Альтернативная электроэнергия для дома своими руками: Альтернативная энергия дома — 3 самых выгодных источника: как сделать своими руками

Руками

Содержание

Альтернативная энергия дома — 3 самых выгодных источника: как сделать своими руками

Стоимость электроэнергии в России постоянно растёт, например, в Иркутской области цена киловатта выросла в 3 раза за последние пять лет (с 0,38 до 1,11 р. за кВт). Это подвигает владельцев частных домов искать альтернативные источники энергии. В данной статье рассмотрим самые популярные решения: солнечные панели, тепловой насос и ветрогенератор.

Как сделать солнечные панели

В некоторых европейских странах с помощью солнечных панелей обеспечивается электроэнергия для небольших населенных пунктов.

Принцип работы

Принцип работы данного источника энергии основан на способности фотоэлементов преобразовывать энергию солнечного света в электрическую. Такие устройства состоят из:

  • Солнечных панелей. Представляют собой комплекс элементов, преобразующих поток электронов из поступающего солнечного света.
  • Аккумуляторов. Обычно устанавливается несколько батарей, особенно если речь идёт о большом доме.
    В процессе эксплуатации можно добавить дополнительных аккумуляторов.
  • Контроллеров. Такие устройства используются для обеспечения оптимальной зарядки аккумуляторов. Их функция заключается в предотвращении перегрева батарей в результате перезарядки.
  • Инверторов. Предназначение этих приборов заключается в преобразовании электрического тока. АКБ генерируют ток с низким напряжением, поэтому возникает необходимость в его преобразовании с помощью инверторов. Для частного использования достаточно мощности 3-5 кВт.

В батареях, предназначенных для использования в частных домах, применяются кремниевые фотоэлементы. Существует две разновидности данных элементов:

  • Поли-кристаллические. Весьма хрупкие, требуют максимально бережного обращения. Характеризуются низким КПД (10-15%), небольшим эксплуатационным периодом (до 20 лет). Единственное достоинство – дешевизна.
Наглядное отличие разновидностей фотоэлементов
  • Моно-кристаллические. Характеризуются надежностью, прочностью, продолжительным сроком службы (при правильной эксплуатации до 50 лет) и высоким КПД (25-30%).
    Единственный недостаток – относительно высокая стоимость.
Схема работы солнечных панелей

Экономика получения энергии из солнца у себя дома

В большинстве регионов Российской Федерации (кроме Ленинградской области и ещё некоторых субъектов на северо-западе) количество солнечных дней преобладает над пасмурными. Поэтому использование солнечной энергии в таких регионах рационально. При затратах на оборудование среднестатистического частного дома (80 кв.м.) в 100 т.р. они окупаются за 1-2 года.

Отличительная особенность таких источников энергии заключается в том, что они не способны выдавать высокого напряжения. В среднем (зависит от конкретной модели) одна солнечная батарея выдаёт напряжение 18-21 В. Такого тока хватает для подзарядки аккумулятора на 12 вольт. Инвертор, АКБ и контроллер необходимо приобретать готовыми, ибо это довольно сложные с технической точки зрения приборы. Солнечные панели можно изготовить самостоятельно. Как сделать такой альтернативный источник энергии своими руками мы расскажем далее.

Изготовление и сборка корпуса для панелей

Примерно так должен выглядеть корпус

Для создания корпуса солнечной панели понадобятся следующие материалы:

  • Бруски (размер произвольный, оптимальный 25х25 мм).
  • Фанера (или подобный листовой материал, например, OSB).
  • Оргстекло.
  • Силикон.
  • ДВП.

Из фанеры с помощью электролобзика (можно использовать ножовку, но лобзиком быстрее) вырезается днище корпуса. Размер выбирается, исходя из количества фотоэлементов и площади крыши.

Из брусков изготавливается рамка, в которую вставляются листы фанеры. По всему периметру конструкции с шагом 20-25 см сверлятся отверстия диаметром примерно 1 см. Они нужны для предотвращения перегрева конструкции при эксплуатации.

Сборка основных элементов

Из ДВП вырезается подложка по размеру корпуса, изготовленного ранее. После нарезки на листовом материале делаются вентиляционные отверстия с шагом 5-7 см. В конце корпус обрабатывается антисептиком (или специализированной пропиткой для дерева) и покрывается краской в два слоя. Такая мера нужна для предотвращения гниения древесины в результате постоянного воздействия ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков.

Фотоэлементы выкладываются на подложку из ДВП и производится распайка этих элементов последовательным соединением. Отдельные элементы соединяются в ряды, а затем несколько рядов объединяются в единую систему.

После спайки фотоэлементы необходимо перевернуть на другую сторону и зафиксировать силиконом. Затем с помощью мультиметра проверяется величина выходного напряжения. Оптимальное значение: 18-20 В.

Фотоэлементы в сборе

Следующий этап – тестирование. Собранные батареи подключаются на несколько дней. За этот промежуток проверяется их работоспособность. Убедившись в исправности системы, производится герметизация стыков.

Окончательная сборка системы

Первым делом все провода выводятся наружу, чтобы их можно было подключить к приборам. Из оргстекла (можно использовать обычный стеклорез) вырезается крышка. Она закрепляется к краям корпуса саморезами по металлу (у них шляпка больше, что обеспечивает большую прочность конструкции).

Солнечные элементы можно заменить на цепь из диодов типа Д223Б. Солнечная панель, с 36-ю такими диодами обеспечит напряжение около 12В. Перед сборкой конструкции необходимо удалить краску с диодов, замочив их в ацетоне. Далее размещается на пластиковой панели и производится распайка. Собранная конструкция помещается в прозрачный кожух, стыки обрабатываются герметиком.

Если мансардные перекрытия достаточно прочные, можно целиком покрыть крышу солнечными панелями.

Несколько важных правил

Чтобы обеспечить работоспособность изготовленной системы, учитывайте следующие параметры:

  • Солнечные батареи нельзя располагать в тени (от деревьев или построек), в противном случае она не будет оптимально функционировать. Учитывайте это при составлении чертежа.
  • Для обеспечения максимального КПД установки, фотоэлементы должны быть направлены в сторону солнца. Исходя из этого, в северном полушарии батареи необходимо направлять на юг, в южном полушарии на север.
  • Панель желательно размещать под углом, равным географической широте. В таком случае солнечные лучи будут попадать на панели под оптимальным углом.
  • Все элементы конструкции необходимо периодически чистить.
Оптимальное размещение пластин – на скатной крыше дома

Изготовление теплового насоса

Тепловые насосы обеспечивают отопление и горячую воду, используя грунт, воду и даже воздух.

Принцип работы и типология

Насосам необходимо электричество, следовательно, их нужно использовать в сочетании с другим источником энергии. Работают они на веществах вроде фреона. Их специфика заключается в закипании только при низких температурах. В газообразном состоянии, вещество начинает выдавать тепло. Установка состоит из трех частей: внутренний контур, внешний контур и контур насоса.

Внешний в основном закапывают в землю или опускают на дно водоема. Под воздействием внешних факторов циркулирующий фреон начинается нагреваться. Высокое давление насоса внешнего контура, превращает его в газообразное состояние. В итоге температура достигает 70С°.

Схема, наглядно объясняющая принцип работы теплового насоса.

Внутренний выполняет функцию распределителя, он разносит тепло, разогретое в насосе, по всему участку. Коллектор можно установить в любом удобном положении, как горизонтально, так и вертикально (иногда размеры участка не позволяют установить горизонтально).

Контур насоса опускают, в скважины на глубину 1-1,5 метра, предварительно пробурлив. Если же дом расположен подле озера, то прокладка теплообменника проходит в воде.  Отлично подойдет компрессор от кондиционера. 120 л бак будет конденсатором. В бак устанавливается медный змеевик, он нужен для того, чтобы по нему циркулировал фреон. Важно чтобы стенки змеевика были толстыми не менее 1мм. Если проигнорировать данный параметр, то труба при намотке может подвергнуться деформации.

Благодаря такой конструкции, вода начинает прогреваться. Пластиковая бочка объемом в 130-140 литров подойдет для испарителя. В неё монтируется еще один змеевик, а соединять первый и второй бак будет компрессор.

ПВХ труба послужит патрубком испарителя. Он выполняет функцию регулировки жидкости. Испаритель погружают в водоём. Вода непосредственно начинает обтекать его и происходит реакция – испарение фреона. В конденсаторе образуется газ и подает тепло воде, в которой находится змеевик. Помещение начинает греться за счет циркуляции теплоносителя.

Важно знать

Чтобы добиться максимального КПД от используемого прибора, учитывайте эти простые правила:

  • Не обращайте внимания на температуру воды в источнике, главное ее стабильное присутствие.
  • Точные термодинамические расчеты являются гарантией, что система будет продуктивно работать
  • Правильная проектировка и грамотный монтаж насоса, избавят от многих проблем и обеспечат его стабильную работу.
  • Мощность является самым важным показателем отопительной конструкции. Исходя из этого, чем дороже составляющие части отопительной системы, тем выше мощность.
Типы тепловых насосов.

Идеальным условием считается любой водоем, расположенный на участке.

Вариант насоса с использование воды, заметно сократит работы на земле. Эксплуатация насоса с использованием тепла земли, напротив, подразумевает немало земляных работ.

Экономика получения такой энергии

Главное отличие теплового насоса, от иных генераторов состоит в том, что до 70% энергии добывается из окружающей среды. Такая добыча энергии считается экологически чистой. Теперь рассмотрим вопрос об экономичности, сделать расчеты очень легко. Для начала посчитаем цену за 1кВт тепла, в определенном регионе.

Вот данные для расчета:

  • Сухие поленья — 4,000 кВт/кг.
  • Влажные поленья — 3,100 кВт/кг.
  • Антрацит — 5,900 кВт/кг.
  • Уголь- 3,050 кВт/кг.
  • Топливо- 11,900 кВт/кг.
  • Мазут — 11,000 кВт/кг.
  • Газ (природный) — 11,000 кВт/м3.
  • Газ (сжиженный)- 22,800 кВт/м3.

Собственно после подсчетов, надо принять существенное решение по эксплуатированию того или иного источника тепла.

Как сделать ветрогенератор

Прародителем таких устройств являются ветряные мельницы, которыми пользовались сотни лет назад. Они позволяют круглый год получать электроэнергию в любых количествах (в зависимости от мощности генератора и погодных условий).

