Oggi ne parleremo elettricità autonoma come succede, come dotare una casa di una tale fonte di elettricità, come selezionare sistemi ottimali. E, soprattutto, "il gioco vale la candela".
Caratteristiche di collegamento alle linee elettriche
Ora è difficile immaginare un alloggio confortevole senza elettricità. Grazie a lui, l'abitazione viene illuminata, riscaldata, il cibo viene cotto e l'acqua riscaldata. Ma non sempre è possibile fornire elettricità all'alloggio, soprattutto se la casa si trova lontano dalla città.
Per la preparazione e la successiva visita della mostra, è disponibile un apposito materiale pedagogico preparato. L'ampio programma di sostegno, in collaborazione con numerose istituzioni regionali, si rivolge sia agli alunni e agli insegnanti, sia ai residenti, ai proprietari di case, ai progettisti e agli artigiani.
Petrolio e gas stanno diventando sempre più costosi - questo rende tecnologie alternative come pompe di calore attraente. Un test basato su dieci modelli mostra chi vale il costoso investimento. Normale sarebbe solo 152 ore. Tanto sole significa tanta energia. Rimane nel terreno. E mentre i prezzi del petrolio e del gas continuano a salire, il sole come fornitore di energia è di nuovo interessante.
Molti proprietari case di campagna e agriturismi estivi, soprattutto se sono lontani dalla civiltà, bisogna risolvere il problema dell'approvvigionamento energetico in casa.
La soluzione più comune è collegare la casa alle linee elettriche, ma non sono disponibili ovunque, oppure la linea più vicina è a una distanza decente dalla casa.
Raccoglie il calore dal giardino e lo porta in casa. Riscaldamento a gas e le caldaie a olio sono ridondanti. La pompa di calore si riscalda e cuoce acqua calda. Funziona anche in inverno quando il terreno si congela. Allo stesso tempo, i collettori di terra nel giardino forniscono energia sufficiente. È per natura gratuito.
Tuttavia, la tecnologia stessa è costosa. Prezzo: circa € 000 per pompa di calore e accumulo acqua calda. Inoltre, c'è un'installazione. I pacchetti completi del produttore del riscaldatore di solito rendono le cose un po' più economiche. Gli installatori offrono uno sconto dal 5 al 20% sul prezzo di listino quando ricevono un ordine di installazione.
In questo caso, fornire elettricità a casa può essere molto costoso. Dopotutto, sarà necessario coordinare la fornitura di questa fonte di energia con le autorità competenti, pagare l'installazione di una sottostazione e dei supporti della linea di trasmissione di energia per portarla a casa.
Ed è particolarmente spiacevole che le apparecchiature acquistate e per molti soldi (sottostazione, cavi, supporti) vengano trasferite sul saldo delle reti energetiche locali, cioè saranno il proprietario di tutto e il proprietario del casa dovrà ancora pagare per la fornitura di energia elettrica.
Tuttavia, per una pompa di calore, questo richiede ancora di più: sistemi di sonde geotermiche o collettori di terra che raccolgono energia dalla terra. Costo: a seconda delle spese, diverse migliaia di euro. Sono inoltre disponibili pacchetti completi con impianti di riscaldamento geotermico, pompa di calore e installazione. Se sei un principiante, la pompa di calore risparmia anche il costo di un camino, serbatoio dell'olio o attacco gas. Importante in ogni caso: la casa deve essere ben isolata.
Dopo un investimento elevato, la pompa di calore si ripaga gradualmente. I costi di esercizio sono inferiori rispetto ad altri riscaldatori. La pompa di calore non ha più bisogno di combustibile, ma solo di energia elettrica. Se le condizioni sono giuste, ambiente fornisce circa il 75% dell'energia per il riscaldamento e l'acqua calda.
Pertanto, per molti, questa opzione potrebbe diventare poco pratica, piuttosto problematica e costosa.
Fonti autonome di elettricità
La seconda opzione per fornire elettricità a una casa di campagna è utilizzare fonti autonome di approvvigionamento energetico. Tali fonti possono essere vento, sole, acqua e materiali combustibili.
Quando si utilizza l'elettricità, viene aggiunto solo un quarto. Prerequisiti: casa ben isolata con arredamento moderno Riscaldamento a pavimento. Da terra o stufe a parete Perfetto. Se la temperatura di mandata è bassa, la pompa di calore è particolarmente efficiente. Consuma poca energia e fornisce molto calore.
