Energia alternatywna dla domu: wybór źródła © Geostart

Wiele osób uważa, że ​​tanie ogrzewanie prywatnego domu jest możliwe tylko na gazie. Zastanówmy się, co zrobić, jeśli go nie ma, a nie ma planów na podsumowanie, a jaka alternatywna energia może być dla domu.

  • Jak działa generator wiatrowy.
  • Jak zainstalować kolektor słoneczny.
  • Jak wyposażyć pompę ciepła.
  • Jak wybrać falownik.

Dzisiaj, kiedy ceny energii gwałtownie rosną, a koszt podłączenia do „niebieskiego” przewodu paliwowego jest nieuzasadniony, coraz większa liczba właścicieli domów porzuca tradycyjne źródła energii i zwraca uwagę na alternatywne źródła energii dla domu.

Alternatywne źródło energii elektrycznej: łapacz wiatru

Tak nazywasz turbinę wiatrową. Ludzie od dawna wykorzystują siłę wiatru jako źródło alternatywnej energii.

Po przejściu długiej drogi znane wiatraki zamieniły się w nowoczesne turbiny wiatrowe zdolne do wytwarzania energii elektrycznej.

Jak działa generator wiatrowy

Wszystko jest całkiem proste. Przepływ wiatru obraca łopaty koła wiatrowego, powodując w ten sposób obrót wału generatora elektrycznego.

Generator z kolei wytwarza energię elektryczną.

Należy pamiętać, że generator wytwarza niestałe napięcie o różnych częstotliwościach. W przypadku braku wiatru system energetyki wiatrowej zawiera pakiet akumulatorów, do którego dostarczana jest energia elektryczna wytwarzana przez generator.

Wśród indywidualnych właścicieli domów najczęściej stosowane są turbiny wiatrowe o mocy do 10 kW. Istnieją trzy główne typy projektów turbin wiatrowych:

  • Małe ostrze. Najczęściej mają trzy ostrza. Różnią się wysoką wydajnością i prostotą konstrukcji. Wady: ze względu na małą powierzchnię łopatek do początkowego rozruchu silnika wymagana jest prędkość wiatru co najmniej 5-5 m/s. Ponadto użytkownicy zauważają wysoki poziom hałasu.
  • Wieloostrzowe. Na kole wiatrowym zamontowanych jest od 18 do 24 zakrzywionych łopat. Zaczynają pracę przy prędkości wiatru 2-4 m/s. Charakteryzują się niskim poziomem hałasu, ale także niższą wydajnością niż turbiny wiatrowe z małymi łopatkami. Wady: złożoność konstrukcji, która utrudnia zainstalowanie generatora wiatrowego własnymi rękami, oraz efekt żyroskopowy występujący podczas ich pracy.
  • Turbiny wiatrowe obrotowe – posiadają pionowo ułożone łopaty, które nie poruszają się w linii prostej, ale po okręgu. Zalety: stabilna praca przy stałym wietrze, niski poziom hałasu. Istotną wadą takiej konstrukcji turbiny wiatrowej jest niska sprawność, nie większa niż 18%.

Zobaczmy, jak sprawić, by turbina wiatrowa była wydajna w naszych warunkach.

– Generator wiatrowy należy umieścić w miejscu, w którym wiatry będą jak najmniej zakłócać. Energia wiatru jest funkcją sześcienną prędkości wiatru. Oznacza to, że niewielkie zmiany prędkości wiatru powodują znaczne zmiany mocy wyjściowej. Ze względów bezpieczeństwa wskazane jest instalowanie wiatraka dalej od budynków mieszkalnych. O wysokości masztu – ustaw jak najwyżej.

W warunkach osiedli pod Moskwą można zalecić wysokość masztu co najmniej 15 metrów. A kiedy samodzielnie obliczysz alternatywny system zaopatrzenia w energię dla prywatnego domu, najpierw musisz dowiedzieć się, ile energii wymaga system. Aby to zrobić, będziesz musiał określić szczytową moc chwilową, a także obliczyć dwie wartości oczekiwanego dziennego zużycia energii – jego wartości maksymalne i średnie.

Należy pamiętać, że w naszych warunkach klimatycznych wiatraki mogą pracować z pełną mocą przez około 20-30% dni w roku, dlatego generator wiatrowy należy traktować jako dodatkowy, rezerwowy system zasilania do wytwarzania energii elektrycznej do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego.

READ
Jak zrobić pompę ciepła własnymi rękami

łapacze słońca

Jak wykorzystać energię słoneczną: pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest bateria słoneczna.

Fotokomórki umieszczone na dachu domku nikogo nie zdziwią.

