Альтернативные источники энергии для частного дома — отличный способ экономии бюджета и сохранения экологии

Технологические и эксплуатационные достоинства альтернативных источников энергии 

Действительно ли такие системы необходимы в частном доме, если до сих пор мы справлялись с эксплуатацией традиционных линий электропередач, хотя они и вызывали опасения своим техническим состоянием? Специалисты компании «ИнноваСтрой», выполняющей инженерные работы в частных домах, включая установку систем альтернативной энергетики, могут продемонстрировать свою компетентность в этом вопросе.

Насколько эффективным и, главное, необходимым может быть альтернативный источник энергии для дома, можно судить по описанию его эксплуатационных преимуществ:

• Полная энергетическая независимость от центральных линий электропередач;
• Способность своевременно устранять аварийные ситуации и несущественные дефекты;
• Возможность контролировать функциональность всех элементов конструкции альтернативной системы;
• Отсутствие ограничений при определении номинальной мощности;
• Отсутствие критических перепадов в сети, питающей потребителя;
• Минимизация риска выхода из строя бытовой техники в результате нарушений в работе электросети;
• Контроль безопасности при использовании альтернативных источников;
• Свободный выбор функционального оборудования на основе бюджетных приоритетов и технологических параметров.

Последний пункт обычно представляет наибольший интерес для тех, кто решил установить альтернативный источник энергии для своего дома.

Экономические преимущества

Финансовые преимущества альтернативных источников энергии проявляются, прежде всего, в возможности выбора системы энергоснабжения в доступном ценовом диапазоне, в зависимости от вида используемых топливных ресурсов, технических характеристик, авторитета марки производителя и других соображений.

В этом случае домовладелец не несет дополнительных расходов, характерных для централизованных сетей, включая обслуживание и ремонт центральной линии — он покупает только оборудование, которое будет обеспечивать энергией только его дом.

• Еще один финансовый нюанс — регулярные платежи. Наличие собственного альтернативного источника означает, что вам не придется ежемесячно оплачивать коммунальные услуги, которые довольно неоправданно высоки.
• К списку экономических преимуществ добавляется возможность снижения затрат на установку, поскольку они ограничены границами дома и двора.
• И, наконец, главным преимуществом является низкая эксплуатационная стоимость оборудования для систем альтернативного энергоснабжения дома.

Следствие всех этих приоритетов — очень быстрая окупаемость таких источников энергии. Если добавить сюда возможность внесения изменений в проект частного дома, а также низкую стоимость таких работ в компании «ИнноваСтрой», то приоритет альтернативных источников становится абсолютно очевидным.

Технические преимущества

Основное техническое преимущество заключается в том, что альтернативный источник энергии для дома может регулировать и контролировать мощность по усмотрению владельца. Еще один очевидный «плюс» заключается в том, что владелец всегда может отключить его, когда оборудование не нужно — например, при длительном отсутствии.

Еще одним преимуществом является поддержание альтернативных источников энергии. Плановое техническое обслуживание зависит от ответственности и желания домовладельца. Нет необходимости планировать день так, чтобы учесть визит центральной электросети, а если потребуется замена оборудования, это также в пределах возможностей и способностей владельца. Полная энергетическая независимость с ее техническими возможностями, которые предлагают альтернативные источники энергии в частном доме, означает также независимость от государственных служб, регуляторов и их не всегда компетентных действий.

Плюсы автономного электроснабжения

Казалось бы, есть только один смысл в автономной системе электроснабжения — если рядом с домом нет линии электропередачи, а тянуть свою собственную линию слишком дорого. Однако многие домовладельцы устанавливают собственную электрическую систему, даже если они уже подключены к общей системе.

Так в чем же преимущество независимого источника питания?

• Независимость. Автономная система защищает от отключения электроэнергии по целому ряду причин. Автономная система также не застрахована от аварий и других казусов, но если вы создадите резервное оборудование, защита от аварий будет максимальной.
• В экономике. Электроэнергия, поставляемая одной системой, стоит дорого. Установка автономной системы также не дешева, но многие домовладельцы обнаруживают, что она очень быстро окупается и так же быстро становится не просто дешевой, а выгодной.
• Мобильность. Автономная система, построенная с использованием нескольких источников электроэнергии, позволяет быстро реагировать и поддерживать свет в любой ситуации.

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

Из печи можно даже получать электроэнергию. Однако если принять во внимание фактор времени и усилий, то можно серьезно рассматривать только те источники, которые могут работать самостоятельно. По этой причине наиболее популярными способами электроснабжения дома являются.

Генератор на жидком топливе

Газовые генераторы, например, доступны в самых разных вариантах, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме не очень практично. Причины следующие:

1. Дорогое топливо;
2. Шумная работа генератора;
3. Наличие продуктов сгорания;
4. Необходимость в отдельном помещении или сарае для генератора. 

Цены на генераторы жидкого топлива начинаются от 30 000 рублей. Однако дешевизна получаемой электроэнергии иллюзорна, так как ее приходится умножать на стоимость топлива.

Солнечная электростанция

Солнечная электростанция не требует ни внимания, ни топлива. Все, что им нужно, — это интенсивный свет, а поскольку природа не предоставляет это топливо на регулярной основе, то и мощные батареи тоже. Что касается последнего, то в климате с большим количеством солнечных дней вполне возможно обеспечить дом электричеством. 

Цены на комплект солнечной электростанции начинаются от 130 000 рублей. Окупаемость высокая, так как некоторые модели могут работать без проблем в течение тридцати лет.

Альтернативные источники малой мощности

Это может быть электричество из земли и электричество из атмосферы. Рассчитывать на полноценное электричество в обоих случаях не приходится, но для «бытовых» нужд такие источники вполне достаточны.

Солнечные панели собственноручного изготовления

Готовая солнечная батарея стоит больших денег, поэтому ее приобретение и установка доступны не каждому. Самостоятельная сборка солнечных панелей может снизить стоимость в 3-4 раза. Прежде чем приступить к созданию солнечной батареи, необходимо понять, как все это работает.

Система солнечного электроснабжения: принцип работы

Понимание назначения каждого компонента системы позволит представить систему как единое целое. Основные компоненты любой солнечной электрической системы:

• Солнечная панель. Это совокупность взаимосвязанных элементов, которые преобразуют солнечный свет в поток электронов. Их главная особенность заключается в том, что они не могут вырабатывать ток высокого напряжения. Одна ячейка в массиве способна вырабатывать ток напряжением 0,5-0,55 вольт. Соответственно, одна солнечная панель способна вырабатывать ток 18-21 В, что достаточно для зарядки аккумулятора 12 В.
• Батареи. Одной батареи хватает ненадолго, поэтому в системе может быть до десятка батарей.  Количество перезаряжаемых батарей зависит от потребляемой мощности. В будущем количество батарей можно увеличить, добавив в систему необходимое количество солнечных панелей;
• Контроллер заряда солнечных батарей. Это устройство необходимо для обеспечения надлежащей зарядки аккумулятора. Его основная функция заключается в предотвращении перезарядки аккумулятора.
• Инвертор. Устройство, необходимое для преобразования тока. Батареи подают низковольтный ток, а инвертор преобразует его в высоковольтный ток, необходимый для работы — выходную мощность. Для дома достаточно инвертора мощностью 3-5 кВт.

В то время как инвертор, батареи и контроллер заряда лучше купить готовые, солнечные панели можно изготовить самостоятельно.

