Алтернативни източници на енергия: Технологичен преглед

Алтернативни източници на енергия: Технологичен преглед

Дори учениците знаят, че запасите от нефт, газ и въглища не са безкрайни. Цените на енергията непрекъснато се повишават, което принуждава платците да въздишат силно и да мислят за увеличаване на собствения си доход. Въпреки постиженията на цивилизацията, извън градовете има много места, където не се доставя газ, а на някои места дори няма електричество. На същото място, където съществува такава възможност, разходите за инсталиране на системата понякога не съответстват на нивото на доходите на населението. Не е изненадващо, че алтернативната енергия „направи си сам“ днес представлява интерес както за собствениците на големи и малки селски къщи, така и за гражданите.

Целият свят около нас е пълен с енергия, която се съдържа не само в недрата на земята. Още в училище, по уроци по география научихме, че е възможно да се използва с висока ефективност енергията на вятъра, слънцето, приливите и отливите, падащата вода, земното ядро ​​и други подобни носители на енергия в мащаба на цели страни и континенти. Използвайте обаче алтернативни източници на енергия възможно е за отопление на отделна къща.

Видове алтернативни източници на енергия

Сред вариантите за природни източници на частно енергоснабдяване трябва да се отбележи:

  • слънчеви панели;
  • слънчеви колектори;
  • термопомпи;
  • ветрогенератори;
  • инсталации за абсорбиране на водна енергия;
  • инсталации за биогаз.

С достатъчно средства можете да закупите готов модел на едно от тези устройства и да поръчате неговото инсталиране. В отговор на желанията на потребителите индустриалците отдавна овладяват производството на слънчеви панели, термопомпи и др. Въпреки това, цената им остава стабилно висока. Такива устройства могат да се правят самостоятелно, спестявайки малко пари, но харчите повече време и усилия.

Видео: каква естествена енергия може да се използва

Принципът на работа и използването на слънчеви панели в частна къща

Физическото явление, на което се основава принципът на работа на този източник на енергия, е фотоелектрическият ефект. Слънчевата светлина, попадайки върху повърхността му, отделя електрони, което създава излишен заряд вътре в панела. Ако свържете батерия към него, тогава благодарение на светкавицата в броя на зарядите във веригата, ще се появи ток.

Схемата на устройството и работата на слънчевите панели

Принципът на слънчевата батерия е фотоелектрическият ефект

Проектите, способни да улавят и преобразуват енергията на слънцето, са многобройни, разнообразни и постоянно се подобряват.За много народни майстори подобряването на тези полезни дизайни се превърна в отлично хоби. На тематични изложби такива ентусиасти с охота демонстрират много полезни идеи.

Направи си соларни панели

За да направите слънчеви панели, е необходимо да закупите монокристални или поликристални фотоклетки, да ги поставите в прозрачна рамка, която е фиксирана със здрав калъф

Основата слънчева клетка - специални кристали, които улавят енергия. Вкъщи е невъзможно да се направят такива елементи, те ще трябва да бъдат закупени. Кристалите са много крехки, с тях трябва да се работи внимателно. За да направите слънчева батерия, трябва:

  1. Направете рамка за слънчеви панели от прозрачен материал, като плексиглас.
  2. Направете калъф от метален ъгъл, шперплат и т.н.
  3. Внимателно запоявайте кристалните елементи във веригата.
  4. Поставете фотоклетките в рамката.
  5. Инсталирайте корпус.

Като цяло има два вида слънчеви клетки: монокристални и поликристални. Първите са по-издръжливи и имат ефективност от около 13%, докато вторите се провалят по-бързо, ефективността им е малко по-ниска - под 9%. Еднокристалните фотоклетки обаче работят добре само със стабилен поток от слънчева енергия, в облачен ден тяхната ефективност става много по-ниска. Но поликристалните елементи пренасят капризите на времето много по-добре.

Полученото електричество може да се използва за захранване на домакински уреди или за отопление на помещение, използвайки технология за подово отопление. Но енергията на слънцето не е подходяща само за генериране на електрическа енергия. С помощта на слънчевата енергия можете да загрявате вода. За това в следващия раздел на статията. И така, предимствата на този енергиен източник:

  • неизчерпаемост;
  • липсата на отпадъци или шум в процеса на производство на енергия;
  • автономия;
  • сравнително евтина поддръжка;
  • прогресивност;

Недостатъците на тази технология са следните:

  • високата цена на самите панели и въвеждането в експлоатация;
  • леко замърсяване на планетата с емисии от производството;
  • скъпи батерии;
  • ниска ефективност на панелите и, като следствие, необходимостта от голям брой от тях.

