Razvoj alternativne energije v svetu. Alternativna energija za zasebni dom

TO netradicionalnih virov Energije vključujejo energijo sonca, vetra in tudi tisto, ki nastane s človekovim mišičnim naporom. Izvedite podrobnosti spodaj.

Alternativni viri energije so različni obetavni načini pridobivanja in prenosa električne energije. Poleg tega so takšni viri energije obnovljivi in ​​povzročajo minimalno škodo okolju. Takšni viri energije vključujejo sončne celice in sončne postaje.

Ti pa so razdeljeni na 3 vrste proizvodnje energije z uporabo:

• fotocelice;
• Sončni kolektorji;
• Kombinirane možnosti.

Priljubljena uporaba je uporaba zrcalnih sistemov, ki segrejejo vodo na visoke temperature, kar ima za posledico paro, ki skozi sistem cevi vrti turbino. Vetrne turbine in vetrne elektrarne ustvarjajo tok z uporabo vetrne energije, ki vrti posebne lopatice, povezane z generatorji.

Priljubljena je uporaba energije valov, pa tudi oseke in oseke.

Kot so pokazali poskusi, so takšne elektrarne sposobne proizvesti okoli 15 kW, kar bistveno presega moč sončnih in vetrnih elektrarn.

Vroča voda iz geotermalnih virov se pogosto uporablja za proizvodnjo električne energije. Zanimiva je uporaba kinetične energije v nekaterih prostorih, npr. telovadnice, kjer so gibljivi deli simulatorjev preko palic povezani z generatorji, ki kot rezultat gibanja ljudi proizvajajo elektriko.

Netradicionalni viri energije: načini pridobivanja

Netradicionalni viri oskrbe z energijo so predvsem proizvodnja električne energije z uporabo vetra, sončne svetlobe, energije plimovanja in tudi z uporabo geotermalnih voda. Toda poleg tega obstajajo še drugi načini uporabe biomase in druge metode.

namreč:

1. Pridobivanje električne energije iz biomase. Ta tehnologija vključuje proizvodnjo bioplina iz odpadkov, ki jih sestavljata metan in ogljikov dioksid. Nekatere eksperimentalne naprave (humireactor iz Michaela) predelujejo gnoj in slamo, kar omogoča pridobivanje 10–12 m3 metana iz 1 tone materiala.
2. Pridobivanje električne energije termično. Pretvarjanje toplotne energije v električno s segrevanjem nekaterih med seboj povezanih polprevodnikov, sestavljenih iz termoelementov, in hlajenjem drugih. Zaradi temperaturne razlike nastane električni tok.
3. Vodikova celica. To je naprava, ki navadna voda z elektrolizo vam omogoča, da dobite precej veliko mešanico vodika in kisika. Hkrati so stroški proizvodnje vodika minimalni. Toda takšno pridobivanje električne energije je še v poskusni fazi.

Druga vrsta proizvodnje električne energije je posebno napravo, ki se imenuje Stirlingov motor. V posebnem cilindru z batom je plin ali tekočina. Ko pride do zunanjega segrevanja, se prostornina tekočine ali plina poveča, bat se premakne in posledično povzroči delovanje generatorja. Nato se plin ali tekočina, ki gre skozi cevni sistem, ohladi in premakne bat nazaj. To je precej grob opis, vendar vam daje predstavo o tem, kako ta motor deluje.

Možnosti alternativne energije

IN sodobni svet Zaradi nekaterih omejitev naravnih virov toplote in električne energije nekateri ljudje uporabljajo alternativne vire energije. Ena glavnih smeri alternativna energija je iskanje in uporaba netradicionalne vrste in viri.

Viri, iz katerih lahko dobite elektriko:

• so obnovljivi;
• Lahko uspešno nadomesti tradicionalne;
• Nenehno se izboljšujemo, razvijamo in raziskujemo.

Opremljanje vrtljivih križev v podzemni železnici in na železniških postajah z visokozmogljivimi piezoelektričnimi elementi omogoča, da pri stopanju na posebne plošče proizvajajo električno energijo iz pritiska človeške teže. Takšne obratovalne naprave so poskusno postavili v nekaterih mestih na Kitajskem in Japonskem.

Zelena energija – proizvodnja bioplina, ki ga lahko kasneje uporabimo za ogrevanje hiš morske alge. Ugotovljeno je bilo, da lahko iz 1 hektarja vodne površine, ki jo zasedajo zelene alge, pridobimo do 150.000 m 3 plina. S pomočjo energije spečih vulkanov se v vulkan črpa voda, ki se pod vplivom toplote in visokih temperatur spremeni v paro, ki teče po posebnih ceveh do turbine in jo vrti. Trenutno sta na svetu samo 2 takšni eksperimentalni napravi. Uporaba odpadne vode s posebnimi celicami, ki vsebujejo posebne bakterije, ki oksidirajo organsko snov, vodi do proizvodnje elektronov in posledično električne energije med kemičnimi procesi.

Domači viri energije: možnosti

Zaradi naraščajočih cen energije mnogi ljudje začenjajo razmišljati ne le o varčevanju z energijo, ampak tudi o dodatnih virih energije. Nekateri ljudje raje izdelujejo DIY obrti z lastnimi rokami, nekateri pa raje kar koli že pripravljene rešitve, ki lahko vključuje določene možnosti.

namreč:

1. Montaža solarnih panelov na steklo, ki so visoko transparentni, zato jih je možno postaviti tudi v večnadstropne zgradbe. Toda hkrati njihova učinkovitost tudi v sončnem, jasnem vremenu ne presega 10%.
2. Za osvetlitev nekaterih območij prostora se uporabljajo LED in LED svetilke na majhnih baterijah, povezanih s sončno ploščo. Dovolj je, da baterijo polnite čez dan, da lahko zvečer dobite osvetlitev.
3. Montaža klasičnih solarnih kolektorjev, ki omogočajo polnjenje baterij in delno napajanje gospodinjskih aparatov in svetilk preko inverterja. Možna je tudi proizvodnja tople vode topel čas leto z vgradnjo vakuumske črpalke in toplotnega zbiralnika na streho.

Prebivalci, ki živijo v mestih, imajo na žalost omejeno izbiro dodatnih virov energije, za razliko od tistih, ki živijo v podeželskih hišah. V zasebni hiši je veliko več možnosti za izdelavo avtonomnega napajanja. In tudi naredite avtonomne neodvisne ogrevalne sisteme za podeželsko hišo ali dacho.

Ogrevanje zasebnega doma: alternativni viri energije

Med najpogostejšimi načini pridobivanja električne energije je pogon vetra. Za sprejem električnega toka in polnjenje baterij je dovolj, da v bližini podeželske hiše postavite visok jambor s premikajočimi se rezili, ki so povezani z generatorjem.

Za pridobivanje toplote lahko uporabljamo toplotne črpalke, z njihovo uporabo lahko toploto odvzemamo skoraj povsod:

• zrak;
• voda;
• Zemlja.

Princip njihovega delovanja je enak kot pri hladilniku, le pri prečrpavanju zraka ali vode skozi črpalko se proizvaja toplota. Domače strukture v ničemer niso slabše od industrijskih. Doma lahko podobne strukture izdelate sami, samo poiščite risbe in naredite mlin na veter, da dobite poceni elektriko dobesedno iz zraka. Obstajajo tudi druge vrste in možnosti za pridobivanje električne energije in ogrevanja za zasebni dom.

Uporaba navadnega generatorja je učinkovita, zlasti v severnih regijah Rusije, saj so ob pomanjkanju sončne svetlobe plošče preprosto neuporabne.

Enako velja za toplotne konvektorje, ki so namenjeni ogrevanju vode. Nekoliko lažje je pridobiti toploto s kotlom na biogorivo, kot kurilno snov se uporabljajo stisnjena žagovina in granulat, vključno s slamo in šoto. Toda takšni kotli na biogoriva so nekoliko dražji od plinskih kotlov.

Tok in toplota naredi sam: alternativna energija za dom

Brezplačna elektrika za stanovanje ali zasebno hišo je ljudi vedno zanimala, saj se v zadnjih letih cene ogrevanja in električne energije le povečujejo. Da bi prihranili denar, mnogi ljudje poskušajo najti možnosti za brezplačno pridobivanje toplote in energije. V ta namen izdelujejo različne sisteme, vključno s poskusom izuma večnega vira ter odkrivanjem nenavadnih in novih načinov za ustvarjanje toka in toplote.