Высококачественный контроллер и правильная проводка помогут сохранить работоспособность батарей и автономность всей солнечной установки как можно дольше

Изготовление и сборка корпуса для панелей

Для изготовления корпуса солнечной батареи потребуются следующие материалы:

• Батончики (любого размера, оптимально 25х25 мм).
• Фанера (или аналогичный листовой материал, например, OSB).
• Плексиглас.
• Плексиглас.
• ПРОВОЛОЧНАЯ ПЛАСТИНА.

С помощью электролобзика выпилите фанеру (можно использовать лобзик, но лобзиком быстрее), а затем вырежьте нижнюю часть корпуса. Размер выбирается в зависимости от количества фотоэлементов и площади крыши.

Из дерева изготавливается каркас, в который вставляются листы фанеры. Отверстия диаметром около 1 см сверлятся по периметру конструкции с шагом 20-25 см. Они необходимы для предотвращения перегрева конструкции во время работы.

Сборка основных элементов

Вырежьте подложку из ДВП по размеру корпуса, изготовленного ранее. После раскроя ДВП на расстоянии 5-7 см просверливаются вентиляционные отверстия. Наконец, шкаф обрабатывается антисептиком (или специальным консервантом для древесины) и покрывается двумя слоями лака. Это вещество необходимо для предотвращения гниения древесины в результате постоянного воздействия ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков.

Фотоэлементы размещаются на подложке из ДВП и спаиваются последовательно. Отдельные элементы соединяются в ряды, а затем несколько рядов объединяются в единую систему.

После спаивания фотоэлементы выворачиваются наизнанку и закрепляются силиконом. Затем выходное напряжение проверяется с помощью мультиметра. Оптимальное значение: 18-20 В.

Следующий шаг — тестирование. Собранные батареи подключаются на несколько дней. В этот период проверяется их эффективность. Убедившись, что система работает правильно, соединения герметизируются.

Окончательная сборка системы

Сначала все провода выводятся наружу, чтобы их можно было подключить к оборудованию. Крышка вырезается из оргстекла (можно использовать обычный стеклорез). Он крепится к краю корпуса металлическими винтами (они имеют большую плоскую поверхность, что делает конструкцию более прочной).

Солнечные батареи можно заменить цепочкой светодиодов типа D223B. Солнечная панель с 36 такими диодами обеспечит напряжение около 12 В. Перед сборкой конструкции необходимо удалить краску с диодов, замочив их в ацетоне. Затем он помещается на пластиковую панель и припаивается. Собранная конструкция помещается в прозрачный корпус, а стыки фиксируются герметиком.

Если панель крыши достаточно прочная, вся крыша может быть покрыта солнечными панелями.

Несколько важных правил

Чтобы обеспечить работоспособность изготовленной вами системы, учитывайте следующие параметры:

• Солнечные панели не должны располагаться в тени (от деревьев или зданий), иначе они не будут работать оптимально. Учитывайте это при рисовании.
• Для обеспечения максимальной эффективности установки фотоэлектрические элементы должны быть обращены к солнцу. Таким образом, в северном полушарии батареи должны быть обращены на юг, а в южном — на север.
• В идеале панель должна быть расположена под углом, равным широте. Это обеспечит попадание солнечных лучей на панели под оптимальным углом.
• Все компоненты конструкции необходимо периодически очищать.

Гальванический элемент

Другой метод — простая химия. Это самый реальный и простой способ получения электроэнергии из земли в домашних условиях. Вам нужны медные и цинковые электроды. Это могут быть пластины, булавки или гвозди. Если распространена медь — могут возникнуть проблемы с цинком, поэтому проще найти оцинкованное железо.

Вам необходимо вбить электроды в землю на одинаковом расстоянии друг от друга. Допустим, глубина 1 метр, а расстояние между электродами 0,5 метра. В этом случае медь будет катодом, а цинк — анодом. Напряжение такого элемента может составлять порядка 1-1,1 В. Это означает, что для получения 12 В тока от земли необходимо 12 таких электродов и соединить их последовательно.

Решающим фактором в такой батарее является площадь поверхности электродов; от этого зависит сила тока, а также то, что находится между ними. Для того чтобы батарея вырабатывала ток, важно, чтобы земля была влажной, для чего ее можно увлажнить или покрыть цинковый электрод раствором соли или щелочи. Для увеличения выходного тока можно забить больше электродов и соединить их параллельно. Все современные аккумуляторы и аккумуляторные батареи устроены именно таким образом.

На рисунке ниже показана еще одна интересная реализация такой батареи, сделанной из медных трубок и оцинкованных прутьев.

Однако со временем электроды разрушаются, и батарея постепенно перестает работать.

Технология

Чуть ниже приведены варианты получения бесплатной электроэнергии.

Ветряная электростанция. Нидерланды предлагают построить огромную ветряную электростанцию в Северном море и искусственный оборудованный остров, который станет энергетическим центром для распределения электроэнергии между 5 странами.

Саудовская Аравия предложила создать турбины в виде «бумажных змеев» и разместить их в воздухе, а не на земле. В нескольких странах есть собственные месторождения с ветрогенераторами.

Молниевая батарея — это накопитель энергии от разрядов молнии в атмосфере. Молния перенаправляется в электросеть.

Тороидальный генератор TPU состоит из 3 катушек. Магнитный вихрь и резонансные частоты являются причиной возникновения тока. Он был изобретен С. Марком.

Приливные электростанции — работа зависит от приливов и отливов, положения Земли и Луны.

Тепловая электростанция — в качестве сырья используются высокотемпературные подземные воды.

Мышечная сила человека — во время движения люди также вырабатывают энергию, которую можно использовать.

Слияние — процесс можно контролировать. Более тяжелые ядра синтезируются из более легких. Этот метод не используется, так как он очень опасен.

Типы солнечных электростанций

Сразу скажу, что я буду говорить не о промышленных решениях или сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа разумности. То есть, я не хочу нагревать свой бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы все приборы в моем доме работали постоянно, без оглядки на сеть.
Теперь поговорим о типах солнечных электростанций для частных домов. На самом деле их всего три, но бывают и варианты. Я проранжирую их в соответствии с увеличением стоимости каждой системы.
Сетевая солнечная электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе низкую стоимость и максимальную простоту использования. Она состоит всего из двух компонентов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей преобразуется непосредственно в 220В/380В в доме и потребляется энергосистемами дома. Однако у него есть существенный недостаток: для работы SSE необходима резервная сеть. В случае перебоев в сети солнечные панели превратятся в «тыкву» и перестанут вырабатывать электроэнергию, поскольку инвертору сети требуется резервная сеть, то есть полное наличие электроэнергии. Кроме того, при существующей инфраструктуре энергосистемы эксплуатация сетевого инвертора не очень рентабельна. Пример: у вас есть солнечная электростанция мощностью 3 кВт, а ваш дом использует 1 кВт. Избыток будет «стекать» в сеть, тогда как традиционные счетчики считают энергию «по модулю», т.е. энергия, отданная в сеть, будет учтена счетчиком как потребленная, и вам все равно придется за нее платить. В связи с этим возникает логичный вопрос: куда девать лишнюю энергию и как ее избежать? Теперь мы переходим ко второму типу солнечных электростанций.
Гибридная солнечная электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе преимущества как электростанции, подключенной к сети, так и автономной электростанции. Он состоит из 4 компонентов: солнечных панелей, солнечного контроллера, батарей и гибридного инвертора. В основе всего этого лежит гибридный инвертор, который способен добавлять энергию, вырабатываемую солнечными панелями, к энергии, потребляемой сетью. Кроме того, хорошие инверторы обладают способностью определять приоритеты потребляемой энергии. В идеале дом должен сначала получать энергию от солнечных панелей и только в случае недостатка энергии брать ее из внешней сети. Если сеть выходит из строя, инвертор переходит в автономный режим работы и использует энергию от солнечных батарей и энергию, накопленную в аккумуляторах. Таким образом, даже если электричество отключат на длительный период времени, а день будет пасмурным (или электричество отключат ночью), все в доме будет работать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Это подводит нас к третьему типу электростанций.
Автономная солнечная электростанция — этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Он может состоять более чем из 4 стандартных компонентов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумулятор, инвертор.
В дополнение к этому, а иногда и вместо солнечных панелей, может быть установлена небольшая гидроэлектростанция, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, такие объекты оснащены генератором, потому что может не быть солнца или ветра, а запас энергии в батареях не бесконечен, в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, одновременно заряжая батареи. Такая электростанция может быть легко преобразована в гибридную электростанцию путем подключения к внешней сети, если инвертор имеет такие функции. Основное отличие автономного инвертора от гибридного заключается в том, что он не способен смешивать энергию от солнечных панелей с энергией из внешней сети. Гибридный инвертор, с другой стороны, способен функционировать как автономный инвертор, когда внешняя сеть отключена. Как правило, гибридные инверторы соизмеримы по цене с полностью автономными инверторами, а если и отличаются, то незначительно.