Подробни инструкции за производството на слънчеви панели в следващия ни материал:https://i.aquatechn.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Видео: Направи си сам производство на слънчеви клетки

Готовите батерии се поставят, разбира се, от най-слънчевата страна на покрива. В този случай трябва да има възможност за регулиране наклона на панела. Например, по време на снеговалежите панелите трябва да бъдат поставени почти вертикално, в противен случай слой сняг може да попречи на работата на батерията или дори да ги повреди.

Проектиране и използване на слънчеви колектори

Примитивният слънчев колектор е черна метална плоча, поставена под тънък слой прозрачна течност. Както знаете от училищния курс по физика, тъмните предмети се нагряват повече от светлите. Тази течност се движи с помощта на помпа, охлажда плочата и се загрява едновременно. Отоплената течна верига може да бъде поставена в резервоар, свързан към източник на студена вода. Загрявайки водата в резервоара, течността от колектора се охлажда. И тогава той се връща. По този начин тази захранваща система ви позволява да получавате постоянен източник на топла вода, а през зимата и горещи радиатори.

слънчев колектор

Има три вида колектори, различно устройство

Днес има 3 вида такива устройства:

  • въздух;
  • тръбна;
  • апартамент.

Въздушен

Въздушен слънчев колектор

Въздушните колектори се състоят от плочи с тъмен цвят

Въздушните колектори са черни плочи, покрити със стъкло или прозрачна пластмаса. Около тези плочи въздухът циркулира естествено или насилствено. Топлият въздух се използва за отопление на помещенията в къщата или за сушене на дрехи.

Предимството е изключителната простота на дизайна и ниската цена. Единственият недостатък е използването на принудителна циркулация на въздуха. Но можете да направите без него.

тръбен

Тръбен слънчев колектор

Плюсът на такъв колектор е простотата и надеждността.

Тръбните колектори са под формата на няколко подравнени в поредица стъклени тръби, покрити отвътре с поглъщащ светлина материал. Те са свързани с общ колектор и течност циркулира през тях. Такива колектори имат два начина за предаване на получената енергия: директно и косвено. Първият метод се използва през зимата. Вторият се прилага целогодишно. Има вариант с помощта на вакуумни тръби: едната се вкарва в другата и между тях се създава вакуум.

Това ги изолира от околната среда и по-добре задържа получената топлина. Предимствата са простотата и надеждността. Недостатъците включват високата цена на инсталацията.

Апартамент

плосък слънчев колектор

За да накарат колекторите да работят по-ефективно, инженерите предложиха да се използват хъбове.

Плоският колектор е най-често срещаният тип. Именно той послужи като пример за обяснение на принципа на работа на тези устройства. Предимството на този сорт е простотата и евтиността в сравнение с другите. Недостатъкът е значителна загуба на топлина, отколкото другите подтипове не търпят.

За да подобрят съществуващите слънчеви системи, инженерите предложиха да използват вид огледало, наречено концентратор. Те ви позволяват да повишите температурата на водата от стандартните 120 на 200 ° C. Този подвид колектори се нарича концентрация. Това е един от най-скъпите варианти, което, разбира се, е недостатък.

Пълни инструкции за производство на монтаж на слънчев колектор в следващата ни статия:https://i.aquatechn.com/otoplenie/boilery/solnechnyiy-vodonagrevatel-svoimi-rukami.html

Използване на вятърна енергия

Ако вятърът е способен да прогони рояци облаци, защо да не използваме енергията си за други полезни неща? Търсенето на отговор на този въпрос доведе инженерите да създадат генератор на вятър. Това устройство обикновено се състои от:

  • генератор;
  • висока кула;
  • остриета, които се въртят, улавяйки вятъра;
  • батерии
  • електронни системи за управление

Принципът на работа на ветрогенератора е доста прост. Лопатките, въртящи се от силен вятър, въртят трансмисионните валове (при обикновените хора - скоростната кутия). Те са свързани към алтернатор. Трансмисията и генераторът са разположени в люлка или по друг начин - гондола. Може да има въртящ се механизъм. Генераторът е свързан към управляващата автоматика и трансформатора на усилващото напрежение. След трансформатора напрежението, което е повишило неговата стойност, се дава на общата система за захранване.

