определите мгновенную пиковую мощность и рассчитайте два значения ожидаемой суточной потребляемой мощности – максимальное и среднее.

Следует помнить, что в наших климатических условиях ветряки могут работать на полную мощность около 20-30% дней в году, поэтому ветрогенератор следует рассматривать как дополнительную, резервную систему электроснабжения для выработки электроэнергии для питания бытовой техники. .

Ловцы солнца

Как можно использовать солнечную энергию: первое, что приходит на ум, – это солнечная панель.

Никого не удивляют размещенные на крыше дома солнечные батареи.

Но наш материал будет не о них, а об устройстве, способном преобразовывать солнечную энергию в тепло, пригодное для отопления или горячего водоснабжения в доме.

Солнечные панели

Мы попросим заместителя технического директора компании AquaBur Евгения Касаткина ответить на вопрос, что такое солнечный коллектор.

– В базовой солнечной системе или, проще говоря, в солнечном коллекторе применяется принцип отбора тепла из солнечного излучения и дальнейшей передачи сэкономленной энергии в систему горячего водоснабжения или отопления.

Есть два типа солнечных коллекторов:

    Вакуумный солнечный коллектор. Потенциальное удаление в этой системе осуществляется с помощью вакуумных трубок. Вакуумная трубка представляет собой двойную стеклянную колбу, из которой откачивается воздух. Внутренняя часть колбы покрыта светоотражающим материалом, который пропускает солнечное излучение, но не выходит наружу. Во внутренней части системы находятся патрубки со стержнем, по которому идет теплоноситель. Вакуумный слой позволяет сэкономить около 95% захваченной тепловой энергии. Плоский солнечный коллектор. Снятие потенциала в этой системе заключается в поглощении солнечного излучения поглощающей пластиной, после чего энергия в виде накопленного тепла передается жидкому носителю. Обратная сторона солнечного коллектора покрыта теплоизоляцией.

Какую систему выбрать с учетом работы в наших условиях

По словам Михаила Мурашко, руководителя отдела разработок компании Viessmann:

– Трубчатые вакуумные коллекторы – лучшее решение в пасмурную погоду, смог и рассеянное излучение. А плоские солнечные коллекторы более оптимальны для использования в помещениях с высокой инсоляцией.

Евгений Касаткин:

– Зимой и в северных районах солнечный коллектор можно использовать как дополнительную систему, подключенную к системе отопления или ГВС. Но лучшие показатели мы получим летом, когда система при правильной установке и монтаже сможет полностью удовлетворить потребность в горячей воде, без использования систем косвенного нагрева воды.

Установив солнечный коллектор, вы получите почти бесплатное тепло. Если в системе требуется принудительная циркуляция хладагента, электричество потребуется только для работы насоса. А в солнечный день солнечная система может нагреть воду до температуры 50-70 С.

Тепловые насосы

Как гласит закон сохранения энергии: «Энергия не может возникнуть из ничего и не может просто исчезнуть, она может только переходить из одной формы в другую».

Читайте также:  Что касается конструкции бани: материалы, их достоинства и недостатки

Земля, воздух и вода содержат много низкопотенциальной тепловой энергии, которую можно использовать для обогрева дома. Остается только собрать эту рассеянную тепловую энергию и «ввести» ее в систему отопления дома. Для этого мы используем специальное устройство – тепловой насос.

Директор компании «SagaTherm» Александр Сагалович объясняет, что это за технология:

– Тепловой насос – это холодильная машина. В нормальных условиях тепловая энергия передается от более нагретого тела к менее нагретому. Тепловой насос может забирать тепловую энергию от менее нагретого тела и передавать ее более горячему телу, нагревая его еще больше.

Тепловой насос может получать тепловую энергию из следующих источников – воздуха, воды и земли. В наших условиях наиболее целесообразно строить систему теплового насоса, основанную на получении тепла от земли и воды.

Для прокачки 4 кВт тепловой энергии нам потребуется около 1 кВт электроэнергии. Но электричество тоже никуда не денется, оно будет преобразовано в тепловую энергию, так как компрессор в процессе работы тоже нагревается. Итого – израсходовав 1 кВт электроэнергии, получаем 5 кВт тепла.

Каковы преимущества установки этого устройства

Евгений Касаткин:

– Преимущества использования тепловых насосов лучше всего иллюстрируются в таблице ниже.

