Alternatyvi energija namams: nestandartinių energijos šaltinių apžvalga

„Žalioji energija“ traukia žmones tiesiog savo kosminėmis perspektyvomis.Autonominėms komunikacijoms aptarnauti visiškai nemokamai galima gauti neišsenkamos energijos iš aplinkos. Be to, jo ištekliai kasdien atkuriami be žmogaus įsikišimo.

Tačiau norint kompetentingai panaudoti tikras gamtos dovanas, reikia žinoti, kaip jos veikia ir kur naudojamos. Ar sutinki?

Iš mūsų straipsnio sužinosite viską apie tai, kaip alternatyvi energija naudojama namams. Peržiūrėję mūsų pateiktą informaciją, galėsite pasirinkti tinkamiausią šilumos ar elektros gamybos variantą.

Mes išsamiai aprašėme įrenginius, kurie apdoroja saulės / vėjo / vandens / žemės energiją. Trumpai ir itin paprastai išdėstėme jų veikimo principą. Pateikta informacija padės palyginti energijos gamybos būdus ir šaltinius.

Alternatyvių energijos šaltinių rūšys

Įsigyti pramoninius modernių prietaisų modelius šilumos ar elektros energijai iš aplinkos išgauti nėra taip sunku.

Populiariausios tokios įrangos parinktys yra:

• saulės elementai;
• saulės kolektoriai;
• Vėjo generatoriai;
• šilumos siurbliai;
• biodujų generatoriai.

Mokslas nestovi vietoje, atsiranda naujų alternatyvios energijos gamybos įrenginių modelių. Svarbu ne tik pasirinkti tinkamą variantą, bet ir tinkamai jį įdiegti. Labai dažnai nepavyksta išsiversti su vienu vienetu.Galite derinti skirtingų išteklių naudojimą.

Pavyzdžiui, saulės baterija suteikia daugiau elektros energijos vasarą, o vėjo generatorius – žiemą. Šių dviejų įrenginių derinys leidžia tiekti pakankamą autonominės elektros energijos kiekį ištisus metus. Panašiai galima derinti ir kitus įrenginius.

1: saulės baterijų naudojimas

Šie elementai tampa vis populiaresni ir įvairesni. Jie parduodami ir kaip paruošti rinkiniai, ir kaip atskiri fotoelementai. Amatininkai mėgėjai, kurie nori viską daryti savo rankomis, noriai dirba su pastaruoju - tai gana paprasta užduotis.

Į padaryti saulės bateriją su atskirais parametrais turėtumėte įsigyti reikiamą skaičių paruoštų fotoelementų ir sulituoti juos į bendrą grandinę.

Permatomi elementai, dengiantys saulės kolektorių darbinį paviršių, montuojami ant daugiaaukščių pastatų stiklo, tačiau jie gali būti sėkmingai naudojami ir privačių namų statyboje

Yra monokristaliniai ir polikristaliniai saulės elementai. Pirmieji yra našesni ir patvaresni, tačiau veiksmingi tik tada, kai gauna stabilų energijos srautą. Polikristalai turi mažesnį efektyvumą ir trumpesnį tarnavimo laiką, tačiau jie gali gana efektyviai veikti net debesuotomis sąlygomis.

Fotovoltiniai elementai yra patalpinti po patvarios skaidrios medžiagos sluoksniu, kad galėtų sugerti energiją ir išliktų savo vietoje. Korpusas su skaidriu išoriniu paviršiumi atrodo kaip metalinis rėmas. Jis naudojamas plokščių tvirtinimui.

Kartais vietoj metalinio korpuso naudojama medinė konstrukcija.Tai mažiau patvarus, bet gana priimtinas variantas.

Saulės baterijos įrengiamos saulėčiausioje pastato pusėje, dažniausiai ant stogo. Taip pat svarbu pasirinkti tinkamą keitiklį ir baterijas

Dizainas su saulės baterijomis pasirodo gana didelis, todėl dažniausiai jis dedamas tiesiai ant namo stogo. Korpusas montuojamas ant stovo, kad būtų galima pasukti skydelį su fotoelementais, tai leis stebėti saulės judėjimą ir užfiksuoti daugiau UV spindulių priklausomai nuo metų laiko.

Kai ištinka stiprus lietus, plokštė pasukama į vertikalią padėtį, kad būtų išvengta žalos ir sumažintas galimas užteršimas. Plokščių montavimas yra tik pirmasis tokios sistemos diegimo etapas.