Мой выбор солнечной электростанции

Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые будет выполнять солнечная электростанция, чтобы не платить за ненужное и не переплачивать за то, что не используется. Здесь я перейду к практике, а также к тому, что сделал сам. Для начала, цель и предпосылки: в деревне периодически отключают электричество на срок от получаса до восьми часов. Это может быть раз в месяц или несколько дней подряд. Задача: обеспечить дом электроэнергией 24 часа в сутки, с некоторым снижением потребления на период отключения электричества. Первичные системы безопасности и жизнеобеспечения должны быть работоспособны, например: насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, маршрутизатор, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Во-вторых: телевизоры, развлекательные системы, электроинструменты (газонокосилка, триммер, садовый насос). Можно выключить: бойлер, чайник, утюг и другие приборы, которые много нагреваются и потребляют, но не требуют немедленного включения. Чайник можно вскипятить на газовой плите и погладить позже.
Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных батарей также продают все сопутствующее оборудование, поэтому я начал свой поиск с солнечных батарей. Одним из авторитетных брендов является TopRay Solar. У них хорошие отзывы и реальный опыт работы в России, особенно в Краснодарском крае, где они знают толк в солнечной энергии. В России есть официальный дистрибьютор и дилеры в регионах, на упомянутых сайтах с лабораториями по тестированию солнечных батарей эта марка присутствует и не на последнем месте, а значит, ее можно брать. Кроме того, TopRay, поставщик солнечных батарей, также производит собственные контроллеры и электронику для дорожной инфраструктуры: системы управления движением, светодиодные светофоры, проблесковые знаки, солнечные контроллеры и многое другое. Из любопытства я даже поинтересовался их производством — оно довольно высокотехнологичное, и там даже есть девушки, которые знают, какой стороной паяльника пользоваться. Это случается!

Я пришел к ним со списком того, что мне нужно, и попросил их построить мне пару комплектов — более дешевый и более дорогой для моего дома. Мне задали ряд вопросов о резервировании питания, доступности, максимальном и непрерывном энергопотреблении. Последнее меня удивило — в режиме энергосбережения, когда работает только мониторинг, интернет-соединение и сетевая инфраструктура, дом потребляет 300-350 Вт. Другими словами, даже если в доме никто не пользуется электроэнергией, до 215 кВт/ч в месяц расходуется на внутренние нужды. Именно здесь вы начинаете задумываться о проведении энергоаудита. И вы начинаете отключать от сети зарядные устройства, телевизоры и приставки, которые мало потребляют в режиме ожидания, но расходуют много денег.
Без лишних слов, я выбрал более дешевую систему, поскольку батареи часто могут составлять до половины стоимости электростанции. Список оборудования оказался следующим:

1. TopRay Solar 280W Mono — 9 шт.
2. InfiniSolar V-5K-48 однофазный гибридный инвертор 5 кВт — 1 шт.
3. AGM Battery Sail HML-12-100 — 4 шт.

Кроме того, мне предложили купить профессиональную систему для крепления солнечных панелей на крыше, но после просмотра фотографий я решил обойтись самодельным крепежом и тоже сэкономить. Однако я решил выполнить установку самостоятельно и не пожалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: работать с заводским крепежом гораздо приятнее и проще, а мое решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?

Этот комплект может производить до 5 кВт энергии в автономном режиме — именно такую мощность я выбрал для однофазного инвертора. Приобретая тот же инвертор и его интерфейсный модуль, вы можете увеличить мощность до 5кВт+5кВт=10кВт на фазу. Можно также сделать трехфазную систему, но пока меня это устраивает. Инвертор высокочастотный, поэтому довольно легкий (около 15 кг) и занимает мало места — его легко закрепить на стене. У него уже есть 2 MPPT-контроллера по 2,5 кВт каждый, что означает, что я могу добавить такое же количество панелей без покупки дополнительного оборудования.
Солнечные панели, которые у меня есть, имеют номинальную мощность 2520 Вт согласно табличке, но из-за неоптимального угла установки они дают меньше — я видел максимум 2400 Вт. Оптимальный угол — перпендикуляр к солнцу, что в наших широтах составляет около 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под углом 30 градусов.

Аккумуляторная батарея имеет емкость 100А*ч 48В, поэтому запас энергии составляет 4,8кВт*ч, но полностью забирать энергию крайне нежелательно, так как тогда их запас сильно уменьшается. В идеале аккумулятор должен быть разряжен не более чем на 50%. Можно заряжать и разряжать литий-феррофосфатные или литий-титановые батареи глубокими и высокими токами, но лучше не форсировать свинцово-кислотные батареи, будь то жидкие, гелевые или AGM. Поэтому у меня есть половина емкости, или 2,4 кВтч, что составляет около 8 часов полностью автономной работы без солнечного света. Этого достаточно для работы всех систем в течение ночи и при этом остается половина емкости батареи для аварийного режима. Утром солнце уже взойдет и начнет заряжать аккумулятор, одновременно поставляя энергию в дом. Это означает, что в таком режиме дом может функционировать автономно, если энергопотребление ниже и погода хорошая. Для полной автономности можно добавить дополнительные батареи и генератор. Ведь зимой солнечного света очень мало, и без генератора не обойтись.

Виды альтернативной энергетики

В зависимости от источника энергии, который при преобразовании позволяет людям получать электричество и тепло, используемые в повседневной жизни, альтернативная энергетика классифицируется на несколько видов с указанием способа ее производства и типов установок, используемых для этой цели.

Энергия солнца

Солнечная энергия основана на преобразовании солнечной энергии, в результате чего получается электричество и тепло.

Производство электроэнергии основано на физических процессах, происходящих в полупроводниках под воздействием солнечного света; производство тепловой энергии основано на свойствах жидкостей и газов.

Для выработки электроэнергии солнечные электростанции оснащены солнечными элементами (панелями) на основе кристаллов кремния.

Солнечные коллекторы, в которых солнечная энергия преобразуется в тепловую энергию теплоносителя, служат основой для тепловых установок.

Производительность таких систем зависит от количества и эффективности отдельных устройств, составляющих тепловые и солнечные установки.