Принцип работы

Стандартная схема работы ветрогенератора.

Ветрогенератор преобразовывает механическую энергию (получаемую за счет вращения генератора) в электроэнергию. На таком принципе основана работа, к примеру, ГЭС (только вместо ветра используется течение). Любой ветрогенератор состоит из:

  • Лопастей, вращающихся элементов, приводящих ротор в движение.
  • Генератора, вырабатывающего переменный ток.
  • Аккумуляторных батарей, служащих средством накопления и оптимизации вырабатываемой электроэнергии.
  • Контролера, призванного перерабатывать переменный ток в постоянный.
  • Инвертора, преобразовывающего постоянный ток в переменный, благодаря которому функционируют бытовые приборы.
  • Мачты, позволяющей поднимать лопасти на необходимую высоту.

Максимальная мощность системы зависит в большей степени от общей площади лопастей. Использование ветрогенераторов рентабельно только для регионов со среднегодовой скоростью ветра от 6 м/сек. Такие показатели имеют всего несколько субъектов РФ.

Среднегодовая скорость ветра в разных регионах РФ

Классификация ветрогенераторов

Существует несколько классификаций данных устройств:

  • По расположению оси: горизонтальные и вертикальные. Первые позволяют совершать автоматизированный поворот в целях поиск ветра. Вертикальные размещаются на земле, имеют меньший КПД, но более просты в обслуживании.
  • По количеству лопастей: одно-, двух-, трех- и многолопастные. Последняя разновидность предназначена для регионов с низкой среднегодовой скоростью ветра. Требует использование специального редуктора, что повышает себестоимость системы. Поэтому многолопастные ветрогенераторы применяются довольно редко.
  • По материалу, из которого изготовлены лопасти: парусные и жесткие. Первые более просты в изготовлении, при этом требуют регулярной замены в связи с низкой прочностью. Жесткие лопасти дороже, сложнее в изготовлении, но более долговечны.
  • По шагу винта: корректируемые и фиксируемые. Первый тип позволяет увеличить диапазон рабочих скоростей, имеет больший вес и крайне сложен в изготовлении. Фиксируемые генераторы проще и практичнее, поэтому они более популярны.

Далее мы рассмотрим, как сделать тихоходный ветрогенератор из использованного автомобильного генератора.

Создание ветрового колеса

Вариант изготовления лопастей из пластика.

Лопасти являются важнейшей частью ветронератора, так как они определяют работоспособность остальных элементов. Изготовить лопасти можно из подручных материалов: ткань, дерево, пластик, поликарбонат, металл и т.д.

Мы рассмотрим технологию изготовления из обычной канализационной ПВХ трубы. В пользу такого материала говорит его устойчивость к влаге, низкая стоимость и простота в обработке. Для изготовления лопастей делаем следующее:

  1. Определяем необходимую длину лопасти. Оптимальный вариант – в 5 раз больше диаметра имеющейся трубы.
  2. Распиливаем ножовкой по металлу или лобзиком трубу вдоль на 4 части. Одна из них в дальнейшем будет использована в качестве шаблона.
  3. Обрабатываем края наждачной бумагой, убирая появившиеся в ходе резки заусеницы.
  4. Закрепляем обработанные лопасти и генератора на алюминиевом диске.

Желательно использовать ПВХ трубу толщиной от 4 см – в таком случае лопасти будут выдерживать сильные порывы ветра. Не делайте лопасти слишком длинными – они менее прочными. Если требуется обеспечить электроснабжение для большого дома, лучше увеличить количество элементов, а не их размеры.

Изготовление мачты

Профессиональный ветрогенератор.

Как и в случае с лопастями, мачту можно изготовить из подручных средств. Мы рекомендуем воспользоваться стальной трубой диаметром не менее 15 см – такой материал достаточно прочен и прост в обработке. Минимальная длина мачты – 7 м.

Если на участке много построек или деревьев, то рекомендуется поднять колесо на 1-1,5 метра. В противном случае не будет обеспечено равномерное движение воздушных потоков. Фиксирующие колышки и мачту необходимо залить бетоном – это обеспечит их надежную фиксацию. В раствор обязательно добавлять арматуру (или другие ненужные металлические элементы).

Манипуляции с автомобильным генератором

Делаем следующее:

  1. Просверливаем отверстия в генераторе, позволяющие зафиксировать магниты в полюсах ротора.
  2. Устанавливаем магниты, чередуя полюса (плюс – минус – плюс и т.д.). Образовавшиеся пустоты заполняем эпоксидной смолой или подобным материалом. Ротор оборачиваем бумагой.
  3. Перематываем катушку по трехфазной схеме, не меняя направление витков.
Подойдет генератор от любого автомобиля.

По завершению работ тестируем генератор. Оптимальный показатель: напряжение 25-30В при 300 об/мин. Если мощность получилась меньше, добавляем витков на катушке.

Шаг №4: завершение сборки конструкции

Поворотная ось генератора изготавливается из металлической трубы с двумя подшипниками, а хвостовая часть из оцинковки (минимальная толщина – 1,2 мм). Также создается рама, позволяющая закрепить генератор к мачте. Лучше использовать профильную трубу.

Важно: расстояние между мачтой и лопастью должно быть не менее 25 см.

Для обеспечения работоспособности системы дополнительно приобретается и устанавливается контроллер, инвертор и АКБ. Ёмкость батарей высчитывается исходя из мощности генератора, которая зависит от трёх факторов: габариты колеса, количество лопастей и среднегодовая скорость ветра.

Заключение

Задумались, какой метод альтернативного электроснабжения выбрать? Если вы живете в регионе с большим количеством ясных дней, оптимально воспользоваться солнечными батареями. Для субъектов со среднегодовой скоростью ветра от 6 м/сек рационально соорудить ветрогенератор. Тепловой насос мы посоветуем тем, у кого есть хотя бы минимальные инженерские навыки, так как подобное устройство сложно в изготовлении и обслуживании.

Альтернативная энергетика для дома своими руками: обзор лучших разработок

Запасы природного топлива не безграничны, а цены на энергоносители постоянно растут. Согласитесь, было бы неплохо взамен традиционных источников энергии использовать альтернативные, чтобы не зависеть от поставщиков газа и электроэнергии в своем регионе. Но вы не знаете, с чего начинать?

Мы поможем вам разобраться с основными источниками возобновляемой энергии – в этом материале мы рассмотрели лучшие эко-технологии. Заменить привычные источники питания способна альтернативная энергия: своими руками можно устроить весьма эффективную установку для ее получения.

В нашей статье рассмотрены простые способы сборки теплового насоса, ветрогенератора и солнечных батарей, подобраны фотоиллюстрации отдельных этапов процесса. Для наглядности материал снабжен видеороликами по изготовлению экологически чистых установок.

Содержание статьи:

Популярные источники возобновляемой энергии

“Зеленые технологии” позволят ощутимо сократить бытовые расходы за счет использования практически бесплатных источников.

Еще с древних времен люди использовали в повседневном обиходе механизмы и устройства, действие которых было направлено на превращение в механическую энергию сил природы. Ярким примером тому являются водяные мельницы и ветряки.

С появлением электричества наличие генератора позволило механическую энергию превращать в электрическую.

Водяная мельница – предшественник насоса автомата, не требующий присутствия человека для совершения работы. Колесо самопроизвольно вращается под напором воды и самостоятельно черпает воду

Сегодня значительное количество энергии вырабатывается именно ветряными комплексами и гидроэлектростанциями. Помимо ветра и воды людям доступны такие источники, как биотопливо, энергия земных недр, солнечный свет, энергия гейзеров и вулканов, сила приливов и отливов.

В быту для получения возобновляемой энергии широко используют следующие устройства:

Высокая стоимость, как самих устройств, так и проведения монтажных работ, останавливает многих людей на пути к получению вроде бы бесплатной энергии.

Окупаемость может достигать 15-20 лет, но это не повод лишать себя экономических перспектив. Все эти устройства можно изготовить и установить самостоятельно.

При выборе источника альтернативной энергии нужно ориентироваться на ее доступность, тогда максимальная мощность будет достигнута при минимуме вложений

Солнечные панели собственноручного изготовления

Готовая солнечная панель стоит немалых денег, поэтому ее покупка и установка по карману далеко не каждому. При самостоятельном изготовлении панели расходы можно снизить в 3-4 раза.

Прежде чем приступить к устройству солнечной панели нужно разобраться, как все это работает.

Галерея изображений

Фото из

Расположение солнечной панели на скатной крыше

Монтаж солнечных батарей на пологую крышу

Конструкция для изменения угла наклона приборов

Формирование угла наклона солнечной батареи

Принцип работы системы солнечного электроснабжения

Понимание назначения каждого из элементов системы позволит представить ее работу в целом.

Основные составляющие любой системы солнечного электроснабжения:

  • Солнечная панель. Это комплекс соединенных в единое целое элементов, преобразующих солнечный свет в поток электронов.
  • Аккумуляторы. Одной надолго не хватит, поэтому система может насчитывать до десятка таких устройств.  Количество аккумуляторных батарей определяется мощностью потребляемой электроэнергии. Количество аккумуляторных батарей можно будет увеличить в будущем, добавив в систему необходимое количество солнечных панелей;
  • Контроллер солнечного заряда. Это устройство необходимо для обеспечения нормальной зарядки аккумуляторной батареи. Основное его назначение состоит в недопущении повторной перезарядки батареи.
  • Инвертор. Прибор, требующийся для преобразования тока. Аккумуляторные батареи выдают ток низкого напряжения, а инвертор преобразует его в ток необходимого для функционала высокого напряжения – выходная мощность. Для дома достаточно будет инвертора с выдаваемой мощностью  3-5 кВт.

Основная особенность солнечных батарей состоит в том, что они не могут вырабатывать ток высокого напряжения. Отдельный элемент системы способен вырабатывать ток напряжением 0,5-0,55 В. Одна солнечная батарея способна вырабатывать ток напряжением 18-21 В, чего достаточно для зарядки 12-вольтового аккумулятора.

Если инвертор, аккумуляторные батареи и контроллер заряда лучше приобрести готовыми, то солнечные батареи вполне возможно сделать самому.

Качественный контроллер и правильность подключения помогут как можно дольше сохранять работоспособность аккумуляторных батарей и автономность всей солнечной станции в целом

Изготовление солнечной батареи

Для изготовления батареи необходимо приобрести солнечные фотоэлементы на моно- либо поликристаллах. При этом нужно учесть, что срок службы поликристаллов значительно меньше, чем у монокристаллов.