Biogas a energia alternativa
Una pompa di calore funziona come un frigorifero, ma con il segno opposto. Il frigorifero assorbe calore dall'interno vano frigorifero e lo rilascia sul retro dello strumento. Una pompa di calore, invece, assorbe il calore dall'esterno e lo rilascia all'interno della casa. Il frigorifero si sta raffreddando, la pompa di calore si sta riscaldando.
Utilizzando l'alimentazione autonoma, il proprietario della casa diventa completamente indipendente in termini di approvvigionamento di energia elettrica per il consumo.
Non sono richieste approvazioni, linee di trasmissione di potenza, ecc.. Naturalmente, l'ottenimento di elettricità sarà comunque associato a dei costi. E via stato iniziale saranno abbastanza significativi, perché equipaggiamento necessario costa molto.
Entrambi i dispositivi funzionano con refrigerante. A bassa temperatura e bassa pressione, il refrigerante assorbe calore; a temperatura e pressione più elevate, il calore viene dissipato. Il refrigerante solitamente cambia il suo stato di aggregazione. A temperatura e pressione più elevate diventa liquido, a temperatura e pressione basse il refrigerante è gassoso.
Energia eolica alternativa
La pompa di calore supporta questo circuito. Tre lavorano su questo sistemi di pompaggio: refrigerante, salamoia e pompa di riscaldamento. La pompa salamoia pompa la salamoia attraverso tubi interrati. Questi collettori di terra o sonde geotermiche portano energia geotermica. Il calore viene trasferito al refrigerante nello scambiatore di calore della pompa di calore. Pertanto, lo scambiatore di calore viene anche chiamato evaporatore.
In futuro sarà necessario effettuare anche la manutenzione di tutti i componenti del sistema di approvvigionamento energetico, ma alla fine tutto ripagherà.
Consideriamo brevemente le più comuni fonti autonome di elettricità.
Pannelli solari
Ora stanno guadagnando sempre più popolarità. L'essenza di una tale fonte è semplice: ci sono fotocellule a semiconduttore in cui viene generata una carica elettrica quando la luce solare le colpisce.
Dispositivo a pannelli solari
La pompa di calore mantiene la circolazione in movimento. Il compressore di una pompa di calore comprime il refrigerante gassoso. Il refrigerante compresso condensa nel secondo scambiatore di calore. Diventa liquido e rilascia calore. Pertanto, il secondo scambiatore di calore viene anche chiamato condensatore. Il calore viene trasferito all'accumulo dell'acqua calda e al circuito di riscaldamento.
Ecco come funzionano tutte le pompe di calore. Ma non tutti funzionano ugualmente bene. Con accumulo di acqua calda per circa quattro persone. Questa pompa di calore si riscalda in modo particolarmente efficiente. È progettato con cura e meticolosamente realizzato. Tutti e quattro i dispositivi sono disponibili anche con funzione aggiuntiva: possono non solo riscaldarsi, ma anche raffreddarsi.
La quantità di energia generata dipende direttamente dall'area delle fotocellule, quindi vengono raccolte in pannelli.
Pannello con una superficie di 1 mq in grado di erogare 100 watt di potenza con una tensione di 20-25 V.
Per fornire completamente l'elettricità alla casa, l'area dei pannelli deve essere significativa.
Da qualità positive Una tale fonte di elettricità è la sua durata, completa compatibilità ambientale, silenziosità.
Ecologico ed economico rispetto ai tradizionali sistemi di climatizzazione. Energie alternative sono quelle fonti di energia che non sono tradizionali o classiche. Non esiste una definizione univoca di quali tecnologie facciano parte di questo concetto. Per alcuni esperti, le energie alternative saranno equivalenti all'energia sostenibile, mentre altre definizioni più ampie considerano le fonti di energia alternativa per tutte le fonti di energia che non comportano la combustione di combustibili fossili.
Oltre a questa definizione, sarà inclusa anche l'energia nucleare. Le energie tradizionali o classiche sono associate alle energie utilizzate negli anni dell'economia petrolifera, principalmente carbone, gas e petrolio. Alcune persone possono anche considerare l'energia nucleare come energia convenzionale. Da diversi anni l'utilizzo di energie alternative è diventato una necessità di fronte alla domanda sempre crescente e alla necessità di limitare le emissioni di gas serra.
I pannelli richiedono un minimo di manutenzione e l'energia elettrica da essi generata è completamente gratuita e conveniente.
Ma ci sono anche degli svantaggi. Per fornire elettricità a quantità richiesta, l'area dei pannelli può raggiungere dimensioni significative, che devono comunque essere posizionate correttamente.