Схема на работа на ветрогенератора

Вятърни генератори са подходящи за области, в които вятъра постоянно разпенващ.

Тъй като въпросите за създаването на ветрогенератори са изучени отдавна, има проекти с най-разнообразни дизайни на тези устройства. Моделите с хоризонтална ос на въртене заемат доста голямо пространство, но вятърните генератори с вертикална ос на въртене са много по-компактни. Разбира се, за ефективната работа на устройството се изисква достатъчно силен вятър.

Предимства:

  • липса на емисии;
  • автономия;
  • използване на един от възобновяеми ресурси;

Недостатъци:

  • необходимостта от постоянство на вятъра;
  • висока начална цена;
  • шум от въртене и електромагнитно излъчване;
  • заемат големи площи.
Направи си сам вятърен генератор

Вятърният генератор трябва да бъде поставен възможно най-високо, така че работата му да е ефективна. Моделите, които имат вертикална ос на въртене, са по-компактни, отколкото с хоризонтално въртене

Стъпка по стъпка ръководство за изработка на DIY ветрогенератор на нашия уебсайт:https://i.aquatechn.com/otoplenie/alt_otoplenie/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Водата като източник на енергия

Най-известният начин за използване на вода за производство на електроенергия са, разбира се, водноелектрическите централи. Но той не е единственият.Все още има приливна и текуща енергия. И сега в ред.

ВЕЦ е язовир, в който има няколко наводнения за контролирано изпускане на вода. Тези брави са свързани с лопатките на турбогенераторите. Течаща под налягане, водата го върти, като по този начин генерира електричество.

Недостатъци:

  • наводняване на крайбрежните райони;
  • намаляване на броя на жителите на реките;
  • шум.
ВЕЦ

Специални станции са изградени за използване на водна енергия

Сила на тока

Този метод за генериране на енергия е подобен на вятърния генератор, като единствената разлика е, че генератор с огромни остриета е поставен през голям морски ток. Като Гълфстрийм например. Но е много скъпо и технически трудно. Затова всички големи проекти все още са на хартия. Въпреки това има малки, но текущи проекти, които демонстрират възможностите на този тип енергия.

Приливна енергия

Дизайнът на електроцентралата, която превръща този тип енергия в електричество, е огромен язовир, разположен в морския залив. В него има дупки, през които водата прониква към задната страна. Те са свързани с тръбопровод с електрически генератори.

Електроцентралата за приливи и отливи работи по следния начин: по време на отлив нивото на водата се повишава и се създава налягане, което може да завърти генераторния вал. В края на прилива входните отвори се затварят, а при отлив, което се случва след 6 часа, изводите се отварят и процесът се повтаря в обратна посока.

Предимствата на този метод:

  • евтино обслужване;
  • стръв за туристи.

Недостатъци:

  • значителни разходи за строителство;
  • вреда за морската фауна;
  • грешки в дизайна могат да причинят наводнение на близките градове.

Приложение на биогаз

По време на анаеробна обработка на органични отпадъци се отделя така нареченият биогаз. Резултатът е смес от газове, състояща се от метан, въглероден диоксид и сероводород. Генератор за производство на биогаз се състои от:

  • запечатан резервоар;
  • шнек за смесване на органични отпадъци;
  • тръба за разтоварване на отпадъчната маса от отпадъци;
  • усти за пълнене на отпадъци и вода;
  • разклонителна тръба, по която пристига получения газ.

Често контейнер за преработка на отпадъци е подреден не на повърхността, а в дебелината на почвата. За да се предотврати изтичането на получения газ, той е напълно запечатан. Трябва да се помни, че в процеса на извличане на биогаз налягането в резервоара постоянно се повишава, така че газът трябва да се взема от резервоара редовно. В допълнение към биогаза, резултатът от преработката е отличен органичен тор, полезен за отглеждане на растения.

Към устройството и правилата за работа на такива газов генератор се налагат повишени изисквания за безопасност, тъй като биогазът е опасен за вдишване и може да избухне. Въпреки това, в редица страни по света, например в Китай, този метод за производство на енергия е доста широко разпространен.

Модел на използване на биогаз

Такава инсталация за биогаз може да струва скъпо.

Този отпадъчен продукт може да се използва като:

  • суровини за ТЕЦ и когенерационни инсталации;
  • подмяна на природен газ в печки, горелки и котли.