Кроме того КПД поликристаллов не превышает 12%, тогда как этот показатель у монокристаллов достигает 25%. Для того, чтобы сделать одну солнечную панель необходимо купить как минимум 36 таких элементов.

Солнечную батарею собирают из модулей. Каждый модуль для бытового использования включает 30, 36 или 72 шт. элементов, соединенных последовательно с источником питания с максимальным напряжением около 50 V

Шаг #1 – сборка корпуса солнечной панели

Начинаются работы с изготовления корпуса, для этого потребуются следующие материалы:

  • Деревянные бруски
  • Фанера
  • Оргстекло
  • ДВП

Из фанеры необходимо вырезать днище корпуса и вставить его в рамку из брусков толщиной 25 мм. Размер днища определяется количеством солнечных фотоэлементов и их размером.

По всему периметру рамки в брусках с шагом 0,15-0,2 м необходимо высверлить отверстия диаметром 8-10 мм. Они требуются для предотвращения перегрева элементов батареи во время работы.

Правильно выполненные отверстия с шагом 0,15-0,20 м предохранят от перегрева элементы солнечной панели и обеспечат стабильную работу системы

Шаг #2 – соединение элементов солнечной панели

По размеру корпуса необходимо при помощи канцелярского ножа вырезать из ДВП подложку для солнечных элементов. При ее устройстве также нужно предусмотреть наличие вентиляционных отверстий, устраиваемых через каждые 5 см квадратно-гнездовым способом. Готовый корпус нужно дважды покрасить и высушить.

Солнечные элементы следует вверх ногами выложить на подложку из ДВП и выполнить распайку. Если готовые изделия уже не были оснащены припаянными проводниками, то работа существенно упрощается. Однако процесс распайки предстоит выполнить в любом случае.

Нужно помнить, что соединение элементов должно быть последовательным. Изначально элементы следует соединять рядами, а уже потом готовые ряды объединять в комплекс путем присоединения к токоведущим шинам.

По завершению элементы нужно перевернуть, уложить как положено и зафиксировать на своих местах при помощи силикона.

Каждый из элементов нужно надежно зафиксировать на подложке с помощью скотча либо силикона, в будущем это позволит избежать нежелательных повреждений

После чего надо проверить величину выходного напряжения. Ориентировочно оно должно находиться в пределах 18-20 В. Теперь батарею следует обкатать в течение нескольких дней, проверить способность зарядки аккумуляторных батарей. Только после контроля работоспособности производится герметизация стыков.

Шаг #3 – сборка системы электроснабжения

Убедившись в безукоризненном функционале, можно выполнить сборку системы электроснабжения. Входные и выходные контактные провода нужно вывести наружу для последующего подключения прибора.

Из оргстекла следует вырезать крышку и закрепить ее саморезами к бортикам корпуса через предварительно просверленные отверстия.

Вместо солнечных элементов для изготовления батареи можно использовать диодную цепь с диодами Д223Б. Панель из 36 последовательно соединенных диодов способна выдавать напряжение 12 В.

Диоды нужно предварительно замочить в ацетоне для удаления краски. В пластиковой панели следует высверлить отверстия, вставить диоды и произвести их распайку. Готовую панель необходимо поместить в прозрачный кожух и герметизировать.

Правильно ориентированные и установленные солнечные панели обеспечивают максимальную эффективность получения солнечной энергии, а также легкость и простоту обслуживания системы

Основные правила установки солнечной панели

От правильности установки солнечной батареи во многом зависит эффективность работы всей системы.

При установке нужно учесть следующие важные параметры:

  1. Затенение. Если батарея будет находиться в тени деревьев или более высоких сооружений, то она не только не будет нормально функционировать, но и может выйти из строя.
  2. Ориентация. Для максимального попадания солнечных лучей на фотоэлементы батарею необходимо направить в сторону солнца. Если Вы живете в северном полушарии, то панель должна быть ориентирована на юг, если же в южном, то наоборот.
  3. Наклон. Этот параметр определяется географическим положением. Специалисты рекомендуют устанавливать панель под углом, равным географической широте.
  4. Доступность. Нужно постоянно следить за чистотой лицевой стороны и вовремя удалять слой пыли и грязи. А в зимнее время панель периодически необходимо очищать от налипающего снега.

Желательно, чтобы при эксплуатации солнечной панели угол наклона не был постоянным. Прибор будет работать по максимуму только в случае прямо направленных на его крышку солнечных лучей.

Летом его лучше располагать под уклоном в 30º к горизонту. В зимнее время рекомендовано приподнимать и устанавливать на 70º.

В ряде промышленных вариантов солнечных батарей предусмотрены устройства слежения за движение солнца. Для бытового применения можно продумать и предусмотреть подставки, позволяющие менять угол наклона панели

Тепловые насосы для отопления

Тепловые насосы являются одним и из наиболее прогрессивных технологических решений в получении для вашего дома. Они не только наиболее удобны, но и экологически безопасны.

Их эксплуатация позволит существенно снизить расходы, связанные с оплатой на охлаждение и обогрев помещения.

Галерея изображений

Фото из

Тепловой насос с забором тепла земли или подземной воды

Внешний блок теплового насоса воздух-вода или воздух-воздух

Взаимосвязь внешней и внутренней составляющих эко-систем

Оборудование внутреннего блока теплового насоса

Классификация тепловых насосов

Тепловые насосы классифицирую по количеству контуров, источнику энергии и способу ее получения.

В зависимости от конечных потребностей тепловые насосы могут быть:

  • Одно-, двух или трехконтурные;
  • Одно- или двухконденсаторные;
  • С возможностью нагрева или с возможностью нагрева и охлаждения.

По виду источника энергии и способу ее получения различают следующие тепловые насосы:

  • Грунт – вода. Применяются в умеренном климатическом поясе с равномерным прогревом земли вне зависимости от времени года. Для монтажа используют коллектор либо зонд в зависимости от типа грунта. Для бурения неглубоких скважин не требуется получения разрешительных документов.
  • . Тепло аккумулируется из воздуха и направляется на нагрев воды. Установка будет уместной в климатических зонах с зимней температурой не ниже -15 градусов.
  • . Монтаж обусловлен наличием водоемов (озера, реки, грунтовые воды, скважины, отстойники). Эффективность такого теплового насоса является весьма внушительной, что обусловлено высокой температурой источника в холодное время года.
  • Вода – воздух. В данной связке в роли источника тепла выступают те же водоемы, но при этом тепло посредством компрессора передается непосредственно воздуху, используемому для обогрева помещений. В данном случае вода не выступает в качестве теплоносителя.
  • Грунт – воздух. В данной системе проводником тепла является грунт. Тепло из грунта через компрессор передается воздуху. В роли переносчика энергии применяют незамерзающие жидкости. Данная система считается наиболее универсальной.
  • . Работа данной системы сходна с работой кондиционера, способного обогревать и охлаждать помещение. Данная система является наиболее дешевой, так как не требует производства земляных работ и прокладки трубопроводов.

При выборе вида источника тепла нужно ориентироваться на геологию участка и возможность беспрепятственного проведения земляных работ, а также на наличие свободной площади.

При дефиците свободного места придется отказаться от таких источников тепла, как земля и вода и забирать тепло из воздуха.

От правильности выбора вида теплового насоса во многом зависит эффективность работы системы и затраты на ее устройство

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы тепловых насосов основан на использовании цикла Карно, который в результате резкого сжатия теплоносителя обеспечивает повышение температуры.

По такому же принципу, но с противоположным эффектом, работает большинство климатических устройств с компрессорными установками (холодильник, морозильная камера, кондиционер).

Главный рабочий цикл, который реализуется в камерах данных агрегатов, полагает обратный эффект – в результате резкого расширения происходит сужение хладагента.

Именно поэтому один из наиболее доступных методов изготовления теплового насоса основан на использовании отдельных функциональных узлов, используемых в климатическом оборудовании.

Так, для изготовления теплового насоса  может быть использован бытовой холодильник. Его испаритель и конденсатор будут играть роль теплообменников, отбирающих тепловую энергию из среды и направляющие ее непосредствен на нагрев теплоносителя, который циркулирует в системе отопления.

Низкопотенциальное тепло из грунта, воздуха или воды вместе с теплоносителем попадает в испаритель, где превращается в газ, а далее еще больше сжимается компрессором, в результате чего температура становится еще выше

Сборка теплового насоса из подручных материалов

Используя старую бытовую технику, а точнее, ее отдельные узлы, можно самостоятельно собрать тепловой насос. Как это можн сделать, рассмотрим далее.

Шаг #1 – подготовка компрессора и конденсатора

Работы начинаются с подготовки компрессорной части насоса, функции которой будут отведены соответствующему узлу кондиционера либо холодильника. Данный узел необходимо закрепить с помощью мягкой подвески на одной из стен рабочего помещения там, где это будет удобно.

После этого необходимо изготовить конденсатор. Для этого идеально подойдет бак из нержавеющей стали объемом 100 л. В него необходимо вмонтировать змеевик (можно взять готовую медную трубку от старого кондиционера либо холодильника.

Подготовленный бак нужно с помощью болгарки разрезать вдоль на две равные части – это необходимо для установки и закрепления змеевика в теле будущего конденсатора.

После монтажа змеевика в одной из половинок обе части емкости нужно соединить и сварить между собой таким образом, чтобы получился замкнутый бак.

Для изготовления конденсатора использован бак из нержавеющей стали объемом 100 л, с помощью болгарки он был разрезан пополам, вмонтирован змеевик и произведена обратная сварка

Учтите, что при сварке нужно использовать специальный электроды, а еще лучше применять аргоновую сварку, только она может обеспечить максимальное качество шва.

Шаг #2 – изготовление испарителя

Для изготовления испарителя потребуется герметичный пластиковый бак объемом 75-80 литров, в который нужно будет поместить змеевик из трубы диаметром ¾ дюйма.

Для изготовления змеевика достаточно обмотать медную трубку вокруг стальной трубы диаметром 300-400 мм с последующей фиксацией витков перфорированным уголком

На концах трубки необходимо нарезать резьбу для последующего обеспечения соединения с трубопроводом. После завершения сборки и проверки герметизации испаритель следует закрепить на стене рабочего помещения при помощи кронштейнов соответствующего размера.

