Alternativní energie pro váš domov vlastníma rukama: přehled nejlepších ekologických technologií

Typy a výběr zdrojů energie

Zemní plyn je považován za nejlevnější palivo. Aby však takový energetický systém fungoval bez problémů, je nutná plynofikace.

Generátory, které používají naftu, benzín apod., budou potřebovat speciální nádrž pro skladování hořlavých kapalin s nutností jejich pravidelného doplňování.

Mezi autonomní systémy, které přeměňují veřejně dostupné přírodní formy volné energie, patří dnes nejčastěji:

• Polovodičové panely, které přeměňují sluneční energii na elektrickou - solární panely
• Větrné generátory, které roztáčejí energii větru.
• Malé vodní elektrárny

Při výběru typu napájecího zdroje pro vaši chatu je třeba zvážit všechny jeho technické vlastnosti, výhody a nevýhody, stávající požadavky na napájení a ekonomickou stránku věci.

Níže se budeme podrobněji zabývat jednotlivými uvedenými nezávislými energetickými systémy z hlediska jejich využití v praxi.

Tepelná čerpadla

Nejuniverzálnější alternativou vytápění rodinného domu je instalace tepelných čerpadel. Fungují na známém principu chladničky, kdy odebírají teplo z chladnějšího tělesa a vracejí ho zpět do topného systému.

Na první pohled složité schéma se skládá ze tří zařízení: výparníku, výměníku tepla a kompresoru. Existuje mnoho variant realizace tepelných čerpadel, ale uvažuje se o těch nejžádanějších:

• Vzduch-vzduch
• Vzduch-voda
• Voda-voda
• Podzemní voda

Vzduch-vzduch

Nejlevnějším provedením je vzduch-vzduch. V podstatě se jedná o klasický dělený systém, ale elektřina se používá pouze k čerpání tepla z ulice do domu, nikoli k ohřevu vzduchových mas. To přispívá k úspoře nákladů a zároveň k dokonalému vytápění domu po celý rok.

Účinnost systému je velmi vysoká. Na 1 kW elektřiny můžete získat až 6-7 kW tepla. Moderní střídače fungují bezvadně i při teplotách -25 stupňů a nižších.

Vzduch-voda

"Vzduch-voda" je jedním z nejběžnějších provedení tepelného čerpadla, kde roli výměníku tepla hraje velkoplošná spirála instalovaná na volném prostranství. Kromě toho ji lze rozfoukat ventilátorem, čímž se voda uvnitř ochladí.

Tyto jednotky se vyznačují dostupnější cenou a jednoduchou instalací. Mohou však pracovat s vysokou účinností pouze při teplotách mezi +7 a +15 stupni Celsia. Při poklesu teploty do záporných hodnot se účinnost snižuje.

Půda-voda

Nejuniverzálnějším provedením tepelného čerpadla je systém země-voda. Nezáleží na klimatickém pásmu, protože všude se po celý rok nachází nezamrzající vrstva půdy.

V tomto systému jsou trubky uloženy v zemi v takové hloubce, aby se teplota udržovala po celý rok na 7-10 stupních. Kolektory lze umístit vertikálně nebo horizontálně. V prvním případě je třeba provést několik velmi hlubokých vrtů, ve druhém případě je třeba položit cívku v určité hloubce.

Nevýhoda je zřejmá: složité instalační práce, které si vyžádají vysoké finanční investice. Před přijetím takového rozhodnutí se vyplatí spočítat ekonomické přínosy. V oblastech s krátkou a teplou zimou je třeba zvážit jiné alternativní možnosti vytápění soukromých domů. Dalším omezením je velký obytný prostor o rozloze až několika desítek metrů čtverečních.

Voda-voda

Realizace tepelného čerpadla voda-voda je prakticky stejná jako dříve, ale kolektorové trubky jsou uloženy v podzemní vodě, která během roku nezamrzá, nebo v blízké vodní nádrži. Je levnější díky následujícím výhodám:

• Maximální hloubka vrtu je 15 metrů.
• Vystačíte si s 1-2 ponornými čerpadly.