Kad jis veiktų visapusiškai, fotoelementus per įkroviklį turėsite prijungti prie saulės keitiklio sistemos.

Norėdami sukaupti gautą elektros sistemą, jums reikės baterijos saulės kolektoriams, Pavyzdžiui, SAULĖS ŠVIESA PzS. Tokie elementai gali būti montuojami po žeme, gana dideliame gylyje - iki trijų metrų.

Teisingas pasirinkimas inverteris saulės kolektoriams ir akumuliatoriaus valdiklis – svarbus momentas užtikrinant maksimalų visos sistemos efektyvumą. Kuo geriau bus parinkti visi komponentai, tuo geriau bus atlikti specialūs skaičiavimai, bus mažesni elektros energijos nuostoliai.

Įdomus saulės baterijų tipas - lanksčios plėvelės versija, jų darbinis sluoksnis dedamas ant polimerinės plėvelės. Jie montuojami ant daugiaaukščių namų stiklinių langų, žinoma, saulėtoje pusėje.

Tokių elementų efektyvumas yra šiek tiek mažesnis nei tradicinės versijos - tik 7%. Tačiau jų naudojimo patogumas ir vietos taupymas kompensuoja šį trūkumą.

„Betaray“ įrenginys, skirtas pagauti saulės energijos potencialą, atrodo stilingai ir šiuolaikiškai. Galima įrengti privataus namo kieme arba ant daugiaaukščio namo stogo

Prietaisas paskambino Betaray. Tai gana didelis stiklinis rutulys, kuris kaip objektyvas surenka saulės spindulius ir nukreipia juos į panelę su fotoelementais. Įrenginys gali automatiškai suktis, kad gautų maksimalią saulės šviesą.

Dėl to galite išsiversti su mažiau fotoelementų ir užtikrinti, kad saulės spindulių srautas būtų stabilesnis. Naktį Betaray gali sugerti mėnulio ir žvaigždžių šviesą. Tai nėra daug, bet pakankamai, kad būtų užtikrintas visas gatvių apšvietimas. Apskritai šis prietaisas pasižymi įspūdingu saulės baterijų efektyvumu – 35%.

Naudingi patarimai, kaip pasirinkti, montuoti ir eksploatuoti saulės baterijas, pateikiami čia:

#2: saulės kolektorių taikymas

Tai modernesnis ir produktyvesnis vasaros dušo variantas. Net ir pati kukliausia vasarnamis turi statinę vandens, kuri dieną įkaista iki visai padoraus lygio.

Jei ant stogo sumontuosite siaurų vamzdžių sistemą, per kurią cirkuliuoja vanduo, galite gauti pastebimą šilumos kiekį, pilnai aprūpindami namą karšto vandens tiekimu ir net visai neblogu šildymu.

Saulės kolektorius yra siaurų vamzdžių sistema, per kurią cirkuliuoja aušinimo skystis.Natūralūs konvekcijos procesai cirkuliuoja saulės pašildytą vandenį nenaudojant siurblio (+)

Šio alternatyvaus energijos šaltinio veikimas pagrįstas vandens ir oro gebėjimu cirkuliuoti kaitinant. Šilumokaičio bakas sumontuotas aukštesniame lygyje nei kolektoriaus vamzdžiai. Šildomas vanduo pakyla ir patenka į šilumokaičio gyvatuko viršų.

Atvėsęs nuo sąlyčio su vandeniu iš čiaupo, saulės kolektoriaus aušinimo skystis nukrenta žemyn ir vėl patenka į vamzdžius, kuriuos šildo saulė.

Dėl natūralios šildymo ir vėsinimo vandens cirkuliacijos nereikia specialių siurblių ar kitos elektros įrangos.

Paprasčiausią tokios sistemos versiją galite padaryti iš turimų medžiagų: skirtingo skersmens vamzdžių, metalo lakšto kaip pagrindo. Stovas, prie kurio tvirtinamas pagrindas, gali būti pagamintas iš kampo ar kitų metalinių elementų.

Šioje naminio saulės kolektoriaus versijoje vamzdžiai privirinami prie metalinio pagrindo, o kaip rėmas naudojama stora lenta.

Paprastai sistemos dalis, kuri yra išorėje, yra nudažyta juodai, kad padidėtų jos gebėjimas sugerti šilumą. Pagrindas su vamzdžiais pritvirtintas taip, kad galėtumėte keisti jo pasvirimo kampą.

