Alternatywne źródła energii i co można wykorzystać w prywatnym domu
Dziś coraz częściej słyszy się pojęcie alternatywne źródła energii. Rozumiemy, co to jest, jakie rodzaje oferuje dziś branża, jaka jest skuteczność, pozytywne i negatywne strony każdej odmiany.
Wszystko o alternatywnych źródłach
Zacznijmy od tego, że energia alternatywna to energia, którą człowiek dostał od natury za darmo. Oznacza to, że można go uzyskać ze środowiska. Jednocześnie zasoby tej energii są niewyczerpane.
Naszym głównym zadaniem jest zrobienie tego dobrze. I do tego musisz wiedzieć, jak to zrobić poprawnie.
Rodzaje źródeł alternatywnych
Aby wygodnie mieszkać we własnym domu, potrzebujemy dwóch rodzajów energii: elektrycznej i cieplnej. Pozyskanie obu odmian ze środowiska nie jest trudne. Z jakich źródeł można to uzyskać i jakie urządzenia są do tego wykorzystywane:
- baterie i kolektory słoneczne;
- generatory wiatrowe;
- instalacje wykorzystujące biogaz;
- pompy ciepła.
Ludzkość od dawna korzysta z tych wszystkich urządzeń i technologii. Weźmy na przykład wiatraki lub młyny wodne. Dziś nauka, która cały czas idzie do przodu, oferuje szeroką gamę urządzeń, za pomocą których można uzyskać ciepło i energię elektryczną.
To prawda, że każdy dom wymaga własnego sprzętu, który w każdym przypadku będzie bardziej efektywny. Eksperci zalecają wybór nie jednej odmiany, ale kilku naraz. Na przykład panele słoneczne są dobre w ciepłym, bezchmurnym sezonie. Generatory wiatrowe świetnie sprawdzają się przy wietrznej pogodzie. Oznacza to, że jeśli zainstalujesz obie jednostki w domu, możesz zagwarantować stałą dostępność prądu elektrycznego, niezależnie od warunków pogodowych.
A teraz rozważmy osobno same źródła energii i urządzenia wytwarzające ciepło i prąd elektryczny.
Panele słoneczne
Powiedzmy, że z biegiem lat urządzenia te stają się coraz bardziej poszukiwane i popularne. Dziś producenci produkują i sprzedają je w dwóch odmianach:
- Gotowe baterie , które są po prostu instalowane na dachach domów, połączone w jeden kompleks.
- Fotokomórki indywidualne . Ta opcja jest oferowana rzemieślnikom, którzy sami montują je w panele, dostosowując je do wymaganej ilości otrzymywanej energii.
Fotokomórki stosowane w panelach słonecznych występują również w dwóch odmianach:
- Monokrystaliczny . Zwróć uwagę, że są one bardziej wydajne, to znaczy o wysokiej wydajności i trwałych elementach. W związku z tym są droższe. Ale ich wysoką wydajność osiąga się tylko wtedy, gdy niebo jest czyste, a elementy otrzymują stabilny strumień słoneczny.
- Polikrystaliczny . Ten typ ma niższą wydajność i żywotność. Ale mogą pracować nawet przy pochmurnej pogodzie. I to jest duży plus.
Ogniwa fotowoltaiczne są zwykle umieszczane pod przezroczystym materiałem i obramowane metalowym profilem. Całość zamontowana jest na specjalnym stojaku, który można obracać. Odbywa się to tak, że panele słoneczne można obracać, przechwytując bezpośrednie światło słoneczne. A ich kąt nachylenia zależy od pory roku.
Ale panele słoneczne to tylko część kompleksu. Do gromadzenia energii elektrycznej potrzebne są baterie, które są połączone z panelami za pomocą systemu inwerterowego. Pierwsze akumulują energię elektryczną, drugie zamieniają światło słoneczne w energię elektryczną.
Uwaga! Kompetentny wybór akumulatorów i systemu inwerterowego to maksymalna wydajność całego kompleksu. W takim przypadku specjalista musi dokładnie przeprowadzić wymagane obliczenia, które zapewnią niezbędną ilość prądu elektrycznego dla całego domu.
Dziś producenci oferują urządzenia różniące się od paneli słonecznych, które działają na tej samej zasadzie.
- Folia elastyczna , którą montuje się na szybach okien z dostępem do strony słonecznej. Ta opcja nie ma najwyższej wydajności, ale ze względu na zmniejszenie rozmiaru materiału i złożoność instalacji metoda jest dość popularna.