Завершение сборки лучше доверить специалисту. Если часть сборки можно выполнить самостоятельно, то с пайкой медных труб и закачкой хладагента должен работать профессионал. Сборка основной части насоса заканчивается подключением обогревательных батарей и теплообменника.

Нужно отметить, что данная система является маломощной. Поэтому будет лучше, если тепловой насос станет дополнительной частью существующей системы отопления.

Шаг #3 – обустройство и подключение внешнего устройства

В качестве источника тепла лучше всего подойдет вода из колодца или скважины. Она никогда не замерзает и даже зимой ее температура редко опускается ниже +12 градусов. Потребуется устройство двух таких скважин.

Из одной скважины будет происходить забор воды с последующей подачей в испаритель.

Энергию подземной воды можно использовать круглогодично. На ее температуру не влияют погодные условия и времена года

Далее отработанная вода будет сбрасываться во вторую скважину. Остается все это подключить к входу в испаритель, к выходу и герметизировать.

В принципе, система готова к эксплуатации, но для ее полной автономности потребуется система автоматики, контролирующая температуру движущегося теплоносителя в отопительных контурах и давление фреона.

На первых порах можно обойтись обыкновенным пускателем, но следует учесть, что запуск системы после отключения компрессора можно выполнять через 8-10 минут – это время необходимо для выравнивания давления фреона в системе.

Устройство и использование ветрогенераторов

Энергию ветра использовали еще наши предки. С тех далеких времен, в принципе, ничего не изменилось.

Отличие состоит лишь в том, что жернова мельницы заменены генератором и приводом, обеспечивающими преобразование механической энергии лопастей в электрическую энергию.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Подбор деталей для изготовления ветрогенератора

Шаг 2: Извлечение двигателя и патрона из ненужной дрели

Шаг 3: Детали для устройства крепежного узла ветрогенератора

Шаг 4: Установка крепежного узла в собранном виде

Шаг 5: Установка подшипника с внутренней стороны пластины

Шаг 6: Сборка ветрогенератора и установка на площадкуСборка ветрогенератора и установка на площадку

Шаг 7: Крепление лопастей ветрогенератора к пластине

Шаг 8: Небольшой самодельный ветрогенераторНебольшой самодельный ветрогенератор

Установка ветрогенератора считается экономически выгодной, если среднегодовая скорость ветра превышает 6 м/с.

Монтаж лучше всего производить на возвышенностях и равнинах, идеальными местами считаются побережья рек и крупных водоемов вдали от различных инженерных коммуникаций.

Для преобразования энергии воздушных масс в электрическую применяются ветрогенераторы, наиболее продуктивные в прибрежных регионах

Классификация ветряных генераторов

Классификация ветряных генераторов зависит от следующих основных параметров:

  • В зависимости от размещения оси могут быть и горизонтальные. Горизонтальная конструкция предусматривает возможность автоповорота основной части для поиска ветра. Основное оборудование вертикального ветрогенератора расположено на земле, поэтому его легче обслуживать, при этом КПД вертикально расположенных лопастей ниже.
  • В зависимости от количества лопастей различают одно-, двух-, трех- и многолопастные ветряные генераторы. Многолопастные ветрогенераторы используют при малой скорости воздушного потока, применяются редко из-за необходимости установки редуктора.
  • В зависимости от материала, используемого для изготовления лопастей, лопасти могут быть парусными и жесткими. Лопасти парусного типа просты в изготовлении и монтаже, но требуют частой замены, так как быстро выходят из строя под воздействием резких порывов ветра.
  • В зависимости от шага винта, различают изменяемый и фиксируемый шаги. При использовании изменяемого шага можно добиться значительного увеличения диапазона рабочих скоростей ветрогенератора, но это приведет к неминуемому усложнению конструкции и увеличению ее массы.

Мощность всех видов приборов, преобразующих энергию ветра в электрический аналог, зависит от площади лопастей.

Для работы ветрогенераторам практически не нужны классические источники энергии. Использование установки мощностью около 1 мВт позволит сэкономить 92 000 баррелей нефти или 29 000 т угля за 20 лет

Устройство ветряного генератора

В любой ветряной установке присутствуют следующие основные элементы:

  • Лопасти, вращающиеся под действием ветра и обеспечивающие движение ротора;
  • Генератор, который вырабатывает переменный ток;
  • Контроллер управления лопастями, отвечает за образование переменного тока в постоянный, который требуется для зарядки аккумуляторов;
  • Аккумуляторные батареи, нужны для накопления и выравнивания электрической энергии;
  • Инвертор, выполняет обратное превращение постоянного тока в переменный, от которого работают все бытовые приборы;
  • Мачта, необходима для подъема лопастей над поверхностью земли до достижения высоты перемещения воздушных масс.

При этом генератор, и мачта считаются основными частями ветрогенератора, а все остальное – дополнительные компоненты, обеспечивающие надежную и автономную работу системы в целом

В схему любого даже самого простого ветряного генератора обязательно должны быть включены инвертор, контроллер заряда и аккумуляторные батареи

Тихоходный ветряной генератор из автогенератора

Считается, что данная конструкция является наиболее простой и доступной для самостоятельного изготовления. Она может стать как самостоятельным источником энергии, так и взять на себя часть мощности существующей системы электроснабжения.

При наличии автомобильного генератора и аккумуляторной батареи все остальные части можно изготовить из подручных материалов.

Шаг #1 – изготовление ветрового колеса

Лопасти считаются одной из наиболее важных частей ветрогенератора, так как их конструкцией определяется работа остальных узлов. Для изготовления лопастей могут быть использованы самые разные материалы – ткань, пластик, металл и даже дерево.

Мы изготовим лопасти из канализационной пластиковой трубы. Основные преимущества данного материала – дешевизна, высокая влагоустойчивость, простота обработки.

Работы выполняются в следующем порядке:

  1. Производится расчет длины лопасти, при этом диаметр пластиковой трубы должен составлять 1/5 от необходимого метража;
  2. С помощью лобзика трубу следует разрезать вдоль на 4 части;
  3. Одна часть станет шаблоном для изготовления всех последующих лопастей;
  4. После обрезки трубы заусеницы на краях необходимо обработать наждачной бумагой;
  5. Вырезанные лопасти необходимо зафиксировать на заранее приготовленном алюминиевом диске с предусмотренным креплением;
  6. Также к этому диску после переделки нужно прикрутить генератор.

Учтите, что труба из ПВХ не обладает достаточной прочностью и не сможет противостоять сильным порывам ветра. Для изготовления лопастей лучше всего применять трубу из ПВХ толщиной не менее 4 см.

Далеко не последнюю роль на величину нагрузки оказывает размер лопасти. Поэтому не лишним будет рассмотреть вариант снижения размера лопасти за счет увеличения их количества.

Лопасти ветрогенератора изготовлены по шаблону из ¼ ПВХ канализационной трубы диаметром 200 мм, разрезанной вдоль оси на 4 части

После сборки следует произвести балансировку ветрового колеса. Для этого требуется закрепить его горизонтально на штативе в закрытом помещении. Результатом правильной сборки будет неподвижность колеса.

Если же происходит вращение лопастей, необходимо выполнить их подточку абразивом доя уравновешивания конструкции.

Шаг #2 – изготовление мачты ветрогенератора

Для изготовления мачты можно использовать стальную трубу диаметром 150-200 мм. Минимальная длина мачты должна составлять 7 м. Если на участке есть препятствия для перемещения воздушных масс, то колесо ветрогенератора нужно поднять на высоту, превышающую препятствие не менее, чем на 1 м.

Колышки для закрепления растяжек и саму мачту необходимо забетонировать. В качестве растяжек можно использовать стальной либо оцинкованный трос толщиной 6-8 мм.

Растяжки мачты придадут ветрогенератору дополнительную устойчивость и снизят расходы, связанные с устройством массивного фундамента, их стоимость гораздо ниже остальных типов мачт, но требуется дополнительная площадь для растяжек

Шаг #3 – переоборудование автомобильного генератора

Переделка состоит лишь в перемотке провода статора, а также в изготовлении ротора с неодимовыми магнитами. Для начала нужно высверлить отверстия, необходимые для фиксации магнитов в полюсах ротора.

Установка магнитов выполняется с чередованием полюсов. По завершению работ межмагнитные пустоты нужно заполнить эпоксидной смолой, а сам ротор обернуть бумагой.

При перемотке катушки нужно учесть, что эффективность работы генератора будет зависеть от количества витков. Катушку необходимо мотать по трехфазной схеме в одном направлении.

Готовый генератор нужно испытать, результатом правильно выполненной работы будет показатель в 30 В при 300 оборотах генератора.

Переоборудованный генератор готов к проведению испытаний по выдаваемому номинальному напряжению перед финальным монтажом всей системы тихоходного ветрогенератора

Шаг #4- завершение сборки тихоходного ветрогенератора

Поворотная ось генератора выполняется из трубы с насаженными двумя подшипниками, а хвостовая часть вырезается из оцинкованного железа толщиной 1,2 мм.

Перед креплением генератора к мачте необходимо изготовить раму, лучше всего для этого подойдет профильная труба. При выполнении крепления нужно учесть, что минимальное расстояние от мачты до лопасти должно быть больше 0,25 м.

Под действием потока ветра происходит движение лопастей и ротора, в результате достигается вращение редуктора и получается электрическая энергия

Для работы системы после ветрогенератора нужно установить контроллер заряда, аккумуляторные батареи, а также инвертор.

Емкость батареи определяется мощностью ветрогенератора. Данный показатель зависит от размеров ветряного колеса, количества лопастей и скорости ветра.

Выводы и полезное видео по теме

Изготовление солнечной панели с пластмассовым корпусом, перечень материалов и порядок выполнения работ

Принцип работы и обзор геотермальных насосов

Переоборудование автогенератора и изготовление тихоходного ветрогенератора своими руками

Отличительной чертой альтернативных источников энергии является их экологическая чистота и безопасность.

Довольно малая мощность установок и привязка к определенным условиям местности позволяют эффективно эксплуатировать только комбинированные системы традиционных и альтернативных источников.

Ваш дом использует альтернативную энергетику в качестве источников тепла и электроэнергии? Вы самостоятельно собрали ветрогенератор или изготовили солнечные батареи? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом в комментариях к нашей статье.