Belieka sumontuoti šilumokaičio rezervuarą, į jį įdėti gyvatuką ir sujungti sistemos elementus tarpusavyje bei prie vandentiekio ir/ar šildymo sistemos.

Detali šildymui skirto saulės kolektoriaus gamybos technologija aprašyta Šis straipsnis.

Pramoniniai saulės kolektorių modeliai yra daug našesni nei „naminiai“ ir gali veikti ištisus metus, tačiau tokios sistemos kaina gali būti gana didelė.

Žinoma, šiuolaikiniai pramoniniai saulės kolektoriai yra sudėtingesni ir veikia efektyviau. Kai kurie įrenginiai naudoja freoną kaip aušinimo skystį, kuris leidžia gauti šilumos energijos net ir šaltu oru.

Pramoniniuose įrenginiuose gali būti įrengti vakuuminiai vamzdžiai, blokas su fotoelementais, temperatūros jutikliai, automatinė valdymo sistema ir kt. Tokio kolektoriaus kaina gali būti gana įspūdinga.

#3: Vėjo energijos naudojimas

Vėjo generatoriai – nuo ​​seno žinomi įrenginiai, gana populiarūs aplinkai nekenksmingos energijos gerbėjų tarpe. Tai gana sudėtingas įrenginys, ypač jei vėjo malūno mentės sukasi horizontalioje plokštumoje. Todėl versijos su vertikaliais ašmenimis yra populiaresnės.

Vėjo generatoriai yra gana didelių gabaritų gaminiai, kurie turėtų būti montuojami atviroje vietoje, kurią gerai pučia vėjai. Vienas toks prietaisas gali visiškai patenkinti privataus namo elektros poreikius.

Vėjo malūnas pastatytas ant aukšto ir patvaraus stovo. Menčių judėjimas perduodamas generatoriui, o gauta energija kaupiama akumuliatoriuje. Tada elektra perduodama į namo vidaus elektros sistemą arba kitaip naudojama.

Naminis vėjo malūnas gali patenkinti nedidelio vasarnamio elektros poreikį:

Pramoninis modernių vėjo generatorių modelių paprastai yra su patogiu elektroniniu valdymo pultu.

Naminiai prietaisai sukonstruoti pagal gana paprastas schemas ir brėžinius. Internete galite rasti daugybę skirtingų tipų ir tipų variantų. Tokiai konstrukcijai pastatyti reikia pasirinkti patogią vietą, kur pučia stiprus vėjas, o įrenginys niekam netrukdys. Kuo aukščiau sumontuoti peiliukai, tuo geriau.

Mobili vėjo turbina „Uprise“ yra gana kompaktiško dydžio, surinkta gali būti gabenama viešaisiais keliais

Ne taip seniai įmonė Sukilimas pristatė originalią plėtrą – vėjo jėgainę, sumontuotą ant mobilios platformos.Jei pageidaujama, įrenginį galima surinkti iki kompaktiško dydžio, o vėliau transportuoti įprastu visureigiu ir sumontuoti kitoje vietoje.

Mobiliosios vėjo jėgainės „Uprise“ galia – 50 kW. Alternatyvios energetikos ekspertų teigimu, to visiškai pakanka tiekti elektrą ne didžiausiam privačiam namui ir netgi pasidalinti elektros pertekliumi su kaimynais.

Dar originalesnis variantas vėjo energiją paversti kilovatais – orlaivis Makani galia.

Makani Power yra orlaivis, leidžiantis pakelti mažų vėjo turbinų rinkinį į didelį aukštį ir gauti maksimalų elektros energijos kiekį

Tai labai moksliškas aitvaro variantas, ant kurio sumontuotos mažos vėjo turbinos. Idėja yra tiekti generatorių į viršutinius atmosferos sluoksnius, kur oro srauto greitis yra daug didesnis nei žemėje. Energija teka žemyn kabeliu, kuris taip pat veikia kaip virvė, laikanti „aitvarą“.

Įdomi vėjo generatorių remonto apžvalga SF-600-5 (Kinija) leidžia susidaryti supratimą apie galimas ekonominės klasės prietaisų problemas:

Įdomios idėjos, kaip patiems pasigaminti vėjo malūną, aprašytos straipsnyje - Kaip savo rankomis pasidaryti vėjo generatorių: prietaisas, veikimo principas + geriausi naminiai gaminiai

#4: Šildymas naudojant šilumos siurblius

Šie prietaisai jau seniai didžiuojasi aplinkai nekenksmingos energijos gamybos įrenginių šeimoje. Šilumos siurblys veikia taip pat, kaip šaldytuvas ar oro kondicionierius, tačiau atvirkščiai.