Теперь мы знаем, как работает тепловой насос. Давайте рассмотрим, какие бывают системы.

Выбор дизайна будет зависеть от наличия на участке дополнительного свободного места или водоема.

    Вертикальная планировка. Его применяют, когда негде проложить контур труб или при отсутствии стыков, не промерзающих зимой. Для установки теплового насоса просверливают от 3 до 5 отверстий глубиной от 50 до 150 метров. Горизонтальная система. Это дешевле, чем вертикальная система, так как нет необходимости в дорогостоящем сверлении. Контур труб укладывается на небольшую глубину, обычно около 1,5 метра, но требует довольно приличной площади участка. Водная система. Если рядом, в пределах 100 метров, есть водоем, который зимой не промерзает, то прокладка в нем контура труб будет самым разумным выбором.

Особенности работы тепловых насосов

Как и любая инженерная система, отопление и ГВС на базе теплового насоса требует очень продуманного подхода.

Александр Сагалович:

– Вертикальное и горизонтальное расположение грунтовых теплообменников одинаково эффективно. Горизонтальный теплообменник занимает много места, но намного дешевле вертикального теплообменника.

Бурение скважины обойдется дороже, но вы сможете сэкономить место на строительной площадке.

Для многих это единственное решение, так как на участке не предусмотрен горизонтальный теплообменник.

В случае горизонтального геотермального теплообменника требуется около 5 гектаров земли на каждые 10 кВт мощности. После завершения работ можно использовать эту территорию без ограничений, единственное, что на ней нельзя строить, – это возведение капитальных конструкций. Одним из способов использования тепловых насосов в качестве отопительного контура является установка системы водяного теплого пола.

Инвертор – как элемент системы альтернативных источников энергии

Как уже упоминалось выше, электричество, вырабатываемое альтернативным источником энергии, хранится в батареях. Но что делать с этой энергией, ведь батареи дают постоянный ток, не подходящий для подключения бытовой техники? Здесь на помощь приходит преобразователь тока, инвертор. С помощью этого устройства постоянный ток преобразуется в переменный.

Сергей Лесков, главный инженер ООО «СибКонтакт» рассказывает об особенностях использования инверторов для создания систем автономного и бесперебойного питания:

– Инверторы встраиваются в различные системы производства альтернативной энергии, содержащие батареи, обеспечивая, таким образом, весь дом электричеством 220 В 50 Гц. Преобразователи синусоидальной волны – незаменимый элемент автономных энергоустановок, ведь к ним можно подключать даже самое чувствительное оборудование.

При создании автономной системы бесперебойного питания инверторы имеют ряд преимуществ перед дизельными и бензиновыми генераторами:

    Эти элементы системы работают в автономном режиме и не требуют присутствия человека; В режиме ожидания они потребляют минимальное количество электроэнергии; Не требуют специальной вентиляции помещения; Они не требуют звукоизоляции помещений.

Итак, выбор эффективного источника альтернативной энергии для загородного дома – это комплексный подход к решению множества довольно сложных задач, требующих знаний, опыта и умелых рук.

Подробнее об альтернативной энергетике в частном доме вы можете узнать в соответствующей ветке форума. Наша тема касается вопроса использования ветрогенератора и возможности его сборки своими руками для питания альтернативного дома.

Примите участие в обсуждении нескольких применений теплового насоса. Посмотрите видео на нашем сайте, чтобы увидеть, как геотермальный насос обеспечивает теплом ваш дом при отсутствии сетевого газа. И в этом Обсуждаем инверторы на форуме.

Альтернативная энергетика для дома своими руками: обзор лучших эко-технологий

Ресурсы природного газа не безграничны, а цены на энергоносители продолжают расти. Согласитесь, было бы неплохо использовать альтернативные источники энергии вместо традиционных, чтобы не зависеть от поставщиков газа и электроэнергии в вашем регионе. Но вы не знаете, с чего начать?

Мы поможем вам разобраться в основных источниках возобновляемой энергии – в этой статье мы описали лучшие экотехнологии. Альтернативная энергия может заменить обычные источники питания: своими руками можно организовать очень эффективную установку для ее производства.

В нашей статье мы обсуждаем простые способы установки теплового насоса, ветрогенератора и солнечных коллекторов, а также отдельные фотоиллюстрации отдельных этапов процесса. Для наглядности материал дополнен видеороликами о производстве экологически чистых инсталляций.