- Betaray to szklana kula o dość imponujących rozmiarach. Jego zadaniem jest skupianie promieni słonecznych i przesyłanie ich do fotokomórki w jednym strumieniu. W rzeczywistości piłka działa jak soczewka. Taka instalacja obraca się wokół własnej osi. Obrót jest zaprogramowany, dzięki czemu piłka ściśle podąża za słońcem. Stąd wysoka skuteczność doboru światła słonecznego. Ta konfiguracja działa dobrze nawet w nocy, zbierając światło księżyca i gwiazd. Jak pokazała praktyka, ta moc wystarczy do oświetlenia lampek nocnych.
Tak więc chodzi o panele słoneczne, przejdźmy do innego rodzaju nietradycyjnego źródła energii - kolektorów słonecznych.
Kolektory słoneczne
Wszyscy znają letni prysznic, w którym znajduje się metalowa beczka. Wlewa się do niego wodę i nagrzewa się pod działaniem słońca. Kolekcjonerzy działają dokładnie w ten sam sposób. Tylko one mają duży obszar absorpcji światła słonecznego.
A ten obszar to nic innego jak rury ułożone w formie serpentyny. Rury nagrzewają się i przekazują swoje ciepło przepływającej przez nie wodzie. W tym przypadku ruch odbywa się zawsze od dołu do góry - to jest prawo fizyki. Oznacza to, że po podgrzaniu woda lub powietrze zawsze ma tendencję do podnoszenia się.
W górnej części kompleksu zainstalowany jest zbiornik, przez który przepływa woda z kranu. Wewnątrz zbiornika znajduje się kolejna wężownica podłączona do kolektora, czyli duża wężownica. Okazuje się, że woda przepływająca rurami dużej wężownicy i tam nagrzewająca się dostaje się do wężownicy znajdującej się wewnątrz zbiornika. Oddaje swoją energię cieplną wodzie w zbiorniku, schładza się i schodzi do dolnej części kolektora. I wszystko się powtarza.
W ten sposób podgrzewana jest woda w zbiorniku, która jest następnie wykorzystywana w życiu codziennym. Co najważniejsze, naturalna cyrkulacja wody sprawia, że w systemie nie można używać pomp.
Należy zauważyć, że kolektory słoneczne produkowane w produkcji przemysłowej są urządzeniami bardziej złożonymi. Ale zasada ich pracy jest taka sama. Po prostu zamiast wody do dużej wężownicy wlewa się freon, który działa skutecznie nawet zimą.
Turbiny wiatrowe
To kolejny powszechnie stosowany rodzaj alternatywnej energii. Czysto konstruktywnie, te urządzenia to zwykłe wiatraki, które zawierają generator. Obrót łopat wiatraka przenoszony jest na obrót wirnika generatora. W ten sposób wytwarzana jest energia elektryczna, która jest gromadzona w bateriach.
Standardowym typem urządzeń jest korpus z ostrzami, które są montowane na wysokiej podporze. Dziś producenci oferują inne rozwiązania projektowe.
- Instalacja mobilna . Można go rozłożyć i zamontować w krótkim czasie, a także szybko złożyć i przetransportować w inne miejsce. wiatrak jest zainstalowany na platformie samochodowej.
- Instalacja samolotu . W rzeczywistości jest to latawiec, na którym zainstalowano kilka turbin. Jest po prostu wystrzelony w niebo, gdzie leci pod wpływem wiatru.
Przydatne wideo
Pompy ciepła
Jest to kolejne nietradycyjne domowe źródło energii, z którego ostatnio skorzystało wielu właścicieli domów. Jego funkcją jest ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę. Pompa ciepła działa na zasadzie klimatyzatora, który jest włączany w trybie „zimowym”.
Każde medium ma energię. Dotyczy to wody, powietrza i gleby. To prawda, że energia jest w nich niewielka, plus - ma niski potencjał. Zadaniem pomp ciepła jest więc zbieranie tych okruchów energii i przekazywanie ich do systemu, gdzie gromadzą się i zamieniają w ciepło.
