Alternativní energie pro soukromý dům

Pro majitele soukromých domů existuje příležitost výrazně snížit účty za služby nebo vůbec nevyužívat služby dodavatelů tepla, elektřiny a plynu. Můžete dokonce zajistit velkou farmu a pokud chcete, přebytek prodat. To je skutečné a někteří to již dokázali. K tomu se používají alternativní zdroje energie.

Alternativní zdroje energie mohou uspokojit všechny potřeby

Kde můžete získat energii a v jaké formě

Ve skutečnosti je energie v té či oné podobě prakticky všude v přírodě - slunce, vítr, voda, země - energie je všude. Hlavním úkolem je odtud jej extrahovat. Lidstvo to dělá již více než sto let a dosáhlo dobrých výsledků. V tuto chvíli mohou alternativní zdroje energie poskytnout domu teplo, elektřinu, plyn, teplou vodu. Alternativní energie navíc nevyžaduje žádné další dovednosti ani další znalosti. Pro svůj domov můžete udělat vše vlastními rukama. Co tedy lze udělat:

• Použijte solární energii k výrobě elektřiny nebo k ohřevu vody - pro ohřev teplé užitkové vody nebo pro ohřev při nízké teplotě (solární panely a kolektory).
• Převeďte větrnou energii na elektřinu (větrné turbíny).
• K vytápění domu používejte tepelná čerpadla, která odebírají teplo ze vzduchu, země, vody (tepelná čerpadla).
• Získejte plyn z odpadu domácích zvířat a drůbeže (bioplynové stanice).
  

  Alternativní energie je způsob, jak si samostatně zajistit své vlastní potřeby

Všechny alternativní zdroje energie jsou schopny plně uspokojit lidské potřeby, vyžaduje to však příliš velké investice a / nebo příliš velké plochy. Je proto rozumnější vytvořit kombinovaný systém: přijímat energii z alternativních zdrojů a v případě jejího nedostatku ji „získávat“ z centralizovaných sítí.

Využití sluneční energie

Jedním z nejsilnějších alternativních zdrojů energie pro domácnost je sluneční záření. Existují dva typy zařízení pro přeměnu solární energie:

• solární panely generovat elektrický proud;
• solární kolektory ohřívají vodu.
  

  Solární energii lze použít k ohřevu vody nebo k výrobě elektřiny

Nemyslete si, že instalace fungují pouze na jihu a pouze v létě. Fungují dobře i v zimě. Za jasného počasí se sněžením je produkce energie jen o málo nižší než v létě. Pokud má vaše oblast velký počet jasných dnů, můžete použít podobnou technologii.

Solární panely

Solární články jsou sestavovány z fotovoltaických konvertorů, které jsou vyráběny na bázi minerálů, které pod vlivem slunečního světla emitují elektrony - generují elektrický proud. Pro soukromé použití se používají křemíkové fotokonvertory. Svou strukturou jsou monokrystalické (vyrobené z jednoho krystalu) a polykrystalické (mnoho krystalů). Monokrystalické mají vyšší účinnost (13-25% v závislosti na kvalitě) a delší životnost, ale jsou dražší. Polykrystalické generují méně elektřiny (9–15%) a selžou rychleji, ale mají nižší cenu.

Toto je polykrystalický fotokonvertor.Musí s nimi být zacházeno opatrně - jsou velmi křehké (také monokrystalické, ale ne ve stejném rozsahu)

Sestavení solární baterie pro vlastní potřebu není obtížné. Nejprve musíte zakoupit určité množství křemíkových fotobuněk (množství závisí na požadovaném výkonu). Nejčastěji se nakupují na čínských obchodních platformách, jako je Aliexpress. Pak je postup jednoduchý:

• Vytvořte rám (z dřevěných prken nebo kovových rohů). Nainstalujte na něj podklad. Transparentní - sklo, plexisklo (monolitický polykarbonát) - pokud bude solární baterie viset na okně, a neprůhledné (překližka, bíle natřené), pokud nebudete baterii instalovat na střechu.
• Připojte články do jedné baterie (paralelně) pomocí hliníkových vodičů. Vodiče mohou být přímo připájeny k deskám (stojí o něco více) nebo je musíte zakoupit samostatně a poté je připájet sami.
• Hotová baterie musí být zapečetěna. Je vyplněn epoxidovou pryskyřicí nebo přilepen speciální EVA fólií. Při utěsňování je nutné zajistit, aby v něm nebyly žádné vzduchové bubliny. Výrazně snižují výkon baterie, proto je opatrně vytlačujeme.
  