Ale nasz materiał nie będzie o nich, ale o urządzeniu zdolnym do zamiany energii słonecznej na ciepło odpowiednie do ogrzewania lub zaopatrzenia w ciepłą wodę w domu.

Kolektory słoneczne

Po odpowiedź na pytanie, czym jest kolektor słoneczny, zwracamy się do zastępcy dyrektora technicznego firmy o wyjaśnienie AquaBur Jewgienij Kasatkin.

– Podstawa systemu solarnego lub prościej kolektora słonecznego opiera się na zasadzie pozyskiwania ciepła z promieniowania słonecznego i dalszego przekazywania zakumulowanej energii do c.w.u. lub systemu grzewczego.

Istnieją dwa rodzaje kolektorów słonecznych:

  • Próżniowy kolektor słoneczny. Usuwanie potencjału w tym układzie odbywa się za pomocą lamp próżniowych. Rura próżniowa to podwójna szklana kolba, z której wypompowywane jest powietrze. Od wewnątrz termos pokryty jest materiałem odblaskowym, który przepuszcza promieniowanie słoneczne, ale go nie przepuszcza. A w wewnętrznej części systemu znajdują się rurki z prętem, w którym znajduje się chłodziwo. Warstwa próżniowa umożliwia zaoszczędzenie około 95% przechwyconej energii cieplnej.
  • Płaski kolektor słoneczny. Usuwanie potencjału w tym układzie opiera się na pochłanianiu promieniowania słonecznego przez płytę pochłaniającą, po czym energia w postaci zakumulowanego ciepła jest przekazywana do nośnika ciekłego. Odwrotna strona kolektora słonecznego pokryta jest izolacją termiczną.

Który system wybrać biorąc pod uwagę pracę w naszych warunkach

Według szefa działu rozwoju firmy „Vissmann” Michaił Muraszko:

– W pochmurną pogodę, smog i promieniowanie rozproszone najskuteczniej sprawdzają się rurowe kolektory próżniowe. Z kolei płaskie kolektory słoneczne są bardziej optymalne do zastosowania w obszarach o dużym nasłonecznieniu.

Jewgienij Kasatkin:

– Zimą i na terenach północnych kolektor słoneczny można wykorzystać jako dodatkowy system podłączony do systemu grzewczego lub ciepłej wody. Najlepszą wydajność uzyskamy jednak latem, kiedy system przy odpowiedniej instalacji i instalacji będzie w stanie w pełni zaspokoić Twoje zapotrzebowanie na ciepłą wodę, bez stosowania pośrednich systemów ogrzewania wody.

Zainstalowanie kolektora słonecznego pozwoli na uzyskanie prawie darmowego ciepła. Jeśli system wymaga wymuszonego obiegu chłodziwa, energia elektryczna jest wymagana tylko do działania pompy. A w słoneczny dzień układ słoneczny może podgrzać wodę do temperatury 50-70 C.

Pompy ciepła

Jak mówi prawo zachowania energii: „Energia nie może powstać z niczego i nie może po prostu zniknąć, może tylko przechodzić z jednej formy w drugą”.

Ziemia, powietrze i woda zawierają dużą ilość niskowartościowej energii cieplnej, którą można wykorzystać do ogrzania domu. Pozostaje tylko zebrać tę rozproszoną energię cieplną i „uruchomić” ją w systemie grzewczym domu. W tym celu stosuje się specjalne urządzenie – pompę ciepła.

READ
Elastyczne panele słoneczne: baterie produkcji rosyjskiej i zagranicznej, urządzenia o mocy 100 i 25 W

Co to za technologia, wyjaśnia dyrektor firmy SagaTherm » Aleksander Sagalowicz:

– Pompa ciepła to urządzenie chłodnicze.W normalnych warunkach energia cieplna jest przekazywana z cieplejszego korpusu do chłodniejszego. Pompa ciepła może pobierać energię cieplną z mniej nagrzanego ciała i przenosić ją do gorętszego, ogrzewając go jeszcze bardziej.

Pompa ciepła jest w stanie pozyskiwać energię cieplną z następujących źródeł – powietrza, wody i ziemi. W naszych warunkach najbardziej celowe jest zbudowanie systemu pompy ciepła opartego na pozyskiwaniu ciepła z ziemi i wody.

Aby przepompować 4 kW energii cieplnej, potrzebujemy około 1 kW energii elektrycznej. Ale elektryczność też nie zniknie tak po prostu, zamieni się w energię cieplną, ponieważ. Sprężarka nagrzewa się również podczas pracy. Razem – po wydaniu 1 kW energii elektrycznej otrzymujemy 5 kW ciepła.