Šio tipo įrenginiai daugiausia naudojami namų šildymui, taip pat vandens šildymui.Nors yra modelių, kurie vasarą sėkmingai susidoroja su oro kondicionieriaus pareigomis.

Šilumos siurblio veikimo principas pagrįstas žemo potencialo šiluminės energijos sugėrimu į koncentruotą didelio potencialo šilumą. Įrenginius nuo žemės iki vandens montuoti sunku, tačiau jie veiksmingi

Tokiose sistemose kaip šilumos šaltinis naudojama oro energija, dirvožemio ir vandens šiluma. Energijos yra visur, tačiau šiuose ištekliuose ji turi mažą potencialą. Išorinė šilumos siurblio grandinė surenka šiuos išsklaidytus šiluminės energijos trupinius ir perkelia juos į sistemą.

Norint paversti energiją į didelio potencialo būseną, naudojamas šaltnešis, dažniausiai freonas. Jis sugeria gautą energiją, įkaista ir patenka į kompresorių. Čia šaltnešis suspaudžiamas ir per garintuvą patenka į vidinio šildymo kontūro šilumokaitį.

Aušinimo skystis sugeria koncentruotą šiluminę energiją, o freonas praeina per garintuvą ir grįžta į skystą būseną. Dabar gauna mažo potencialo energiją, įkaista ir pan.

Atsižvelgiant į šiluminės energijos šaltinį, taip pat nuo aušinimo skysčio tipo, parenkamas šilumos siurblio tipas: „žemė-vanduo“, "vanduo-vanduo", "oras-vanduo", „oras į orą“ ir taip toliau. Naudodami tokį įrenginį galite įdiegti ne tik tradicinį vandens, bet ir oro šildymą.

Daugelis meistrų sėkmingai įsisavino savarankišką tokio įrenginio gamybą, įdomios galimybės aprašytos šiuose straipsniuose:

1. Kaip savo rankomis pasidaryti šilumos siurblį iš seno šaldytuvo: brėžiniai, instrukcijos ir surinkimo patarimai
2. Geoterminis šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namui šildyti: įrenginys, dizainas, savarankiškas surinkimas

Šilumos ištraukimas iš žemės nėra pati lengviausia užduotis, nes tam reikės erdvaus žemės sklypo ir didelių kasimo darbų. Išorinės grandinės vamzdžiai klojami tranšėjose ir uždengiami žeme. Akivaizdu, kad šios svetainės naudojimas ateityje bus ribotas.

Lauko oras-vanduo šilumos siurblio bloką tiesiog reikia sumontuoti tinkamoje vietoje, tačiau esant žemai lauko temperatūrai toks įrenginys gali būti nelabai efektyvus.

Bet tokiu būdu galima užtikrinti stabilią aušinimo skysčio temperatūrą išorinėje grandinėje, o tai yra svarbi sėkmingo šilumos siurblio veikimo sąlyga. Labai patogu, jei šalia namo yra tvenkinys, išorinę grandinę galima be problemų panardinti į vandenį. Kaip alternatyva rezervuarui, naudojamas vandens šulinys.

Šilumai iš oro išgauti naudojami ne vamzdžiai su skystu aušinimo skysčiu, o galingi ventiliatoriai, pumpuojantys orą į šilumokaitį. Lauko oro temperatūra nėra beveik tokia pastovi kaip su vandeniu ar žeme, tačiau pasirinkti įrenginio vietą ir atlikti montavimą yra daug lengviau.

Deja, šiauriniuose regionuose tokie įrenginiai yra neveiksmingi, nes šildymas neįmanomas net esant -20 laipsnių lauko temperatūrai. Problema išspręsta sujungiant dvi skirtingas šildymo sistemas.

#4: Biodujos ryšių darbe

Atliekos yra dar vienas įdomus šilumos energijos gamybos šaltinis. Apdorojant atliekas su anaerobinių bakterijų pagalba išsiskiria tokios medžiagos kaip metanas, vandenilio sulfidas, anglies dioksidas ir tam tikras kiekis priemaišų.

Šis dujų mišinys vadinamas biodujomis ir gali būti laikomas moderniu alternatyviu energijos šaltiniu.