Relativna brezplačna energija (sestavljanje sončne plošče naredi sam):

• Možno je kupiti dele sončne baterije iz Kitajske;
• Zberite vse sami;
• Vsakemu kompletu je praviloma priložen diagram sestavljanja.
• Vse to vam omogoča, da samostojno sestavite ploščo in napajalni tokokrog, zlasti za stanovanje ali zasebno hišo.

Brezplačna energija prihaja iz elektromagnetni valovi– morebitne vibracije je mogoče pretvoriti v elektriko. Res je, da je učinkovitost takih vezij zelo nizka, vendar lahko s pomočjo posebej izdelanih naprav polnite telefone in druge male gospodinjske aparate.

Res je, da bo polnjenje trajalo precej dolgo.

Za pridobivanje toplote nekateri obrtniki uporabljajo metan, ki se pridobiva iz živalskega gnoja in drugih odpadkov. Pravilno zasnovan sistem je dobra možnost za pridobivanje toplotne energije in ogrevanje vašega doma, pa tudi za kuhanje.

Sonce in veter kot alternativni obliki energije

Alternativa pridobivanju tako toplote kot električne energije je za mnoge pomembna.Mala sončna energija je uporaba sončnih kolektorjev na osnovi silicija, količina prejete energije je odvisna od števila baterij, zemljepisne širine lokacije hiše ali drugih prostorov. .

Zanimiva je tehnologija pridobivanja energije z generatorji, dovolj je, da na generator priključite krmilnik polnjenja in povežete celotno vezje z baterijami, da dobite zadostno količino energije.

Pomembna je uporaba posebnih termoelektričnih pretvornikov toplotne energije v električno, z drugimi besedami, uporaba polprevodniških termočlenov. En del para se segreva, drugi pa se ohladi, zaradi česar se pojavi brezplačna električna energija, ki se lahko uporablja v vsakdanjem življenju. Lahko se uporablja za pridobivanje energije za otroke, dovolj je, da gugalnico na igrišču povežemo z dinamom, da dobimo majhen odstotek električne energije, ki jo lahko porabimo za osvetlitev igrišča.

Naredi sam brezplačna elektrika (video)

Alternator ali preprosteje povedano generator električne energije je danes najpogostejši način pridobivanja električne energije. Toda kljub temu je po vsem svetu veliko možnosti za pridobivanje električne energije z uporabo alternativnih virov.

Zakaj bi energetskim podjetjem vsak mesec plačevali elektriko, če si lahko energijo zagotovite sami? Vse več ljudi v svetu razume to resnico. In zato bomo danes govorili o 8 nenavadnih virov alternativne energije za dom, pisarno in prosti čas.

Sončne plošče v oknih

Dandanes so najpogostejši alternativni vir energije v vsakdanjem življenju sončne celice. Tradicionalno so nameščeni na strehah zasebnih hiš ali na dvoriščih. Toda pred kratkim je postalo mogoče te elemente postaviti neposredno v okna, kar omogoča uporabo takšnih baterij tudi lastnikom navadnih stanovanj v večnadstropnih stavbah.

Hkrati so se že pojavile rešitve, ki omogočajo ustvarjanje sončnih kolektorjev s visoka stopnja preglednost. Prav te energetske elemente je treba vgraditi v stanovanjska okna.

Na primer, prozorne sončne celice so razvili strokovnjaki z Michigan State University. Ti elementi prepuščajo 99 odstotkov svetlobe, ki gre skozi njih, vendar imajo koeficient koristno dejanje pri 7 %.

Uprise je ustvaril nenavadno visoko zmogljivo vetrno turbino, ki se lahko uporablja tako doma kot v industrijskem obsegu. Ta vetrna turbina se nahaja v prikolici, ki jo lahko vleče SUV ali avtodom.

Zloženo turbino Uprise lahko uporabljate za vožnjo po cesti običajna uporaba. Ko pa se razporedi, se spremeni v polnopravno vetrno turbino visoko petnajst metrov in z močjo 50 kW.

Uprise se lahko uporablja med potovanjem z avtodomom, za napajanje oddaljenih krajev ali običajnih zasebnih bivališč. Z namestitvijo te turbine na svoje dvorišče lahko njen lastnik odvečno elektriko celo prodaja sosedom.

Makani Power je projekt istoimenskega podjetja, ki je pred kratkim prešlo pod nadzor napol tajnega laboratorija za inovacije. Ideja za to tehnologijo je preprosta in genialna. To je približno o majhnem zmaju, ki lahko leti na višini do enega kilometra in proizvaja elektriko.

Letalo Makani Power je opremljeno z vgrajenimi vetrnimi turbinami, ki bodo aktivno delovale na višinah, kjer so hitrosti vetra bistveno višje kot pri tleh. Nastala energija se v tem primeru prenaša preko vrvice, ki zmaja povezuje z bazno postajo.

Energija se bo pridobivala tudi iz gibanja samega letala Makani Power. Z vlečenjem kabla pod močjo vetra bo ta zmaj zavrtel dinamo, vgrajen v bazno postajo.

S pomočjo Makani Power je možno oskrbovati z energijo tako zasebne domove kot tudi oddaljena mesta, kjer je nepraktična namestitev tradicionalnega daljnovoda.

Sodobne sončne celice imajo še vedno zelo nizko učinkovitost. Zato je za pridobitev visokih kazalnikov učinkovitosti od njih potrebno pokriti precej velike prostore s ploščami. Toda tehnologija, imenovana Betaray, vam omogoča, da povečate učinkovitost za približno trikrat.

Betaray je majhna instalacija, ki se lahko nahaja na dvorišču zasebne hiše ali na strehi visoke stavbe. Temelji na prozorni stekleni krogli s premerom nekaj manj kot en meter. Ona se kopiči sončna svetloba in ga usmeri na dokaj majhno fotovoltaično ploščo. Največja učinkovitost te tehnologije je osupljivo visokih 35 odstotkov.

Poleg tega je sama namestitev Betaray dinamična. Samodejno se prilagaja položaju sonca na nebu, da kadar koli deluje z največjo zmogljivostjo. Tudi ponoči ta baterija proizvaja elektriko s pretvarjanjem svetlobe lune, zvezd in uličnih luči.

Dansko-islandski umetnik Olafur Eliasson je lansiral nenavaden projekt Little Sun, ki združuje ustvarjalnost, tehnologijo in družbeno odgovornost. uspešni ljudje prikrajšanim. Govorimo o majhni napravi v obliki cveta sončnice, ki se podnevi polni z energijo sončne svetlobe, da bi zvečer osvetlila najtemnejše kotičke planeta.

Vsakdo lahko prispeva denar, da bo sončna svetilka Mali sonček prišla v življenje družine iz države tretjega sveta. Lučke Little Sun omogočajo otrokom iz barakarskih naselij in oddaljenih vasi, da preživijo večere ob učenju ali branju, brez česar uspeh v sodobni družbi ni mogoč.

Lučke Little Sun lahko kupite tudi zase in tako postanejo del vašega življenja. Te naprave lahko uporabite, ko greste v naravo ali ustvarite osupljivo večerno vzdušje na odprtem prostoru.

Številni skeptiki se smejijo športnikom, češ da se lahko sila, ki jo porabijo med vadbo, uporabi za proizvodnjo električne energije. Ustvarjalci so sledili temu mnenju in ustvarili prvi na svetu set zunanjih vadbenih naprav, od katerih je vsaka majhna elektrarna.

Prvo športno igrišče Green Heart se je pojavilo novembra 2014 v Londonu. Elektriko, ki jo proizvajajo ljubitelji vadbe, lahko uporabimo za polnjenje mobilnih naprav: pametnih telefonov ali tabličnih računalnikov.

Spletna stran Green Heart pošilja odvečno energijo v lokalna električna omrežja.

Paradoksalno je, toda celo otroke lahko prisilimo v proizvodnjo »zelene« energije. Konec koncev, nikoli ne želijo nekaj početi, se igrati in se nekako zabavati. Zato so nizozemski inženirji ustvarili nenavadno gugalnico, imenovano Giraffe Street Lamp, ki pri pridobivanju električne energije izkorišča otroški nemir.

Gugalnik ulične svetilke Giraffe med uporabo proizvaja energijo. neposredni namen. Otroci ali odrasli z guganjem v sedežu spodbujajo delovanje dinama, vgrajenega v ta dizajn.