Популярные источники возобновляемой энергии

«Зеленые технологии» позволят существенно снизить затраты на содержание домохозяйств за счет использования практически бесплатных источников.

С давних времен люди использовали механизмы и устройства в своей повседневной жизни для преобразования сил природы в механическую энергию. Яркий тому пример – водяные и ветряные мельницы.

С появлением электричества наличие генератора позволило преобразовывать механическую энергию в электричество.

В настоящее время значительный объем энергии вырабатывают ветряные электростанции и гидроэлектростанции. Помимо ветра и воды, люди имеют доступ к таким источникам, как биотопливо, энергия земных недр, солнечный свет, энергия гейзеров и вулканов, а также сила приливов и отливов.

Читайте также:  Как устранить течь в напорном водопроводе: способы устранения протечек в пластиковых и металлических трубах

В домашних условиях для получения возобновляемой энергии обычно используются следующие устройства:

Высокая стоимость как устройств, так и монтажных работ останавливает многих людей на пути к получению, казалось бы, бесплатной энергии.

Срок окупаемости может достигать 15-20 лет, но это не повод лишать себя экономических перспектив. Все эти устройства могут быть изготовлены и установлены независимо друг от друга.

Солнечные панели собственноручного изготовления

Готовая солнечная панель стоит больших денег, поэтому покупка и установка доступна не каждому. Если сделать панно своими руками, то стоимость можно будет снизить в 3-4 раза.

Прежде чем приступить к созданию солнечной панели, необходимо понять, как все это работает.

Принцип работы системы солнечного электроснабжения

Понимание назначения каждого компонента системы позволит вам представить ее работу в целом.

Основные элементы любой солнечной системы:

    Солнечная панель. Это набор взаимосвязанных элементов, которые превращают солнечный свет в поток электронов. Аккумуляторы. Одного аккумулятора не хватает надолго, поэтому в системе может быть до десятка таких устройств. Количество батарей зависит от количества потребляемой электроэнергии. Количество аккумуляторов в будущем можно увеличить, добавив в систему необходимое количество солнечных панелей; Регулятор заряда солнечной энергии. Это устройство необходимо для правильной зарядки аккумуляторной батареи. Его основная задача – не допустить перезарядки аккумулятора. Инвертор. Необходимое устройство для преобразования тока. Батареи поставляют электричество низкого напряжения, а инвертор преобразует его в электричество высокого напряжения, которое необходимо для выполнения функции – производства энергии. Для дома достаточно инвертора с выходной мощностью 3-5 кВт.

Главная особенность солнечных панелей в том, что они не могут производить электричество высокого напряжения. Один элемент системы способен генерировать ток 0,5-0,55 В. Одна солнечная панель способна генерировать ток 18-21 В, которого достаточно для зарядки аккумулятора 12 В.

Хотя лучше сразу покупать инвертор, аккумуляторы и регулятор заряда, солнечные элементы можно сделать своими руками.

Изготовление солнечной батареи

Чтобы сделать аккумулятор, нужно купить солнечные элементы на моно – или поликристаллах. При этом следует отметить, что время жизни поликристаллов намного меньше, чем у монокристаллов.

Причем КПД поликристаллов не превышает 12%, а в случае монокристаллов достигает 25%. Чтобы сделать одну солнечную панель, нужно приобрести не менее 36 таких элементов.

Шаг #1 – сборка корпуса солнечной панели

Начнем работу с изготовления туловища, для этого вам потребуются следующие материалы:

    Деревянные бруски Фанера Оргстекло ВОЛОКНА

Необходимо вырезать нижнюю часть фанерного корпуса и вставить в каркас из брусков толщиной 25 мм. Размер дна зависит от количества солнечных элементов и их размера.

Необходимо просверлить отверстия диаметром 8-10 мм по периметру каркаса в прутках с шагом 0,15-0,2 м. Они необходимы для предотвращения перегрева аккумуляторных ячеек в процессе эксплуатации.

Шаг #2 – соединение элементов солнечной панели

В зависимости от размера корпуса используйте канцелярский нож, чтобы вырезать опору солнечного элемента из фибрового картона. При строительстве также необходимо предусмотреть наличие вентиляционных отверстий, расположенных через каждые 5 см методом квадратного гнезда. Готовый каркас нужно дважды покрасить и просушить.