Альтернативная энергия на сайте полезных самоделок

В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже испо…

Читать далее

Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам:…

Читать далее

Как уже неоднократно говорилось, существует масса альтернативных источников энергии, обладающих поистине неограниченным потенциалом. Человечество должно научит…

Читать далее

Как ни крути, а все запасы энергии, которые есть на Земле — это результат воздействия Солнца. Соответственно, вся нетрадиционная энергетика основывается на испо…

Читать далее

Казалось бы, солнечной энергии должно хватить человечеству на века. Это практически неисчерпаемый источник энергии. Но дело в том, что непосредственное применение…

Читать далее

Устройство ставится и умещается в выключателе или рядом с ним. Оно позволяет плавно включать эл. лампу, т. е. до номинального значения увеличить ток через лампу…

Читать далее

Если вы когда-нибудь задавались вопросом: что такое тепловой аккумулятор, как он работает и какую пользу можете из этого извлечь лично вы, то читайте эту статью…

Читать далее

Еще в 1988 г., германский доктор Вольфганг Файст вместе с профессором Бо Адамсоном (из Швеции) предложили необыкновенную схему оборудования обычного здания. Сут…

Читать далее

Наш заголовок — не шутка и не опечатка. Ветер действительно может обогреть жилище. Правда, для этого потребуется собрать ветряной генератор, об этом и пой…

Читать далее

Экологически чистая энергия из возобновляемых природных источников — это весьма перспективная тема для ведения рационального хозяйства. Солнечные электростанции…

Читать далее

Я хочу предложить читателям интересное на мой взгляд и полезное устройство — портативную ветроэлектростанцию. В летнее время я с семьей часто отдыхаю на берегу…

Читать далее

Этим вопросом я задался, когда готовился пойти в поход на байдарках на две недели. Электроэнергия требовалась, прежде всего, для восполнения заряда аккумуляторо…

Читать далее

Цена солнечных батарей в России сейчас достаточно высока. Это обуславливается их малой распространенностью и отсутствием собственных производств….

Читать далее

Немаловажную роль в формировании себестоимости выпускаемой продукции играет экономия электрической энергии, а именно рационального использования освещения цехов…

Читать далее

В хозяйстве радиоконструктора всегда найдутся старые диоды и транзисторы от ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. В умелых руках это — богатство, кот…

Читать далее

Это возможно самая важная вещь, которую вы когда-либо читали! Похоже, что изобретатель из США Стэнли Мэйер разработал электрическую ячейку, которая позволяет…

Читать далее

В последнее время все большее внимание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и …

Читать далее

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхрон…

Читать далее

Стандартная схема включения люминесцентных ламп не лишена недостатков: гудит дроссель, глючит стартер, лампы моргают и никак не хотят загораться….

Читать далее

Оказывается этот загадочный обогреватель ВИН устроен очень просто и его легко можно собрать прямо у себя дома. Рассмотрим вкратце принцип действия. В основу ра…

Читать далее

Энергия для дома своими руками. Альтернативные источники энергии.

После постройки дома и ввода его в эксплуатацию основные расходы будут именно на энергию. Это обстоятельство делает выгодным использование альтернативных источников. В тоже время устройства для получения альтернативной энергии дороги сами по себе и срок их окупаемости составляет не менее 10 лет. Выходом будет альтернативные источники энергии для дома своими руками. Их изготовление стоит в разы дешевле. При этом используется не изготовление с нуля, а сборка из готовых компонентов. Здесь есть множество решений. Их можно разделить на системы генерации энергии и системы ее сохранения.

Ветрогенераторы для дома дачи

В первую очередь интересны из-за своей низкой стоимости при самостоятельном изготовлении. Если их приобретать новыми в готовом виде, то особой выгоды в сравнении с солнечными батареями они не обеспечивают. Исключение — ветреные места, например, горные районы. При самостоятельном изготовлении выгода может быть огромной.

При установке нужно помнить, что ветрогенераторы издают шум. Скоростные модели при работе на сильном ветре небезопасны, из-за возможного разлета элементов лопастей. Лучше всего ветряки подходят для больших ветреных участков, с низкой стоимостью земли. Там под них вполне можно отвести несколько соток в отдаленном углу. Для компактных участков, придомовых территорий в коттеджных поселках они не подходят.

Вертикальные тихоходные ветрогенераторы безопасны и производят меньше шума. Ветровое колесо у них намного проще в изготовлении, но сам электрический генератор требует повышающего редуктора.

Солнечные батареи

Их можно назвать самым лучшим источником альтернативной энергии. Они не имеют подвижных элементов, чрезвычайно надежны и эффективны, подходят для любых населенных климатических зон. Солнечные батареи можно размещать в коттеджных поселках, на компактных городских участках, на крыше дома. Они очень функциональны, но их распространению препятствует высокая цена. Советы по выгодному приобретению:

  • приобретать панели не менее 250 Вт мощности;
  • не покупать солнечные батареи у посредников;
  • не приобретать готовых комплектов с инверторами;

Выгодно купить солнечные батареи можно на Алиэкспрессе и сайтах производителей. Китайские производители вне конкуренции в ценовом отношении. Панели по 200 – 250 вт наиболее удобны (площадь 1 – 1,5м). Также функциональны гибкие пленочные солнечные элементы.

Такие альтернативные источники энергии как солнце обладают суточной цикличностью. Поэтому часть стоимости системы нужно будет потратить на аккумуляторы. Предложено множество вариантов.

Запасаем электроэнергию

Солнечная альтернативная энергетика требует аккумуляторных батарей. В доме нет особых требований по массе и габаритам батарей, поэтому выбор нужно проводить по цене и количеству циклов. Сейчас оптимальный вариант — свинцово-кислотные батареи. Они обладают энергоемкостью 50 Вт/кг и самой низкой стоимостью. Рассматривать другие типы аккумуляторов нерентабельно.

Приобретать нужно только самые крупные форм-факторы батарей. Чем больше емкость одной единицы — тем дешевле будет весь комплект в пересчете на один Вт запасенной энергии. От автомобильных аккумуляторов желательно отказаться. Лучше использовать батареи для грузовиков или тяговые для погрузчиков. Выгодные варианты есть в комплектах батарей для промышленных ИБП.

Электросеть постоянного тока в доме

Если посмотреть на готовые солнечные электростанции для дома, то можно заметить, что 30-50% стоимости занимает преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). При самостоятельной сборке солнечной электростанции этот узел можно исключить. В этом случае будет сеть низкого напряжения и постоянного тока. Для нее потребуются специализированные приборы. Обычная бытовая техника работать не будет, поэтому это решение оправданно, только когда такие электроприборы имеются.

Это может быть, например, специально изготовленная электроплита, система LED освещения, насос с двигателем постоянного тока и другие устройства. Изготовление таких потребителей электроэнергии оправданно, так как в сравнении с готовой солнечной электростанцией вы экономите 30-50% стоимости.

Напрямую подключать солнечные батареи даже к специально изготовленным потребителям электроэнергии не рекомендуется. Необходим стабилизатор напряжения (на постоянный ток). Его стоимость не идет ни в какое сравнение с преобразователем. Кроме того, он тоже может быть изготовлен самостоятельно.

Тепловая энергия и отопление для частного дома

Самое лучшее решение в этой области — тепловой насос. Готовые модели таких котлов стоят недорого. Самостоятельно нужно изготавливать только теплообменники. Источниками дополнительного тепла служит почва, воздух в помещении, вода. Очень выгодно развивать направление аккумуляции тепла. Вода — максимально удобный теплоноситель. Она может использоваться в системах классических солнечных нагревателей. Основной материал – медные и стальные трубы, готовые элементы радиаторов.

Вам понравится

Альтернативные источники энергии для дома

Для владельцев частных домов есть возможность значительно уменьшить счета за коммунальные услуги или вообще не пользоваться услугами поставщиков тепла, электроэнергии и газа. Можно даже обеспечить немалое хозяйство, а при желании и продавать излишки. Это реально и некоторыми уже проделано. Для этого используют альтернативные источники энергии. 

Альтернативные источники энергии могут обеспечить все потребности

Содержание статьи

Откуда можно получать энергию и в каком виде

На самом деле энергия, в том или ином виде, в природе есть практически везде — солнце, ветер, вода, земля — везде есть энергия. Основная задача — извлечь ее оттуда. Этим человечество занимается уже не одну сотню лет и достигло неплохих результатов. На сегодняшний момент альтернативные источники энергии могут обеспечить дом теплом, электроэнергией, газом, теплой водой. Причем альтернативная энергетика не требует каких-то сверх навыков или сверх знаний. Все можно сделать для своего дома своими руками. Итак, что можно сделать:

Все альтернативные источники энергии способны полностью обеспечить потребности человека, но для этого требуются слишком большие капиталовложения или/и слишком большие площади. Потому разумнее делать комбинированную систему: получать энергию от альтернативных источников, а при недостатке «добирать» из централизованных сетей.

Использование солнечной энергии

Один из самых мощных альтернативных источников энергии для дома — солнечное излучение. Для преобразования солнечной энергии есть два типа установок:

Не стоит думать что работают установки только не юге и только летом. Хорошо они работают и зимой. В ясную погоду при выпавшем снеге выработка энергии только немного ниже летней. Если в вашем регионе большое количество ясных дней, использовать подобную технологию можно.

Солнечные батареи

Солнечные батареи собирают из фотоэлектрических преобразователей, которые изготавливают на базе минералов, которые под действием солнечного света испускают электроны — вырабатывают электрический ток. Для частного применения используются кремниевые фотопреобразователи. По своей структуре они бывают монокристаллическими (сделаны из одного кристалла) и поликристаллическими (много кристаллов). Монокристаллические имеют более высокий КПД (13-25% в зависимости от качества)  и более продолжительный срок службы, но стоят дороже. Поликристаллические вырабатывают меньше электроэнергии (9-15%) и быстрее выходят из строя, но имеют более низкую цену.

Это поликристаллический фотопреобразователь. Обращаться с ними надо аккуратно — они очень хрупкие (монокристаллические тоже, но не в такой степени)

Сборка солнечной батареи своими руками несложна. Сначала надо приобрести некоторое количество кремниевых фотоэлементов (количество зависит от требуемой мощности). Чаще всего их покупают на китайских торговых площадках типа АлиЭкспресс. Затем порядок действий прост:

Несколько слов о том, почему подложку для солнечной панели (батареи) надо красить в белый цвет. Рабочий диапазон температур кремниевых пластин от — 40°C до +50°C. Работа при более высоких или низких температурах приводит к быстрому выходу элементов из строя. На крыше, летом, в закрытом объеме, температура может быть намного выше +50°C. Потому и необходим белый цвет — чтобы не перегреть кремний.