W tym celu używany jest freon, który jest również czynnikiem chłodniczym. Substancja ta bardzo skutecznie pochłania energię, dlatego nagrzewa się, a następnie wchodzi do kompresora. W tej jednostce podgrzany freon jest silnie sprężony i przechodzi w stan gazowy, a następnie jest podawany do wymiennika ciepła. Ten ostatni jest instalowany w systemie grzewczym, a dzięki niemu woda w tym systemie zaczyna się nagrzewać z powodu uwolnienia ciepła przez czynnik chłodniczy.
Freon po przekazaniu energii cieplnej jest schładzany i wraca do stanu ciekłego. I wszystko się powtarza. Oczywiście należy zauważyć, że to alternatywne źródło energii dla prywatnego domu jest nadal energochłonne. Ponieważ kompresor zasilany jest prądem.
Obecnie producenci oferują kilka rodzajów pomp ciepła, różniących się między sobą środowiskiem, z którego otrzymują energię. Są to systemy typu woda-woda, powietrze-powietrze, powietrze-woda i inne. Wybitnym przedstawicielem takiego ogrzewania domu jest klimatyzacja. Ale to właśnie te urządzenia nie należą do rodzajów energii nietradycyjnej.
Do tej kategorii można zaliczyć tak zwaną pompę geotermalną. Istotą jego pracy jest czerpanie energii cieplnej z ziemi. W końcu wszyscy wiedzą, że nawet w najcięższych mrozach gleba zamarza na pewną głębokość, a pod nią zawsze ma dodatnią temperaturę. To tam parownik układany jest w postaci rur. To prawda, że geotermalna pompa ciepła wymaga dość dużej powierzchni wolnej ziemi. Przecież im większa powierzchnia poboru ciepła z gruntu, tym wydajniej pracuje instalacja.
I chociaż same rury parownika są układane w wykopach na pewną głębokość, nadal można korzystać z tej witryny bez żadnych potrzeb. Ale ta opcja jest bardzo skuteczna. Ponadto zawsze będzie działać bez zarzutu. Dokładnie ten sam projekt można zastosować, układając rury parownika w zbiorniku, jeśli taki znajduje się w pobliżu. W końcu nawet pod lodem woda w nim zawsze będzie ciepła. A to wystarczy do ogrzania domu.
Przydatne wideo
Uwaga! Pompy ciepła sprawdziły się dobrze w regionach, w których temperatura zimą nie spada poniżej -20 °C. Oznacza to, że pracują tam cały czas. Ale w regionach północnych są one również instalowane i obsługiwane latem. Zimą zaleca się korzystanie z innych alternatywnych urządzeń energetycznych. Na przykład wiatraki.
Biogaz
To kolejny rodzaj alternatywnych źródeł energii, które dziś są wykorzystywane w wielu wiejskich domach. W rzeczywistości jest to gaz powstający w wyniku rozkładu odpadów domowych. Sam proces rozkładu jest przetwarzany przy pomocy bakterii beztlenowych. To znaczy te, które nie potrzebują tlenu do życia.
Konsekwencją takiego przetwarzania jest kilka substancji. Mianowicie: metan, dwutlenek węgla, siarkowodór i inne. Mieszanina wszystkich tych substancji nazywana jest biogazem. Musimy natychmiast zastrzec, że tego typu paliwo pozyskiwane jest z odpadów pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. W żaden sposób nie z kanalizacji.
Sam proces przetwarzania odbywa się w specjalnych pojemnikach. Mają mocne ściany i same są bardzo szczelne. To tutaj leżą odpady, a także kultura bakteryjna. Aby przyspieszyć proces rozpadu, w zbiorniku umieszcza się ślimak, który stale miesza uformowaną masę. Plus - dodaje się tutaj również wodę o temperaturze +40 ° C. Ważnym punktem jest to, że wilgotność biomasy powinna wynosić 90%.
W górnej części zbiornika zainstalowana jest rura odgałęziona, przez którą gaz wchodzi do systemu rurociągów. Według nich dostarczana jest na miejsce zapotrzebowania. A przetworzona masa to doskonały nawóz.
Uwaga! Biogaz ma silny nieprzyjemny zapach. Co więcej, jeśli go wdychasz, możesz zostać zatruty. Dlatego z tym rodzajem paliwa należy obchodzić się ostrożnie.
Przydatne wideo
Energia wulkanów
Niszczycielska moc wulkanów zawsze przerażała ludzi. Z czasem naukowcy, badając je, zdali sobie sprawę, że są to ogromne rezerwy energii, z których niestety ludzkość nie korzysta. Postęp naukowy i technologiczny przezwyciężył ten problem, dlatego dziś w wielu krajach świata zaczęto budować elektrownie w pobliżu wulkanów.