Seveda nastala električna energija ne bo zadostovala za popolno delovanje zasebne stanovanjske stavbe. Toda energije, ki se nabere v dnevu igranja, je povsem dovolj za delovanje ne zelo zmogljivega ulična svetilka v nekaj urah po mraku.

Mobilni operater Vodafone se zaveda, da se njegov dobiček poveča, ko telefoni strank delujejo 24 ur na dan, njihovi lastniki pa sami ne skrbijo, kje najti vtičnico za polnjenje baterij svojega pripomočka. Zato je to podjetje sponzoriralo razvoj nenavadne tehnologije, imenovane Power Pocket.

Naprave, ki temeljijo na tehnologiji Power Pocket, morajo biti čim bližje človeškemu telesu, da izkoriščajo njegovo toploto za pridobivanje električne energije za gospodinjske potrebe.

Vklopljeno ta trenutek, ki temelji na tehnologiji Power Pocket, sta nastala dva praktična izdelka: kratke hlače in spalna vreča. Prvič so jih preizkusili na festivalu Isle of Wight leta 2013. Izkušnja se je izkazala za uspešno, ena noč osebe v taki spalna vreča Izkazalo se je, da je dovolj za polnjenje baterije pametnega telefona za približno 50 odstotkov.

V tem pregledu smo govorili le o tistih alternativnih virih energije, ki jih lahko uporabljamo za vsakodnevne potrebe: doma, v pisarni ali v prostem času. Še vedno pa je veliko izjemnih sodobnih »zelenih« tehnologij, razvitih za uporabo v industrijskem obsegu. O njih lahko preberete v recenziji.

Omejene zaloge fosilnih goriv in globalno onesnaževanje okolja so človeštvo prisilili v iskanje obnovljivih alternativnih virov takšne energije, da je škoda pri njeni predelavi minimalna ob sprejemljivih stroških proizvodnje, predelave in transporta energentov.

Sodobne tehnologije omogočajo uporabo razpoložljivih alternativnih virov energije, tako v obsegu celotnega planeta kot v električnem omrežju stanovanja ali zasebne hiše.

Hiter razvoj življenja v nekaj milijardah let jasno dokazuje razpoložljivost virov energije na Zemlji. Sončna svetloba, podzemna toplota in kemični potencial omogočajo živim organizmom, da izvajajo številne izmenjave energije, ki obstajajo v ustvarjenem okolju. fizikalni dejavniki– temperatura, tlak, vlaga, kemična sestava.

Kroženje snovi in ​​energije v naravi

Ekonomska merila za alternativne vire energije

Človek je že od pradavnine uporabljal energijo vetra kot pogonsko napravo za ladje, kar je omogočilo razvoj trgovine. Obnovljivo gorivo iz odmrlih rastlin in odpadkov je bilo vir toplote za kuhanje in proizvodnjo prvih kovin. Energija vodne razlike je poganjala mlinske kamne. Tisočletja so bile to glavne oblike energije, ki jih danes imenujemo alternativni viri.

Z razvojem geologije in tehnologij pridobivanja podzemlja je postalo ekonomsko bolj donosno pridobivati ​​ogljikovodike in jih sežigati za proizvodnjo energije, kot je potrebno, kot dobesedno čakati na vreme ob morju in upati na uspešno sovpadanje tokov, smeri vetra in oblačnost.

Nestabilnost in spremenljivost vremenskih razmer ter relativna cenenost motorjev na fosilna goriva so prisilili k napredku v smeri uporabe energije iz zemeljskega drobovja.

Graf, ki prikazuje razmerje med porabo fosilnih in obnovljivih virov energije

Ogljikov dioksid, ki ga asimilirajo in predelajo živi organizmi, ki ležijo v globinah milijone let, se ob zgorevanju fosilnih ogljikovodikov vrača v ozračje, kar je vir učinka tople grede in globalnega segrevanja. Blaginja prihodnjih generacij in krhko ravnovesje ekosistema prisilita človeštvo, da ponovno razmisli o ekonomskih kazalnikih in rabi alternativne energije, saj je zdravje dragocenejše od vsega.

Zavestna raba alternativnih virov energije, ki jih je narava obnovljiva, postaja priljubljena, a kot doslej prevladujejo ekonomske prioritete. Toda v podeželski hiši ali podeželski hiši je lahko uporaba alternativnih virov električne energije in toplote edina stroškovno učinkovita možnost za pridobivanje energije, če se izkaže, da je vodenje, povezovanje in namestitev električnih vodov predrago.

Zagotavljanje hiše, oddaljene od civilizacije, z minimalno zahtevano količino električne energije z uporabo sončnih kolektorjev in vetrnega generatorja

Možnosti uporabe alternativnih vrst energije

Medtem ko znanstveniki raziskujejo nove smeri in razvijajo tehnologije hladne fuzije, lahko domači mojstri uporabljajo naslednje alternativne vire energije za dom:

• sončna svetloba;
• Vetrna energija;
• Biološki plin;
• Temperaturna razlika;

Za te alternativne vrste obnovljivih virov energije obstajajo že pripravljene rešitve, ki so bile uspešno uvedene v množično proizvodnjo. Na primer, sončne kolektorje, vetrne generatorje, bioplinske naprave in toplotne črpalke različnih zmogljivosti je mogoče kupiti skupaj z dostavo in montažo, da bi imeli svoje alternativne vire električne in toplotne energije za zasebni dom.

Industrijsko proizvedena sončna plošča, nameščena na strehi zasebne hiše

V vsakem poseben primer mora biti tvoj lasten načrt oskrba gospodinjskih električnih aparatov z alternativnimi viri električne energije, glede na potrebe in zmožnosti. Na primer, za napajanje prenosnega računalnika, tabličnega računalnika ali polnjenje telefona lahko uporabite vir 12 V in prenosne adapterje. Ta napetost bo ob zadostni prostornini akumulatorja dovolj energije za uporabo razsvetljave.

Sončni kolektorji in vetrne turbine morajo zaradi variabilnosti osvetlitve in moči vetrne energije polniti baterije. S povečanjem moči alternativnih virov električne energije in prostornine baterij se energetska neodvisnost avtonomnega napajanja povečuje. Če morate električne naprave, ki delujejo na 220 V, priključiti na alternativni vir električne energije, uporabite napetostni pretvorniki.

Diagram, ki prikazuje moč gospodinjskih električnih aparatov iz baterij, ki jih polni vetrni generator in sončne celice

Alternativna sončna energija

Skoraj nemogoče je ustvariti fotovoltaične celice doma, zato oblikovalci alternativnih virov energije uporabljajo že pripravljene komponente, sestavljajo proizvodne strukture in dosegajo zahtevano moč. Zaporedna povezava fotocelic poveča izhodno napetost nastalega vira električne energije, vzporedna povezava sestavljenih vezij pa daje večji skupni tok sklopa.

Shema povezovanja fotocelic v sklopu

Lahko se osredotočite na energijsko intenzivnost sončno sevanje- To je približno en kilovat na kvadratni meter. Upoštevati je treba tudi izkoristek sončnih kolektorjev – trenutno znaša približno 14 %, vendar poteka intenziven razvoj povečanja izkoristka sončnih generatorjev. Izhodna moč je odvisna od jakosti sevanja in vpadnega kota žarkov.

Začnete lahko z majhnimi - kupite enega ali več majhnih sončnih kolektorjev in imate na svoji dači vir alternativne električne energije v količini, ki je potrebna za polnjenje pametnega telefona ali prenosnika, da imate dostop do svetovnega interneta. Z merjenjem toka in napetosti proučujejo obseg porabe energije, pri čemer upoštevajo možnost nadaljnjega širjenja uporabe virov. alternativno elektriko.

Namestitev dodatnih solarnih panelov na streho hiše

Ne smemo pozabiti, da je sončna svetloba tudi vir toplotnega (infrardečega) sevanja, ki se lahko uporablja za ogrevanje hladilne tekočine brez nadaljnje pretvorbe energije v električno. To alternativno načelo velja v sončni kolektorji, kjer se s pomočjo reflektorjev infrardeče sevanje koncentrira in prenaša s hladilno tekočino v ogrevalni sistem.