Солнечные коллекторы

При помощи солнечных коллекторов можно нагревать воду или воздух. Куда направлять нагретую солнцем воду — в краны для горячего водоснабжения или в систему отопления — выбираете вы сами. Только отопление будет низкотемпературным — для теплого пола, то что требуется. Но для того, чтобы температура в доме не зависела от погоды, систему требуется сделать резервируемой, чтобы при необходимости подключался другой источник тепла или котел переходил на другой источник энергии.

Наиболее распространенные трубчатые солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы есть трех видов: плоские, трубчатые и воздушные. Наиболее распространенные — трубчатые, но и другие тоже имеют право на существование.

Плоские пластиковые

Две панели — черная и прозрачная — соединены в один корпус. Между ними расположен медный трубопровод в виде змейки. От солнца нижняя темная панель нагревается. от нее греется медь, а от нее — проходящая по лабиринту вода. Такой способ использования альтернативных источников энергии не самый эффективный, но привлекателен тем, что он очень прост в исполнении. Таким образом можно нагревать воду в бассейне. Надо будет только зациклить ее подачу (при помощи циркуляционного насоса). Точно также можно подогревать воду в емкости для летнего душа или использовать ее для бытовых нужд. Недостаток подобных установок — низкая эффективность и производительность. Чтобы нагреть большой объем воды, нужно или много времени, или большое количество плоских коллекторов.

Плоский солнечный коллектор
Трубчатые коллекторы

Это стеклянные трубки — вакуумные или коаксиальные — по которым протекает вода. Специальная система позволяет по максимуму концентрировать в трубках тепло, которое передается протекающей через них воде.

Трубчатые коллекторы могут быть вакуумными и перьевыми

В системе обязательно есть накопительная емкость, в которой вода и греется. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом. Такие системы самостоятельно не сделать — стеклянные трубки сделать своими руками проблематично и это — главный недостаток. Вместе с высокой ценой он сдерживает широкое внедрение этого источника энергии для дома. А сама система очень эффективна, на «ура» справляется с нагревом воды для ГВС и вносит приличный вклад в отопление.

Схема организации отопления и ГВС за счет альтернативных источников энергии — с использованием солнечных коллекторов
Воздушные коллекторы

В нашей стране они встречаются очень редко и зря. Они просты, их легко можно сделать своими руками. Единственный минус — требуется большая площадь: могут занимать всю южную (восточную, юго-восточную) стену. Система очень похожа на плоские коллекторы — черная нижняя панель, прозрачная верхняя, но греют они напрямую воздух, который принудительно (вентилятором) или естественным путем направляется в помещение. Несмотря на кажущуюся несерьезность, таким способом можно на протяжении светового дня греть небольшие помещения, в том числе и технические или подсобные: гаражи, дачи, сараи для живности.

Устройство возушного коллектора

Такой альтернативный источник энергии как солнце, дарит нам свое тепло, но большая его часть уходит «в никуда». Словить небольшую ее долю и использовать для личных нужд — вот задача, которую решают все эти приспособления.

Ветрогенераторы

Альтернативные источники энергии хороши тем, что они по большей части относятся к возобновляемым ресурсам. Самый вечный, наверное, ветер. Пока есть атмосфера и солнце, ветер тоже есть. Может какой-то непродолжительный период воздух и будет неподвижным, но очень недолго. Наши предки использовали энергию ветра в мельницах, а современный человек преобразует ее в электричество. Все что для этого требуется:

  • вышка, установленная в ветреном месте;
  • генератор с приделанными к нему лопастями;
  • накопительной батареи и системы распределения электрического тока.

Вышка строится любая, из любого материала. Накопительная батарея — аккумулятор, тут ничего не придумаешь, а куда подавать электричество — ваш выбор. Остается только сделать генератор. Его тоже можно купить уже готовым, но вполне можно сделать из двигателя от бытовой техники — стиральной машины, шуруповерта и т.п. Нужны будут неодимовые магниты и эпоксидная смола, токарный станок.

Схема обеспечения частного дома электричеством за счет альтернативных источников энергии (ветрогенератор и солнечные батареи)

На роторе мотора размечаем места под установку магнитов. Они должны находится на равном расстоянии друг от друга. Ротор выбранного мотора обтачиваем, формируя «посадочные места». Дно выемки должно иметь небольшой наклон, чтобы поверхность магнита была наклонена. В выточенные места на жидкие гвозди приклеиваются магниты, заливаются эпоксидной смолой. Поверхность затем наждачной бумагой доводится до гладкости. Далее надо приделать щетки, которые будут снимать ток. И все, можно собирать и запускать ветрогенератор.

Такие установки довольно эффективны, но их мощность зависит от многих факторов: интенсивности ветра, того, насколько правильно сделан генератор, насколько эффективно снимается разность потенциала щетками, от надежности электрических соединений и т.п.

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловые насосы используют все имеющиеся в наличии альтернативные источники энергии. Они отбирают тепло у воды, воздуха, грунта. В небольших количествах это тепло есть там даже зимой, вот его и собирает тепловой насос и перенаправляет на обогрев дома.

Тепловые насосы также используют альтернативные источники энергии — тепло земли, воды и воздуха

Принцип работы

Чем же так привлекательны тепловые насосы? Тем, что затратив 1 кВт энергии на ее перекачку, в самом плохом варианте вы получите 1,5 кВт тепла, а самые удачные реализации могут дать до 4-6 кВт. И это никак не противоречит закону сохранения энергии, ведь расходуется энергия не на получение тепла, а не его перекачивание. Так что никаких нестыковок.

Схема теплового насоса для использования альтернативных источников энергии

У тепловых насосов есть три рабочих контура: два наружных и они внутренний, а также испаритель, компрессор и конденсатор. Работает схема так:

  • В первом контуре циркулирует теплоноситель, который отбирает тепло у низкопотенциальных источников. Он может быть опущен в воду, закопан в землю, а может отбирать тепло у воздуха. Самая высокая температура, которая достигается в этом контуре — около 6°C.
  • Во внутреннем контуре циркулирует теплоноситель с очень низкой температурой кипения (обычно 0°C). Нагревшись, хладагент испаряется, пар попадает в компрессор, где сжимается до высокого давления. При сжатии выделяется тепло, пары хладагента разогреваются до температуры в среднем от +35°C до +65°C.
  • В конденсаторе тепло передается теплоносителю из третьего — отопительного — контура. Остывающие пары конденсируются, затем дальше попадают в испаритель. И далее цикл повторяется.

Отопительный контур лучше всего делать в виде теплого пола. Температуры для этого самые подходящие. Для радиаторной системы потребуется слишком большое число секций, что некрасиво и невыгодно.

Альтернативные источники тепловой энергии: откуда и как брать тепло

Но самые большие сложности вызывает устройство первого внешнего контура, который собирает тепло. Так как источники низкопотенциальные (тепла у низ мало), то для сбора его в достаточном количестве требуются большие площади. Есть четыре вида контуров:

  • Кольцами уложенные в воде трубы с теплоносителем. Водоем может быть любым — река, пруд, озеро. Главное условие — он не должен промерзать насквозь даже в самые сильные морозы. Более эффективно работают насосы, выкачивающие тепло из речки, в стоячей воде тепла передается намного меньше. Такой источник тепла реализуется проще всего — закинуть трубы, привязать груз. Только велика вероятность случайного повреждения.

    В воде сделать термальное поле проще всего

  • Термальные поля с закопанными ниже глубины промерзания трубами. В этом случае недостаток один — большие объемы земляных работ. Приходится снимать грунт на большой площади, да еще на солидную глубину.

    Большой объем земляных работ

  • Использование геотермальных температур. Бурят некоторое количество скважин большой глубины, в них опускают контура с теплоносителем. Чем хорош этот вариант — мало места требует, но не везде есть возможность бурить на большие глубины, да и услуги буровых стоят немало. Можно, правда, сделать буровую установку самостоятельно, но работа все равно нелегкая.

    Со скважинами требуется меньше места

  • Извлечение тепла из воздуха. Так работают кондиционеры с возможностью обогрева — отбирают тепло у «забортного» воздуха. Даже при минусовой температуре такие агрегаты работают, правда при не очень «глубоком» минусе — до -15°C. Чтобы работа была интенсивнее, можно использовать тепло от вентиляционных шахт. Закинуть туда несколько переть с теплоносителем и качать оттуда тепло.

    Самые компактные, но и самые нестабильные тепловые насосы, отбирающие тепло у воздуха

Основной недостаток тепловых насосов — высокая цена самого насоса, да и монтаж полей сбора тепла обходится недешево. На этом деле можно сэкономить, сделав насос самостоятельно и также своими руками уложив контура, но сумма все равно останется немалой. Плюс в том, что отопление будет недорогим а действовать система будет долго.

Все альтернативные источники энергии имеют природное происхождение, но получать двойную выгоду можно только от биогазовых установок. В них перерабатываются отходы жизнедеятельности домашних животных и птицы. В результате получается некоторый объем газа, который после очищения и осушения можно использовать по прямому назначению. Оставшиеся переработанные отходы можно продать или использовать на полях для повышения урожайности — получается очень эффективное и безопасное удобрение.

Из навоза тоже можно получать энергию, только не в чистом виде, а в виде газа

Коротко о технологии

Образование газа происходит при брожении, и участвуют в этом бактерии, живущие в навозе. Для выработки биогаза подходят отходы любого скота и птицы, но оптимален навоз КРС. Его даже добавляют к остальным отходам для «закваски» — в нем содержатся именно нужные для переработки бактерии.

Для создания оптимальных условий необходима анаэробная среда — брожение должно проходить без доступа кислорода. Потому эффективные биореакторы — закрытые емкости. Чтобы процесс шел активнее, необходимо регулярное перемешивание массы. В промышленных установках для этого устанавливаются мешалки с электроприводами, в самодельных биогазовых установках это обычно механические устройства — от простейшей палки до механических мешалок, которые «работают» от силы рук.