Силните страни на този вид гориво са възобновяемостта и наличието на суровини за преработка, особено в селата. Този вид гориво има няколко недостатъка, като например:

  • емисии от изгарянето;
  • несъвършена технология на производство;
  • цената на апарата за създаване на биогаз.
Генератор на биогаз

Конструкцията на генератора за производство на биогаз е много проста, но трябва да се внимава по време на неговата експлоатация, тъй като биогазът е горимо вещество, опасно за здравето

Съставът и количеството на биогаз, получен от отпадъците, зависи от субстрата. Повечето газ се получава чрез използване на мазнини, зърно, индустриален глицерин, прясна трева, силаж и др.Обикновено в резервоара се добавя смес от животински и растителни отпадъци, в която се добавя малко вода. През лятото се препоръчва повишаване на влажността на масата до 94-96%, а през зимата е достатъчно 88-90% от влагата. Водата, подавана в резервоара за отпадъци, трябва да се нагрява до 35-40 градуса, в противен случай процесите на разлагане ще се забавят. За да се поддържа топлината, от външната страна на резервоара е монтиран слой изолационен материал.

Използването на биогорива (биогаз)

Действието на термопомпата се основава на обратния принцип на Карно. Това е доста голямо и доста сложно устройство, което събира ниско-потенциална топлинна енергия на околната среда и я превръща в енергия с висок потенциал. Най-често термопомпите се използват за отопление на помещения. Устройството се състои от:

  • външна верига с охлаждаща течност;
  • вътрешна верига с охлаждаща течност;
  • изпарител;
  • компресор;
  • кондензатор.

Системата също използва фреон. Външната верига на термопомпата може да абсорбира енергия от различни среди: земя, вода, въздух. Разходите за труд за създаването му зависят от вида на помпата и нейната конфигурация. Най-трудно е да се организира помпа от тип "подземна вода", при която външният контур е хоризонтално разположен в дебелината на почвата, тъй като това изисква мащабно изкопване. Ако в близост до къщата има езерце, има смисъл да се направи термопомпа вода-вода. В този случай външната верига просто се спуска в езерото.

Направи си термопомпа

Термопомпата преобразува ниско-потенциалната енергия на земята, водата или въздуха във високо-потенциална топлинна енергия, което позволява да се отоплява сградата доста ефективно

Ефективността на термопомпата зависи не толкова от високата температура на средата, колкото от нейната постоянство. Правилно проектираната и инсталирана термопомпа може да осигури на къщата достатъчно топлина през зимата, дори при много ниски температури на вода, земя или въздух. През лятото термопомпите могат да действат като климатик, охлаждайки дома.

Подробна работа на термопомпата

За да се използват такива помпи, първо трябва да се извършват сондажни операции.

Предимствата на тези инсталации включват:

  • енергийна ефективност;
  • Пожарна безопасност;
  • многофункционалност;
  • дълга експлоатация до първия ремонт.

Слабите страни на такава система са:

  • висока първоначална цена в сравнение с други методи за отопление на сграда;
  • изискване за състоянието на електроснабдителната мрежа;
  • по-шумни от класически газов котел;
  • необходимостта от пробиване.

Видео: как работят термопомпите

Свързани статии:

Както можете да видите, за да осигурите на дома си топлина и електричество, можете да използвате слънчева енергия, вятър и вода. Всеки от методите има своите предимства и недостатъци. Независимо от това, от всички съществуващи опции можете да използвате метода, който ще бъде едновременно евтин и ефективен.

Актуализиран материал на 30.01.2018 г.

 

 

7 коментара

    Вид:

    Възходящ
    1. въплъщениеЕвгений z

      Има опция за размисъл, имам климатични устройства, които трябва да поддържат влажност и температура през летния период съответно 60 процента и 21 градуса, но подаването на топлина е изключено, има само охладители на базата на охладители 10-15 градуса, и нагреватели В БРАНШИ в крайна сметка до 22 грама от предполагаемите процеси, разбира се, че няма точка на оросяване, разбирате въздуха до охладителите, които трябва да загреете с бойлер до максимум поне 45-55 градуса, разбира се с контрол на температурата, в атмосферата имаше 35, съответно влажност, под 90, какви са предложенията? Преодолейте всичко това с малко кръв, нека поговорим, кой мисли какво?

    2. въплъщениеСергей

      Затова искам бързо да изляза от апартамента и да не завися от никого (от енергията).

Препоръчваме ви да прочетете:

Как да поправите душ маркуч "Направи си сам"