Sončni kolektor kot del ogrevalnega sistema doma

Alternativna vetrna energija

Najenostavnejši način za samoustvarjanje vetrni generator je uporaba avtomobilskega generatorja. Za povečanje hitrosti in napetosti vira alternativne električne energije (izkoristek proizvodnje električne energije) je treba uporabiti menjalnik ali jermenski pogon. Razlaga vseh vrst tehnoloških odtenkov presega obseg tega članka - preučiti morate načela aerodinamike, da bi razumeli proces pretvorbe hitrosti zračnega masnega toka v alternativno električno energijo.

Vklopljeno začetni faziČe preučujete možnosti za pretvorbo obnovljivih virov alternativne vetrne energije v električno energijo, morate izbrati zasnovo vetrne turbine. Najpogostejše izvedbe so propeler z lopaticami vodoravne osi, Savoniusov rotor in Darrieusova turbina. Trikraki propeler kot alternativni vir energije je najpogostejša možnost DIY.

Vrste Darrieusovih turbin

Pri načrtovanju lopatic propelerja velik pomen ima kotno hitrost vrtenja vetrnice. Obstaja tako imenovani faktor izkoristka propelerja, ki je odvisen od hitrosti zračnega toka, pa tudi od dolžine, prereza, števila in vpadnega kota lopatic.

Na splošno lahko ta koncept razumemo na naslednji način: pri šibkem vetru dolžina lopatice z najugodnejšim vpadnim kotom ne bo zadostovala za doseganje največje učinkovitosti pridobivanja energije, temveč z večkratnim povečanjem pretoka in povečanjem kotne hitrosti bodo robovi rezil občutili prevelik upor, ki jih lahko poškoduje.

Kompleksen profil lopatic vetrnice

Zato se dolžina lopatic izračuna na podlagi povprečne hitrosti vetra, ki gladko spreminja napadalni kot glede na razdaljo od središča propelerja. Da bi preprečili zlom lopatic med orkanskim vetrom, so kabli generatorja v kratkem stiku, kar preprečuje vrtenje propelerja. Za grobe izračune lahko en kilovat alternativne električne energije odvzamemo iz trikrakega propelerja s premerom 3 metre pri povprečni hitrosti vetra 10 m/s.

Za ustvarjanje optimalnega profila rezila boste potrebovali računalniško modeliranje in CNC stroj. Doma obrtniki uporabljajo razpoložljive materiale in orodja ter poskušajo čim bolj natančno poustvariti risbe alternativnih virov vetrne energije. Uporabljeni materiali so les, kovina, plastika itd.

Doma narejen propeler vetrne turbine iz lesa in kovinske plošče

Moč avtomobilskega generatorja morda ne bo zadostovala za proizvodnjo električne energije, zato obrtniki izdelujejo električne stroje z lastnimi rokami ali predelajo elektromotorje. Najbolj priljubljena zasnova alternativnega vira električne energije je rotor z izmenično nameščenimi neodimskimi magneti in statorjem z navitji.

Rotorji domačih generatorjev
Stator z navitji za domači generator

Alternativna energija bioplin

Biološki plin kot vir energije pridobivamo predvsem na dva načina: piroliza in anaerobno (brez kisika) razgradnjo organskih snovi. Piroliza zahteva omejeno količino kisika, potrebnega za vzdrževanje reakcijske temperature, medtem ko se sproščajo vnetljivi plini: metan, vodik, ogljikov monoksid in druge spojine: ogljikov dioksid, ocetna kislina, voda, ostanki pepela. Najboljši vir za pirolizo je gorivo z visoka vsebnost smola Spodnji video prikazuje vizualno predstavitev sproščanja vnetljivih plinov iz lesa pri segrevanju.

Za sintezo bioplina iz odpadnih produktov organizmov se uporabljajo metanski rezervoarji različnih izvedb. Namestitev rezervoarja za metan doma z lastnimi rokami je smiselna, če ima gospodinjstvo kokošnjak, svinjico in govedo. Glavni izhodni plin je metan, vendar velike količine vodikovega sulfida in drugih organskih spojin zahtevajo uporabo čistilnih sistemov za odstranjevanje vonjav in preprečevanje zamašitve gorilnikov v termalnih generatorjih ali kontaminacije cevi za gorivo motorja.

Potrebno je temeljito preučiti energijo kemijskih procesov in tehnologij s postopnim pridobivanjem izkušenj, skozi poskuse in napake, da bi dobili gorljiv biološki plin sprejemljive kakovosti na izhodu iz vira.

Ne glede na izvor se mešanica plinov po čiščenju dovaja v generator toplote (kotel, pečica, gorilnik) ali v uplinjač bencinskega generatorja - na ta način se z lastnimi rokami pridobi polnopravna alternativna energija . Z zadostno močjo plinskih generatorjev je mogoče ne samo zagotoviti dom z alternativno energijo, temveč tudi zagotoviti delovanje majhne proizvodnje, kot je prikazano v videu:

Toplotni motorji za varčevanje in pridobivanje alternativne energije

Toplotne črpalke pogosto uporablja v hladilnikih in klimatskih napravah. Ugotovljeno je bilo, da premikanje toplote zahteva nekajkrat manj energije kot njeno ustvarjanje. Zato ima hladna voda iz vodnjaka toplotni potencial glede na hladno vreme. Z znižanjem temperature tekoče vode iz vodnjaka ali iz globin nezamrznjenega jezera toplotne črpalke odvzemajo toploto in jo prenašajo v ogrevalni sistem ter tako dosegajo znatne prihranke energije.

Varčevanje z energijo s toplotno črpalko

Druga vrsta toplotnega motorja je Stirlingov motor, ki ga poganja energija temperaturnih razlik v zaprtem sistemu valjev in batov, nameščenih na ročični gredi pod kotom 90º. Vrtenje ročične gredi se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije. Omrežje vsebuje veliko materialov iz zaupanja vrednih virov, ki podrobno razlagajo načelo delovanja Stirlingovega motorja in celo ponujajo primere domačih modelov, kot je v spodnjem videu:

Na žalost domače razmere ne omogočajo ustvarjanja Stirlingovega motorja z energetskimi parametri, višjimi od smešna igrača ali demonstracijsko stojalo. Za dosego sprejemljive moči in učinkovitosti je potrebno, da je delovni plin (vodik ali helij) pod visokim pritiskom (200 atmosfer ali več). Podobni toplotni motorji se že uporabljajo v sončnih in geotermalnih elektrarnah in se začenjajo uvajati v zasebni sektor.

Stirlingov motor v gorišču paraboličnega zrcala

Za pridobitev najbolj stabilne in neodvisne električne energije v podeželski hiši ali v zasebnem domu boste morali združiti več alternativnih virov energije.

Inovativne ideje za ustvarjanje alternativnih virov energije

Noben strokovnjak ne bo mogel v celoti in v celoti zajeti celotne palete možnosti obnovljive alternativne energije. Alternativni viri energije so na voljo v dobesedno vsaki živi celici. Na primer, alga klorela je že dolgo znana kot vir beljakovin v hrani za ribe.

Izvajajo se poskusi gojenja klorele v ničelni gravitaciji za uporabo kot hrano za astronavte med vesoljskimi leti na dolge razdalje v prihodnosti. Energijski potencial alg in drugih preprostih organizmov se proučuje za sintezo vnetljivih ogljikovodikov.

Kopičenje sončne svetlobe v živih celicah klorele, gojenih v industrijskih obratih

Upoštevati je treba, da boljšega pretvornika in baterije za sončno energijo od fluoroplastike žive celice še niso izumili. Zato so potencialni obnovljivi viri alternativne električne energije na voljo v vsakem zelenem listu, ki izvaja fotosinteza.

Glavna težava je zbiranje organskega materiala, uporaba kemičnih in fizikalnih postopkov za pridobivanje energije iz njega in pretvorbo v elektriko. Že zdaj so velike površine kmetijskih zemljišč namenjene gojenju alternativnih energetskih rastlin.

Spravilo miskantusa - energetski agrotehnični posevek

Še en ogromen vir alternativne energije je lahko atmosferska elektrika. Energija strele je ogromna in ima uničujoče učinke, za zaščito pred njo pa se uporabljajo strelovodi.

alt Težave z zaviranjem energetski potencial strela in atmosferska elektrika sta sestavljena iz visoke napetosti in razelektritvenega toka za zelo kratek čas, ki zahteva ustvarjanje večstopenjskih sistemov kondenzatorjev za kopičenje naboja in nato uporabo shranjene energije. tudi dobri obeti na voljo zaradi statične atmosferske elektrike.