Kotle na biomasu

Pokud nemáte chuť a možnost zařizovat složitý systém složený z trubek v zemi a solárních modulů na střeše, můžete klasický kotel nahradit modelem na biopalivo. Vyžadují:

1. Bioplyn
2. Slaměné pelety
3. Rašelinové pelety
4. Chipsy atd.

Doporučuje se instalovat taková zařízení v kombinaci s alternativními zdroji, o kterých jsme hovořili dříve. V situacích, kdy jeden z ohřívačů nefunguje, je možné použít druhý.

Výhody

Při rozhodování o instalaci a následném provozu alternativních zdrojů výroby tepla je třeba odpovědět na otázku: Jak rychle se zaplatí? Uvažované systémy mají samozřejmě své výhody, mezi něž patří například

• Náklady na získanou energii jsou nižší než při použití tradičních zdrojů.
• Vysoká účinnost

Je však třeba pamatovat na vysoké počáteční náklady na materiál, které mohou dosáhnout až desítek tisíc dolarů. Instalaci takových zařízení nelze označit za jednoduchou, proto se práce svěřuje pouze profesionálnímu týmu, který je schopen poskytnout záruku na výsledek.

Shrnuto a podtrženo

Poptávka po alternativním vytápění soukromých domů, které se stává výhodnější na pozadí rostoucích nákladů na tradiční zdroje tepelné energie. Než se však pustíte do modernizace stávajícího topného systému, je třeba vše propočítat a zvážit všechny dostupné možnosti.

Rovněž se nedoporučuje zavrhovat tradiční kotel. Mělo by být zachováno a v určitých situacích, kdy alternativní vytápění neplní svou funkci, bude stále možné vytápět váš domov a nezmrznout.

Přeměna solární energie na elektřinu

Solární panely byly nejprve vyrobeny pro kosmické lodě. Zařízení je založeno na schopnosti fotonů vytvářet elektrický proud. Varianty konstrukce solárních panelů jsou velmi rozmanité a každým rokem se zdokonalují. Solární panel si můžete vyrobit dvěma způsoby:

Metoda 1: Zakoupit prefabrikované solární články, vytvořit z nich obvod a konstrukci zakrýt průhledným materiálem.

Pracujte s maximální opatrností, protože všechny prvky jsou velmi křehké. Každý fotobuňka je označena ve voltampérech. Výpočet správného počtu článků pro sestavení baterie s požadovaným výkonem není příliš obtížný.

Postup operací je následující:

Výpočet správného počtu článků pro sestavení baterie o požadovaném výkonu není příliš obtížný. Pořadí kroků je následující:

• K výrobě krytu je zapotřebí překližka. Po obvodu jsou přibity dřevěné latě;
• do překližky jsou vyvrtány otvory pro větrání;
• Vložte dovnitř desku z dřevovláknitých desek s připájeným obvodem fotobuňky;
• Zkontrolujte, zda funguje;
• Plexi je přišroubováno k lištám.

Metoda č. 2 vyžaduje znalosti elektrotechniky. Elektrický obvod je sestaven z diod D223B. Jsou pájeny v řadách za sebou. Jsou umístěny v pouzdře, které je pokryto průhledným materiálem.

Existují dva typy fotobuněk:

1. Monokrystalické desky mají účinnost 13 % a vydrží čtvrt století. Bezchybně fungují pouze za slunečného počasí.
2. Polykrystalické mají nižší účinnost a životnost pouze 10 let, ale výkon neklesá, když je zataženo. Panel o ploše 10 metrů čtverečních je schopen vyrobit 1 kW energie. Při umístění na střechu je třeba zohlednit celkovou hmotnost konstrukce.

Hotové baterie jsou umístěny na nejslunnější straně. Panel musí být vybaven možností nastavení úhlu vůči slunci. Vertikální poloha by měla být nastavena během sněžení, aby nedošlo k selhání baterie.