Al contrario, l'energia da fusione può essere considerata una vera e propria energia alternativa, poiché la sua capacità di generazione è praticamente illimitata, non emette inquinamento nell'atmosfera né consuma combustibili fossili, il principale svantaggio è la mancanza di investimenti internazionali per approfondire la ricerca e uso pratico questa tecnologia. È un modo per migliorare questo inconveniente.
Previsioni di economisti e scienziati
Tenendo presente quanto sopra e coprendo tutte le possibili definizioni di energie alternative, puoi creare il seguente elenco di energie alternative. Energie rinnovabili o sostenibili Divisione idroelettrica Energia nucleare. Le energie alternative possono essere energie che verranno utilizzate nel prossimo futuro poiché risolvono i problemi delle energie tradizionali. Affinché queste energie possano essere utilizzate su vasta scala, le organizzazioni internazionali, i governi ei legislatori nazionali e internazionali devono incoraggiare una legislazione favorevole e non pregiudicarne l'uso.
Questa energia è instabile. Nelle giornate di sole, i pannelli lavoreranno alla massima resa, ma ci sono anche giornate nuvolose. Ecco perchè totale allenato energia elettrica dipende da quanti giorni di sole all'anno nella regione in cui si trova la casa.
Un altro inconveniente, e significativo, è il costo dei pannelli. Il prezzo per ogni Watt di energia generata è ora di circa $ 1,5, cioè solo per i pannelli che producono 1 kW di elettricità, dovrai pagare $ 1,5 mila. E dovrai anche acquistare il resto dell'attrezzatura necessaria per il funzionamento del sistema.
Il generatore di biogas creerà energia dai rifiuti
Dovrebbe essere regolamentato solo come avviene in altri paesi e non cercare di inventare qualcosa di nuovo che vada a vantaggio delle società oligopolitiche dell'elettricità e danneggi i consumatori che desiderano utilizzare questo metodo per generare elettricità.
Se noi come esseri umani vogliamo mantenere il nostro modo di vivere, dobbiamo pensare ad allontanarci dai combustibili fossili. Non solo per prevenire l'inquinamento, ma semplicemente perché questi combustibili non dureranno per sempre. Conosciamo già molte fonti di energia alternative, ma queste 13 potrebbero sorprenderti.
Turbine eoliche
Il secondo sistema di alimentazione autonomo più popolare è il vento. Le turbine eoliche sono utilizzate per generare elettricità.
In realtà, si tratta di normali generatori, sul cui rotore sono montate le lame. A causa del vento, il rotore ruota e viene generata elettricità.
Riscaldamento per una casa privata: fonti energetiche alternative
Quando si parla di biocarburanti, molte persone pensano al mais, ma a volte il mais è una risorsa scarsa per i biocarburanti. Uno studio recente attira l'attenzione su un'altra pianta molto più efficace: il tabacco. In particolare, il tabacco geneticamente modificato aumenta del 700% il contenuto di amido. Questo si traduce in 500% più zucchero, che è l'ingrediente più importante per ottenere biocarburanti di alta qualità.
Parlando di zucchero, questa sostanza offre un futuro promettente per la sostituzione dei metalli pesanti difficili da ottenere e riciclare dalle batterie esistenti. Un team di ricercatori è riuscito a creare una cella a combustibile a base di enzimi che si nutre di zucchero per generare energia in modo simile a come fanno le piante. Non inquina e non può essere riempito.
Tra le qualità positive delle turbine eoliche, si notano dimensioni piuttosto compatte, relativa silenziosità di funzionamento, rispetto dell'ambiente e durata. C'è anche la possibilità fatti in casa un tale generatore.
Ma il sistema eolico ha più svantaggi. Il primo di questi è il costo, i generatori eolici non saranno economici.
Inoltre, può crescere in calanchi non adatti alle normali colture. Gli scienziati stanno ora lavorando per creare versioni più forti e produrre più semi. Le microalghe sono ricche di amido e zucchero, il che le rende un candidato serio per i biocarburanti. Il loro massimo un grosso problema oggi sta nel fatto che non possono essere raccolti facilmente e abbondantemente in mare. Ecco perché lavoriamo diversi modelli, che consentono la coltivazione di queste microalghe in maniera massiccia.
Considerando che l'efficienza degli aerogeneratori è bassa, per fornire completamente energia elettrica alla casa, sarà necessario installare tre o più aerogeneratori di bassa potenza oppure uno, ma sufficientemente produttivi. E in entrambi i casi, i costi di acquisizione saranno significativi.