Принципиальная схема биогазовых установок

В процессе образования газа из навоза участвуют два типа бактерий: мезофильные и термофильные. Мезофильные активны при температуре от +30°C до +40°C, термофильные — при +42°C до +53°C. Более эффективно работают термофильные бактерии. При идеальных условиях выработка газа с 1 литра полезной площади может достигать 4-4,5 литров газа. Но поддерживать в установке температуру в 50°C очень непросто и затратно, хотя затраты себя оправдывают.

Немного о конструкциях

Самая простая биогазовая установка — это бочка с крышкой и мешалкой. В крышке сделан вывод для подключения шланга, по которому газ поступает в резервуар. От такого объема много газа не получите, но на одну-две газовые горелки его хватит.

Более серьезные объемы можно получить от подземного или надземного бункера. Если речь о подземном бункере, то его делают из железобетона. Стенки от грунта отделяют слоем теплоизоляции, саму емкость можно разделить на несколько отсеков, в которых будет происходить переработка со сдвигом во времени. Так как работают в таких условиях обычно мезофильные культуры, весь процесс занимает от 12 до 30 дней (термофильные перерабатывают за 3 дня), потому сдвиг по времени желателен.

Схема бункерной биогазовой установки

 

Навоз поступает через бункер загрузки, с противоположной стороны делают люк выгрузки, откуда отбирают переработанное сырье. Заполняется бункер биосмесью не полностью  — порядка 15-20%  пространства остается свободным — тут скапливается газ. Для его отвода в крышку встраивается трубка, второй конец которой опускается в гидрозатвор — емкость частично заполненную водой. Таким образом газ осушается — в верхней части собирается уже очищенный, он отводится при помощи другой трубки и уже может подавиться к потребителю.


Использовать альтернативные источники энергии может каждый. Владельцам квартир осуществить это сложнее, а вот в частном доме можно хоть все идеи реализовать. Есть уже даже реальные примеры того. Люди обеспечивают полностью потребности свои и немалого хозяйства.

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками, видео

В условиях, когда цены на энергоносители постоянно повышаются, собственники частных домов чаще задумываются об альтернативных источниках энергии. Некоторые домовладельцы вовсе не имеют возможности подключения к магистрали из-за высокой стоимости монтажных работ. Инженеры, а вместе с ними и народные умельцы, обратили внимание на то, что даёт человечеству сама природа и создали ряд устройств, которые можно сделать своими руками для возобновления энергоресурсов. Видео продемонстрирует лучшие наработки в действии.

Генератор из биоотходов

Биогаз – это экологически чистый вид топлива. Используют его аналогично природному газу. Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в ёмкость, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислоты.

Данную технологию активно используют в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы в домашних условиях получать биогаз непрерывно, нужно иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Генератор из биоотходов

Для сооружения такой установки понадобится герметичная ёмкость с вмонтированным шнеком для перемешивания, патрубок для отвода газа, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отработанных отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, то понадобится установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы у ёмкости не сорвало «крышу». Порядок действий следующий.

  1. Выбираем место для обустройства ёмкости. Размер подберите исходя из количества имеющихся отходов. Для эффективной работы целесообразно её заполнение на две трети. Резервуар может быть металлическим или из армированного бетона. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой ёмкости. Из тонны отходов выйдет 100 кубов газа.
  2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, потребуется подогрев содержимого. Его можно осуществить несколькими путями: под ёмкость поместить змеевик, подключенный к системе отопления или установить ТЭНы.
  3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определённой температуре они становятся активными. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит обогрев при поступлении новой партии и отключит, когда отходы прогреются до заданной температуры.
    Полученный газ можно преобразовать в электричество через газовый электрогенератор.

Совет. Отработанные отходы используются в качестве компостного удобрения для садовых грядок.

Энергия из ветра

Наши предки давно научились применять энергию ветра для своих нужд. В принципе, с тех пор конструкция почти не изменилась. Только жернова сменил привод генератора, преобразующий энергию вращающихся лопастей в электричество.

Для изготовления генератора понадобятся следующие детали:

  • генератор. Некоторые используют мотор от стиральной машинки, слегка преобразовав ротор;
  • мультипликатор;
  • аккумулятор и контроллер его заряда;
  • преобразователь напряжения.
Ветрогенератор

Существует множество схем самодельных ветрогенераторов. Все они комплектуются по одному принципу.

  1. Собирается рама.
  2. Устанавливается поворотный узел. За ним монтируются лопасти и генератор.
  3. Монтируют боковую лопату с пружинной стяжкой.
  4. Генератор с пропеллером крепится на станину, затем её устанавливают на раму.
  5. Подсоединяют и соединяют с поворотным узлом.
  6. Устанавливают токосъёмник. Соединяют его с генератором. Провода подводят к батарее.

Совет. От диаметра пропеллера будет зависеть число лопастей, а также количество генерируемого электричества.

Тепловой насос

Чтобы получить энергию из земных глубин, потребуется соорудить достаточно сложное устройство, которое позволит получать альтернативную энергию из грунтовых вод, самого грунта или из воздуха. Чаще всего такие устройства применяют для обогрева помещений. По сути, агрегат представляет собой большую холодильную камеру, которая при охлаждении окружающей среды преобразует энергию и отдаёт в виде тепла с высоким потенциалом. Составляющие системы:

  1. Наружный и внутренний контур с фреоном.
  2. Испаритель.
  3. Компрессор.
  4. Конденсатор.
Схема работы теплового насоса

Коллектор можно установить вертикально, если площадь участка не позволяет установить горизонтальный. Бурят несколько глубоких скважин и опускают в них контур. Горизонтально его располагают в грунт на глубину полтора метра. Если дом расположен на берегу водоёма, теплообменник прокладывают в воде.
Компрессор можно взять от кондиционера. Конденсатор изготавливается из 120 л бака. В ёмкость вставляется медный змеевик, по нему будет циркулировать фреон, и вода из отопительной системы начнёт прогреваться.

Испаритель изготавливается из пластиковой бочки объёмом более 130 литров. В этот бак вставляется ещё один змеевик, его совмещение с предыдущим будет осуществляться через компрессор. Патрубок испарителя делают из обрезка канализационной трубы. Посредством патрубка регулируется поступление воды из водохранилища.

Испаритель опускается в водоём. Вода, обтекая его, побуждает испарение фреона. Газ поднимается в конденсатор и отдаёт тепло воде, которая окружает змеевик. Теплоноситель циркулирует в системе отопления, обогревая помещение.

Совет. Температура воды водоёма не имеет значения, важно лишь её постоянное наличие.

Энергия солнца — в электричество

Солнечные панели впервые начали делать для космических кораблей. В основе устройства лежит способность фотонов создавать электрический ток. Вариаций конструкции солнечных батарей великое множество и каждый год они совершенствуются. Самостоятельно изготовить солнечную батарею можно двумя способами:

Способ №1. Купить готовые фотоэлементы, собрать из них цепь и накрыть конструкцию прозрачным материалом. Работать нужно предельно осторожно, все элементы очень хрупкие. Каждый фотоэлемент имеет маркировку в вольт-амперах. Посчитать нужное количество элементов для сбора батареи необходимой мощности не составит большой сложности. Последовательность работы такая:

  • для изготовления корпуса понадобится лист фанеры. По периметру прибиваются деревянные рейки;
  • в листе фанеры сверлятся отверстия для вентиляции;
  • внутрь помещается лист ДВП со спаянной цепью фотоэлементов;
  • проверяется работоспособность;
  • на рейки прикручивается оргстекло.
Солнечные батареи

Способ №2 требует знаний электротехники. Электрическая цепь собирается из диодов Д223Б. Спаивают их по рядам последовательно. Помещают в корпус, накрытый прозрачным материалом.

Фотоэлементы бывают двух видов:

  1. Монокристаллические пластины обладают КПД 13% и прослужат четверть века. Безупречно работают только в солнечную погоду.
  2. Поликристаллические имеют КПД ниже, их срок службы всего 10 лет, но мощность не падает при облачности. Панель площадью 10 кв. м. способна произвести 1КВт энергии. При размещении на крыше стоит учитывать общий вес конструкции.
Схема солнечной батареи

Готовые батареи размещают на самой солнечной стороне. Панель необходимо оснастить возможностью регулировки наклона угла по отношению к Солнцу. Вертикальное положение устанавливают во время снегопадов, чтобы батарея не вышла из строя.

Солнечную панель можно использовать с аккумулятором или без него. Днём потреблять энергию солнечной батареи, а ночью — аккумулятора. Либо днём пользоваться солнечной энергией, а ночью — от центральной сети электроснабжения.

Самодельная гидроэлектростанция

При наличии на участке ручья или водоёма с плотиной дополнительным источником альтернативной электроэнергии станет самодельная гидроэлектростанция. В основе устройства лежит водяное колесо, а мощность будет зависеть от скорости течения воды. Материалы для изготовления генератора и колеса можно взять от автомобиля, а обрезки уголка и металла найдутся в любом хозяйстве. Кроме этого, понадобится кусок медного провода, фанера, смола полистироловая и неодимовые магниты.

Самодельная гидроэлектростанция

Последовательность работ:

  1. Делается колесо из 11 дюймовых дисков. Из стальной трубы изготавливаются лопасти (режем трубу вдоль на 4 части). Потребуется 16 лопастей. Диски стягиваются болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лопасти привариваются сваркой.
  2. Изготавливается сопло по ширине колеса. Его делают из обрезка металла, выгнув по размеру и соединив сваркой. Сопло настраивают по высоте. Это позволит отрегулировать водяной поток.
  3. Сваривается ось.
  4. Устанавливается колесо на ось.
  5. Делается обмотка, заливаются смолой катушки – статор готов. Собираем генератор. Из фанеры изготавливается шаблон. Устанавливают магниты.
  6. Генератор защищают металлическим крылом от водяных брызг.
  7. Колесо, ось и крепежи с соплом покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
  8. Регулировкой сопла добиваются наибольшей мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капиталовложений и производят энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг ощутимо снизит расходы на электроэнергию. Для сбора агрегата понадобятся только умелые руки и ясная голова.

Альтернативные источники энергии: видео

Источники энергии для дома: фото

Альтернативная энергия для частного дома своими руками

Хозяева домов могут уменьшить счета за электроэнергию, если применят альтернативные энергосберегающие технологии.

Для этого можно установить на своем участке, на плоских и наклонных поверхностях крыши дома:

  • солнечные батареи;
  • солнечные коллекторы;
  • ветрогенераторы;
  • светодиодные фонари;
  • тепловые насосы.