Получение электричества

Солнечные панели, которые используются для преобразования солнечной энергии в электричество, собираются из фотоэлектрических элементов. Фотоэлектрические панели изготавливаются из кремния с различными добавками. При воздействии солнечного света они испускают электроны, и возникает электрический ток. Процесс основан на явлении p-n-перехода.

Как работают фотоэлектрические элементы

Диаграмма солнечного элемента

Солнечные элементы могут быть монокристаллическими или поликристаллическими, в зависимости от их структуры. Монокристаллические солнечные элементы имеют немного более высокий КПД, чем поликристаллические, и показывают хорошую производительность даже в пасмурную погоду.

Многие люди сами собирают солнечные панели из фотоэлектрических элементов, которые можно легко приобрести в Интернете. Процедура выполняется следующим образом:

• Рама изготавливается из дерева или металла. Предпочтительно он изготовлен из алюминия;
• Затем изготавливается подложка для монтажа фотоэлементов и стекло. Иногда фотоэлементы приклеиваются непосредственно к стеклу (оргстеклу, поликарбонату), а не к подложке;
• Элементы собираются в единую батарею путем пайки. Для этого используются луженые медные стержни. Они также продаются в специализированных интернет-магазинах;
• Следующий шаг — герметизация. Для этого можно использовать герметики, эпоксидную смолу или специальные пленки. Важно убедиться, что между стеклом и фотоэлементами нет пустот (воздушных пузырьков);
• Затем батарея собирается и подключается к солнечной системе. В зависимости от электрических характеристик, требуемых на выходе, батареи могут быть подключены последовательно или параллельно. Напряжение одной батареи обычно составляет 18 В.

Получение тепловой энергии

Солнечная энергия также используется в частных домах для нагрева воздуха или воды. Это делается с помощью системы, называемой солнечным коллектором. Нагретая вода может использоваться как для отопления дома, так и для горячего водоснабжения. Чтобы минимизировать влияние погоды, тепловые коллекторы используются в сочетании с газовыми или электрическими котлами и бойлерами. Существует три основных типа солнечных тепловых коллекторов:

• Плоская пластина;
• Вакуумный тип;
• Воздушное охлаждение.

Энергия ветра

Энергия ветра основана на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в электрическую энергию для использования потребителями.

Основой ветроэнергетических установок является ветрогенератор. Ветрогенераторы различаются по техническим параметрам, размерам и конструкции: горизонтальная или вертикальная ось вращения, различные типы и количество лопастей, а также местоположение (на берегу, в море и т.д.).

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы можно использовать для нагрева воды или воздуха. Вы сами решаете, куда направить нагретую солнцем воду — в кран горячей воды для бытовых нужд или в систему отопления. Только отопление будет низкотемпературным — в случае с теплым полом это необходимо. Однако для того, чтобы температура в доме не зависела от погоды, система должна быть резервной, чтобы при необходимости можно было подключить другой источник тепла или переключить котел на другой источник энергии.

Наиболее распространенные трубчатые солнечные коллекторы

Существует три типа солнечных коллекторов: с плоскими пластинами, трубчатые и с воздушным охлаждением. Трубчатые — самые популярные, но и другие тоже имеют право на существование.

Плоские пластиковые

Две панели — черная и прозрачная — соединены в одном корпусе. Между ними находится медная трубка в форме змеи. Нижняя, темная панель нагревается солнцем, а медная панель нагревает воду, которая течет через лабиринт. Этот способ использования альтернативных источников энергии не является самым эффективным, но он привлекателен тем, что его очень легко осуществить. Таким способом можно нагревать воду в плавательном бассейне. Необходимо только закольцевать подачу воды (с помощью циркуляционного насоса). Также можно нагревать воду для летнего душа или использовать ее для бытовых нужд. Недостатком таких систем является их низкая эффективность и производительность. Для нагрева большого количества воды требуется либо много времени, либо большое количество коллекторов с плоскими пластинами.

Плоский пластинчатый солнечный коллектор

Трубчатые коллекторы

Это стеклянные трубки — вакуумные или коаксиальные — через которые протекает вода. Специальная система позволяет максимально концентрировать тепло в трубках и передавать его протекающей через них воде.

Трубчатые коллекторы могут быть вакуумными или перьевыми.

Система обязательно включает в себя накопительный бак, в котором нагревается вода. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом. Самостоятельно изготовить такие системы невозможно — стеклянные трубки проблематично сконструировать своими руками, и это главный недостаток. Наряду с высокой ценой это ограничивает широкое внедрение данного источника энергии в быту. Сама система очень эффективна, справляется с нагревом ГВС и дает приличный вклад в отопление.

Схема организации отопления и ГВС за счет альтернативных источников энергии — с использованием солнечных коллекторов

Воздушные коллекторы

В нашей стране они встречаются очень редко и напрасно. Они просты, их легко сделать своими руками. Единственным их недостатком является то, что они требуют большой площади: они могут занимать всю южную (восточную, юго-восточную) стену. Система очень похожа на плоские коллекторы — черная нижняя панель, прозрачный верх, но они непосредственно нагревают воздух, который принудительно (вентилятором) или естественным образом направляется в помещение. Несмотря на кажущуюся легкость, их можно использовать для обогрева небольших помещений в течение всего дня, включая технические или вспомогательные помещения, такие как гаражи, летние домики или сараи для животных.

Конструкция солнечного коллектора

Такой альтернативный источник энергии, как солнце, дает нам свое тепло, но большая его часть уходит «в никуда». Захватить небольшую его часть и использовать ее для собственных нужд — вот задача, которую решают все эти гаджеты.

Сила воды

Гидроэнергетика основана на преобразовании кинетической энергии водных масс в электрическую энергию, которая также используется человеком в своих целях.

К таким объектам относятся гидроэлектростанции различной мощности, установленные на реках и других водоемах. На таких электростанциях вода воздействует на лопасти турбины, которая вырабатывает электроэнергию либо под воздействием естественного потока воды, либо путем создания плотины. Турбина — это сердце гидроэлектростанции.

Другим способом получения электроэнергии путем преобразования энергии воды является использование энергии приливов и отливов путем строительства приливных электростанций. Эти установки основаны на использовании кинетической энергии морской воды во время прилива, которая возникает в морях и океанах во время отлива под воздействием объектов Солнечной системы.

Тепло земли

Геотермальная энергия основана на преобразовании тепла, излучаемого земной поверхностью, как в местах выхода геотермальной воды (сейсмические районы), так и в других регионах планеты.

Чтобы использовать геотермальные воды, можно использовать тепло, выделяемое земной корой, и преобразовывать его в тепло и электроэнергию.

Использование теплового насоса позволяет извлекать тепло с поверхности земли, независимо от того, где она расположена. Его работа основана на свойствах жидкостей и газов и законах термодинамики.

Биотопливо

Биотопливо различают в зависимости от способа его производства, агрегатного состояния (жидкое, твердое, газообразное) и использования. Объединяющей чертой всех видов биотоплива является то, что они производятся из органических продуктов, в результате переработки которых получается электричество и тепло.

Твердое биотопливо включает дрова, топливные брикеты или пеллеты, газообразное биотопливо включает биогаз и водород, а жидкое биотопливо включает биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир и биодизель.

Морская вода

Не следует сбрасывать со счетов морские приливы и отливы. Это огромное хранилище энергии, которое жители прибрежных районов давно используют в своих интересах. Начнем с того, что вода почти в 900 раз плотнее воздуха, поэтому ее легкое движение заставляет турбины вращаться. Конечно, такое сооружение не по карману частному домовладельцу, поэтому не стоит на этом зацикливаться. Но для информации примите к сведению. В частности, мы рассматриваем альтернативные виды энергии.