Солнечные элементы должны быть помещены вверх ногами на подложку из ДВП и припаяны. Если готовые изделия еще не были оснащены паяными проводами, работа значительно облегчается. Однако процесс пайки необходимо проводить в любом случае.

Учтите, что сочетание элементов должно быть последовательным. Вначале элементы следует соединить рядами, а затем уже готовые ряды объединить в набор, соединив их с шинами.

Когда закончите, переверните элементы вверх ногами, разложите их ровно и зафиксируйте силиконом.

Затем проверьте выходное напряжение. Оно должно составлять примерно 18-20 В. Теперь дайте аккумулятору поработать несколько дней, чтобы проверить его способность к зарядке. Только после проверки работы соединения следует герметизировать.

Шаг #3 – сборка системы электроснабжения

Убедившись в безупречном функционале, можно приступать к установке системы питания. Провода входных и выходных контактов должны быть выведены наружу для будущего подключения устройства.

Крышку следует вырезать из оргстекла и прикрепить саморезами к бокам корпуса через предварительно просверленные отверстия.

Вместо солнечных элементов для изготовления аккумулятора можно использовать диодную схему с диодами Д223Б. Плата с 36 последовательно включенными диодами способна генерировать напряжение 12 В.

Светодиоды следует предварительно пропитать ацетоном для удаления краски. Просверлите отверстия в пластиковой панели, вставьте светодиоды и выполните пайку. Поместите панель в прозрачную крышку и закройте ее.

Основные правила установки солнечной панели

Эффективность всей системы во многом зависит от правильной установки солнечных батарей.

При установке следует учитывать следующие важные параметры:

Затенение. Если аккумулятор расположен в тени деревьев или более высоких построек, он не только не будет работать должным образом, но и может выйти из строя. Ориентация. Чтобы максимально использовать солнечные лучи на солнечных элементах, батарея должна быть обращена к солнцу. Если вы живете в северном полушарии, панель должна быть обращена на юг, если в южном полушарии, наоборот. Наклон. Этот параметр определяется в зависимости от географического положения. Специалисты рекомендуют устанавливать панель под углом, равным широте. Доступность. Необходимо постоянно следить за чистотой лицевой стороны и вовремя удалять слой пыли и грязи. А в зимний период панель необходимо периодически очищать от налипшего снега.

Желательно, чтобы при работе солнечного коллектора угол наклона не был постоянным. Устройство будет работать с максимальной эффективностью только тогда, когда солнечные лучи будут направлены на его крышку.

Летом лучше располагать под углом 30 градусов к горизонту. Зимой рекомендуется подобрать и установить при 70º.

Тепловые насосы для отопления

Тепловые насосы – одно из самых прогрессивных технологических решений в области получения альтернативной энергии для вашего дома. Они не только самые удобные, но и самые экологически чистые.

Читайте также:  Шторы в прихожую (61 фото): дизайн коротких и длинных штор на окно и на дверь в прихожей

Их эксплуатация значительно снизит затраты на охлаждение и отопление.

Классификация тепловых насосов

Тепловые насосы классифицируются по количеству контуров, источнику энергии и способу ее получения.

В зависимости от конечных потребностей тепловые насосы могут быть:

    Одноконтурный, двухконтурный или трехконтурный; Одно – или двухкратная конденсация; Можно нагревать или можно нагревать и охлаждать.

По типу источника энергии и способу его получения различают следующие тепловые насосы:

    Грунт – вода. Их используют в зоне умеренного климата с равномерным прогревом почвы вне зависимости от времени года. Для установки используется коллектор или зонд, в зависимости от типа грунта. Бурение неглубоких скважин не требует разрешительных документов. Воздух – вода. Тепло собирается из воздуха и используется для нагрева воды. Установка будет уместна в климатических зонах с зимними температурами не ниже -15 градусов. Вода – вода. Установка обусловлена ​​наличием водоемов (озера, реки, грунтовые воды, колодцы, колодцы). КПД такого теплового насоса очень впечатляет, что связано с высокой температурой источника в холодное время года. Вода – воздух. Таким образом, те же резервуары действуют как источник тепла, но тепло передается непосредственно воздуху, используемому для обогрева. В этом случае вода не выступает в роли теплоносителя. Земля – ​​воздух. В этой системе земля является проводником тепла. Тепло от поверхности земли передается воздуху с помощью компрессора. В качестве энергоносителя используются антифризы. Эта система считается самой универсальной. Воздух в воздух. Работа этой системы аналогична работе кондиционера, который может обогревать и охлаждать комнаты. Эта система самая дешевая, так как не требует земляных работ или прокладки трубопроводов.