Ancora una volta, è necessario tener conto condizioni climatiche. Nelle zone in cui la velocità media annua del vento non supera gli 8 m/s, non sarà consigliabile utilizzare le turbine eoliche, poiché non potranno funzionare nella modalità ottimale.
Aumenta anche la possibilità di modificare le alghe utilizzando nanoparticelle per assorbire più luce e generare più energia. L'industria agricola genera tonnellate di residui vegetali che non sono utili a nulla o difficili nel processo di produzione di biocarburanti. Il biologo Na Wei e il suo team stanno lavorando su una varietà di lieviti in grado di digerire lo xilosio, o zucchero, dall'albero. Questo grado converte i rifiuti vegetali in componenti molto adatti per i biocarburanti.
La verga d'erba o "Commutazione" è letteralmente un'erbaccia. Il suo utilizzo come fonte di biocarburanti è controverso perché sebbene produca molti materiali di biocarburanti, è anche una specie invasiva. La soluzione potrebbe essere nel gene del mais. Da un lato, questo gene determina la percentuale di amido nella pianta. In compenso ne impedisce la fioritura bloccando la tendenza del pascolo ad invadere tutto.
Va inoltre tenuto presente che nei giorni di completa calma si può rimanere senza elettricità, quindi è meglio utilizzare un sistema di alimentazione autonoma del vento se è presente una fonte di elettricità di riserva.
Gruppi elettrogeni di carburante
I generatori alimentati a combustibili liquidi o gassosi (benzina, gasolio, gas) possono diventare una fonte di elettricità di riserva.
Il risultato, se raffinato, è come una cella solare a cui viene iniettato un piccolo flusso d'acqua. In cambio, questa cella produce idrocarburi in abbondanza. 
Le batterie a flusso non hanno elettrodi. L'elettricità è generata dal doppio soluzione chimica separati da una membrana, che permette lo scambio di ioni. La mancanza di elettrodi fa durare molto più a lungo queste batterie. Basta aggiungere più soluzioni per aggiornarle. Il problema è che la loro elettronica è ancora molto complessa e non genera molta potenza.
Qui tutto è semplice: l'installazione è composta da un motore a combustione interna e un generatore. Il motore fa girare il rotore e il generatore genera potenza.
Un tale sistema non può essere definito completamente autonomo, tuttavia è necessario il carburante, che è anche in costante aumento di prezzo. Ma come fonte di elettricità di riserva, tali gruppi elettrogeni sono i più ottimali.
Nel caso in cui il tempo fosse nuvoloso per diversi giorni o non ci fosse vento, è sempre possibile avviare il gruppo elettrogeno per ripristinare la carica della batteria.
Tra le qualità positive dei gruppi elettrogeni alimentati a combustibile, c'è una disponibilità costante di elettricità, tali impianti sono relativamente economici, forniscono buona uscita energia.
I loro svantaggi includono la necessità di carburante, che fornisce prezzi fissi. Tali installazioni non possono funzionare per un lungo periodo e i motori a combustione interna richiedono manutenzione.
Inoltre, per l'utilizzo dei gruppi elettrogeni, è necessario deviare una stanza separata e l'organizzazione della rimozione dei gas di scarico e, ovviamente, non si può parlare di rispetto dell'ambiente.
centrali idroelettriche
Almeno come fonte offline l'energia viene utilizzata da una centrale idroelettrica per un semplice motivo, non tutti hanno un fiume o un ruscello potente vicino alla casa.
L'essenza del lavoro di una tale stazione è quella acqua corrente ruota le pale della turbina, grazie alla quale il generatore genera elettricità.
Le qualità positive delle centrali idroelettriche sono le seguenti: una fornitura stabile di energia 24 ore su 24, poiché l'acqua nel fiume o nel torrente non rallenta la velocità di movimento. Tali stazioni sono completamente ecocompatibili, durevoli e non richiedono praticamente alcuna manutenzione.
Il loro principale svantaggio è la necessità di installare sulle rive del fiume o vicino al torrente. In questo caso, la velocità del movimento dell'acqua dovrebbe essere elevata.
La centrale idroelettrica è in grado di generare energia anche con un lento movimento dell'acqua, ma in questo caso in inverno il fiume sarà coperto di ghiaccio e la stazione non sarà più utilizzabile.
L'elevata velocità dell'acqua sarà una garanzia che il fiume o il torrente non si congelino. Il secondo svantaggio è il costo della stazione.
Tuttavia, il concetto di dotare una casa di un sistema di approvvigionamento energetico autonomo è promettente e molti ne sono interessati.
Sopra, abbiamo esaminato le principali tipologie di fonti di elettricità, ma da sole non bastano per avere elettricità in casa.
Inoltre, va notato che l'efficacia di qualsiasi sistema autonomo dipende dalla precisione dei calcoli.
Caratteristiche di installazione e funzionamento di fonti autonome
Prima di acquistare e installare uno qualsiasi dei sistemi, è necessario crearli tutti correttamente calcoli necessari dopotutto, nel tempo, il numero di consumatori di energia elettrica in casa può aumentare, ad esempio si decide di installare e questo deve essere preso in considerazione nei calcoli.
Cominciamo con l'esempio del sistema solare.
Sistema solare autonomo.
Tutti i calcoli devono iniziare con i calcoli del consumo totale di elettricità in casa, ovvero calcolare la potenza di tutti i consumatori. Tuttavia, è importante separarli.
Il fatto è che alcuni consumatori di elettricità lavorano senza problemi dalla rete con corrente continua e una tensione di 12 o 24 V. Tali consumatori possono essere gli stessi Lampada a LED che è meglio installare al posto delle tradizionali lampade a incandescenza. E in generale, tutto il lavoro dovrebbe iniziare con l'equipaggiamento della casa con consumatori economici di elettricità.
In base al consumo energetico totale della corrente, viene effettuata la selezione di batterie e inverter. E solo dopo si procede al conteggio del numero di pannelli solari, oltre a selezionare un controller.
È possibile non occuparsi del calcolo dell'area dei pannelli solari, della capacità della batteria e dell'inverter.
Molti produttori offrono già kit già pronti compresa tutta l'attrezzatura necessaria. Quando si acquista un tale kit, è sufficiente conoscere solo il consumo totale di elettricità.
Inoltre, nella scelta di un kit, è importante tenere conto che ha una certa riserva di carica in modo che l'intero sistema non funzioni ai valori limite. Il costo totale di un tale sistema dipende in gran parte dalla sua capacità.
Riassumendo
È sufficiente l'elettricità autonoma in casa soluzione interessante. Ma il suo costo è ancora piuttosto alto, quindi non tutti potranno permetterselo.
Ma d'altra parte, in assenza di collegamento a linee elettriche industriali e di grandi distanze con la civiltà, è ancora meglio spendere soldi per l'approvvigionamento energetico autonomo piuttosto che allungare una nuova linea.
Ma in ogni caso, il proprietario della casa prende lui stesso la decisione.
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Per i proprietari di case private c'è l'opportunità di ridurre significativamente le bollette servizi di pubblica utilità o non utilizzare affatto i servizi dei fornitori di calore, elettricità e gas. Puoi anche fornire un'economia considerevole e, se lo desideri, puoi vendere il surplus. Questo è reale e alcuni l'hanno già fatto. Per questo vengono utilizzate fonti di energia alternative.
Dove puoi ottenere energia e in quale forma
In effetti, l'energia, in una forma o nell'altra, è praticamente ovunque in natura - il sole, il vento, l'acqua, la terra - c'è energia ovunque. Il compito principale è estrarlo da lì. L'umanità lo fa da più di cento anni e ha ottenuto buoni risultati. Al momento, le fonti di energia alternative possono fornire alla casa calore, elettricità, gas, acqua calda. Inoltre, l'energia alternativa non richiede super abilità o super conoscenze. Tutto può essere fatto per la tua casa con le tue mani. Quindi cosa si può fare:
Tutte le fonti energetiche alternative sono in grado di soddisfare pienamente i bisogni umani, ma ciò richiede investimenti e/o troppo grandi grandi aree. Pertanto è più saggio sistema combinato: ricevere energia da fonti alternative e, in caso di carenza, “prenderla” da reti centralizzate.
Utilizzo dell'energia solare
Una delle più potenti fonti di energia alternativa per la casa è la radiazione solare. Per la conversione energia solare Esistono due tipi di impostazioni:
Non pensare che le installazioni funzionino solo al sud e solo in estate. Funzionano bene anche in inverno. Con tempo sereno con nevicate, la produzione di energia è solo leggermente inferiore rispetto all'estate. Se nella tua zona un gran numero di giorni sereni, puoi usare questa tecnologia.