Готовые решения для использования альтернативной энергии

Как известно, природа полна энергии. Наверняка все слышали, что солнечный свет, ветер, приливы и отливы и другие возобновляемые источники энергии могут быть использованы достаточно эффективно. И эту энергию можно использовать как для всей страны, так и для питания частного дома или дачи.

Вот несколько примеров систем, преобразующих альтернативную энергию в свет и тепло:

• Солнечная панель;
• Биогазовая установка;
• Тепловой насос;
• Ветрогенератор.

При наличии финансовых средств можно приобрести такие установки и оплатить их монтаж. В связи с постоянным спросом на такие установки, производители за рубежом и в России наладили выпуск такой продукции. Но если у вас ограниченные средства, вы можете попробовать сделать такие инсталляции своими руками.

Тепловой насос

Принцип работы всех разновидностей тепловых насосов основан на цикле Карно. Установка представляет собой холодильник. Во время работы он извлекает низкопотенциальную энергию при охлаждении. Затем он преобразует ее в высокопотенциальную тепловую энергию. Окружающая среда может быть воздушной, земной или водной. Эти вещества постоянно содержат определенное количество тепла. Тепловой насос состоит из следующих основных компонентов:

• Внешний контур, в котором находится природный теплоноситель;
• Внутренний контур, заполненный водой;
• Компрессор;
• Испаритель;
• Конденсатор.

Подобно бытовому холодильнику, эти системы используют фреон. Внешний контур обычно погружается в водяной колодец или просто в водоем на поверхности. Существуют варианты, когда внешний контур зарыт в землю. Однако это дорого и не всегда осуществимо.

Существуют готовые решения тепловых насосов, а есть модели, которые изготавливаются вручную. Как сделать это устройство альтернативной энергии своими руками? Для начала необходимо найти компрессор. Если в доме есть старый кондиционер или холодильник, их можно убрать. Мощность, необходимая для нагрева, составляет до 10 кВт.

Коллектор теплового насоса может быть установлен горизонтально или вертикально. Второй вариант используется, если не хватает места. Затем просверливается несколько отверстий, в которые опускается контур. Если расположение горизонтальное, коллектор закапывается в землю на глубину около 1,5 метров. Водяной теплообменник изготавливается в том случае, если отапливаемое жилище расположено на берегу естественного водоема. Для конденсатора требуется объем 120 ─ 140 литров. В него помещается медный змеевик, в котором циркулирует фреон.

Испаритель может быть изготовлен из пластикового бака того же объема, что и конденсатор. В него помещается медный змеевик, который через компрессор соединяется с змеевиком в конденсаторе.

При изготовлении системы своими руками патрубок испарителя обычно делают из куска канализационной трубы. Подача воды регулируется с помощью патрубка. Испаритель опускается в пруд. Когда вода течет вокруг него, она вызывает испарение фреона. Это, в свою очередь, поднимается в верхнюю часть конденсатора. Там он отдает тепловую энергию воде, в которой находится змеевик. Эта вода нагревает дом, циркулируя по системе отопления.

Стоит отметить, что температура воды в баке не так важна. Самое главное — он должен быть там постоянно. Если насос правильно спроектирован и установлен, он может обогревать дом зимой. Даже если температура воды в пруду очень низкая. Летом тепловой насос может работать в качестве кондиционера, охлаждая помещение.

Воздух-воздух

Это самый доступный вариант из всех тепловых насосов. Конструкция этих блоков похожа на сплит-систему. Электричество в насосах «воздух-воздух» используется для отбора тепла из окружающей среды и подачи его в дом. Современные модели этих насосов могут работать при сильных морозах, хотя их эффективность снижается.

Бесплатное электричество из сетевого фильтра

Многие искатели бесплатного электричества, возможно, обнаружили в Интернете, что удлинитель может служить бесконечным источником бесплатной энергии, создавая замкнутую цепь. Для этого возьмите сетевой фильтр с кабелем длиной не менее трех метров. Сформируйте катушку кабеля диаметром не более 30 см, подключите ее к розетке энергоприемника, изолируйте все свободные отверстия, оставив только одно дополнительное гнездо для вилки самого удлинителя.

Затем предварительно зарядите сетевой фильтр. Самый простой способ сделать это — подключить удлинитель к работающей электросети, а затем на долю секунды замкнуть ее накоротко. Бесплатное электричество от удлинительного кабеля хорошо подходит для питания светильников, но мощность свободной энергии в такой сети слишком мала для большего. Да и сам метод довольно спорный.

Положительные и отрицательные стороны

Таким образом, мы поняли, что альтернативная энергия — это будущее человечества, которое не имеет ресурсных ограничений. Поэтому эти источники бесплатны и не требуют больших инвестиций в их разработку, в отличие от нефти, природного газа, добычи угля и других.

Однако у этой энергетической технологии есть один недостаток. Это высокая цена оборудования и его установки. Ведь сейчас мы говорим об оборудовании, которое можно использовать дома, то есть в собственной квартире. Не каждый владелец недвижимости может вложить кругленькую сумму в альтернативный источник электроэнергии и тепла.

Проще подключиться к электросети и оплачивать счета. Или ввести баллонный газ. Он не требует сложного и дорогостоящего оборудования. Но время вносит свои коррективы. Каждый год суммы на этих счетах увеличиваются. И вполне вероятно, что наступит время, когда не все смогут их оплачивать. И именно здесь наступает эра альтернативных источников энергии.

Любой источник энергии, который не является углеводородным, можно считать альтернативным. Мы также исключаем гидроэлектростанции и электростанции, работающие на приливах и отливах морей и океанов.

К ним относятся ветровые турбины, солнечные панели и батареи, а также тепловые насосы.

Оптимально установить дома две из вышеупомянутых разновидностей. Например, солнечная батарея и ветряной генератор.

Все эти технологии работают на бесплатных источниках энергии. Однако у них есть один существенный недостаток — высокая цена оборудования.

Солнечные батареи

Это, пожалуй, самый распространенный вариант альтернативной энергии. В этом случае альтернативным источником энергии является солнечный свет, который преобразуется в электричество. Как работает солнечная батарея, можно посмотреть по этой ссылке.

Солнечные панели выпускаются в виде готовых решений и могут быть сделаны своими руками. Если они сборные, то обычно поставляются с контроллером, инвертором, иногда батареями, необходимыми проводами и крепежом. Хотя можно встретить немало предложений, где солнечные панели продаются отдельно.

Когда речь заходит об изготовлении солнечных батарей своими руками, это занятие становится настоящим хобби для многих людей. Иногда даже проводятся выставки, посвященные использованию альтернативных источников энергии. На этих выставках энтузиасты демонстрируют солнечные батареи, которые они сделали своими руками.

Чтобы сделать собственные солнечные батареи, необходимо купить фотоэлементы (моно- или поликристаллические) и спаять их вместе в последовательную цепь. Количество элементов зависит от требуемого напряжения и мощности батареи. Изготовить фотоэлектрические элементы своими руками невозможно. Технология сложна и может быть реализована только на заводе.

Итак, что необходимо сделать шаг за шагом:

• Впаяйте фотоэлементы в цепь;
• Прикрепите их к стеле, поликарбонату или другому материалу, пропускающему солнечный свет. Существуют различные варианты дизайна. Фотоэлектрические элементы размещаются между стеклами, а соединения изолируются. Иногда ячейки просто крепятся к стеклу с помощью защитной автомобильной пленки;
• Сделайте корпус для батареи из алюминиевых уголков;
• Установите панель с фотоэлементами в корпус;
• Подключите панель к другим частям солнечной системы.