Technologia wytwarzania energii elektrycznej jest tutaj dość prosta.
- Słona woda jest pompowana rurami do warstw gleby znajdujących się w pobliżu lawy.
- Tam nagrzewa się do temperatur krytycznych.
- Następnie podawany jest do generatora, który wytwarza energię elektryczną.
W rzeczywistości jest to technologia elektrowni wodnej, w której turbina generatora jest obracana przez spadającą na nią z góry wodę. Tylko tutaj woda jest słona i podgrzana, wynurzając się z wnętrzności ziemi.
W ten sposób wytwarzana jest gorąca woda, która jest dostarczana do domów i budynków o różnym przeznaczeniu. W Islandii ta technologia służy do organizowania ciepłej wody w systemie szklarniowym. Kraj ten od dawna nie importował niczego z zewnątrz w postaci warzyw, owoców, ziół i kwiatów. To prawda, że tutaj gorąca woda jest pobierana z gejzerów. Chociaż te ostatnie są ogrzewane właśnie z uśpionych wulkanów.
Kolejna ciekawa wersja technologii wulkanicznej. Aby to zrobić, w warstwach ziemi obok wulkanu znajduje się zbiornik wodny. W nim ciecz znajduje się w stanie brzegowym. Oznacza to, że ma pewną temperaturę krytyczną, jest pod ciśnieniem, więc nie jest już wodą, ale jeszcze nie parą. W warunkach laboratoryjnych i w praktyce bardzo trudno jest osiągnąć taki wynik. Potrzebne są duże inwestycje finansowe.
I tutaj to wszystko jest obecne w przyrodzie. Więc to ta woda jest używana do kręcenia turbiny generatora.
Ciekawe rozwiązanie inżynierskie
Alternatywne źródła energii to przede wszystkim sprzęt. Dlatego dziś na rynku pojawiają się ciekawe urządzenia, dzięki którym można uzyskać niewielką ilość prądu elektrycznego. Jednym z nich jest generator termiczny. Chociaż należy zauważyć, że to urządzenie jest znane od połowy ubiegłego wieku.
Jest to kompaktowy generator elektryczny, który wytwarza do 200 watów energii elektrycznej. Taki sprzęt jest używany głównie zimą, kiedy działają urządzenia grzewcze. W połączeniu z nimi działa generator ciepła. Na przykład poniższe zdjęcie przedstawia generator ciepła Ioffe, opracowany w latach pięćdziesiątych.
Pozytywne i negatywne strony
Odkryliśmy więc, że alternatywna energia to przyszłość ludzkości, która nie ma limitu zasobów. Jednocześnie same źródła są bezpłatne i nie wymagają dużych inwestycji w ich rozwój, w przeciwieństwie do wydobycia ropy naftowej, gazu, węgla i innych.
Ale ta technologia wytwarzania energii ma jeden minus. To wysoka cena samego sprzętu i jego instalacji. W końcu mówimy teraz o urządzeniach, które można wykorzystać w życiu codziennym, czyli we własnym domu. Nie każdy właściciel nieruchomości może zainwestować porządną sumę w alternatywne źródło energii elektrycznej i cieplnej.
Łatwiej jest podłączyć się do liniowych sieci elektrycznych i opłacać przychodzące rachunki. Lub przynieś gaz w butlach. Nie wymaga skomplikowanego i drogiego sprzętu. Ale czas sam się dostosowuje. Z roku na rok kwoty na tych rachunkach rosną. I jest bardzo prawdopodobne, że nadejdzie czas, kiedy nie wszyscy będą mogli za nie zapłacić. I oto nadchodzi era korzystania z alternatywnych źródeł energii.
Podsumowanie
Wszelkie rodzaje źródeł energii, które nie są związane z węglowodorami, można sklasyfikować jako alternatywne. Wykluczamy również elektrownie wodne oraz elektrownie działające na przypływach i odpływach mórz i oceanów.
Należą do nich turbiny wiatrowe, kolektory słoneczne i baterie, pompy ciepła.
Optymalne jest zainstalowanie w domu dwóch wymienionych powyżej odmian. Na przykład bateria słoneczna i generator wiatrowy.
Wszystkie te technologie działają z darmowych źródeł energii. Ale mają jedną dużą wadę – wysoką cenę sprzętu.