Pannelli solari
I pannelli solari sono assemblati da convertitori fotovoltaici, che sono realizzati sulla base di minerali, che, sotto l'azione di luce del sole emettere elettroni - produrre elettricità. Per uso privato vengono utilizzati fotoconvertitori al silicio. Nella loro struttura sono monocristallini (costituiti da un cristallo) e policristallini (molti cristalli). Il monocristallino ne ha di più alta efficienza(13-25% a seconda della qualità) e maggiore durata, ma più costosa. Quelli policristallini generano meno elettricità (9-15%) e si guastano più velocemente, ma hanno un prezzo inferiore.
Questo è un fotoconvertitore policristallino. Devi maneggiarli con cura: sono molto fragili (anche monocristallini, ma non nella stessa misura)
Assemblea batteria solare facile con le tue mani. Per prima cosa è necessario acquistare una certa quantità di fotocellule al silicio (la quantità dipende dalla potenza richiesta). Molto spesso vengono acquistati su piattaforme di trading cinesi come Aliexpress. Allora la procedura è semplice:
Qualche parola sul motivo per cui il supporto per il pannello solare (batterie) dovrebbe essere verniciato Colore bianco. L'intervallo di temperatura di esercizio dei wafer di silicio va da -40°C a +50°C. Operazione a più alto o basse temperature porta al rapido cedimento degli elementi. Sul tetto, in estate, all'interno, la temperatura può essere molto superiore a +50°C. Ecco perché è necessario il bianco, per non surriscaldare il silicio.
Collettori solari
Con aiuto collettori solari Puoi riscaldare acqua o aria. Dove indirizzare l'acqua riscaldata dal sole - ai rubinetti dell'acqua calda o all'impianto di riscaldamento - scegli tu. Solo il riscaldamento sarà a bassa temperatura - per il riscaldamento a pavimento, ciò che è necessario. Ma affinché la temperatura in casa non dipenda dalle condizioni meteorologiche, è necessario rendere ridondante l'impianto in modo che, se necessario, venga collegata un'altra fonte di calore o la caldaia passi a un'altra fonte di energia.
Esistono tre tipi di collettori solari: piatti, tubolari e ad aria. I più comuni sono tubolari, ma anche altri hanno il diritto di esistere.
plastica piatta
Due pannelli - nero e trasparente - sono combinati in un unico corpo. Tra di loro c'è una conduttura di rame a forma di serpente. Dal sole, il pannello scuro inferiore si riscalda. il rame viene riscaldato da esso e da esso - l'acqua che passa attraverso il labirinto. Questo modo di utilizzare le fonti energetiche alternative non è il più efficiente, ma è interessante perché è molto semplice da implementare. Quindi, puoi riscaldare l'acqua. Sarà solo necessario eseguire il loop della sua fornitura (utilizzando pompa di circolazione). Allo stesso modo, puoi riscaldare l'acqua in un contenitore o utilizzarla per le necessità domestiche. Lo svantaggio di tali installazioni è la bassa efficienza e produttività. Ci vuole molto tempo o un gran numero di collettori piani per riscaldare una grande quantità di acqua.
Collettori tubolari
Si tratta di tubi di vetro - sottovuoto o coassiali - attraverso i quali scorre l'acqua. Uno speciale sistema permette la massima concentrazione nei tubi di calore, che viene ceduto all'acqua che li attraversa.
Il sistema deve avere capacità di memoria in cui l'acqua viene riscaldata. La circolazione dell'acqua nell'impianto è assicurata da una pompa. Tali sistemi non possono essere realizzati da soli: è problematico realizzare tubi di vetro con le proprie mani e questo è lo svantaggio principale. Insieme al prezzo elevato, ostacola l'adozione diffusa di questa fonte di energia per la casa. E il sistema stesso è molto efficiente, con un botto fa fronte al riscaldamento dell'acqua per la fornitura di acqua calda e fornisce un contributo decente al riscaldamento.
Schema di organizzazione del riscaldamento e della fornitura di acqua calda da fonti di energia alternative - utilizzando collettori solari
Collettori d'aria
Nel nostro paese sono molto rari e vani. Sono semplici e facili da realizzare a mano. L'unico aspetto negativo è che è necessaria una vasta area: possono occupare l'intera parete meridionale (orientale, sudorientale). Il sistema è molto simile ai collettori piani: un pannello inferiore nero, uno superiore trasparente, ma riscaldano direttamente l'aria, che viene forzata (da un ventilatore) o naturalmente nell'ambiente. Nonostante l'apparente frivolezza, in questo modo è possibile riscaldarsi durante le ore diurne stanze piccole, compresi tecnici o ausiliari: , rustici, capannoni per esseri viventi.