Более подробную информацию об изготовлении солнечной батареи своими руками можно найти по этой ссылке.

Что касается типа фотоэлектрических элементов, то монокристаллические элементы считаются более эффективными, чем поликристаллические. Они хорошо улавливают рассеянный солнечный свет, что важно в пасмурную погоду. Хотя существует мнение экспертов, что однородность фотоэлектрических элементов гораздо важнее для эффективности солнечной панели, чем их тип. В любом случае, на практике можно добиться эффективности солнечных батарей не более 15─17%.

Установка для синтеза биогаза

Биогаз — это чистое топливо, которое производится без воздействия на окружающую среду. Технология его производства основана на использовании анаэробных бактерий. Пищевые отходы используются в качестве сырья для синтеза биогаза.

В контейнер попадают как жидкие, так и твердые отходы. Контейнер должен быть герметично закрыт и оснащен шнеком. Он служит для перемешивания массы. Кроме того, он должен быть обеспечен:

• Вход для загрузки отходов;
• Пункт захоронения остаточных отходов, не подвергшихся обработке;
• Отверстие для выпуска газа.

Особое внимание должно быть уделено обеспечению герметичности установки. Если вы планируете периодически забирать газ из баллона, следует предусмотреть специальный клапан. Это позволит вам при необходимости сбросить избыточное давление. При разложении биоотходов на этом заводе образуется сероводород и метан, в состав которого входит углекислый газ.

В целом, строительство биогазовой установки своими руками — задача не из легких. Обычно на практике используются готовые решения, но некоторые умельцы изготавливают такие установки для производства альтернативной энергии самостоятельно. Для этого необходимо решить несколько задач, описанных ниже:

• Необходимо выделить место для резервуара. Объем бака следует выбирать исходя из того, сколько отходов будет перерабатываться одновременно. Для обеспечения бесперебойной работы системы он должен быть заполнен на 2/3. Сам резервуар может быть изготовлен из металла или бетона. Что касается производительности, то из 1 тонны пищевых отходов получается 100 м3 газа;
• Организуйте отопление. Чтобы ускорить процесс, бак для отходов необходимо подогреть. Здесь может быть несколько вариантов. Например, змеевик вокруг бака или нагревательный змеевик под баком. Анаэробные бактерии становятся активными при нагревании до определенной температуры. Поэтому отопление необходимо;
• Автоматизация. Нагрев должен включаться при загрузке новой партии отходов и выключаться при достижении определенной температуры;
• Для переработки полученного биогаза необходим электрический газогенератор;
• Сбор сырых отходов должен быть организован. Отходы можно использовать для удобрения садовых грядок.

Такие биогазовые установки используются в США и Китае на различных частных фермах и ранчо. Основная проблема здесь заключается в том, как организовать непрерывное производство биогаза. А это требует постоянного поступления пищевых отходов или навоза.

Нетрадиционные источники энергии: способы получения

Основными источниками энергии являются энергия ветра, солнечный свет, энергия приливов и отливов, а также геотермальная вода. Но помимо этого существуют и другие способы, использующие биомассу и другие методы.

А именно:

1. Производство электроэнергии из биомассы. Эта технология предполагает производство биогаза из отходов, который состоит из метана и углекислого газа. Некоторые экспериментальные установки (humireactor от Michael) перерабатывают навоз, солому, что позволяет получить 10-12 м3 метана из 1 тонны материала.
2. Извлечение тепловой энергии. Преобразование тепловой энергии в электрическую путем нагрева одних взаимосвязанных полупроводников, состоящих из термопар, и охлаждения других. Разница температур приводит к возникновению электрического тока.
3. Водородный элемент. Это устройство, которое производит достаточно большое количество смеси водорода и кислорода из обычной воды путем электролиза. Стоимость производства водорода минимальна. Но этот метод выработки электроэнергии пока находится на стадии эксперимента.

Другой способ выработки электроэнергии — это специальное устройство, называемое двигателем Стирлинга. Внутри специального цилиндра с поршнем находится газ или жидкость. При внешнем нагреве объем жидкости или газа увеличивается, поршень перемещается и вызывает поочередную работу генератора. Затем газ или жидкость, протекая по системе труб, охлаждается и перемещает поршень назад. Это приблизительное описание, но оно дает представление о том, как работает двигатель

Прочие варианты

Существуют и более экзотические варианты использования альтернативной энергии. Но вряд ли они будут массово использоваться в частных домах. Например, инфракрасные обогреватели. Они также известны как экологические нагреватели. Они могут использоваться как в частных домах, так и в офисных и промышленных помещениях. Они основаны на передаче тепла в виде инфракрасного излучения. Он нагревает объект, объект нагревается и передает тепло окружающей среде. Чаще всего они используются для обогрева отдельных предметов или полезных частей помещения. Существуют настенные, напольные и потолочные инфракрасные обогреватели.

Существуют также водородные котлы, работа которых основана на реакции между водородом и кислородом. В результате реакции образуется вода и выделяется много тепла. Тепло используется для отопления дома на одну семью.

Практические схемы генераторов свободной энергии

Минимальная мощность может быть получена несколькими способами

• С помощью магнитов;
• под воздействием тепла воды;
• из ферромагнитных сплавов;
• из атмосферного конденсата.

Однако для того, чтобы вырабатывать электроэнергию в огромных количествах, необходимо научиться управлять ею. При практичной схеме генераторов свободной энергии свет должен достигать каждого, независимо от местоположения. Это подтверждается историческими фактами. Для такого эксперимента требуется огромная мощность излучения, которой не могло быть в те времена.

Даже сегодня существующие станции не способны обеспечить такой заряд. Создание схемы генератора бесплатной энергии требует определенных ресурсов и компонентов. Таким образом, для получения необходимого количества заряженной энергии пришлось бы использовать катушку, которую Тесла использовал в то время. Электроэнергия приобретается в том количестве, которое будет необходимо.

Откуда и в каком виде получить энергоресурсы

Использование солнечных батарей
Традиционными источниками энергии являются тепловые, атомные и гидроэлектростанции. Альтернативные источники энергии могут быть самовозобновляющимися, эффективными, дешевыми и экологически чистыми. Дело в том, что энергия содержится в природных ресурсах, нужно только попытаться ее извлечь. Не обладая специальными навыками, можно сделать следующее:

• установить солнечные коллекторы и батареи для питания освещения или нагрева воды;
• установить ветряные турбины;
• использовать тепловые насосы для обогрева дома за счет тепла воды, земли или воздуха;
• использовать биогазовые установки для переработки отходов животных, птиц или людей.

Недостатком нетрадиционных источников энергии являются большие финансовые затраты на их организацию.

Вопрос эффективности

Получение электроэнергии из земли окутано мифами — интернет регулярно пестрит материалами о получении бесплатной электроэнергии путем использования неисчерпаемого потенциала электромагнитного поля нашей планеты. Однако многие видеоролики, демонстрирующие, как домашние машины вырабатывают электричество из земли и заставляют светиться многоваттные лампочки или вращаться электромоторы, являются мошенничеством. Если бы добыча электроэнергии из земли была настолько эффективной, ядерная и гидроэнергетика давно бы ушли в прошлое.

Однако можно бесплатно вырабатывать электроэнергию из земной коры и своими руками. Конечно, электричества будет достаточно только для светодиодных лампочек или для медленной зарядки мобильного устройства.

Напряжение от магнитного поля Земли — возможно ли это?

Чтобы устойчиво получать ток из окружающей среды (т.е. исключая молнию), нам нужен проводник и разность потенциалов. Проще всего найти разность потенциалов в почве, которая сочетает в себе все три среды — твердую, жидкую и газообразную. По своей структуре почва состоит из твердых частиц, между которыми находятся молекулы воды и пузырьки воздуха.

Важно знать, что элементарной единицей почвы является глинисто-гумусовый комплекс (мицелла), который имеет удельную разность потенциалов. По мере того как внешняя оболочка мицеллы накапливает отрицательный заряд, внутри нее возникает положительный заряд. Поскольку электроотрицательная оболочка мицеллы притягивает положительно заряженные ионы из окружающей среды, в почве постоянно происходят электрохимические и электрические процессы. В отличие от воды и воздуха, это позволяет построить устройство, вырабатывающее электричество, своими руками.

Особенности развития генератора

Практические эксперименты Теслы показали, что можно вырабатывать электричество с помощью генератора, двух катушек и одной дополнительной катушки без первичной катушки, двух обмоток. Если переместить рабочую и пустую катушки рядом на полметра, а затем просто отойти, корона исчезает. Ток, который находится в прямом эфире, не изменится от положения в пространстве того, который не находится в прямом эфире. Объяснение возникновения и сохранения такой энергии в пустой вторичной обмотке простое.

Когда была разработана электротехника, были созданы установки переменного тока. Это были маломощные конструкции, охватывающие единую сеть заводов с различным оборудованием. Тем не менее, были ситуации, когда генераторы простаивали из-за перепадов напряжения. Пар заставлял турбины вращаться, двигатели работали быстрее, токовая нагрузка уменьшалась, и в результате автоматика перекрывала подачу давления. В результате нагрузка была потеряна, заводы перестали работать из-за колебаний тока и были вынуждены остановиться. В ходе разработки ситуация была стабилизирована путем подключения параллельной сети.

Дальнейшее развитие электричества

Через некоторое время энергосистемы были усовершенствованы, и частично эти виды сбоев в подаче электроэнергии сократились. Однако появилась четкая и принципиальная теория. Соответственно, колебания тока и такая дополнительная энергия получили название реактивной мощности. Такие скачки возникли в результате самоиндукции радиотехнических ЭМП. Действительно, катушки и конденсаторы работали как в тандеме со станцией, так и против нее. Кроме того, предполагалось, что ток имеет колеблющееся направление и что сами проводники нагреваются.

Также было установлено, что такие отказы происходят из-за резонанса. Но как индуктор и индуктивный конденсатор могут увеличить мощность энергосистемы, состоящей из сотен электростанций, — над этим задумывались многие ученые. Некоторые нашли ответы в практической основе схемы генератора свободной энергии Теслы, но большинство задвинули этот вопрос на задворки своего сознания. В результате инженеры не только не справлялись и боролись с реактивной мощностью, но в процессе к ним присоединились ученые, разработавшие различные устройства для устранения высокого напряжения.

Генератор из биоотходов

Биогаз является экологически чистым топливом. Он используется так же, как и природный газ. Технология основана на использовании анаэробных бактерий. В процессе разложения биологических материалов выделяются следующие газы: метан и сероводород с добавлением углекислого газа.
Эта технология широко используется в Китае и на животноводческих фермах в Америке. Для постоянного производства биогаза в домашних условиях вам необходима ферма или доступ к свободному источнику навоза.

Для создания такой установки необходим герметичный резервуар со встроенным смесительным шнеком, патрубок для отвода газа, входной патрубок для отходов и выходной патрубок для отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, следует установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы баллон не сорвало с «крыши». Процедура выполняется следующим образом.

1. Выберите место для размещения резервуара. Выберите размер бака в зависимости от количества имеющихся отходов. Для эффективной работы рекомендуется заполнять его на две трети. Резервуар может быть изготовлен из металла или железобетона. Невозможно получить большое количество биогаза из маленького резервуара. Из тонны отходов образуется 100 кубических метров газа.
2. Чтобы ускорить бактериальный процесс, необходимо нагреть содержимое. Это можно сделать несколькими способами: поместить змеевик под бак, подключить его к системе отопления или установить нагреватели.
3. Анаэробные микроорганизмы содержатся в самом сырье и становятся активными при определенной температуре. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит отопление при поступлении новой нагрузки и выключит его, когда отходы достигнут заданной температуры. Полученный газ может быть преобразован в электроэнергию с помощью газового электрогенератора.

Характеристика генератора Тесла

Через десять лет после получения патента на переменный ток Тесла создал схему генератора свободной энергии с автономным питанием. Модель с автономным питанием использует энергию самого растения. Для его работы требуется один импульс от батареи. Однако это изобретение до сих пор не используется в быту. Работа устройства напрямую зависит от конструкции его компонентов:

1. Две специальные железные пластины, одна из которых поднята вверх, а другая вбита в землю.
2. К конденсатору подключаются два провода, идущие от земли и сверху.

Постоянный электрический заряд передается на металлическую пластину, так как источники излучают микроскопические частицы радиации. Земля является вместилищем отрицательных частиц, поэтому клемма устройства выводится на нее. Заряд большой, поэтому конденсатор получает постоянный ток и питается от него.

Как сделать ветрогенератор

Солнечные электростанции не работают ночью или в пасмурные дни, а электроэнергия нужна всегда. По этой причине, планируя альтернативную систему энергоснабжения дома своими руками, вы должны рассмотреть генератор, который не зависит от солнца.

Для использования в качестве второго источника энергии ветряная турбина — отличный выбор. Его можно даже собрать из бывших в употреблении деталей, что позволит вам сэкономить деньги.

Список того, что вам понадобится для сборки ветряной турбины:

1. Генератор с магнитным возбуждением от грузовика или трактора.
2. Труба с внешним диаметром 60 мм и длиной 7 метров.
3. Полтора метра трубы с внутренним диаметром 60 мм.
4. Канат.
5. Кронштейны и штыри для крепления веревки.
6. Кабель 4 мм².
7. Увеличьте передачу 1 до 50.
8. Труба ПВХ диаметром 200 мм.
9. Диск для циркулярной пилы.
10. Два разъема EC-5.
11. Кусок стального листа толщиной 1 мм.
12. Алюминиевый лист толщиной 0,5 мм.
13. Подшипник должен соответствовать внутреннему диаметру мачты.
14. Муфта для соединения валов генератора и трансмиссии.
15. Трубка, соответствующая внутреннему диаметру подшипника, длина 60 см.

Все эти материалы можно приобрести в строительном магазине и автомагазине. Новые коробки передач с генератором стоят дорого, поэтому лучше покупать их на барахолке.

Классификация ветрогенераторов

Существует несколько классификаций этих устройств:

• В зависимости от положения оси: горизонтальное и вертикальное. Первые обеспечивают автоматическое вращение для поиска ветра. Вертикальные размещаются на земле и имеют меньшую емкость, но их легче обслуживать.
• В зависимости от количества лезвий: одно, двойное, тройное и многолезвийное. Последний тип предназначен для регионов с низкой среднегодовой скоростью ветра. Для этого требуется специальный редуктор, что увеличивает стоимость системы. По этой причине многолопастные ветряные турбины используются редко.
• В зависимости от материала лезвия: морские и жесткие. Первые проще в производстве, но в то же время они требуют регулярной замены из-за своей низкой долговечности. Жесткие лезвия дороже и сложнее в производстве, но более долговечны.
• Шаг пропеллера: регулируемый и фиксированный. Первый тип обеспечивает более широкий диапазон рабочих скоростей, имеет большую массу и чрезвычайно сложен в производстве. Стационарные генераторы переменного тока проще и практичнее, поэтому они более популярны.

Ниже мы рассмотрим, как сделать тихоходный ветрогенератор из использованного автомобильного генератора переменного тока.

Создание ветрового колеса

Можно изготовить пластиковые лезвия.

Лопасти являются наиболее важной частью ветряной турбины, поскольку они определяют производительность других компонентов. Можно изготовить лезвия из доступных материалов: ткани, дерева, пластика, поликарбоната, металла и т.д.

Мы рассмотрим технологию производства из обычной канализационной трубы ПВХ. В пользу этого материала говорит его устойчивость к влаге, низкая стоимость и простота обработки. Для изготовления лезвий выполните следующие действия:

1. Определите необходимую длину лезвия. В идеале он должен быть в 5 раз больше диаметра существующей трубы.
2. С помощью ножовки или лобзика разрежьте трубу вдоль на 4 части. Один из них впоследствии послужит шаблоном.
3. Обработайте края наждачной бумагой, чтобы удалить заусенцы, которые могли образоваться во время резки.
4. Прикрепите обработанные лопасти и генератор к алюминиевой лопасти.

В идеале следует использовать трубу ПВХ диаметром 4 см или толще — тогда лопасти смогут выдерживать сильные порывы ветра. Не делайте лезвия слишком длинными — они будут менее прочными. Если вы хотите сделать блок питания для большого дома, лучше увеличить количество элементов, а не размер.

Изготовление ветроколеса для дома

Главным компонентом любой ветряной турбины являются лопасти, поэтому именно они должны быть изготовлены в первую очередь.

Используйте таблицу для определения размеров.

В идеале мощность ветроколеса должна соответствовать мощности генератора, но из-за слишком больших размеров получаемого колеса это не всегда возможно. Поэтому мощность лопастей часто намного меньше мощности генератора. В этом нет ничего плохого.

Разрежьте трубу ПВХ на куски, равные длине лопастей. Распилите их пополам вдоль продольной оси. Нанесите разметку на половинки труб и вырежьте лопасти по этой разметке. Отпилите треугольники от лезвий. Вырежьте из листовой стали держатели для лезвий и просверлите в них отверстия. Возьмите диск циркулярной пилы, просверлите в нем отверстия и прикрутите к нему лезвия.

Сборка, установка и подключение

Выкопайте яму и вставьте в бетон трубу с внутренним диаметром 60 мм. Возьмите трубу длиной семь метров и установите опоры на расстоянии 1 метр от края трубы. Приварите подшипник к одному краю трубы с помощью аргоновой сварки.

Согните раму из листовой стали и приварите к ней снизу трубу, чтобы установить подшипник. Прикрепите коробку передач и генератор к раме, соединив их валы. Установите два штыревых упора в нижней части рамы и в верхней части мачты. Они не позволят раме вращаться более чем на 360 градусов. Сделайте флюгер из алюминиевого листа и прикрепите его к задней части рамы. Просверлите отверстие в основании мачты для кабеля.

Подсоедините кабель к генератору и протяните его через раму и мачту. Установите ветряное колесо на вал шестерни и закрепите его на валу. Вставьте раму в подшипник и поверните. Он должен легко поворачиваться.

Ветряная турбина в сборе выглядит следующим образом

1. Лезвия.
2. Лезвие от циркулярной пилы.
3. Коробка передач.
4. Сцепление.
5. Генератор.
6. Флюгер.
7. Монтаж флюгера.
8. Подшипник.
9. Ограничители.
10. Мачта.
11. Кабель.

Вбейте колышки в землю так, чтобы расстояние от мачты до каждого колышка было одинаковым. Привяжите тросы к кронштейнам на мачте. Для установки мачты необходимо вызвать автокран. Не пытайтесь монтировать ветряк самостоятельно! В лучшем случае вы сломаете ветряную мельницу, а в худшем — сами получите травму. После подъема мачты автокраном направьте основание мачты к заранее забетонированной трубе и подождите, пока кран опустит ее в трубу.

Веревка должна быть привязана к колышку в натянутом состоянии. Все канаты должны быть привязаны так, чтобы мачта стояла строго вертикально, без какого-либо наклона.

Ветрогенератор должен быть подключен к зарядному устройству через разъем EC-5. Само зарядное устройство устанавливается в распределительном щите СЭС и подключается непосредственно к батарее.

Во избежание потери бытовых приборов всегда отключайте ветрогенератор от зарядного устройства во время грозы.

В настоящее время монтаж электростанции завершен. Теперь вы не останетесь без электричества даже в случае длительного отключения электроэнергии. Вам не придется тратить деньги на топливо для генератора или время на его доставку. Все будет работать автоматически и не потребует вашего вмешательства.

Как распределяются виды энергии в каждой системе

Различные виды энергии используются в жилых и коммерческих зданиях, на транспорте, в промышленности и в системе электроснабжения. Электроэнергетическая система является крупнейшим потребителем первичной энергии и используется для выработки электроэнергии. Почти вся электроэнергия используется в зданиях и промышленности. Общее количество электроэнергии, используемой в жилых и коммерческих зданиях, промышленности и транспорте, огромно.

Почти все ядерное топливо используется в энергосистеме для выработки электроэнергии. Его доля в России составляет 18% от первичной энергии. Во Франции он составляет 75%, в Венгрии — 52%, а в Украине — 56%. Средний мировой показатель составляет около 10%.

Сочетание первичных источников сильно различается в разных системах спроса. Энергетическая политика, направленная на влияние на использование конкретного первичного источника с целью воздействия на окружающую среду, экономику или энергетическую безопасность, сосредоточена на системах, которые являются основными потребителями данного вида энергии. Например, 71% нефти используется в транспортной системе, где потребляется 92% от общего потребления первичной энергии.

Политика, направленная на снижение потребления нефти, чаще всего касается транспортной системы. Такая политика обычно направлена на повышение топливной эффективности транспортных средств или стимулирование разработки альтернативных видов топлива.

Около 91% угля и только 1% нефти используется для производства электроэнергии, что свидетельствует о стратегии, которая влияет на производство электроэнергии и оказывает гораздо большее влияние на использование угля, чем нефти.

Некоторые виды первичной энергии, такие как ядерная и угольная, используются полностью или преимущественно для производства электроэнергии. Другие, такие как природный газ и возобновляемые источники энергии, более равномерно распределены по системам. Аналогичным образом, транспорт сейчас почти полностью зависит от одного вида топлива (нефти).

Однако сектор электроэнергетики, с внедрением новых технологий, использует все больше различных источников энергии для выработки электроэнергии. Например, в настоящее время осуществляется практическая реализация производства электроэнергии из биомассы.

Изменяется ли потребление топлива с течением времени

Источники потребления энергии меняются со временем, но изменения происходят медленно. Например, когда-то уголь широко использовался в качестве топлива для отопления домов и коммерческих зданий, но за последние полвека удельное использование угля для этих целей сократилось.

Хотя доля возобновляемых видов топлива в общем объеме потребления первичной энергии все еще относительно невелика, их использование растет во всех секторах. Кроме того, использование природного газа в производстве электроэнергии увеличилось в последние годы из-за низких цен на природный газ, в то время как использование угля в системе снизилось.