  Jedná se o hotovou solární baterii

Několik slov o tom, proč by měl být podklad pro solární panel (baterii) natřen bílou barvou. Rozsah provozních teplot křemíkových destiček je od - 40 ° C do + 50 ° C. Provoz při vyšších nebo nižších teplotách vede k rychlému selhání součástí. Na střeše, v létě, uvnitř, může být teplota mnohem vyšší než + 50 ° C. Proto je nutná bílá barva - aby nedošlo k přehřátí křemíku.

Sluneční kolektory

Solární kolektory lze použít k ohřevu vody nebo vzduchu. Kam směrovat vodu ohřátou sluncem - do kohoutků pro zásobování teplou vodou nebo do topného systému - si vyberete sami. Pouze vytápění bude nízkoteplotní - pro teplou podlahu, co je potřeba. Aby však teplota v domě nezávisla na počasí, musí být systém nadbytečný, aby bylo možné v případě potřeby připojit jiný zdroj tepla nebo kotel přepnout na jiný zdroj energie.

Nejběžnější trubkové solární kolektory

Existují tři typy solárních kolektorů: ploché, trubkové a vzduchové. Nejběžnější jsou trubkovité, ale ostatní mají také právo na existenci.

Plochý plast

Dva panely - černý a průhledný - jsou sloučeny do jednoho těla. Mezi nimi je hadí měděné potrubí. Dolní tmavý panel se zahřívá od slunce. měď se z ní zahřívá az ní - voda procházející labyrintem. Tato metoda využívání alternativních zdrojů energie není nejúčinnější, ale atraktivní, protože je velmi jednoduchá. Takto můžete ohřívat vodu bazén... Bude nutné pouze smyčkovat jeho napájení (pomocí oběhového čerpadla). Stejným způsobem můžete ohřívat vodu v nádobách na letní sprcha nebo jej použít pro potřeby domácnosti. Nevýhodou těchto instalací je nízká účinnost a produktivita. Zahřátí velkého množství vody trvá buď dlouhou dobu, nebo velké množství plochých kolektorů.

Plochý solární kolektor

Trubkové kolektory

Jedná se o skleněné trubice - vakuové nebo koaxiální -, kterými protéká voda. Speciální systém umožňuje maximální koncentraci tepla v trubkách, které se přenáší na vodu, která jimi protéká.

Trubkovité kolektory mohou být vakuové a péřové

Systém musí mít akumulační nádrž, ve které se ohřívá voda. Cirkulaci vody v systému zajišťuje čerpadlo. Nemůžete takové systémy vyrábět sami - výroba skleněných trubic vlastními rukama je problematická a to je hlavní nevýhoda. Spolu s vysokou cenou brzdí široké přijetí tohoto zdroje energie pro domácnost.A samotný systém je velmi efektivní, zvládá ohřev vody pro zásobování teplou vodou s nárazem a slušně přispívá k vytápění.

Schéma organizace vytápění a dodávky teplé vody z alternativních zdrojů energie - pomocí solárních kolektorů

Sběrače vzduchu

U nás jsou velmi vzácné a marné. Jsou jednoduché, můžete si je snadno vyrobit sami. Jediným negativem je, že je zapotřebí velká plocha: mohou zabírat celou jižní (východní, jihovýchodní) zeď. Systém je velmi podobný plochým kolektorům - černý spodní panel, průhledná horní část, ale přímo ohřívají vzduch, který je nucen (pomocí ventilátoru) nebo přirozeně směrován do místnosti. Navzdory zdánlivé frivolitě je tímto způsobem možné vytápět malé místnosti během denního světla, včetně technických nebo technických místností: garáže, letní chaty, boudy pro dobytek.

Zařízení rozdělovače vzduchu

Takový alternativní zdroj energie, jako je slunce, nám dodává teplo, ale většina z toho „nikam“. Úkolem všech těchto zařízení je zachytit malý podíl a použít jej pro osobní potřeby.

Větrné turbíny

Alternativní zdroje energie jsou dobré, protože se většinou týkají obnovitelných zdrojů. Největší věčný vítr. Dokud je atmosféra a slunce, také vítr. Možná bude na krátkou dobu vzduch nehybný, ale ne na dlouho. Naši předkové používali větrnou energii v mlýnech a moderní člověk ji přeměňuje na elektřinu. Vše, co je k tomu zapotřebí:

• věž instalovaná na větrném místě;
• generátor s připojenými lopatkami;
• akumulátor a systém distribuce elektrického proudu.

Libovolná věž může být postavena z jakéhokoli materiálu. Akumulátorová baterie je baterie, zde vás nic nenapadá, ale kde dodávat elektřinu je vaše volba. Zbývá jen vyrobit generátor. Lze jej zakoupit také hotový, ale je docela možné ho vyrobit z motoru z domácích spotřebičů - pračky, šroubováku atd. Budete potřebovat neodymové magnety a epoxidovou pryskyřici, soustruh.