Perdirbimui biogeneratoriuje dažniausiai naudojamas augalinių ir gyvūninių atliekų mišinys su vandeniu. Masės drėgnumas, priklausomai nuo metų laiko, turi būti 88-96%.

Žinoma, ši degi medžiaga nėra gaunama iš kanalizacijos turinio. Tam naudojamos gyvulinės ar augalinės kilmės organinės atliekos. Jie dedami į specialų indą, labai patvarūs ir visada sandarūs. Ten kraunamos ir bakterijų kultūros.

Įrenginio viduje sumontuotas sraigtas, skirtas maišyti biologinę masę. Tai padidins reakcijos greitį ir padidins generatoriaus efektyvumą.

Perdirbimui skirta masė skiedžiama vandeniu, kurį reikia pašildyti iki maždaug 40°C.Vasarą reikėtų įpilti daugiau vandens, o žiemą biomasės drėgnumas gali siekti apie 90%.

Norint palaikyti mikroorganizmams patogią temperatūrą, biogeneratoriaus talpykla yra padengta termoizoliacinėmis medžiagomis. Visos pradinės medžiagos pakraunamos per kaklą, kuris tada sandariai uždaromas. Biodujos kaupiasi viršutinėje įrenginio dalyje ir iš jos pašalinamos per specialų vamzdį.

Patogumui, vietos taupymui ir saugumui biodujų jėgainės statomos po žeme, dujų paskirstymas vykdomas per vandens sandariklį, būtina užtikrinti biomasės šildymą (+)

Per atskirą vamzdį iškraunamos perdirbtos atliekos – tai vertinga trąša, kurią galima panaudoti aikštelėje. Svarbus dalykas kuriant biogeneratorių patiems yra saugumas. Kadangi dujos nuolat kaupiasi talpykloje, slėgis ten nuolat didėja.

Biogeneratoriaus kūrimo iš metalinės statinės procesas aprašytas šiame vaizdo įraše:

Jei šis procesas nekontroliuojamas, įrenginys gali tiesiog sprogti. Manoma, kad saugiau biogeneratorių pastatyti po žeme, o ne ant paviršiaus. Norint normalizuoti slėgį, būtina užtikrinti nuolatinį susidarančių dujų pasirinkimą iš talpyklos.

Su dujų mišiniu taip pat reikia elgtis atsargiai. Ši degi medžiaga turi aštrų ir nemalonų kvapą, o įkvėpimas gali būti pavojingas žmonių sveikatai.

Be aukščiau aprašytų laisvos energijos šaltinių, taip pat yra įdomių inžinerinių sprendimų, kurie turi daug praktinių perspektyvų:

Termogeneratoriaus paskirtis ir pritaikymas

Tokio tipo prietaisai buvo žinomi nuo praėjusio amžiaus vidurio. Jie leidžia paversti šiluminę energiją elektros energija. Šiuolaikinė pramoninės gamybos termogeneratoriaus versija skirta montuoti ant dujinių katilų arba ilgai kūrenamų malkinių krosnių, kurių galia ne mažesnė kaip 200 W.

Vienas žinomiausių ir populiariausių termogeneratoriaus variantų kasdieniame gyvenime veikia kartu su žibalo lempa:

Toks įrenginys leidžia gauti apie 150 kW/h elektros energijos per mėnesį žiemą, kai šildymo įrenginiai veikia nuolat.

Galite tai apsvarstyti kaip papildomą variantą kartu su saulės baterijomis arba kaip būdą kompensuoti dažnus elektros energijos tiekimo nutraukimus.

Taip pat yra kempingų šilumos generatorių modelių, galinčių apdoroti įprastos ugnies šiluminę energiją. Jie gali būti naudojami statybų metu, kur nėra elektros, kaip alternatyvą generatoriui, veikiančiam suskystintu kuru.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įrašas supažindins jus su populiariausiais alternatyviais energijos šaltiniais maitinamų įrenginių parinktis:

Vienintelis reikšmingas alternatyvių energijos gamybos būdų trūkumas yra didelė įrangos ir įrengimo kaina. Aukštųjų technologijų plėtra yra efektyvi, patogi ir nebrangi. Visgi investicijos laikui bėgant atsipirks. O tiems, kurie mėgsta dirbti, visada yra „pasidaryk pats“ variantų.

Pasakykite mums, ką manote apie alternatyvios energijos naudojimą savo namuose? Pasidalykite savo nuomone, dalyvaukite diskusijose ir užduokite klausimus. Galite palikti komentarus žemiau esančioje formoje.