Solární panel lze používat s baterií nebo bez ní. Přes den spotřebovává energii solární panel a v noci baterie. Nebo přes den využívejte solární energii a v noci elektrickou síť.

Praktická alternativní energie: typy

Alternativní zdroje energie představují řadu slibných způsobů výroby a přenosu vyrobené elektřiny. Jedná se o obnovitelné zdroje energie, které nejméně poškozují životní prostředí. Mezi tyto zdroje energie patří solární panely a solární elektrárny.

Ty se dále dělí na 3 typy výroby energie pomocí:

• Fotovoltaické články;
• Solární panely;
• Možnosti kombinací.

Oblíbené je použití zrcadlových systémů, které ohřívají vodu na vysokou teplotu, čímž vzniká pára, která při průchodu systémem potrubí roztáčí turbínu. Větrné turbíny a větrné farmy vyrábějí elektřinu z větru, který roztáčí speciální lopatky připojené ke generátorům.

Využití energie vln a přílivu je populární.

Horká voda z geotermálních zdrojů se hojně využívá k výrobě elektřiny. Využití kinetické energie je zajímavé v některých prostorách, například v tělocvičnách, kde jsou pohyblivé části fitness zařízení připojeny táhly ke generátorům, které v důsledku lidského pohybu vyrábějí elektřinu.

Moderní technologie vytápění

Možnosti vytápění soukromého domu:

• Systém výroby tepla v tradičním provedení. Zdrojem tepla je kotel. Tepelná energie se rozděluje pomocí teplonosného média (voda, vzduch). Lze ji zlepšit zvýšením tepelného výkonu kotle.
• Energeticky úsporná zařízení, která se používají v nové technologii vytápění. Nosičem energie pro vytápění domů je elektřina (solární systémy, různé typy elektrického vytápění a solární kolektory).

Nové technologie v oblasti vytápění musí pomoci vyřešit následující problémy

• Snížení nákladů;
• Úcta k přírodním zdrojům.

Podlahové vytápění

Infračervené (IR) podlahové vytápění je moderní technologie vytápění. Základním materiálem je neobvyklý film. Pozitivními vlastnostmi jsou pružnost, vysoká pevnost, odolnost proti vlhkosti a ohni. Lze ji instalovat pod jakýkoli podlahový materiál. Záření infračervené podlahy má na lidský organismus pozitivní vliv a je podobné vlivu slunečních paprsků na lidský organismus. Náklady na instalaci jsou o 30-40 % nižší než u elektrických podlahových topných systémů. Úspora energie v případě podlahového vytápění činí 15-20 %. Teplotu v každé místnosti reguluje dálkové ovládání. Žádný hluk, žádný zápach, žádný prach.

Při vodním způsobu zásobování teplem je v podlahové mazanině položena kovoplastová trubka. Teplota ohřevu je omezena na 40 stupňů.

Solární vodní kolektory

Tato inovativní technologie vytápění se používá v místech s velkým množstvím slunečního svitu. Solární kolektory pro ohřev vody se instalují na místech, která jsou vystavena slunečnímu záření. Obvykle se jedná o střechu budovy. Sluneční paprsky ohřívají vodu a směřují ji dovnitř domu.

Nevýhodou je, že kolektor nelze používat v noci. V severních oblastech nemá smysl ji používat. Velkou výhodou využití tohoto principu výroby tepla je všeobecná dostupnost sluneční energie. Nepoškozuje přírodu. Nezabírá užitečný prostor na dvoře domu.

Solární systémy .

Používají se tepelná čerpadla. Při celkové spotřebě energie 3-5 kw čerpají čerpadla 5-10krát více energie z přírodních zdrojů. Zdrojem jsou přírodní zdroje. Získaná tepelná energie se pomocí tepelných čerpadel dostává do teplonosné látky.

Infračervené vytápění

Infrazářiče se používají pro primární a doplňkové vytápění v každé místnosti. Nízká spotřeba energie vytváří velký tepelný výkon. Vzduch v místnosti není odvlhčován.

Instalace je snadná a pro tento typ vytápění nejsou potřeba žádná další povolení. Tajemství úspor spočívá v tom, že teplo se ukládá v předmětech a stěnách. Používají se stropní a stěnové systémy. Mají dlouhou životnost přes 20 let.

Technologie vytápění základovými deskami

Schéma práce technologie vytápění soklových lišt se podobá práci infračervených ohřívačů. Stěna je vyhřívaná. Pak začne vydávat teplo. Infračervené teplo je lidmi dobře snášeno. Stěny nebudou napadeny houbami ani plísněmi, protože budou vždy suché.

Snadná instalace. Teplo lze regulovat v každé místnosti. V létě lze systém využít k chlazení stěn. Princip činnosti je stejný jako u vytápění.

Systém ohřevu vzduchu

Systém vytápění je založen na principu termoregulace. Horký nebo studený vzduch je vháněn přímo do místnosti. Hlavním prvkem je sporák s plynovým hořákem. Spaliny odevzdávají teplo výměníku tepla. Odtud proudí ohřátý vzduch do místnosti. Nepotřebuje vodovodní potrubí, radiátory. Řeší tři problémy - vytápění, větrání.

Výhodou je, že ohřev lze spustit postupně. V tomto případě není stávající vytápění ovlivněno.

Akumulátory tepla

Topné médium se ohřívá v noci, aby se ušetřily náklady na energii. Izolovaná, předimenzovaná nádrž je akumulátor. V noci se zahřívá a přes den uvolňuje tepelnou energii pro vytápění.

Použití počítačových modulů a tepla, které produkují

Ke spuštění topného systému je nutné připojení k internetu a elektřina. Princip činnosti: Využívá teplo, které při provozu generuje procesor.

Používají se kompaktní a levné čipy ASIC. Do jednoho zařízení se montuje několik stovek čipů. Cena této jednotky je stejná jako cena běžného počítače.

Možnost č. 1 - výroba solárních panelů

Konstrukcí schopných zachycovat a přeměňovat sluneční energii je mnoho, jsou rozmanité a neustále se zdokonalují. Pro mnoho řemeslníků se zdokonalování těchto užitečných vzorů stalo velkým koníčkem. Na aktuálních výstavách tito nadšenci rádi předvedou mnoho užitečných nápadů.

Pro výrobu solárních panelů je třeba zakoupit monokrystalické nebo polykrystalické fotočlánky, vložit je do průhledného rámu, který je upevněn pevným krytem.

Základem solárního panelu jsou speciální krystaly, které zachycují energii. Nelze je vyrobit doma, musí se koupit.

Krystaly jsou velmi jemné a je třeba s nimi zacházet opatrně. K výrobě solárního panelu potřebujete

1. Rám pro solární panely vyrobte z průhledného materiálu, např. z plexiskla.
2. Vyrobte kryt z kovového úhelníku, překližky apod.
3. Opatrně zapájejte krystalické články do obvodu.
4. Vložte fotobuňky do rámu.
5. Namontujte kryt.

Obecně existují dva typy fotočlánků: monokrystalické a polykrystalické. První jsou odolnější a mají účinnost přibližně 13 %, zatímco druhé selhávají rychleji a mají o něco nižší účinnost, méně než 9 %. Monokrystalické solární články však dobře fungují pouze při stálém proudu sluneční energie; za zamračeného dne je jejich účinnost mnohem nižší. Polykrystalické články naopak snášejí rozmary počasí mnohem lépe.

Toto video ukazuje základní principy výroby vlastních solárních panelů:

Prefabrikované baterie jsou samozřejmě umístěny na osluněné straně střechy. Sklon panelu by měl být nastavitelný. Například během sněhových bouří musí být panely umístěny téměř svisle, jinak by vrstva sněhu mohla zasahovat do baterií nebo je dokonce poškodit.

Domácí vodní elektrárna

Pokud se v místě nachází potok nebo nádrž s přehradou, je dalším zdrojem alternativní energie domácí vodní elektrárna. Zařízení je založeno na vodním kole a jeho výkon závisí na rychlosti proudění vody. Materiál na generátor a kolo lze vzít z auta a zbytky úhelníků a kovů lze najít v každé domácnosti. Budete také potřebovat kus měděného drátu, překližku, polystyrenovou pryskyřici a neodymové magnety.

1. Kolo je vyrobeno z 11palcových ráfků. Pádla vyrobte z ocelové trubky (trubku podélně rozřízněte na 4 díly). Potřebujeme 16 čepelí. Kotouče sešroubujte s 10" vůlí mezi nimi. Čepele jsou k sobě svařeny.
2. Tryska je vyrobena na šířku kola. Je vyroben z kovového šrotu, ohnutého na míru a svařeného dohromady. Tryska je výškově nastavitelná. Tím se upraví průtok vody.
3. Náprava je svařená.
4. Kolo je namontováno na nápravě.
5. Je vyrobeno vinutí, cívky jsou naplněny pryskyřicí - stator je připraven. Sestavte generátor. K výrobě šablony se používá překližka. Magnety jsou namontovány.
6. Generátor je chráněn kovovým krytem proti stříkající vodě.
7. Kolo, náprava a upevnění trysky jsou natřeny barvou z důvodu ochrany kovu před korozí a z estetických důvodů.
8. Nastavením trysky dosáhnete nejvyššího výkonu.

Domácí zařízení nevyžadují velké investice a vyrábějí energii zdarma. Kombinací několika typů alternativních zdrojů se výrazně sníží náklady na energii. Potřebujete jen pevnou ruku a čistou hlavu.

Konvenční energie

Jedná se o širokou vrstvu zavedených odvětví výroby tepla a elektřiny, která zásobuje přibližně 95 % světových spotřebitelů energie. Zdroj se vyrábí ve speciálních elektrárnách - jedná se o TČ, MVE, JE atd. Pracují s hotovou surovinovou základnou, při jejímž zpracování vzniká cílová energie. Rozlišují se následující fáze výroby energie:

• Výroba, příprava a dodávka vstupní suroviny do cílového zařízení na výrobu energie. Může jít o procesy těžby a obohacování paliv, spalování ropných produktů atd.
• Převod surovin do jednotek a jednotek přímo přeměňujících energii.
• Procesy přeměny energie z primární na sekundární. Tyto cykly se nevyskytují ve všech zařízeních, ale například pro snadnou dodávku a následnou distribuci mohou být použity různé formy energie - především teplo a elektřina.
• Údržba hotové transformované energie, její přenos a distribuce.

V konečné fázi je zdroj odeslán koncovým uživatelům, kterými mohou být jak průmyslová odvětví, tak i běžní majitelé domů.

Netradiční zdroje energie: jak ji získat

Netradičními zdroji energie jsou především větrná energie, sluneční záření, přílivová energie a geotermální voda. Kromě toho však existují i další způsoby, jak využít biomasu a jiné metody.

Konkrétně:

1. Výroba elektřiny z biomasy. Tato technologie zahrnuje výrobu bioplynu z odpadu, který se skládá z metanu a oxidu uhličitého. Některá experimentální zařízení (humireaktor od Michaela) zpracovávají hnůj, slámu, což umožňuje získat 10-12 m3 metanu z 1 tuny materiálu.
2. Získávání elektřiny tepelnou metodou. Přeměna tepelné energie na elektřinu zahříváním některých propojených polovodičů složených z termočlánků a ochlazováním jiných. V důsledku rozdílu teplot vzniká elektrický proud.
3. Vodíkový článek. Jedná se o zařízení, které z obyčejné vody elektrolýzou vyrábí dostatečně velké množství směsi vodíku a kyslíku. Náklady na výrobu vodíku jsou minimální. Tento způsob výroby elektřiny je však zatím ve fázi experimentu.

Dalším způsobem výroby elektřiny je speciální zařízení zvané Stirlingův motor. Ve speciálním válci s pístem je plyn nebo kapalina. Při vnějším ohřevu se objem kapaliny nebo plynu zvětší, píst se pohybuje a generátor pracuje. Poté se plyn nebo kapalina procházející systémem potrubí ochladí a posune píst zpět. Toto je poněkud strohý popis, ale poskytuje představu o tom, jak tento motor funguje.

Varianta č. 4 - bioplynová stanice

Při anaerobním rozkladu organického odpadu se uvolňuje tzv. bioplyn. Výsledkem je směs plynů složená z metanu, oxidu uhličitého a sirovodíku. Generátor bioplynu se skládá z:

• vzduchotěsnou nádrž;
• šnek pro míchání organického odpadu
• výstupní potrubí pro odpadní hmotu;
• kohoutek pro doplňování odpadu a vody;
• Vývod, kterým se odvádí získaný plyn.

Není neobvyklé, že se nádrž na zpracování odpadu instaluje do země, nikoli na povrch. Nádrž je zcela utěsněna, aby se zabránilo úniku vznikajícího plynu. Nezapomeňte však, že tlak v nádrži během získávání bioplynu neustále stoupá, a proto je nutné plyn z nádrže v pravidelných intervalech vypouštět. Kromě bioplynu se tak získává vynikající organické hnojivo, které je užitečné pro pěstování rostlin.

Konstrukce a pravidla pro provoz plynového generátoru jsou obzvláště náročné, protože bioplyn je nebezpečný při vdechování a může explodovat. V některých částech světa - například v Číně - je však tento způsob výroby energie poměrně rozšířený.

Generátor bioplynu je konstrukčně velmi jednoduchý, ale je třeba dbát zvýšené opatrnosti, protože bioplyn je nebezpečná hořlavá látka.

Složení a množství produkovaného bioplynu závisí na substrátu. Většina plynu se získává z tuku, obilí, průmyslového glycerinu, čerstvé trávy, siláže atd. Obvykle se do nádrže vkládá směs živočišného a rostlinného odpadu, do které se přidá trochu vody. V letním období se doporučuje zvýšit vlhkost hmoty na 94-96 %, v zimním období stačí 88-90 %. Voda v nádrži na odpad by měla být ohřátá na 35-40 stupňů, jinak se rozkladné procesy zpomalí. Pro uchování tepla je na vnější straně nádrže instalována vrstva tepelně izolačního materiálu.

Vždycky jsem si myslel, že alternativní energie je investičně příliš nákladná, ale podařilo se vám změnit můj názor. Na jedné straně - je obtížné sestavit potřebné zařízení ručně (osobně jsem nezkoušel, nemohu posoudit). Na druhou stranu - pokud se vše podaří udělat správně - se alternativní zdroj energie v každém případě vyplatí. Elektřina nyní stojí hodně peněz. Ale myslím si, že alternativní energie může být instalována pouze v soukromém domě, protože Ve městě - dohledová služba (název si nepamatuji) - se na to nebudou dívat příznivě - mohou vás dokonce pokutovat. Sám žiji ve městě a nemám možnost takové věci vyzkoušet.

Pokud se zkombinují všechny druhy alternativní výroby energie, mohlo by se podařit výrazně snížit náklady na energii a jednou dokonce zaplatit její výstavbu. Soudě podle článku není sestavení alternativního zdroje energie příliš obtížné, ale přesto je zapotřebí určité zručnosti. Pokud si na střechu umístíte solární panely a přidáte k nim větrnou turbínu, získáte téměř univerzální zdroj energie za každého počasí. A když se k tomu přidá bioplyn, je to krása. Všechny tyto způsoby jsou však vhodné pouze pro teplé roční období (no, nebo na podzim, když je silný vítr), ale v zimě slunce není často, ani vítr. Co v takovém případě dělat?