Jakie są korzyści z zainstalowania tego urządzenia?

Jewgienij Kasatkin:

Poniższa tabela najlepiej pokazuje korzyści płynące z zastosowania pomp ciepła.

Teraz wiemy, jak działa pompa ciepła. Zastanów się, jakie są typy systemów.

Wybór projektu będzie zależał od dostępności dodatkowej wolnej przestrzeni lub zbiornika w Twojej witrynie.

  • układ pionowy. Stosuje się go, jeśli na terenie nie ma miejsca do układania konturu rury lub nie ma zbiorników wodnych, które nie zamarzają zimą. W celu zainstalowania pompy ciepła wierci się od 3 do 5 studni o głębokości od 50 do 150 metrów.
  • układ poziomy. Mniej kosztowny niż system pionowy, ponieważ nie ma potrzeby wiercenia drogich studni. Kontur rury układa się na płytkiej głębokości, zwykle około 1.5 metra, ale wymagana jest dość przyzwoita powierzchnia terenu.
  • System wodny. Jeśli w pobliżu miejsca, nie dalej niż 100 metrów, znajduje się zbiornik, który nie zamarza zimą, to najrozsądniejszym wyborem będzie ułożenie w nim konturu rury.

Cechy działania pomp ciepła

Jak każdy system inżynieryjny, ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę w oparciu o pompę ciepła wymaga bardzo przemyślanego podejścia.

Aleksander Sagalowicz:

– Równie skuteczne są pionowe i poziome układy do aranżacji gruntowego wymiennika ciepła. Poziomy wymiennik ciepła zajmuje dużo miejsca, ale jest znacznie tańszy niż pionowy.

Wiercenie studni będzie kosztować więcej, ale możesz zaoszczędzić miejsce na budowie.

Dla wielu to jedyne rozwiązanie, ponieważ. miejsce nie pozwala na umieszczenie poziomego wymiennika ciepła.

Przy układaniu poziomego gruntowego wymiennika ciepła potrzeba około 5 akrów ziemi na każde 10 kW mocy. Po zakończeniu prac teren ten może być użytkowany bez ograniczeń, jedyne, że nie będzie można na nim budować stałych konstrukcji. Jednym ze sposobów wykorzystania pomp ciepła jako obiegu grzewczego jest zainstalowanie systemu podłogowego z ogrzewaniem wodnym.

Falownik – jako część systemu alternatywnego źródła energii

READ
Biogaz z biomasy. Część II / Sudo Null IT News

Jak wspomniano powyżej, energia elektryczna wytwarzana przez alternatywne źródło energii jest magazynowana w bateriach. Ale co dalej z tą energią, bo baterie wydzielają prąd stały, nieodpowiedni do podłączenia domowych urządzeń elektrycznych? Na ratunek przychodzi konwerter prądu – falownik. Za pomocą tego urządzenia prąd stały zamieniany jest na prąd przemienny.

Główny inżynier firmy opowiada o możliwościach wykorzystania falowników do tworzenia autonomicznych i bezprzerwowych systemów zasilania. „SybKontakt” Siergiej Leskow :

– Falowniki są wbudowane w różne systemy wytwarzania energii alternatywnej zawierające akumulator, dzięki czemu cały dom jest zasilany prądem o napięciu 220V i częstotliwości 50 Hz. Falowniki o sinusoidalnym napięciu wyjściowym są nieodzowną częścią autonomicznej instalacji zasilania, ponieważ można do nich podłączyć każdy, nawet najbardziej czuły sprzęt.

Podczas tworzenia autonomicznego i bezprzerwowego systemu zasilania falowniki mają szereg zalet w porównaniu z generatorami na olej napędowy i benzynę:

  • Te elementy systemu działają w trybie offline i nie wymagają obecności osoby;
  • W trybie bezczynności zużywają minimum energii elektrycznej;
  • Nie wymagają specjalnej wentylacji wyciągowej pomieszczenia;
  • Nie wymagają wyciszenia pomieszczenia.

Tak więc wybór efektywnego źródła alternatywnej energii dla wiejskiego domu jest zintegrowanym podejściem do rozwiązywania wielu dość złożonych zadań, które wymagają wiedzy, doświadczenia i zręcznych rąk.

Alternatywne źródła energii dla prywatnego domu. To nie tylko energia słoneczna i panele słoneczne

Ostatnio wszyscy słyszeli o „zielonej energii”. W krajach zachodnich usilnie starają się przejść na wytwarzanie energii elektrycznej, która jest całkowicie oparta na źródłach odnawialnych (niewyczerpanych z ludzkiego punktu widzenia). Czy to zadziała, czy nie iw jakim czasie to inna kwestia. Ale ich maniakalna wytrwałość w tym przedsięwzięciu często pokonuje rozum i elementarną logikę. No dobrze – to ich wybór i ich sposób.