Schéma poskytování soukromého domu elektřinou z alternativních zdrojů energie (větrný generátor a solární panely)

Na rotoru motoru označíme místa pro instalaci magnetů. Musí být od sebe ve stejné vzdálenosti. Brousíme rotor vybraného motoru a vytváříme „sedla“. Dno vybrání by mělo být mírně nakloněno, aby se povrch magnetu naklonil. Na vyřezávaná místa na tekutých hřebících se lepí magnety, které se nalijí epoxidovou pryskyřicí. Poté je povrch hladký brusným papírem. Dále musíte připojit štětce, které odstraní proud. A je to, můžete sestavit a spustit větrný generátor.

Taková zařízení jsou docela účinná, ale jejich výkon závisí na mnoha faktorech: intenzitě větru, jak správně je generátor vyroben, jak efektivně je rozdíl potenciálů odstraněn kartáči, na spolehlivosti elektrických připojení atd.

Tepelná čerpadla pro vytápění domů

Tepelná čerpadla využívají všechny dostupné alternativní zdroje energie. Berou teplo z vody, vzduchu, půdy. V malém množství je toto teplo k dispozici i v zimě, takže ho tepelné čerpadlo shromažďuje a přesměruje na vytápění domu.

Tepelná čerpadla využívají také alternativní zdroje energie - teplo ze Země, vody a vzduchu

Princip činnosti

Proč jsou tepelná čerpadla tak atraktivní? Skutečnost, že když jste na jeho čerpání utratili 1 kW energie, v nejhorším případě získáte 1,5 kW tepla a nejúspěšnější implementace mohou dávat až 4–6 kW. A to v žádném případě není v rozporu se zákonem zachování energie, protože energie se nevynakládá na získání tepla, ale na jeho čerpání. Takže žádné nesrovnalosti.

Okruh tepelného čerpadla pro použití alternativních zdrojů energie

Tepelná čerpadla mají tři pracovní okruhy: dva vnější a vnitřní, stejně jako výparník, kompresor a kondenzátor. Schéma funguje takto:

• V první smyčce cirkuluje chladicí kapalina, která odvádí teplo ze zdrojů s nízkým potenciálem. Může být ponořen do vody, pohřben v zemi nebo může odebírat teplo ze vzduchu. Nejvyšší teplota dosažená v tomto okruhu je kolem 6 ° C.
• Ve vnitřním okruhu cirkuluje topné médium s velmi nízkým bodem varu (obvykle 0 ° C). Když se chladivo zahřeje, odpaří se, pára vstupuje do kompresoru, kde je stlačeno na vysoký tlak. Během stlačování se generuje teplo, pára chladiva se zahřívá na průměrnou teplotu +35 ° C až +65 ° C.
• V kondenzátoru se teplo přenáší na chladicí kapalinu ze třetího topného okruhu. Chladicí páry kondenzují a poté vstupují do výparníku. A pak se cyklus opakuje.

Topný okruh se nejlépe provádí ve formě teplé podlahy. K tomu jsou nejvhodnější teploty. Radiátorový systém bude vyžadovat příliš mnoho sekcí, což je ošklivé a nerentabilní.

Alternativní zdroje tepelné energie: kde a jak získat teplo

Největší potíže však způsobuje zařízení prvního vnějšího okruhu, které sbírá teplo. Vzhledem k tomu, že zdroje mají nízký potenciál (ve spodní části je málo tepla), je zapotřebí velkých ploch, aby se shromáždily v dostatečném množství. Existují čtyři typy obrysů:

• Trubky s chladicí kapalinou uložené ve vodě v kroužcích. Přehradou může být cokoli - řeka, rybník, jezero. Hlavní podmínkou je, že by nemrzlo ani v těch nejnáročnějších mrazech. Čerpadla, která odčerpávají teplo z řeky, pracují efektivněji; mnohem méně tepla se přenáší ve stojaté vodě. Takový zdroj tepla je realizován nejjednodušším způsobem - házet potrubí, uvázat náklad. Pouze šance na náhodné poškození jsou vysoké.
  

  Nejjednodušší způsob, jak vytvořit tepelné pole ve vodě

• Tepelná pole s trubkami zakopanými pod hloubkou mrazu. V tomto případě existuje pouze jedna nevýhoda - velké objemy zemních prací. Musíme odstranit půdu na velké ploše a dokonce i v pevné hloubce.
  

  Velký objem zemních prací

• Využití geotermálních teplot. Vyvrtá se řada studní velké hloubky, ve kterých je spuštěn obrys s chladicí kapalinou. Dobré na této možnosti je, že vyžaduje málo místa, ale není vždy možné vrtat do velkých hloubek a vrtací služby stojí hodně. Můžete však vyrobte si vrtnou soupravu samiale práce stále není snadná.
  

  Studny vyžadují méně prostoru

• Extrakce tepla ze vzduchu. Takto fungují klimatizace s možností vytápění - odebírají teplo z „venkovního“ vzduchu. Dokonce i při teplotách pod bodem mrazu takové jednotky fungují, i když při ne příliš „hlubokém“ mínusu - až -15 ° C. Pro zintenzivnění práce můžete využít teplo z ventilačních šachet. Nasypte několik nalití chladicí kapalinou a odtud čerpejte teplo.
  

  Nejkompaktnější, ale také nejstabilnější tepelné čerpadlo, které odebírá teplo ze vzduchu

Hlavní nevýhodou tepelných čerpadel je vysoká cena samotného čerpadla a instalace polí pro sběr tepla není levná. V tomto případě můžete ušetřit peníze tím, že si vyrobíte čerpadlo sami a také si položíte obvod vlastními rukama, ale částka zůstane značná. Plusem je, že topení bude levné a systém bude fungovat po dlouhou dobu.

Odpad k příjmu: bioplynové stanice

Všechny alternativní zdroje energie jsou přírodního původu, ale bioplynové stanice mohou mít pouze dvojí výhody. Zpracovávají odpad z domácích zvířat a drůbeže. Díky tomu se získá určitý objem plynu, který se po čištění a sušení může použít k zamýšlenému účelu. Zbývající recyklovaný odpad lze prodat nebo použít na polích ke zvýšení výnosů - velmi účinné a bezpečné hnojivo.

Energii lze získat také z hnoje, a to nejen v čisté formě, ale ve formě plynu

Stručně o technologii

Během fermentace dochází k tvorbě plynu a podílejí se na tom bakterie žijící v hnoji. Odpad z veškerých hospodářských zvířat a drůbeže je vhodný pro výrobu bioplynu, ale hnůj z dobytka je optimální. Přidává se dokonce ke zbytku odpadu na „kynuté těsto“ - obsahuje přesně ty bakterie, které jsou potřebné ke zpracování.

K vytvoření optimálních podmínek je zapotřebí anaerobní prostředí - fermentace by měla probíhat bez kyslíku. Efektivní bioreaktory jsou proto uzavřené kontejnery. Aby byl proces aktivnější, je nutné pravidelné míchání hmoty. V průmyslových zařízeních se k tomu instalují míchadla s elektrickými pohony, v domácích zařízeních na výrobu bioplynu to jsou obvykle mechanická zařízení - od jednoduché tyčinky po mechanická míchadla, která „pracují“ ručně.

Schematický diagram zařízení na výrobu bioplynu

Na tvorbě plynu z hnoje se podílejí dva typy bakterií: mezofilní a termofilní. Mezofilní jsou aktivní při teplotách od + 30 ° C do + 40 ° C, termofilní - při + 42 ° C až + 53 ° C. Termofilní bakterie fungují efektivněji. Za ideálních podmínek může produkce plynu z 1 litru využitelné plochy dosáhnout 4–4,5 litru plynu. Udržování teploty 50 ° C v zařízení je však velmi obtížné a nákladné, i když náklady jsou oprávněné.

Trochu o designech

Nejjednodušší bioplynovou stanicí je buben s víkem a míchadlo. Ve víku je vytvořen výstup pro připojení hadice, kterou plyn vstupuje do nádrže. Z takového objemu nedostanete hodně plynu, ale bude to stačit na jeden nebo dva plynové hořáky.

Vážnější objemy lze získat z podzemního nebo nadzemního bunkru. Pokud mluvíme o podzemním bunkru, pak je vyroben ze železobetonu. Stěny jsou od země odděleny vrstvou tepelné izolace, samotný kontejner lze rozdělit na několik oddílů, ve kterých bude probíhat zpracování s časovým posunem. Jelikož mezofilní kultury obvykle fungují za takových podmínek, trvá celý proces od 12 do 30 dnů (termofilní kultury jsou zpracovány za 3 dny), proto je žádoucí časový posun.

Schéma bioplynové stanice v bunkru

Hnůj vstupuje přes nakládací bunkr, z opačné strany je vytvořen vykládací poklop, odkud jsou zpracovávané suroviny odebírány. Bunkr není zcela naplněn biosměsí - asi 15-20% prostoru zůstává volného - hromadí se zde plyn. K jeho vypuštění je do víka zabudována trubice, jejíž druhý konec je spuštěn do vodního uzávěru - nádoba částečně naplněná vodou. Plyn je tedy odvlhčen - již vyčištěný plyn je shromažďován v horní části, je vypouštěn pomocí jiné trubice a může být již ucpán spotřebiteli.

Každý může využívat alternativní zdroje energie. Pro vlastníky bytů je to obtížnější, ale v soukromém domě můžete alespoň realizovat všechny nápady. Existují dokonce skutečné příklady. Lidé plně uspokojují své vlastní potřeby a velkou ekonomiku.