Una tale fonte di energia alternativa come il sole ci fornisce il suo calore, ma la maggior parte di esso va "da nessuna parte". Catturarne una piccola frazione e utilizzarla per esigenze personali è il compito che risolvono tutti questi dispositivi.
Turbine eoliche
Le fonti di energia alternative sono buone perché sono per lo più risorse rinnovabili. Il più eterno, probabilmente, è il vento. Finché c'è atmosfera e sole, c'è anche vento. Forse per un breve periodo l'aria sarà ferma, ma non per molto. I nostri antenati usavano l'energia eolica nei mulini e uomo moderno lo converte in energia elettrica. Tutto ciò che serve per questo:
- una torre installata in un luogo ventoso;
- generatore con lame ad esso collegate;
- accumulatore e sistema di distribuzione della corrente elettrica.
La torre è costruita qualsiasi, con qualsiasi materiale. Una batteria di accumulo è una batteria, qui non puoi immaginare nulla, ma dove fornire elettricità è una tua scelta. Resta solo da creare un generatore. Può anche essere acquistato già pronto, ma è del tutto possibile realizzarlo da un motore elettrodomestici — lavatrice, cacciavite, ecc. Avrai bisogno di magneti al neodimio e resina epossidica, un tornio.
Sul rotore del motore segniamo i punti per l'installazione dei magneti. Devono essere a uguale distanza l'uno dall'altro. Maciniamo il rotore del motore selezionato, formando "sedili". La parte inferiore della rientranza dovrebbe avere una leggera pendenza in modo che la superficie del magnete sia inclinata. I magneti sono incollati ai punti scolpiti su unghie liquide, versati resina epossidica. superficie quindi carta vetrata portato alla levigatezza. Successivamente, è necessario allegare spazzole che rimuoveranno la corrente. E il gioco è fatto, puoi assemblare e far funzionare un generatore eolico.
Tali installazioni sono abbastanza efficaci, ma la loro potenza dipende da molti fattori: intensità del vento, quanto bene è fatto il generatore, quanto efficacemente la differenza di potenziale viene rimossa dalle spazzole, dall'affidabilità dei collegamenti elettrici, ecc.
Pompe di calore per il riscaldamento domestico
Le pompe di calore utilizzano tutte le fonti di energia alternative disponibili. Prendono calore dall'acqua, dall'aria, dal suolo. In piccole quantità, questo calore è presente anche in inverno, quindi la pompa di calore lo raccoglie e lo reindirizza al riscaldamento della casa.
Le pompe di calore utilizzano anche fonti di energia alternative: il calore della terra, dell'acqua e dell'aria
Principio di funzionamento
Perché le pompe di calore sono così attraenti? Il fatto di aver speso 1 kW di energia per il suo pompaggio, nel molto cattiva opzione riceverai 1,5 kW di calore e le implementazioni di maggior successo possono fornire fino a 4-6 kW. E questo non contraddice in alcun modo la legge di conservazione dell'energia, perché l'energia non viene spesa per ottenere calore, ma non per pomparlo. Quindi nessuna incongruenza.
Le pompe di calore hanno tre circuiti di lavoro: due esterni e uno interno, oltre ad un evaporatore, un compressore ed un condensatore. Lo schema funziona così:
- Nel circuito primario circola un liquido di raffreddamento che preleva calore da fonti a basso potenziale. Può essere calato nell'acqua, seppellito nel terreno o può assorbire calore dall'aria. Più calore, che si raggiunge in questo circuito è di circa 6°C.
- Il circuito interno fa circolare un mezzo riscaldante con un punto di ebollizione molto basso (tipicamente 0°C). Quando riscaldato, il refrigerante evapora, il vapore entra nel compressore, dove viene compresso alta pressione. Durante la compressione, il calore viene rilasciato, il vapore del refrigerante viene riscaldato a una temperatura media compresa tra +35°C e +65°C.
- Nel condensatore, il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento dal terzo circuito di riscaldamento. I vapori di raffreddamento vengono condensati, quindi entrano ulteriormente nell'evaporatore. E poi il ciclo si ripete.
Il circuito di riscaldamento è meglio realizzato sotto forma di un pavimento caldo. Le temperature sono le migliori per questo. Anche il sistema di radiatori richiederà gran numero sezioni, che è brutto e non redditizio.
