Виды альтернативных источников энергии для дома и квартиры


В условиях роста стоимости коммунальных услуг всё более актуальным становится использование альтернативных источников энергии для дома или квартиры. А если дом расположен в местности, удалённой от объектов инфраструктуры, это и вовсе единственное решение проблемы энергообеспечения. Кроме того, излишки альтернативного электричества можно продавать и получать дополнительный доход.

Альтернативные источники энергии для частного дома

Виды нетрадиционных источников

Виды альтернативных источников энергии

На самом деле альтернатива электроэнергии для дома окружает нас всегда и везде, она заключена в солнце, ветре, воде и земле. Главная задача — добыть и преобразовать её. Учёные и специалисты много лет посвятили этому вопросу и достигли хороших результатов.

Сегодня с помощью природных источников питания в дом может поступать тепло, электроэнергия, газ и тёплая вода. Причём для этого не нужны промышленные технологии и сверх знания, всё возможно сделать своими руками. А использование конкретного вида альтернативного источника зависит от наиболее подходящих для этого окружающих условий.

Выбрать можно из следующего списка:

  1. Использование солнечной энергии, обеспечивающей генерацию электричества, подгорев воды и низкотемпературное отопление (с помощью солнечных батарей и коллекторов).
  2. Преобразование энергии ветра с использованием ветрогенераторов.
  3. Обогревание жилья тепловыми насосами, аккумулирующими тепло трёх природных источников (воздух, земля и вода).
  4. Применение биогазовых установок, источником энергии для которых являются отходы жизнедеятельности домашнего скота.

Использование любого из вышеуказанных способов способно полностью покрыть человеческие потребности, но это связано с необходимостью крупных капиталовложений и/или использования слишком больших площадей.

Поэтому сегодня разумным компромиссом является выбор комбинированной системы, когда альтернативные виды энергии для дома выступают основными, но при их нехватке привлекаются централизованные сети.

Солнечная энергетика

Это, пожалуй, самый распространённый альтернативный источник.

Солнечная батарея

Солнечная энергия преобразовывается с помощью двух типов установок:

  • солнечных батарей, вырабатывающих электрический ток;
  • солнечных коллекторов, нагревающих воду.

Бытует ложное мнение, что работа таких установок возможна только на юге и в летнее время. Это не так. Они отлично функционируют и зимой. При условии ясной погоды и выпавшего снега генерация энергии лишь немного уступает летней. Поэтому подобная технология применима для регионов с большим количеством ясных дней.

Солнечные батареи работают, благодаря свойству электронных приборов (фотоэлементов) получать электроэнергию, преобразуя её из энергии фотонов солнечного света.

Батареи, производимые для частого использования, оснащены кремниевыми фотоэлементами. Они могут быть поликристаллическими и монокристаллическими. Первые привлекают низкой стоимостью, но характеризуются повышенной хрупкостью и низким КПД (до 15%). Служат такие батареи около 20 лет, в отличие от монокристаллических, срок службы которых в 2,5 раза больше. Их КПД равен 25%, но и цена существенно выше.

К достоинствам солнечных батарей относят:

  • обеспечение неисчерпаемого источника энергии на несколько десятков лет;
  • простота в монтаже и обслуживании, не требуется ежедневного участия человека;
  • долговечность;
  • экологичность — без вреда для окружающей среды.

Преимущества омрачаются высокой стоимостью оборудования с довольно большим периодом окупаемости. Кроме того, есть риск снижения мощности фотоэлементов в пасмурную погоду.

Энергия ветра

Трёхлопастные ветрогенераторы

Люди издавна обнаружили в силе ветра свойство генерировать энергию и с тех пор работают над его активным применением в энергетике. С течением времени от классических ветряков он преобразился до современных ветроэнергетических установок, способных производить электроэнергию.

Принцип работы этого агрегата состоит во вращении потоком ветра лопастей ветроколеса, из-за чего происходит вращение вала электрогенератора. Последний производит непосредственно электрический ток. Недостатком данной системы является непостоянство напряжения с различной частотой. Поэтому на случай безветренной погоды в комплекте предусмотрены аккумуляторные батареи, собирающие выработанную генератором электроэнергию.

Готовым решением альтернативного источника энергии для квартиры или загородного дома являются ветродвигатели мощностью до 10 киловатт.

По основным видам конструкции ветродвигатели бывают:

Роторный ветродвигатель

  1. Малолопастными (3 лопасти). Из достоинств можно выделить высокий КПД и простоту конструкции, из минусов — функционирует при скорости ветра не меньше 5—6 м/с и сильно шумит.
  2. Многолопастными (18—24 лопастей). Работают относительно тихо при ветре от 2 м/с, КПД ниже, чем у предыдущего аналога. Но из-за громоздкости конструкции невозможно установить ветрогенератор собственноручно.
  3. Роторными ветродвигателями — с вертикально размещёнными лопастями, двигающимися по кругу. Такие модели стабильно работают при постоянном ветре и не слишком шумят. Но главным недостатком является низкий КПД — максимум 18%.

По мнению специалистов, установка подобного альтернативного источника электроэнергии для частного дома возможна на площадке, где ветра дуют свободно, без помех. Поскольку энергия ветра напрямую зависит от его скорости, изменения последней существенно влияют на выходную мощность. Из соображений безопасности устанавливать ветряк лучше вдали от жилых домов на максимальной высоте.

Наши климатические условия гарантируют работу ветрогенераторов с полной мощностью не более 30% дней в году. Поэтому эти агрегаты оптимально использовать в качестве резервной системы электроснабжения, к примеру, для выработки электричества, поддерживающего работу бытовых электроприборов.

Тепловые насосы — классификация

Данный вид альтернативной энергетики пока не так известен, как солнечные батареи и ветрогенераторы, однако с каждым днём становится всё актуальнее.

Тепловые насосы

 

По типу тепловые насосы разделяют следующим образом:

  • одноконтурные, двухконтурные, трёхконтурные;
  • одноконденсаторные и двухконденсаторные;
  • нагревательные или нагревательные и охлаждающие.

В зависимости от вида источника энергии и способа её получения, различают шесть видов тепловых насосов.

В умеренных климатических условиях, где земля круглогодично прогревается равномерно, используется насос «грунт-вода». Он устанавливается с помощью коллектора либо зонда в зависимости от состава почвы. Хорош тем, что не требует получения документального разрешения для бурения неглубокой скважины.

В местах, где температура зимой не опускается ниже -15 градусов, целесообразно использовать агрегат типа «воздух-вода». Он аккумулирует тепло из воздуха и направляет его на прогрев воды.

В местах, приближённых к водоёмам (озёрам, рекам, грунтовым водам, скважинам, отстойникам), используют тепловой насос «вода-вода». Его внушительная эффективность объясняется тем, что даже в зимний период температура источника сохраняется относительно высокой.

Насос «воздух-воздух» также использует водоёмы в качестве источника тепла. Но, в отличие от предыдущего типа, вода здесь — не теплоноситель. Тепло через компрессор идёт в воздух, который обогревает помещения.

В тепловом насосе «грунт-воздух» тепло проводит земля, через которую оно передаётся воздуху посредством компрессора. Эту систему считают наиболее универсальной, в ней энергия переносится с помощью незамерзающих жидкостей.

По принципу «кондиционера» работает система «воздух-воздух», так как рассчитана на обогрев и охлаждение помещения. Она является наиболее доступной по цене, поскольку не предусматривает земляных работ и прокладки трубопровода.

Чтобы выбрать оптимальный источник тепла, нужно изучить геологию территории и выяснить, есть ли свободная площадка и возможно ли беспрепятственное проведение земляных работ. Если свободное место ограничено, стоит предпочесть земле и воде воздух в качестве источника тепла. От того, насколько правильно выбран тип теплового насоса, напрямую зависят расходы на её оборудование и ожидаемая эффективность работы.

Самодельная гидроэлектростанция

Самодельная гидроэлектростанция

Если на участке дома есть ручей или водоём с плотиной, выгодным альтернативным источником энергии для частного дома может быть самодельная гидроэлектростанция. Основой такого устройства является водяное колесо, а скорость течения воды определяет мощность.

Изготовить такой агрегат в домашних условиях можно из автомобильных материалов, обрезков уголка и металла, куска медного провода, фанеры, полистироловой смолы и неодимовых магнитов.

Пошаговая инструкция включает несколько этапов:

  1. Сооружение колеса из 11-дюймовых дисков, а также 16 лопастей из стальной трубы (разрезав её на 4 части). На этом шаге диски нужно стянуть болтами, оставляя просвет между ними около 10 дюймов. Лопасти следует приварить сваркой.
  2. Изготовление сопла по величине колеса. Для этого обрезок металла необходимо выгнуть по размеру и приварить. Для регулировки водяного потока сопло должно быть настроено по высоте.
  3. Сварка оси.
  4. Установка колеса на ось.
  5. Изготовление статора путём обмотки и заливания катушки смолой. Далее происходит сборка генератора: изготовление фанерного шаблона и установка магнитов.
  6. Защита генератора металлическим крылом от брызг воды.
  7. На следующем шаге нужно окрасить колесо, ось и крепежи с соплом.
  8. Последний этап — регулировка сопла. Она нужна для достижения максимальной мощности.

В некоторых случаях самодельные агрегаты не требуют больших затрат, но зато обеспечивают существенную экономию на оплате коммунальных услуг. А совмещение нескольких видов альтернативных источников позволит быть независимым от централизованных систем. Чтобы собрать устройство своими руками, достаточно нужной информации, ясной головы и умелых рук.

Понравился пост? Поделись с друзьями и оцени публикацию. Тебе не трудно, а автору приятно. Спасибо.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (5 Голосов, в среднем: 5,00 из5)
Загрузка...

Подписывайся на наши новости Вконтакте!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

© 2018  ·  Политика конфиденциальности и пользовательское соглашение. | Авторские права | Карта сайта