Zwykły przeciętny człowiek w naszym kraju, jeśli chodzi o „zieloną energię” dla prywatnego domu, od razu wyobraża sobie panele słoneczne, które pokrywają całą powierzchnię dachu budownictwa mieszkaniowego. Tak, jest to najbardziej powszechna i realistyczna opcja zasilenia domu (w całości lub w części) energią elektryczną z „darmowego” i niewyczerpanego źródła. To tylko po to, aby zamienić energię słoneczną w energię elektryczną, będziesz musiał kupić i zainstalować dość drogi sprzęt. Ale nie można marzyć o stabilności uzyskania wymaganej ilości takiej energii elektrycznej. Produkcja energii elektrycznej będzie zależeć od położenia geograficznego (regionu, w którym znajduje się dom), pogody, pory roku, pory dnia itp.

Ale nie tylko światło słoneczne może być wykorzystywane jako źródło energii odnawialnej, którą można wykorzystać w prywatnym domu!

Energia wiatrowa

Wszyscy widzieli zdjęcia (a może nie tylko fotografie) ogromnych pól z zainstalowanymi na nich gigantycznymi turbinami wiatrowymi, których długość łopat przekracza 50 metrów. Wiatr napędza łopaty generatora wiatrowego, które obracają turbinę. Wytwarzana jest energia elektryczna. Ilość wytworzonej energii elektrycznej zależy od prędkości (siły) wiatru działającego na łopaty. Ale to jest, że tak powiem, skala przemysłowa. A co z wytwarzaniem energii elektrycznej przez turbinę wiatrową (generator wiatrowy, turbina wiatrowa, farma wiatrowa) dla prywatnego domu? Istnieją również mini turbiny wiatrowe, które z powodzeniem można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej na potrzeby domowe w prywatnym domu. Mini turbiny wiatrowe sprawdzą się doskonale na terenach stepowych i górskich oraz na terenach przybrzeżnych. Przy wysokości masztu 5 metrów, długości łopat 1 metra (dla instalacji 4-łopatowych) i wietrze 12-15 metrów na sekundę, turbina wiatrowa jest w stanie dostarczyć moc do około 1 kW. Wiatraki zaczynają generować energię elektryczną dopiero przy minimalnej prędkości wiatru 3-4 metry na sekundę. Przy takiej „początkowej” prędkości wiatru turbina wiatrowa oczywiście nie będzie w stanie dostarczyć nominalnej mocy deklarowanej przez producenta. Dlatego roczna produkcja energii elektrycznej przez turbinę wiatrową jest obliczana w zależności od średniej rocznej prędkości wiatru w miejscu instalacji turbiny wiatrowej. Instalacja czterech takich wiatraków może teoretycznie w pełni zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną przeciętnego prywatnego domu. Ale jasne jest, że obecność wiatru i jego prędkość to rzeczy nieprzewidywalne. W związku z tym, nawet biorąc pod uwagę akumulację nadmiaru energii elektrycznej w czasie, gdy wiatraki pracują na 100%, dość problematyczne jest zapewnienie niezawodnego i nieprzerwanego dostarczania energii elektrycznej do prywatnego domu wytwarzanej wyłącznie przez wiatraki.

READ
Turbina wiatrowa na podwórku / Sudo Null IT News

Zestaw wyposażenia do mini farmy wiatrowej i jego instalacja będą oczywiście bardzo drogie. Wybierając dobre miejsce na postawienie masztu z wiatrakiem i wykorzystując taką farmę wiatrową jako alternatywne źródło energii elektrycznej, wszystkie koszty zwrócisz w ciągu około 5-20 lat (znowu według producentów). Tak, okres nie jest krótki, ale po tym okresie prąd wytwarzany przez wiatrak będzie praktycznie za darmo.

Koszt energii wiatrowej zależy od wielu parametrów, ale jest ok. 2-3 razy droższy od energii elektrycznej wytwarzanej przez elektrownie wodne i jest porównywalny z kosztem energii elektrycznej wytwarzanej przez elektrownie cieplne.