Fonti alternative di energia termica: dove e come procurarsi calore
Ma la difficoltà maggiore è il dispositivo del primo circuito esterno, che raccoglie calore. Poiché le fonti sono a basso potenziale (c'è poco calore sul fondo), quindi raccoglierlo abbastanza sono necessarie grandi aree. Esistono quattro tipi di contorno:
Lo svantaggio principale delle pompe di calore è alto prezzo la pompa stessa e l'installazione dei campi di raccolta del calore è costosa. In questo caso, puoi risparmiare facendo la pompa da solo e anche posando i contorni con le tue mani, ma l'importo rimarrà comunque considerevole. Il vantaggio è che il riscaldamento sarà economico e il sistema funzionerà a lungo.
Waste to income: impianti a biogas
Tutte le fonti di energia alternative hanno origine naturale, ma dagli impianti a biogas si può ottenere solo un doppio beneficio. Riciclano i rifiuti di animali e pollame. Di conseguenza, si ottiene un certo volume di gas che, dopo la purificazione e l'essiccazione, può essere utilizzato per lo scopo previsto. I restanti rifiuti trasformati possono essere venduti o utilizzati nei campi per aumentare i raccolti: si ottiene un fertilizzante molto efficace e sicuro.
Brevemente sulla tecnologia
La formazione di gas si verifica durante la fermentazione e in questo sono coinvolti i batteri che vivono nel letame. Qualsiasi rifiuto di bestiame e pollame è adatto alla produzione di biogas, ma il letame bovino è ottimale. Viene anche aggiunto al resto dei rifiuti per la "pasta madre" - contiene esattamente i batteri necessari per la lavorazione.
Per creare condizioni ottimaliè richiesto un ambiente anaerobico - la fermentazione deve avvenire senza accesso all'ossigeno. Pertanto, i bioreattori efficaci sono contenitori chiusi. Affinché il processo proceda più attivamente, è necessaria una regolare miscelazione della massa. A stabilimenti industriali per questo vengono installati agitatori azionati elettricamente, negli impianti di biogas autocostruiti questo è di solito dispositivi meccanici- dal più semplice stick alle impastatrici meccaniche che "lavorano" con la forza delle mani.
Esistono due tipi di batteri coinvolti nella formazione di gas dal letame: mesofili e termofili. I mesofili sono attivi a temperature da +30°C a +40°C, termofili - da +42°C a +53°C. I batteri termofili funzionano in modo più efficiente. In condizioni ideali, produzione di gas da 1 litro area utilizzabile può raggiungere 4-4,5 litri di gas. Ma mantenere una temperatura di 50°C nell'impianto è molto difficile e costoso, anche se i costi si giustificano da soli.
Un po' di design
L'impianto di biogas più semplice è un barile con coperchio e agitatore. Il coperchio ha un'uscita per il collegamento di un tubo attraverso il quale il gas entra nel serbatoio. Non otterrai molto gas da un tale volume, ma sarà sufficiente per uno o due bruciatori a gas.
Volumi più seri possono essere ottenuti da un bunker sotterraneo o fuori terra. Se stiamo parlando di un bunker sotterraneo, allora è fatto di cemento armato. Le pareti sono separate da terra con uno strato di isolamento termico, il contenitore stesso può essere suddiviso in più scomparti, nei quali la lavorazione avverrà con uno spostamento temporale. Poiché le colture mesofile di solito funzionano in tali condizioni, l'intero processo richiede da 12 a 30 giorni (le colture termofile vengono elaborate in 3 giorni), quindi è auspicabile uno spostamento temporale.
Il letame entra attraverso la tramoggia di carico, sul lato opposto realizzano un portello di scarico, da dove vengono prelevate le materie prime lavorate. Il bunker non è completamente riempito di biomiscela - circa il 15-20% dello spazio rimane libero - il gas si accumula qui. Per drenarlo, nel coperchio è incorporato un tubo, la cui seconda estremità viene abbassata in un sigillo d'acqua, un contenitore parzialmente riempito d'acqua. In questo modo il gas viene essiccato - già depurato viene raccolto nella parte superiore, viene scaricato tramite un altro tubo e può essere già strozzato al consumatore.
Chiunque può utilizzare fonti di energia alternative. È più difficile per i proprietari di appartamenti implementarlo, ma in una casa privata puoi almeno implementare tutte le idee. Ci sono anche esempi reali Andare. Le persone soddisfano pienamente i loro bisogni e una notevole economia.