Dinamika razvoja alternativne energije je res impresivna. Tako je skupni svetovni obseg nameščenih zmogljivosti obnovljivih virov energije do začetka leta 2010 dosegel 1230 GW in se je od leta 2008 povečal za skoraj 7 %. To stanje je odličen razlog za optimizem zagovornikom razvoja zelene energije. Res je, glavni delež instaliranih zmogljivosti obnovljivih virov energije predstavljajo hidroenergije - 980 GW. Kar zadeva svetovno proizvodnjo električne energije, so OVE, brez hidroenergije, predstavljali le 3 % (vključno s hidroenergijo - 18 %).

Veliko pozornosti pritegnejo razvoj obnovljivih virov energije, kot sta vetrna in sončna energija, ter proizvodnja energije na osnovi biogoriv in biomase. Poleg tega ta tri področja »zelene« energije zahtevajo posebne upravne in finančna pomoč oblasti za uspešen razvoj.

Vetrna energija. Med ostalimi vrstami obnovljivih virov energije že zaseda najpomembnejši položaj med ostalimi vrstami »zelene« energije (razen hidrogeneracije) in še naprej izkazuje visoke stopnje rasti. Tako je ob koncu leta 2010 skupna inštalirana moč vseh vetrnih generatorjev znašala 196,6 GW. Istega leta je količina električne energije, ki so jo proizvedli vsi vetrni generatorji na svetu, znašala 430 TW/uro (2,5 % vse električne energije, ki jo proizvede človeštvo). Nekatere države še posebej intenzivno razvijajo vetrno energijo, zlasti leta 2011 je bilo na Danskem 28% vse električne energije proizvedene z vetrnimi generatorji, na Portugalskem - 19%, na Irskem - 14%, v Španiji - 16% in v Nemčiji - 8 %.

Sončna energija. Po podatkih Združenja za sončno energijo je bila skupna zmogljivost vseh naprav na svetu konec leta 2011 65 GW. Rast do leta 2010 je bila 51-odstotna. Vendar zdaj pri sončni energiji povpraševanje zaostaja za ponudbo – na leto se ne namesti več kot polovica zmogljivosti, ki jo lahko zagotovijo proizvajalci. Napoved rasti povpraševanja po opremi je 10-15% letno.

Bioenergija. Do danes je proizvodnja biogoriv in gorivnih peletov eden najbolj razvitih segmentov trga obnovljivih virov energije. Obseg svetovne proizvodnje biogoriv je v letu 2011 dosegel 1,819 milijona sodov, kar je nekoliko manj kot leto prej. Obseg proizvodnje gorivnih peletov je dosegel 8-10 milijonov ton. Povečanje v primerjavi z letom 2008 je bilo približno 20-odstotno. Skupna proizvodna zmogljivost je dosegla 12 milijonov ton peletov letno.

Tudi obseg investicij, ki so bile v zadnjih letih usmerjene v razvoj alternativne proizvodnje, je impresiven. Po ocenah Mednarodne agencije za energijo (IEA) in raziskovalnega podjetja New Energy Finance so skupne naložbe v zeleno energijo v letu 2010 znašale 211 milijard dolarjev, kar je približno tretjino več od naložb v letu 2009. Resda je kriza naredila svoje v dinamiki vlaganj v obnovljive vire energije. V primerjavi s preteklim obdobjem se je obseg kapitalskih naložb zmanjšal za 6 %. Poleg tega se je poslabšal finančni položaj podjetij, ki delujejo na trgu obnovljivih virov energije, kar je nekatera privedlo celo do stečaja.

Kljub določeni upočasnitvi dinamike vlaganj v zeleno energijo pa strokovnjaki dajejo zelo ugodne napovedi za njen nadaljnji razvoj. Zlasti do leta 2035 bo po podatkih IEA tretjina svetovne električne energije proizvedena iz obnovljivih virov energije, skupne naložbe vanje pa bodo do tega obdobja znašale približno 5,7 bilijona dolarjev. Uporaba biogoriv se bo več kot štirikrat povečala in tako zadostila 8 % povpraševanja po gorivu Vozilo(trenutno je delež biogoriv približno 3 %). Ob tem bodo skupne naložbe v razvoj obnovljivih virov po napovedih IEA znašale skoraj 5,7 bilijona dolarjev. Po drugi napovedi IEA bo večina svetovne električne energije v naslednjih 50 letih proizvedena s sončno energijo.

V zadnjih letih se je nekdanje navdušenje nad prihodnostjo obnovljivih virov energije nekoliko poleglo. Dandanes so vse pogostejše odkrito skeptične ocene o prihodnosti »zelene« energije. Predvsem novembra 2010 so bili objavljeni rezultati študije kalifornijske univerze v Davisu, po kateri bo človeštvo potrebovalo 130 let, da popolnoma nadomesti nafto in naftne derivate z novimi alternativnimi vrstami energije, vključno z biogorivi. Obenem je zamuda pri prehodu na novo energijo posledica tudi dejstva, da nekatere njene vrste predstavljajo večjo nevarnost za okolje kot nafta in naftni derivati.

Zaupanje v razvoj »zelene« energije je nekoliko omajano zaradi dejstva, da je bila prvotno postavljena previsoka letvica glede na prihodnjo dinamiko njenega razvoja. Zato so se številne napovedi v zvezi s tem izkazale za preveč optimistične. Predvsem pa kljub vsem obljubam še ni uspelo doseči stroškov proizvedene energije s tradicionalno proizvodnjo.

Kljub dejstvu, da se spodbujanje obnovljivih virov energije sooča s številnimi izzivi, njihovi zagovorniki niso malodušni. Veliki upi se polagajo v »zeleno« energijo, potreba po njenem razvoju pa je privzeto predstavljena kot samoumevna. Na nek način je postala sestavni atribut tega, kar velja za civilizirano in korektno.

Aktivno poskušajo predstaviti OVE kot glavni in progresivni trend, po katerem se bo moderno človeštvo neizogibno premikalo. Zagovorniki alternativnih goriv govorijo o neizogibnosti "zelene" revolucije v energetiki. Tako bo po podatkih združenja za vetrno energijo do leta 2020 več kot 12 % svetovnega povpraševanja po električni energiji zagotovljeno iz tega vira. Evropski svet za obnovljivo energijo (EREC) je glede razvoja alternativne energije še bolj optimističen, saj napoveduje, da bodo leta 2030 obnovljivi viri zagotavljali 35 % svetovne porabe energije.

Zaloge naravnih goriv niso neomejene, cene energije pa nenehno rastejo. Strinjam se, da bi bilo lepo uporabiti alternativne vire energije namesto tradicionalnih, da ne bi bili odvisni od dobaviteljev plina in električne energije v vaši regiji. Vendar ne veste, kje začeti?

Pomagali vam bomo razumeti glavne vire obnovljive energije - v tem gradivu smo preučili najboljše ekološke tehnologije. Alternativna energija lahko nadomesti običajne vire energije: z lastnimi rokami lahko ustvarite zelo učinkovito napravo za njeno proizvodnjo.

Naš članek obravnava preprostih načinov sestavljanja toplotne črpalke, vetrnega generatorja in sončnih kolektorjev, izbrane so bile fotografske ponazoritve posameznih faz procesa. Zaradi jasnosti je gradivo opremljeno z videoposnetki o proizvodnji okolju prijaznih naprav.

»Zelene tehnologije« bodo bistveno zmanjšale stroške gospodinjstev z uporabo praktično brezplačnih virov.

Že od antičnih časov so ljudje v vsakdanjem življenju uporabljali mehanizme in naprave, katerih delovanje je bilo usmerjeno v pretvorbo sil narave v mehansko energijo. Osupljiv primer tega so vodni mlini in mlini na veter.

S pojavom električne energije je prisotnost generatorja omogočila pretvorbo mehanske energije v električno.

Vodni mlin je predhodnik avtomatske črpalke, ki za opravljanje dela ne zahteva prisotnosti osebe. Kolo se spontano vrti pod pritiskom vode in samostojno črpa vodo

Danes precejšnjo količino energije proizvedejo prav vetrni kompleksi in hidroelektrarne. Poleg vetra in vode so ljudje dostopni do virov, kot so biogoriva, energija zemeljske notranjosti, sončna svetloba, energija gejzirjev in vulkanov ter moč plimovanja.