W przypadku korzystania z wiatraka jako źródła energii elektrycznej dla domu, ze względu na główną wadę wiatraków (brak wiatru – brak prądu), jest mało prawdopodobne, aby można było całkowicie zrezygnować z sieci elektrycznej. Będziemy musieli połączyć źródła energii elektrycznej – wiatrak i scentralizowaną sieć elektryczną.

energia wody

Minielektrownia wodna może stać się alternatywnym źródłem energii elektrycznej dla prywatnego domu. Są dość zwarte i nie wymagają budowy tamy ani innych konstrukcji pomocniczych. Prawdą jest, że warunkiem koniecznym uzyskania energii elektrycznej w ten sposób jest obecność rzeki, kanału lub przewodu w niewielkiej odległości od zabudowy mieszkaniowej. A natężenie przepływu wody powinno wynosić co najmniej 0,7 metra na sekundę. Generator takiej mini elektrowni wodnej zanurzony jest w swobodnym przepływie rzeki (kanał, przewód) i zamienia obroty turbiny na energię elektryczną. Zazwyczaj moc mini elektrowni wodnych dla domu wynosi od 0,3 do 5 kW. Za pomocą mini elektrowni wodnej możesz w pełni zaopatrzyć prywatny dom w energię elektryczną. Mini HPP typu magazynowego umożliwiają „magazynowanie” nadmiaru wytworzonej energii elektrycznej w bateriach i wraz ze wzrostem zużycia energii elektrycznej w domu, wyższym niż obecnie wytwarzana przez mini HPP, rekompensują niedobór energii elektrycznej z baterii.

Mini HPP to jeden z najbardziej obiecujących obszarów alternatywnych źródeł energii. Praca mini elektrowni wodnej nie jest uzależniona od warunków pogodowych. I choć wyposażenie mini hydroelektrowni jest drogie, producenci twierdzą, że okres zwrotu takich instalacji to tylko 2-4 lata, podczas gdy żywotność mini hydroelektrowni to około 20 lat.

READ
Zrób to sam palnik do biokominka: instrukcje i wskazówki dotyczące robienia © Geostart
Energia geotermalna

Energia geotermalna (ciepło wnętrzności ziemi) jest zwykle wykorzystywana w miejscach, w których na Dalekim Wschodzie, na Kamczatce itp. uwalniane są gorące źródła sejsmiczne. Tak, a ten rodzaj energii jest używany prawie wszędzie na skalę przemysłową. Jednak dzięki postępowi technologicznemu możliwe jest obecnie wykorzystanie energii geotermalnej „prywatnie” do ogrzewania domu, a w przyszłości do wytwarzania energii elektrycznej.

Zasada ogrzewania domu za pomocą źródeł energii geotermalnej jest bardzo podobna do zasady działania konwencjonalnego klimatyzatora pracującego w trybie ogrzewania. Pompa ciepła (główny element takiego systemu grzewczego) ma dwa obwody. Pierwszy obwód to zwykły system ogrzewania domu (rury, grzejniki). Drugi obwód znajduje się pod ziemią lub pod wodą. Płyn chłodzący drugiego obwodu to woda. Bierze temperaturę medium, przez które przepływa, wchodzi do pompy ciepła i podgrzewa pierwotny czynnik chłodzący, który krąży w systemie ogrzewania domu.

Nowoczesne urządzenia i technologie umożliwiają ogrzewanie domów prywatnych zlokalizowanych w dowolnym regionie (niekoniecznie na obszarach z gorącymi źródłami sejsmicznymi) tą metodą. Niewielka różnica temperatur (tylko kilka stopni między temperaturą na powierzchni ziemi i na płytkiej głębokości) pozwala uzyskać energię cieplną, która wystarcza do ogrzania domu.

Nieco bardziej skomplikowana jest sytuacja z wytwarzaniem energii elektrycznej dla domów prywatnych z wykorzystaniem źródeł geotermalnych. Zasada wytwarzania takiej energii elektrycznej jest od dawna znana i stosowana w pracy dużych elektrowni geotermalnych. Ale na poziomie „mini” takie elektrownie nadal praktycznie nie są produkowane.

Rozwój energetyki geotermalnej ma wielkie perspektywy, ponieważ temperatura źródeł geotermalnych jest stabilna i nie zależy od warunków pogodowych czy pory roku.

Podsumowując, można powiedzieć, że wykorzystanie alternatywnych źródeł energii w prywatnym domu to nie fantazja, ale rzeczywistość współczesnego życia. Pomimo tego, że produkowane urządzenia do wytwarzania energii elektrycznej z dowolnego alternatywnego (odnawialnego) źródła są dziś dość drogie i mają stosunkowo długi okres zwrotu, takie „alternatywne mini elektrownie” coraz częściej można spotkać na naszych otwartych przestrzeniach.

Niewątpliwie wraz z rozwojem technologii koszty takich alternatywnych mikro i mini elektrowni będą spadać, ich okres zwrotu oraz koszt wytworzonej energii elektrycznej będą spadać!

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: