Альтернативна енергія для дому своїми руками: огляд кращих екотехнологій

Ми знаємо, що запаси природного палива не обмежені, а ціни на електроенергію постійно зростає. Альтернативна енергія може замінити звичайні джерела живлення: своїми руками можна влаштувати дуже ефективну установку для її отримання. «Зелені технології» значно зменшують витрати домогосподарств через використання майже вільних джерел.



Популярні джерела відновлюваної енергіїЗ давніх часів люди використовували в щоденних життєвих механізмах і пристроях, дія яких спрямована на перетворення в механічну енергію сил природи. Яскравим прикладом цього є млини води і вітрильні плити. При появі електрики наявність генератора допускається механічна енергія, що перетворюється в електричну енергію.

р.

Водяний млин - прекурсор на машинний насос, який не вимагає наявності особи для виконання роботи. Колесо спонтанно обертається під тиском води і самостійно виводить воду Сьогодні значна кількість енергії виробляється вітровими комплексами і гідроелектричними електростанціями. На додаток до вітру і води люди мають доступ до таких джерел, як біопаливо, енергія інтер'єру землі, сонячне світло, енергія гусениць і вулканів, міцність таблеток.

В домашніх умовах широко використовуються такі пристрої для відновлюваної енергії:

• Сонячні панелі.
• Теплові насоси.
• Вітрові турбіни.

Висока вартість як самих пристроїв, так і монтажна робота зупиняє багато людей на шляху отримання здавалося б вільної енергії. Відшкодування може досягати 15-20 років, але це не є підставою для позбавлення власних економічних перспектив. Всі ці пристрої можуть бути виготовлені та встановлені самостійно.



При виборі альтернативного джерела енергії необхідно орієнтуватися на його наявність, тоді максимальна потужність буде досягнута з мінімумом інвестицій. Саморобні сонячні батареїГотова сонячна панель коштує багато грошей, тому його покупка і установка не доступна для всіх. При собівартості панелей можна зменшити на 3-4 рази. Перед початком сонячної панелі необхідно розібратися, як це працює.

Система постачання сонячної енергії: принцип роботиРозуміння цілей кожного з елементів системи дозволить вам презентувати свою роботу в цілому. Основні компоненти будь-якої сонячної електростанції:

• Сонячна панель.Це комплекс взаємопов'язаних елементів, які перетворюють сонячне світло в потік електронів. Основна особливість полягає в тому, що вони не можуть виробляти струм високої напруги. Окремий елемент системи здатний виробляти струм з напругою 0,5-0.55 В. Відповідно, одна сонячна батарея здатна виробляти поточну напругу 18-21 В, яка досить заряджати 12-вольтовий акумулятор.
• Баттерії.Один акумулятор не прослужить довго, тому система може номер до десятка таких пристроїв. Кількість батарей визначається споживаною потужністю. Кількість батарей може бути збільшена в майбутньому, додаючи необхідну кількість сонячних панелей в систему.
• Сонячний контролер заряду.Цей прилад необхідний для забезпечення нормальної зарядки акумулятора. Його основною метою є запобігання перезаряджання акумулятора.
• Інвертор. Пристрої, необхідні для поточного перетворення. Акумулятори дають низький струм напруги, а інвертор перетворює його в струм, необхідний для високої потужності напруги - вихідна потужність. Для будинку достатньо інвертора потужністю 3-5 кВт.

Якщо інвертор, акумулятори та контролер заряду краще купити готові, то сонячні панелі цілком можливо зробити самостійно.



Якісний контролер і правильність з'єднання допоможе зберегти ефективність батарей і автономність всієї сонячної станції в цілому, як можна довше.Виробництво сонячних панелейДля виготовлення батарей необхідно придбати сонячні батареї на моно- або полікристалах. Слід зазначити, що термін служби полікристалів набагато менше, ніж у однокристалів. Крім того, ефективність полікристалів не перевищує 12%, при цьому показник в однокристалах досягає 25%. Для того щоб зробити одну сонячну панель, потрібно придбати не менше 36 таких елементів.



Сонячна панель збирається з модулів. Кожен модуль для побутового використання включає 30, 36 або 72 одиниць, підключених до джерела живлення з максимальною напругою близько 50 В.Корпус сонячних панелейРобота починається з виготовлення кузова, це буде потрібно наступні матеріали:

• Дерев'яні бруски
• свінгери
• Плексіглас
• ДВАК

Дно оболонки необхідно вирізати з фанери і вставити в 25 мм-товщину рами. Розмір дна визначається кількістю сонячних батарей і їх розмірами. Виходячи з периметра каркаса в стовпчиках з кроком 0,15-0.2 м, отвори діаметром 8-10 мм необхідно просвердлити. Вони необхідні для запобігання перегріву акумуляторів під час роботи.



Правильно оформлені отвори з кроком 0,15-0.20 м захистять елементи сонячної панелі від перегріву і забезпечують стабільну роботу системи.Сонячний пристрій панеліЗа розмірами корпусу необхідно розрізати підкладку для сонячних батарей з волокнистої плати за допомогою канцелярського ножа. При його встановленні також необхідно забезпечити наявність вентиляційних отворів, розташованих кожні 5 см. Готове тіло необхідно пофарбувати і висушити двічі.

Сонячні клітини повинні знаходитися вниз, викладені на підкладці з волокно і паяльниці. Якщо готові вироби не були обладнані паяльними провідниками, робота значно спрощена. Тим не менш, процес очищення повинен бути виконаний в будь-якому місці.

Слід пам'ятати, що поєднання елементів повинно бути послідовним. Спочатку елементи необхідно долучатися в рядки, а тільки потім готові рядки повинні поєднуватися в комплекс, приєднуючись до потоків струму. По завершенню елементи необхідно перевертати, укладати як очікуваний і закріплений у своїх місцях за допомогою силікону.

р.

Кожен з елементів необхідно надійно зафіксувати на підкладці за допомогою стрічки або силікону, в подальшому це дозволить уникнути небажаних пошкоджень (+) Потім потрібно перевірити вихідну напругу. Приблизно в межах 18-20 В. Тепер акумулятор повинен працювати протягом декількох днів, перевірити можливість заряджати акумулятори. Тільки після моніторингу виконання ущільнюються суглоби.

Вирішені з бездоганної функціональності можна зібрати систему живлення. Вхідні та вихідні контактні дроти необхідно виводити для подальшого підключення пристрою. Плексіглас слід вирізати кришку і закріпити її шурупами до боків тіла через попередньо просвердлені отвори.

Замість сонячних батарей можна використовувати діодну схему з діодами D223B, щоб зробити акумулятор. Панель 36 серійно підключених діодів здатна виробляти напругу 12 В.

Діоди необхідно попередньо замочувати в ацетоні для видалення фарби. У пластиковій панелі необхідно просвердлити отвори, діоди вставляють і пропалюють. Готову панель необхідно розмістити в прозорому корпусі і ущільнювати.



Надійно орієнтовані та встановлені сонячні панелі забезпечують максимальну сонячну ефективність, а також легкість та легкість обслуговування системи.Основні правила монтажу сонячних панелейВід правильної установки сонячної панелі значно залежить ефективність всієї системи. При установці слід враховувати такі важливі параметри:

Штани.Якщо акумулятор знаходиться в тіні дерев або високорослих конструкцій, він не тільки не буде функціонувати нормально, але може також не обійтися. Орієнтація.Для максимального впливу сонячного світла на сонячні клітини акумулятор повинен спрямований на сонце. Якщо ви живете на північній півкулі, то панель повинна орієнтуватися на південь, але якщо на півдні, то навпаки. Слайсер.Цей параметр визначається географічним розташуванням. Експерти рекомендують встановлювати панель під кутом, що дорівнює географічній широтості. Наявність.Необхідно постійно стежити за чистотою лицьової сторони і зняти шар пилу і забруднень в часі. І взимку панель періодично повинна бути очищена від прилипання снігу. Бажано, що при експлуатації сонячної панелі кут нахилу не є постійним. Пристрій буде працювати в максимально тільки в разі прямих сонячних променів, спрямованих на його кришку. Влітку краще розмістити його на схилі 30 градусів до горизонту. Взимку рекомендується підняти і встановити на 70o.



У ряді індустріальних версій сонячних панелей передбачені пристрої для відстеження руху сонця. Для побутового використання ви можете подумати і надати підставки, які дозволяють змінити кут нахилу панеліТеплові насоси для опаленняТеплові насоси є одним з найсучасніших технологічних рішень для отримання альтернативної енергії для вашого будинку. Вони не тільки зручні, але і екологічно чисті. Їхня операція істотно зменшить витрати, пов'язані з виплатою охолодження та опаленням приміщення.

Класифікація теплових насосівТеплові насоси класифікуються кількістю ланцюгів, джерелом енергії та методом її виробництва. Залежно від кінцевих потреб можуть бути теплові насоси:

• Одно-, дво- або триконтурний;
• Одно- або двоконденсатор;
• З можливістю обігріву або з можливістю обігріву і охолодження.

За типом джерела енергії і способу її виробництва виділяють наступні теплові насоси:

• Грунт вода.Вони використовуються в помірному кліматичному поясі з рівномірним прогрівом землі, незалежно від часу року. Для установки використовується колектор або зонда в залежності від типу грунту. Для буріння свердловин не вимагають отримання дозволів.
• Повітря вода.Нагрів накопичується з повітря і відправляється нагрів води. Монтаж буде доречно в кліматичних зонах з зимовою температурою не нижче -15 градусів.
• Вода - вода.Монтаж здійснюється за рахунок наявності водойм (сюки, річок, підземних вод, свердловин, опадів). Ефективність такого теплового насоса дуже вражає, завдяки високій температурі джерела в холодну пору року.
• Вода повітряна.У цьому пакеті однакові водойми діють як джерело тепла, але тепло передається безпосередньо через компресор до повітря, що використовується для обігріву приміщень. У цьому випадку вода не діє як охолоджуючий засіб.
• Грунт повітряний.У цій системі провідник тепла – грунт. Нагрів від землі через компресор передається в повітря. Нефризуючі рідини використовуються в якості енергоносіїв. Ця система вважається найбільш універсальною.
• Повітря.Операція даної системи схожа на роботу кондиціонера, який може нагрівати і остудити приміщення. Ця система є найдешевшою, оскільки вона не вимагає викопування та укладання трубопроводів.

Вибираючи тип джерела тепла, потрібно орієнтуватися на геологія сайту і можливість безперешкодної екскавації, а також наявність вільного простору. З недоліком вільного простору вам доведеться відмовитися від таких джерел тепла, як земля та вода.



Правильність вибору типу теплового насоса значно залежить від ефективності системи і вартості його пристрою.Принцип роботи теплового насосаПринцип роботи теплових насосів заснований на використанні циклу Carnot, що в результаті різкого стиснення охолоджуючого засобу забезпечує підвищення температури. За таким же принципом, але з протилежним ефектом, більшість кліматичних пристроїв з компресорними блоками (холодильник, морозильник, кондиціонер).

Основний робочий цикл, який реалізується в камерах цих юнітів, припускає протилежний ефект - в результаті різкого розширення, холодоагент звужується.
Саме тому одним з найбільш доступних методів виготовлення теплового насоса є використання окремих функціональних вузлів, що використовуються в кліматичному обладнанні.

Так, для виготовлення теплового насоса можна використовувати побутовий холодильник. Його випарник і конденсатор відіграють роль теплообмінників, беруть теплову енергію з середовища і безпосередньо нагрів теплоносія, яка циркулює в системі опалення.



Низький потенціал тепла з грунту, повітря або води, разом з охолоджувачем, надходить в випарник, де перетворюється в газ, а потім додатково стискається компресором, викликаючи температуру, щоб стати ще вище (+)Теплові насоси з вузлами побутової технікиРобота починається з підготовки компресорної частини насоса, функцій якого буде призначено до відповідного вузла кондиціонера або холодильника. Даний блок необхідно закріпити м'яким підвісом на одному з стін робочого приміщення, де буде зручно.

Після цього конденсатор повинен бути виготовлений. Для цього ідеально підійде резервуар з нержавіючої сталі з об'ємом 100 літрів. Необхідно монтувати котушку (можна взяти готовий мідний канал від старого кондиціонера або холодильника). Приготовлений бак слід обрізати разом з болгаркою на дві рівні частини - це необхідно встановити і закріпити котушку в тілі майбутнього конденсатора.

Після монтажу котушки в одну з половинок, обидва частини контейнера повинні бути підключені і зварені разом так, щоб вийшов закритий резервуар. Зверніть увагу, що при зварюванні необхідно використовувати спеціальні електроди, а ще краще використовувати аргонове зварювання, тільки це може забезпечити максимальну якість шва.



Для виготовлення конденсатора використовується резервуар з нержавіючої сталі 100 літрів, за допомогою болгарки він був вирізати навпіл, кріпиться котушка і зворотний зварні Для виготовлення випарника буде потрібно герметизований пластиковий бак 75-80 літрів, в якому буде потрібно котушку з труби діаметром 3⁄4 дюйма.



Для виготовлення котушки досить обмотати мідною трубкою навколо сталевої труби діаметром 300-400 мм з подальшою фіксацією поворотів з перфорованим кутом На кінцях труби необхідно нарізати нитку для подальшого з'єднання з трубопроводом. Після складання та ущільнення перевірте випарник необхідно закріпити до стіни робочої кімнати за допомогою кронштейнів відповідного розміру.

Завершення складання краще довірити фахівця. Якщо частина складання може виконуватися самостійно, то професіонал повинен працювати з паяльником мідних труб і перекачування холодоагенту. Складання основної частини насоса закінчується з підключенням нагрівальних батарей і теплообмінника. Слід зазначити, що ця система є низькою потужністю. Тому краще, якщо тепловий насос стане додатковою частиною існуючої системи опалення.

Будівництво та підключення зовнішнього пристроюЯк джерело тепла, води з колодязя або добре підійде. Не замерзає і навіть взимку її температура рідко падає нижче +12 градусів. Буде потрібно два таких свердловини. З одного колодязя вода буде прийнята, а потім подається до випарника. Потім відпрацьована вода буде розряджена в другий свердловині. Залишилося підключати все це до входу до випарника, до виходу і ущільнення.

В принципі система готова до роботи, але її повна автономія зажадає автоматичну систему, яка контролює температуру рухомого охолоджувача в опалювальних схемах і тиску фреона. Спочатку можна зробити з звичайним стартером, але слід відзначити, що початок системи після відключення компресора можна виконати в 8-10 хвилин - в цей час необхідно обрівняти тиск веснянки в системі.



Вітрові турбіни забезпечують кілват електроенергіїВітерна енергія була використана нашими предками. З тих пір, як правило, нічого не змінилося. Єдина відмінність полягає в тому, що млинці замінені генератором і приводом, що забезпечують перетворення механічної енергії леза в електричну енергію.

Монтаж вітрової турбіни вважається економічно вигідним, якщо середня річна швидкість вітру перевищує 6 м / с. Установку краще проводити на схилах і рівнинах, узбережжі річок і великих водойм вважаються ідеальними місцями з різних інженерних комунікацій.



Для перетворення енергії повітряних мас в електрику використовуються вітрогенератори, найбільш продуктивні в прибережних районах.Класифікація вітрогенераторівКласифікація вітрогенераторів залежить від наступних базових параметрів:

• Залежно від місця розташування, осі можуть бути вертикальні і горизонтальні. У горизонтальному дизайні передбачено можливість автоматично обертати основну частину для пошуку вітру. Основне обладнання вертикальної вітрової турбіни розташоване на землі, тому простіше підтримувати, при цьому ефективність вертикально розташованих лез нижче.
• Залежно від кількості лопаток виділяються одно-, три- і багатошарові вітрогенератори. Багатошарові вітрові генератори використовуються при низькій швидкості потоку повітря, рідко використовуються через необхідність установки редуктора.
• Залежно від матеріалу, що використовується для виготовлення лопаток, леза можуть бути вітрильні і жорсткі. Вимикачі леза легко виготовляють і встановлюють, але вимагають частої заміни, так як вони швидко не під впливом гострих поривів вітру.
• Залежно від кроку гвинта розрізняються між змінними і фіксованими кроками. При використанні змінного кроку можна досягти значного збільшення діапазону швидкості вітротурбіни, але це призведе до неминучого ускладнення конструкції і збільшення його маси.

Потужність всіх типів пристроїв, які перетворюють енергію вітру в електричний аналог, залежить від площі леза.



Для роботи вітротурбін практично не потрібні класичні джерела енергії. За допомогою заводу потужністю близько 1 МВт економить 92,000 бочки нафти або 29000 тонн вугілля понад 20 роківПристрій генератора вітруУ будь-якій вітротурбіні присутні такі основні елементи:

• леза обертається під дією вітру і забезпечення руху ротора;
• Генератор, який виробляє генераторний струм;
• Контролерні леза, відповідальні за утворення змінного струму в прямій, яка необхідна для зарядних батарей;
• Для накопичення та вирівнювання електричної енергії потрібні акумулятори;
• Інвертор, виконує зворотне перетворення прямого струму в змінну, з якого працюють всі побутові прилади;
• Мост необхідний для підйому леза над поверхнею землі, щоб досягти висоти руху повітряних мас.

У той же час генератор, леза і маса вважаються основними частинами вітрової турбіни, і всі інші компоненти, які забезпечують надійну і автономну роботу системи в цілому.

Р

У схемі будь-якого навіть найпростішого вітрового генератора необхідно включити інвертор, контролер заряду і акумулятори.Високошвидкісний генератор вітру з автогенератораВважаю, що цей дизайн є найпростішим і найдоступнішим для самозахисту. Це може стати як самостійним джерелом енергії, так і взяти участь у потужності існуючої системи електропостачання. При наявності автомобільного генератора і акумулятора всі інші частини можуть бути виготовлені з непроваджених матеріалів.

Виробництво вітрового колесаЛеза вважається однією з найважливіших частин вітротурбіни, оскільки їх конструкція визначає роботу інших компонентів. Для виготовлення лопаток можна використовувати різні матеріали – тканина, пластик, метал і навіть дерево. Робимо леза з пластикової каналізаційної труби. Основними перевагами даного матеріалу є дешевість, висока вологостійкість, легкість обробки. Робота здійснюється в наступному порядку:

Довжина леза розраховується, в той час як діаметр пластикової труби повинен бути 1/5 необхідної ступеню; За допомогою лобзика труба слід обрізати по 4 частинах; Одна частина стане шаблоном для виготовлення всіх наступних лопаток; після обрізки труби, бруски на краях необхідно обробити наждачним папером; ріжучі леза необхідно закріпити на попередньо підготовленому алюмінієвому диску з встановленим кріпленням; також до цього диска після зміни потрібно закрутити генератор. Зверніть увагу, що труба ПВХ не має достатньої міцності і не зможе витримати сильні пориви вітру. Для виготовлення лопаток краще використовувати ПВХ трубу товщиною не менше 4 см. Не остання роль на розмір навантаження має розмір леза. Тому не зайвим буде розглянути варіант зменшення розміру леза шляхом збільшення їх кількості.



Леза вітрової турбіни виготовляються за шаблоном 1⁄4 труби з ПВХ з діаметром 200 мм, розрізають по осі на 4 частини Після складання слід врівноважити вітрове колесо. Для цього необхідно закріпити його горизонтально на штаті штатив в закритому приміщенні. Результатом правильної збірки буде імовірність колеса. Якщо відбувається обертання лопаток, необхідно виконати їх обрізання абразивом балансування конструкції.

Виробництво вітротурбінної пастиДля виготовлення пасти можна використовувати сталеву трубу діаметром 150-200 мм. Мінімальна довжина пасти повинна бути 7 м. Якщо є перешкоди для переміщення повітряних мас на ділянці, то колесо вітрової турбіни повинна бути збільшена на висоту, що перевищує перешкоду принаймні 1 м.

Очищувачі для кріплення розтяжок і самої пасти повинні бути забетоновані. Як розтяжки можна використовувати сталевий або оцинкований кабель товщиною 6-8 мм.

Перетворення автогенератораРеворкінг складається тільки в перемотування статора дроту, а також при виготовленні ротора з неодимічними магнітами. Для початку необхідно просвердлити отвори, необхідні для фіксації магнітів в стовпах ротора. Монтаж магнітів здійснюється з чергуванням стовпів. Після завершення роботи міжмагнітні порожнечі повинні бути заповнені епоксидною смолою, а сам ротор повинен бути загортнути в папір.

При перемотування котушки потрібно враховувати, що ефективність генератора буде залежати від кількості оборотів. Котушка повинна бути розкачана в трифазній схемі в одному напрямку. Готовий генератор повинен бути протестований, результат правильно виконаної роботи буде показником 30 В на 300 оборотів генератора.

р.

Перетворений генератор готовий перевірити номінальну напругу до остаточної установки всієї низькошвидкісної вітротурбінної системиЗавершення складання генератора повільного зварюванняПоворотна вісь генератора виготовлена з труби з двома підшипниками висаджують, а хвостова частина вирізається з оцинкованого заліза товщиною 1,2 мм. Перед закріпленням генератора на стегно, потрібно зробити каркас, профільну трубу краще підійде для цього. При монтажі слід зазначити, що мінімальна відстань від сходу до леза повинна бути більше 0,25 м.



Під дією вітрового потоку відбувається рух лопаток і ротора, в результаті досягається обертання редуктора і електрична енергія (+) Для роботи системи після вітрової турбіни необхідно встановити контролер заряду, акумулятори та інвертор. Ємність акумулятора визначається потужністю вітрової турбіни. Цей показник залежить від розміру вітрового колеса, кількості лез і швидкості вітру.

Особливістю альтернативних джерел енергії є їх екологічна чистота та безпека. Відносно низька потужність установок і обов'язкова до певних умов місцевості дозволяють ефективно функціонувати тільки комбіновані системи традиційних і альтернативних джерел. Видання



Джерело: sovet-ingenera.com/eco-energy/eko-dom/alternativnaya-energiya-svoimi-rukami.html