Naslednje naprave se v vsakdanjem življenju pogosto uporabljajo za pridobivanje obnovljive energije:

Visoki stroški samih naprav in inštalacijskih del marsikomu preprečijo navidezno brezplačno energijo.

Vračilo lahko doseže 15-20 let, vendar to ni razlog, da bi se prikrajšali za gospodarske možnosti. Vse te naprave je mogoče izdelati in namestiti neodvisno.

Pri izbiri vira alternativne energije se morate osredotočiti na njegovo razpoložljivost, potem bo največja moč dosežena z najmanj naložbami

Domače sončne celice

Že pripravljena solarna plošča stane veliko denarja, zato si ne more vsak privoščiti njenega nakupa in namestitve. Z izdelavo plošče sami lahko stroške zmanjšate za 3-4 krat.

Preden začnete graditi sončno celico, morate razumeti, kako vse deluje.

Galerija slik

Načelo delovanja solarnega napajalnega sistema

Razumevanje namena vsakega elementa sistema vam bo omogočilo, da si predstavljate njegovo delovanje kot celoto.

Glavne komponente katerega koli solarnega sistema napajanja:

• Sončna plošča. To je kompleks elementov, povezanih v eno celoto, ki pretvarja sončno svetlobo v tok elektronov.
• Baterije. Ena ne bo dovolj za dolgo časa, zato ima lahko sistem do ducat takih naprav. Število baterij je odvisno od porabljene energije. Število baterij se lahko v prihodnosti poveča z dodajanjem zahtevanega števila solarnih panelov v sistem;
• Solarni regulator polnjenja. Ta naprava je potrebna za zagotovitev normalnega polnjenja baterije. Njegov glavni namen je preprečiti ponovno polnjenje baterije.
• Inverter. Naprava, potrebna za pretvorbo toka. Baterije zagotavljajo nizkonapetostni tok, inverter pa ga pretvori v visokonapetostni tok, ki je potreben za delovanje – izhodno moč. Za dom bo zadostoval pretvornik z izhodno močjo 3-5 kW.

Glavna značilnost solarnih panelov je, da ne morejo ustvarjati visokonapetostnega toka. Ločen element sistema je sposoben ustvariti tok 0,5-0,55 V. Ena sončna baterija lahko proizvede tok 18-21 V, kar je dovolj za polnjenje 12-voltne baterije.

Če je bolje kupiti pripravljen pretvornik, baterije in krmilnik polnjenja, potem je povsem mogoče izdelati sončne celice sami.

Kakovosten krmilnik in pravilna povezava bosta pripomogla k ohranjanju funkcionalnosti baterij in avtonomije celotne solarne postaje kot celote čim dlje.

Izdelava sončne baterije

Za izdelavo baterije morate kupiti sončne fotocelice na osnovi mono- ali polikristalov. Upoštevati je treba, da je življenjska doba polikristalov bistveno krajša od monokristalov.

Poleg tega učinkovitost polikristalov ne presega 12%, medtem ko ta številka za posamezne kristale doseže 25%. Za izdelavo ene solarne plošče morate kupiti vsaj 36 takih elementov.

Sončna baterija je sestavljena iz modulov. Vsak modul za uporabo v gospodinjstvu vsebuje 30, 36 ali 72 kosov. zaporedno povezani elementi z virom napajanja z največjo napetostjo približno 50 V

1. korak - Sestavljanje ohišja solarne plošče

Delo se začne z izdelavo telesa, za to bodo potrebni naslednji materiali:

• Lesene kocke
• Vezan les
• Pleksi steklo

Iz vezanega lesa je treba izrezati dno ohišja in ga vstaviti v okvir iz palic debeline 25 mm. Velikost dna je določena s številom solarnih fotocelic in njihovo velikostjo.

Vzdolž celotnega oboda okvirja je treba izvrtati luknje s premerom 8-10 mm v palicah v korakih po 0,15-0,2 m. Potrebni so za preprečevanje pregrevanja baterijskih celic med delovanjem.

Pravilno izdelane luknje z razmakom 0,15-0,20 m bodo zaščitile elemente solarne plošče pred pregrevanjem in zagotovile stabilno delo sistemi

Korak #2 - povezovanje elementov solarne plošče

Glede na velikost ohišja je potrebna uporaba pisarniški nož iz vlaknene plošče izrežite podlago za sončne celice. Pri namestitvi je treba poskrbeti tudi za prezračevalne luknje, razporejene vsakih 5 cm na kvadratni način. Končano telo je treba dvakrat pobarvati in posušiti.

Sončne celice naj bodo obrnjene na glavo na podlago iz vlaknene plošče in ožičene. če končnih izdelkov niso bili več opremljeni s spajkanimi vodniki, je delo močno poenostavljeno. Vendar pa je treba v vsakem primeru izvesti postopek odspajkanja.

Ne smemo pozabiti, da mora biti povezava elementov dosledna. Sprva je treba elemente povezati v vrstice in šele nato končane vrstice združiti v kompleks s povezavo na tokovne vodila.

Po končanem delu je treba elemente obrniti, pravilno položiti in pritrditi s silikonom.

Vsak element mora biti varno pritrjen na podlago s trakom ali silikonom, s čimer se boste izognili neželenim poškodbam v prihodnosti.

Nato morate preveriti izhodno napetost. Približno mora biti v območju 18-20 V. Zdaj je treba baterijo delovati nekaj dni in preveriti sposobnost polnjenja baterij. Šele po preverjanju delovanja so spoji zatesnjeni.

3. korak - sestavljanje napajalnega sistema

Ko se prepričate o njegovi brezhibni funkcionalnosti, lahko sestavite napajalni sistem. Vhodne in izhodne kontaktne žice je treba izvesti ven za naknadno priključitev naprave.

Iz pleksi stekla je treba izrezati pokrov in ga pritrditi s samoreznimi vijaki na stranice ohišja skozi predhodno izvrtane luknje.

Namesto sončnih celic lahko za izdelavo baterije uporabimo diodno vezje z diodami D223B. Plošča s 36 zaporedno povezanimi diodami lahko odda 12 V.

Diode je treba najprej namočiti v aceton, da se odstrani barva. V plastično ploščo je treba izvrtati luknje, vstaviti diode in ožičiti. Končano ploščo je treba postaviti v prozorno ohišje in zapečatiti.

Pravilno usmerjeni in nameščeni solarni paneli zagotavljajo maksimalna učinkovitost pridobivanje sončne energije ter enostavnost in enostavnost vzdrževanja sistema

Osnovna pravila za namestitev solarne plošče

Učinkovitost celotnega sistema je v veliki meri odvisna od pravilne namestitve sončne baterije.

Pri namestitvi morate upoštevati naslednje pomembne parametre:

1. Senčenje.Če je baterija v senci dreves ali višjih zgradb, ne le da ne bo delovala normalno, ampak lahko tudi odpove.
2. Orientacija. Za največji učinek sončni žarki Pri fotocelicah mora biti baterija usmerjena proti soncu. Če živite na severni polobli, mora biti plošča usmerjena proti jugu, če pa živite na južni polobli, potem obratno.
3. Naklon. Ta parameter je določen z geografsko lokacijo. Strokovnjaki priporočajo namestitev plošče pod kotom, ki je enak geografski širini.
4. Razpoložljivost. Potrebno je nenehno spremljati čistočo prednja stran ter pravočasno odstraniti plasti prahu in umazanije. In v zimski čas Ploščo je treba občasno očistiti sprijetega snega.

Priporočljivo je, da pri delovanju solarne plošče kot naklona ni konstanten. Naprava bo delovala maksimalno le, če bodo sončni žarki usmerjeni neposredno na njen pokrov.

Poleti je bolje, da ga postavite pod naklonom 30 ° do obzorja. Pozimi je priporočljivo dvigniti in namestiti na 70º.

Številne industrijske različice solarnih panelov vključujejo naprave za sledenje gibanja sonca. Za domačo uporabo lahko razmislite in zagotovite stojala, ki vam omogočajo spreminjanje kota plošče

Toplotne črpalke za ogrevanje

Toplotne črpalke so ena najnaprednejših tehnoloških rešitev za vaš dom. Niso le najbolj priročni, ampak tudi okolju prijazni.

Njihovo delovanje bo bistveno zmanjšalo stroške, povezane s plačevanjem hlajenja in ogrevanja prostorov.

Galerija slik

Razvrstitev toplotnih črpalk

Toplotne črpalke razvrščam po številu krogov, viru energije in načinu pridobivanja.

Glede na končne potrebe so toplotne črpalke lahko:

• Eno-, dvo- ali trikrožni;
• Eno- ali dvo-kondenzator;
• Z možnostjo ogrevanja ali z možnostjo ogrevanja in hlajenja.

Glede na vrsto energenta in način pridobivanja ločimo naslednje toplotne črpalke:

• Tla - voda. Uporabljajo se v zmernih podnebnih pasovih z enakomernim segrevanjem zemlje, ne glede na letni čas. Za vgradnjo se uporablja kolektor ali sonda, odvisno od vrste tal. Vrtanje plitvih vrtin ne zahteva pridobitve dovoljenj.
• . Toplota se akumulira iz zraka in je usmerjena v ogrevanje vode. Namestitev bo primerna v podnebnih območjih z zimskimi temperaturami, ki niso nižje od -15 stopinj.
• . Namestitev je določena s prisotnostjo vodnih teles (jezera, reke, podtalnica, vodnjaki, usedalniki). Učinkovitost takšne toplotne črpalke je zelo impresivna, kar je posledica visoka temperatura vir v hladni sezoni.
• Voda je zrak. Pri tej kombinaciji kot vir toplote delujejo isti hranilniki, le da se toplota prek kompresorja prenaša neposredno na zrak, ki se uporablja za ogrevanje prostorov. V tem primeru voda ne deluje kot hladilno sredstvo.
• Tla so zrak. V tem sistemu je toplotni prevodnik zemlja. Toplota iz tal se preko kompresorja prenaša v zrak. Kot nosilci energije se uporabljajo tekočine, ki ne zmrzujejo. Ta sistem velja za najbolj univerzalnega.
• . Delovanje tega sistema je podobno delovanju klimatske naprave, ki lahko ogreva in hladi prostor. Ta sistem je najcenejši, ker ne zahteva proizvodnje zemeljska dela in polaganje cevovodov.

Pri izbiri vrste vira toplote se morate osredotočiti na geologijo lokacije in možnost nemotenega izkopavanja ter razpoložljivost prostega prostora.

Če prostega prostora primanjkuje, boste morali opustiti vire toplote, kot sta zemlja in voda, ter jemati toploto iz zraka.

Učinkovitost sistema in stroški njegove vgradnje so v veliki meri odvisni od pravilne izbire tipa toplotne črpalke.

Načelo delovanja toplotnih črpalk temelji na uporabi Carnotovega cikla, ki zaradi močnega stiskanja hladilne tekočine povzroči zvišanje temperature.

Večina klimatskih naprav s kompresorskimi enotami (hladilnik, zamrzovalnik, klimatska naprava) deluje po istem principu, vendar z nasprotnim učinkom.

Glavni delovni cikel, ki se izvaja v komorah teh enot, ima nasprotni učinek - zaradi močnega širjenja pride do zožitve hladilnega sredstva.

Zato eden najbolj razpoložljive metode Izdelava toplotne črpalke temelji na uporabi posameznih funkcionalnih enot, ki se uporabljajo v klimatski opremi.

Torej, gospodinjski hladilnik lahko uporabite za izdelavo toplotne črpalke. Njegov uparjalnik in kondenzator bosta igrala vlogo toplotnih izmenjevalcev, odstranjujeta termalna energija iz okolja in ga usmeri neposredno v ogrevanje hladilne tekočine, ki kroži v ogrevalnem sistemu.

Nizkocenovna toplota iz zemlje, zraka ali vode skupaj s hladilno tekočino vstopi v uparjalnik, kjer se spremeni v plin, nato pa jo kompresor dodatno stisne, zaradi česar je temperatura še višja.

Sestavljanje toplotne črpalke iz odpadnega materiala

Z uporabo starih gospodinjskih aparatov, oziroma njihovih posameznih komponent, lahko sami sestavite toplotno črpalko. Spodaj si poglejmo, kako je to mogoče storiti.

1. korak - pripravite kompresor in kondenzator

Delo se začne s pripravo kompresorskega dela črpalke, katerega funkcije bodo dodeljene ustrezni enoti klimatske naprave ali hladilnika. To enoto je treba pritrditi z mehkim vzmetenjem na eni od sten delovne sobe, kjer bo to priročno.

Po tem morate narediti kondenzator. Za to je idealen 100-litrski rezervoar iz nerjavečega jekla. Vanj morate namestiti tuljavo (lahko vzamete že pripravljeno bakreno cev iz stare klimatske naprave ali hladilnika.

Pripravljen rezervoar je treba z brusilnikom po dolžini razrezati na dva enaka dela - to je potrebno za namestitev in pritrditev tuljave v telo bodočega kondenzatorja.

Po namestitvi tuljave v eno od polovic je treba oba dela rezervoarja povezati in zvariti skupaj, da tvorita zaprt rezervoar.

Za izdelavo kondenzatorja je bil uporabljen 100-litrski rezervoar iz nerjavečega jekla, ki smo ga z brusilnikom prerezali na pol, namestili tuljavo in izvedli obratno varjenje.

Upoštevajte, da morate pri varjenju uporabiti posebne elektrode, še bolje pa uporabite varjenje z argonom, le to lahko zagotovi največjo kakovost šiva.

2. korak - izdelava uparjalnika

Za izdelavo uparjalnika boste potrebovali zaprt plastični rezervoar s prostornino 75-80 litrov, v katerega boste morali namestiti tuljavo iz cevi s premerom ¾ palca.

Za izdelavo tuljave je dovolj, da bakreno cev ovijete okoli jeklene cevi s premerom 300-400 mm, nato pa zavoje pritrdite s perforiranim kotom

Navoje je treba rezati na koncih cevi, da se naknadno zagotovi povezava s cevovodom. Ko je sestavljanje končano in je tesnjenje preverjeno, je treba uparjalnik pritrditi na steno delovnega prostora z nosilci ustrezne velikosti.

Bolje je, da dokončanje montaže zaupate strokovnjaku. Če je del sklopa mogoče narediti neodvisno, potem s spajkanjem bakrene cevi in vbrizgavanje hladilnega sredstva mora opraviti strokovnjak. Montaža glavnega dela črpalke se konča s priključitvijo grelnih baterij in izmenjevalnika toplote.

Opozoriti je treba, da ta sistem je nizke moči. Zato bo bolje, če toplotna črpalka postane dodaten del obstoječega ogrevalnega sistema.

3. korak - ureditev in povezava zunanje naprave

Najboljši vir toplote je voda iz vodnjaka ali vrtine. Nikoli ne zmrzne in tudi pozimi temperatura le redko pade pod +12 stopinj. Potrebno bo postaviti dva takšna vodnjaka.

Voda se črpa iz ene vrtine in nato dovaja v uparjalnik.

Energijo podzemne vode lahko uporabljamo vse leto. Na njegovo temperaturo ne vpliva vreme in letni časi

Načeloma je sistem pripravljen za delovanje, vendar bo za njegovo popolno avtonomijo potreben avtomatski sistem, ki nadzoruje temperaturo gibljivega hladilnega sredstva v ogrevalnih krogih in tlak freona.

Sprva lahko opravite z navadnim zaganjalnikom, vendar je treba opozoriti, da je mogoče zagnati sistem po izklopu kompresorja po 8-10 minutah - ta čas je potreben za izenačitev tlaka freona v sistemu.

Načrtovanje in uporaba vetrnih generatorjev

Energijo vetra so uporabljali že naši predniki. Od tistih daljnih časov se načeloma ni nič spremenilo.

Razlika je le v tem, da mlinske kamne mlina nadomestita generator in pogon, ki pretvarja mehansko energijo lopatic v električno energijo.

Galerija slik

Namestitev vetrnega generatorja je ekonomsko donosna, če povprečna letna hitrost vetra presega 6 m/s.

Namestitev je najbolje izvesti na hribih in ravnicah, idealna mesta so obale rek in velikih vodnih teles, stran od različnih komunalnih naprav.

Vetrni generatorji se uporabljajo za pretvorbo energije zračnih mas v električno energijo, najbolj produktivni so v obalnih regijah.

Razvrstitev vetrnih generatorjev

Razvrstitev vetrnih generatorjev je odvisna od naslednjih osnovnih parametrov:

• Glede na postavitev osi lahko obstaja vodoravno. Vodoravna zasnova omogoča samodejno vrtenje glavnega dela za iskanje vetra. Glavna oprema vertikalnega vetrnega generatorja se nahaja na tleh, zato ga je lažje vzdrževati, medtem ko je izkoristek vertikalnih lopatic manjši.
• Glede na število rezil jih ločimo enojni, dvojni, trojni in večkraki vetrni generatorji. Vetrni generatorji z več kraki se uporabljajo pri nizkih hitrostih pretoka zraka in se redko uporabljajo zaradi potrebe po namestitvi menjalnika.
• Odvisno od materiala, uporabljenega za izdelavo rezil, so lahko rezila jadralne in toge. Rezila tipa jadra so enostavna za izdelavo in namestitev, vendar zahtevajo pogosto zamenjavo, saj hitro odpovejo pod vplivom ostrih sunkov vetra.
• Glede na korak vijaka obstajajo spremenljiv in fiksni koraki. Pri uporabi spremenljivega koraka je mogoče doseči znatno povečanje obsega obratovalnih hitrosti vetrnega generatorja, vendar bo to vodilo do neizogibnega zapleta zasnove in povečanja njegove teže.

Moč vseh vrst naprav, ki pretvarjajo vetrno energijo v električni analog, je odvisna od površine lopatic.

Vetrni generatorji za delovanje praktično ne potrebujejo klasičnih virov energije. Z uporabo naprave z zmogljivostjo približno 1 MW boste v 20 letih prihranili 92.000 sodčkov nafte ali 29.000 ton premoga.

Naprava za generator vetra

Vsaka vetrna turbina vsebuje naslednje osnovne elemente:

• Rezila vrtenje pod vplivom vetra in zagotavljanje gibanja rotorja;
• Generator, ki proizvaja izmenični tok;
• Krmilnik rezila, je odgovoren za nastanek izmeničnega toka v enosmerni tok, ki je potreben za polnjenje baterij;
• Polnilne baterije, so potrebni za akumulacijo in izravnavo električne energije;
• Inverter, izvaja obratno pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok, iz katerega delujejo vsi gospodinjski aparati;
• jambor, potrebno je dvigniti lopatice nad tlemi, dokler ni dosežena višina gibanja zračnih mas.

V tem primeru se generator in drog štejeta za glavna dela vetrnega generatorja, vse ostalo pa so dodatne komponente, ki zagotavljajo zanesljivost in avtonomno delovanje sistem kot celota

Vezje katerega koli, tudi najpreprostejšega vetrnega generatorja, mora vključevati pretvornik, krmilnik polnjenja in baterije

Vetrni generator z nizko hitrostjo iz samogeneratorja

Menijo, da je ta oblika najpreprostejša in najbolj dostopna za self-made. Lahko postane samostojen vir energije ali pa prevzame del moči obstoječega napajalnega sistema.

Če imate avtomobilski generator in akumulator, lahko vse ostale dele izdelate iz odpadnega materiala.

1. korak - izdelava vetrnega kolesa

Lopatice veljajo za enega najpomembnejših delov vetrnega generatorja, saj njihova zasnova določa delovanje preostalih komponent. Za izdelavo rezil je mogoče uporabiti različne materiale - blago, plastiko, kovino in celo les.

Rezila bomo izdelali iz kanalizacijskih plastičnih cevi. Glavne prednosti tega materiala– nizki stroški, visoka odpornost na vlago, enostavnost obdelave.

Delo se izvaja v naslednjem vrstnem redu:

1. Dolžina rezila se izračuna, premer plastične cevi pa mora biti 1/5 zahtevanega posnetka;
2. Z vbodno žago je treba cev razrezati po dolžini na 4 dele;
3. En del bo postal predloga za izdelavo vseh naslednjih rezil;
4. Po rezanju cevi je treba robove na robovih obdelati z brusnim papirjem;
5. Odrezana rezila morajo biti pritrjena na predhodno pripravljeno aluminijasto ploščo s priloženim pritrdilnim elementom;
6. Prav tako morate po modifikaciji na ta disk priložiti generator.

Upoštevajte, da PVC cev ni dovolj močna in ne bo mogla prenesti močnih sunkov vetra. Za izdelavo rezil je najbolje uporabiti PVC cev z debelino najmanj 4 cm.

Velikost rezila ima pomembno vlogo pri velikosti obremenitve. Zato ne bi bilo odveč razmisliti o možnosti zmanjšanja velikosti rezil s povečanjem njihovega števila.

Lopatice vetrnega generatorja so izdelane po šabloni iz ¼ PVC kanalizacijske cevi s premerom 200 mm, razrezane vzdolž osi na 4 dele

Po montaži je treba vetrno kolo uravnotežiti. Če želite to narediti, ga morate vodoravno namestiti na stojalo v zaprtih prostorih. Rezultat pravilne montaže bo negibnost kolesa.

Če se rezila vrtijo, jih je treba pred uravnoteženjem konstrukcije nabrusiti z abrazivom.

2. korak - izdelava jambora vetrnega generatorja

Za izdelavo jambora lahko uporabite jekleno cev s premerom 150-200 mm. Najmanjša dolžina jambora mora biti 7 m, če na mestu obstajajo ovire za gibanje zračnih mas, je treba kolo vetrnega generatorja dvigniti na višino, ki presega oviro za najmanj 1 m.

Zatiči za pritrditev napenjal in sam jambor morajo biti betonirani. Kot napenjalne žice lahko uporabite jekleni ali pocinkani kabel debeline 6-8 mm.

Oporniki za jambore bodo dali vetrnemu generatorju dodatno stabilnost in zmanjšali stroške, povezane z gradnjo masivnih temeljev; njihova cena je veliko nižja od drugih vrst drogov, vendar je za oporo potreben dodaten prostor

Korak # 3 - ponovna oprema avtomobilskega generatorja

Modifikacija je sestavljena le iz previjanja statorske žice in izdelave rotorja z neodimskimi magneti. Najprej morate izvrtati luknje, potrebne za pritrditev magnetov v poli rotorja.

Namestitev magnetov se izvaja z izmeničnimi poli. Po končanem delu je treba medmagnetne praznine zapolniti z epoksidno smolo, sam rotor pa zaviti v papir.

Pri previjanju tuljave morate upoštevati, da bo učinkovitost generatorja odvisna od števila obratov. Tuljava mora biti navita v trifaznem vezju v eno smer.

Končni generator je treba preizkusiti; rezultat pravilno opravljenega dela bo odčitek 30 V pri 300 obratih generatorja.

Predelani generator je pripravljen za testiranje nazivne napetosti pred končno namestitvijo celotnega sistema vetrnih turbin z nizko hitrostjo

Korak #4 - dokončanje montaže vetrnega generatorja z nizko hitrostjo

Vrtilna os generatorja je izdelana iz cevi z nameščenima dvema ležajema in repni del izrezan iz pocinkanega železa debeline 1,2 mm.

Preden generator pritrdite na drog, je potrebno narediti okvir, za to je najprimernejša profilna cev. Pri izvedbi pritrditve je treba upoštevati, da mora biti najmanjša razdalja od droga do lopatice večja od 0,25 m.

Pod vplivom toka vetra se lopatice in rotor premikajo, kar povzroči vrtenje menjalnika in ustvarjanje električne energije

Za delovanje sistema morate za vetrnim generatorjem namestiti krmilnik polnjenja, baterije in pretvornik.

Kapaciteta baterije je določena z močjo vetrnega generatorja. Ta indikator odvisno od velikosti vetrnega kolesa, števila lopatic in hitrosti vetra.

Zaključki in uporaben video na to temo

Izdelava solarnega panela s plastičnim ohišjem, seznam materialov in postopek dela

Princip delovanja in pregled geotermalnih črpalk

Ponovna oprema avtogeneratorja in izdelava vetrnega generatorja z nizko hitrostjo z lastnimi rokami

Posebnost alternativnih virov energije je njihova okolju prijaznost in varnost.

Precej nizka moč inštalacij in priključkov na določene pogoje Lokacije omogočajo učinkovito delovanje le kombiniranih sistemov tradicionalnih in alternativnih virov.

Ali vaš dom uporablja alternativne vire energije za ogrevanje in elektriko? Ste sami sestavili vetrni generator ali izdelali solarne panele? Delite svoje izkušnje v komentarjih k našemu članku.