При выборе типа источника тепла следует руководствоваться геологией участка и возможностью свободной выемки грунта, а также наличием свободного места.

При нехватке свободного места следует избегать источников тепла, таких как земля и вода, а тепло отбирать из воздуха.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы тепловых насосов основан на использовании цикла Карно, который в результате быстрого сжатия теплоносителя обеспечивает повышение температуры.

По такому же принципу, но с обратным эффектом работает большинство климатических устройств с компрессорными агрегатами (холодильник, морозильник, кондиционер).

Основной рабочий цикл, который осуществляется в камерах этих устройств, предполагает обратный эффект – в результате внезапного расширения хладагент сжимается.

Поэтому один из наиболее доступных методов производства тепловых насосов основан на использовании отдельных функциональных блоков, используемых в климатических устройствах.

Поэтому домашний холодильник можно использовать для создания теплового насоса. Его испаритель и конденсатор будут действовать как теплообменники, забирая тепловую энергию из окружающей среды и направляя ее непосредственно к хладагенту, циркулирующему в системе отопления.

Сборка теплового насоса из подручных материалов

Используя старую бытовую технику, а точнее ее отдельные узлы, можно собрать тепловой насос. Как это сделать, мы рассмотрим ниже.

Шаг #1 – подготовка компрессора и конденсатора

Работа начинается с подготовки компрессорной части насоса, функции которой будут возложены на соответствующий узел кондиционера или холодильника. Этот узел необходимо закрепить мягкой вешалкой на одной из стен рабочего помещения, где будет удобно.

Затем нужно сделать конденсатор. Бак из нержавеющей стали на 100 литров идеально подходит для этой цели. В него необходимо установить змеевик (можно взять готовую медную трубку от старого кондиционера или холодильника.

Подготовленную емкость следует разрезать болгаркой на две равные части – это необходимо для монтажа и фиксации змеевика в корпусе будущего конденсатора.

После установки змеевика в одну из половинок необходимо соединить обе части бака и сварить вместе, чтобы получился замкнутый бак.

Следует помнить, что при сварке следует использовать специальные электроды, а еще лучше использовать аргонную сварку, только это может обеспечить максимальное качество сварки.

Шаг #2 – изготовление испарителя

Для изготовления испарителя вам понадобится герметичный пластиковый резервуар вместимостью 75-80 литров, в который вам нужно будет поместить змеевик из трубы z дюйма.

На концах трубы необходимо обрезать резьбу, чтобы в дальнейшем обеспечить соединение с трубопроводом. После завершения сборки и проверки на герметичность испаритель следует прикрепить к стене рабочего помещения с помощью кронштейнов соответствующих размеров.

Лучше всего доверить завершение сборки специалисту. Хотя часть сборки можно выполнить самостоятельно, пайку медных труб и впрыск хладагента должен выполнять профессионал. Основная часть насоса собирается путем подключения батарей отопления и теплообменника.

Следует отметить, что эта система отличается низким энергопотреблением. Поэтому будет лучше, если тепловой насос будет добавлен к существующей системе отопления.

Шаг #3 – обустройство и подключение внешнего устройства

В качестве источника тепла лучше всего подходит вода из колодца или скважины. Он никогда не замерзает, и даже зимой его температура редко опускается ниже +12 градусов. Две такие скважины нужно будет построить.

Вода будет забираться из одного колодца и подаваться в испаритель.

Затем использованная вода будет слита во второй колодец. Осталось все это подключить к входу в испаритель, к выходу и загерметизировать.

В принципе, система готова к работе, но для полной автономности потребуется система автоматики, контролирующая температуру протекающего теплоносителя в контурах отопления и давление фреона.

Вначале можно использовать обычный стартер, но следует учесть, что запуск системы возможен после выключения компрессора в течение 8-10 минут – это время нужно для выравнивания давления фреона в системе.

Устройство и использование ветрогенераторов

Энергию ветра использовали уже наши предки. С тех далеких времен практически ничего не изменилось.

Единственная разница в том, что жернова заменены генератором и приводом, преобразующим механическую энергию лопастей в электричество.

Оцените статью
Добавить комментарий