Все это источники переменного тока, получаемого от солнца, воды и ветра. Полученного количества тепла и электричества хватит для помещений и подсобных хозяйств, например, теплицы. Для установки таких средств приобретают готовые комплектующие в магазинах, выполняют сборку, монтаж и установку. Альтернативная энергия которая будет использоваться для частного дома доступна с точки зрения технологий и финансово, так как часто реализуется своими руками.

Собираем альтернативный источник энергии | Лучшие идеи для частного дома

Получать электроэнергию и тепло от общих сетей финансово невыгодно. Экологии наносится вред. Автономные энергоэффективные технологии снабжают необходимыми энергоресурсами. Оплата коммунальных услуг снижается. Окружающая среда не загрязняется.

Доступны разные виды альтернативной энергетики для сбережения ресурсов, которые можно использовать.

Солнечные батареи

Солнечный поток – это энергия, при помощи которой получают:

  • тепло для обогрева дома;
  • электричества – свет и работа электроприборов.

Плюсы:

  • неограниченность ресурса;
  • экологичность;
  • полная бесшумность;
  • трансформация исходной энергии в разные виды;
  • самостоятельное конструирование.

КПД солнечных панелей зависит от интенсивности ухода за ними. При появлении налета пыли или грязи отдача снижается.

У монокристаллов коэффициент полезного действия составляет 14%, тогда как у поликристаллов – 9%.

Получение электроэнергии из недр земли

Чтобы получить из недр Земли энергию, устанавливают тепловой насос, работающий по геотермальному принципу. Схема универсальная – она дает возможномть получать электричество как из почвы, так и из грунтовых вод.

Генератор из биоотходов

Биогаз также используется для отопления. Принцип работы прибора аналогичен тем, которые работают на природном топливе. Получают энергоресурсы благодаря жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в закрытую емкость. В баке процесс жизнедеятельности бактерий приводит к выделению газа метана.

Недостаток – нужен постоянный источник отходов. Поэтому станцию, работающую на биотопливе, используют на фермах.

Энергия из ветра

Использование ветрогенератора основано на принципе мельницы. Вращающиеся лопасти вырабатывают электричество.

Применение возможно только в областях, где постоянно дуют ветра, которые должны обладать достаточной мощностью, для того, чтобы вращать лопасти.

Самодельная гидроэлектростанция

Если в шаговой доступности находится ручей со стремниной, то на нем можно организовать самодельную электростанцию. Это даст дополнительную возможность получать электричество.

Зарядка аккумулятора от солнечной батареи

Для того, чтобы повысить автономность работы аккумулятора, используют солнечные батареи. Оснастив накопительное устройство солнечными пластинами в 30-35 мА, можно обеспечить бесперебойное питание устройства, выдающего емкость в 0,5 А/ч.

Единственная проблема, которая может в этом случае возникнуть – облачная погода. Она растягивает во времени зарядку аккумулятора. Ночью процесс останавливается.

Тепловые насосы для отопления

Тепловые насосы – это емкость, заполненная фреоном. Весь режим работы альтернативного устройства основан на цикле Карно, когда тепло забирается из окружающей среды.

Принцип работы теплового насоса

В состав насоса входят:

  • Внешний контур, который заполняется теплоносителем природного происхождения.
  • Внутренний контур, который заполняют проточной водой.
  • Испаритель.
  • Компрессор.
  • Конденсатор.

Принцип работы заключается в том, что наружный контур помещается в любой тип теплоносителя, например, в водоем. При перепадах температуры (между дневными и ночными показателями) происходит выделение тепла водой. Этот выделенный излишек забирается внутренним контуром и преобразуется в энергию.

Сборка теплового насоса из подручных материалов

Для того, чтобы в домашних условиях изготовить альтернативный тепловой насос необходим в первую очередь компрессор мощностью не менее 7 кВт. Вторым элементом является конденсатор, который должен быть выполнен из нержавеющего металла. Внутрь бака помещается медный змеевик. Важно – там, где змеевик выходит из бака необходимо продумать элементы крепления, которые позволят подсоединить шланг. Суть змеевика заключается в том, что в нем будет находиться фреон.

Пластиковый испаритель должен иметь приблизительно такой же объем бака, как и накопитель. В нем устанавливают продолжение змеевика, по которому в дальнейшем будет циркулировать фреон.

Вход в бак снабжается канализационной трубой. Бак будет наполняться водой из природного резервуара.

Схема работы и последовательность шагов:

  • Испаритель устанавливается в водоеме. Он заполняется водой.
  • Хладагент испаряется.
  • Он поднимается по трубам и переходит в емкость испарителя.
  • Из-за перепада температуры он конденсируется и выделяет тепло.

Устройство и использование ветрогенераторов

Конструкция ветрогенератора состоит из двух основных частей. Механическая часть состоит из столба, к которому крепится вертушка. Столб ставят как можно дальше от дома. Подвижная часть представляет собой лопасти, прикрепленные к цилиндру, внутри которого имеется шарикоподшипниковый механизм. Он обеспечивает вращение. Интенсивность оборотов влияет на количество тока, который будет вырабатывать вся конструкция.

Вторая часть – это генератор. Его можно приобрести в электротехническом магазине.

Основная задача правильно совместить две части изделия, для его правильной работы.

После сборки устанавливать конструкцию нужно в тех местах, где потоки воздуха смогут крутить лопасти максимально быстро и долго. Иначе эффективность будет низкой.

Классификация ветряных генераторов – источников альтернативной энергии

По типу конструкции ветрогенераторы могут быть:

  • Горизонтальные – крыльчатые.
  • Вертикальные – карусельного типа.

Устройство ветряного генератора

Конструкция обуславливает следующий принцип действия альтернативного механизма:

  1. Лопасти колеса вращаются под действием ветра.
  2. Вращение передает на ротор двигателя крутящий момент. Сам вал находится внутри конструкции. Между лопастями и валом расположен редуктор, который способен преобразовать малое количество вращений в большее – для того, чтобы увеличить мощность.
  3. Далее располагается инвертор. Он преобразует механическое движение в электрический ток.
  4. Завершает всю конструкцию аккумулятор, который собирает полученное электричество и доставляет его в дом.

Электростанция на солнечных батареях

Установка солнечных панелей потребует:

  • Накопители, представляющие из себя фотоэлементы.
  • АКБ – для накопления заряда.
  • Контроллер, который позволит следить за аккумулятором.
  • Устройство для преобразования 12 или 24 В тока в 200 В.
  • Конструктивные и фиксирующие элементы.

Особенности установки на доме

Следует учесть, что угол наклона должен меняться. Зимой альтернативный солнечный накопитель следует переводить в положение с большим углом к горизонту. Делается это для того, чтобы на солнечном коллекторе не скапливался снег. Иначе это приведет к резкому уменьшению эффективности.

Выбирать следует участок крыши дома, которая обращена на южную, восточную или юго-восточную стороны света.

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Для получения горячей воды и отопления в частном доме используют альтернативный коллектор, работающий от солнечного тепла. Принцип работы и устройство конструкции:

  1. Короб. Металлический прослужит дольше. Выполненный из плит ОСБ, ДВП, ДСП – более дешевый вариант, но его эксплуатации будет менее длительная. Для увеличения срока службы пропитывают плиту специальными септиками и лаками.
  2. На дно короба укладывается минеральная вата или пенопласт – они служат теплоизоляторами и предотвращают теплопотери.
  3. На плиту укладываются плотными рядами трубы. Лучший материал медь – обладает высокой теплопроводностью. Допускаются металлопластиковые варианты, но их энергоэффективность будет на 20% меньше медных.
  4. Входная часть и выходная снабжаются фиттингами. Они обеспечивают подключение к коммуникациям водоснабжения дома.
  5. Сверху короб закрывается стеклом. Можно также использовать акриловый материал или монолитный поликарбонат. Важный момент – поверхность должна быть не гладкой, а рифленой, для лучшего процесса нагрева. Солярное стекло обладает способностью устранять потери тепла. Оно обеспечивает меньшие энергопотери.

Далее вся альтернативная конструкция подключается к источнику воды, который будет циркулировать внутри помещения.

Как сделать ветрогенератор?

Вертикальные ветрогенераторы просты в конструкции. Их легко смастерить для использования в частных домах, причем можно выполнить это своими руками. Данный вид альтернативного источника бладают высокой эффективностью, КПД и надежностью эксплуатации.

Вертикальное расположение ветряка у дома позволяет лучше улавливать потоки ветра и не переживать за устойчивость всей конструкции.

Изготовление ветроколеса для дома

Альтернативное ветроколесо имеет лопасти, насаженные на конус или цилиндр. Подшипник будет вращать их на валу, далее идет редуктор и генератор электрического тока. Включить в цепь не получится напрямую. Необходимо далее трансформировать энергию в переменный ток.

Сборка, установка и подключение

При сборке и установке альтернативного вертикального ветряка выбирают любое место рядом с домом для расположения всей конструкции. Профиль лопастной конструкции позволяет получать высокий коэффициент полезного действия.

У горизонтального конструктивного решения ветряка необходимо предусмотреть высокий шест. Лопасти располагают как можно выше.

Обоим типам понадобится АКБ.

Использовать в доме альтернативные источники энергии – выгодно и надежно. Применяют как один из видов, так и сразу несколько с учетом погодных и климатических условий.

Жизнь за пределами сети: как вырабатывать собственное электричество

Когда мы с женой переехали в Монтану, мы нашли удобный дом на нескольких акрах земли с видом на горы.

Была только одна загвоздка — дом был отключен от электросети. Фактически, каждый в подразделении генерировал свою собственную энергию, включая отель типа «постель и завтрак» поблизости.

Это не значит, что он был примитивным. В доме были солнечные батареи, ветряная турбина, аккумуляторная батарея и инвертор, генератор и полный набор бытовой техники, включая стиральную и сушильную машины, холодильник, плиту, спутниковое телевидение, пропановую печь и даже посудомоечную машину.

Поскольку до приезда в Монтану я работал на когенерационной электростанции, я не слишком беспокоился о выработке собственной электроэнергии, поэтому мы купили дом.


Солнечная панель с трекером

Жизнь вне сети

Предыдущий владелец показал мне важные объекты и рассказал, как с ними работать. Когда мы въехали, мы вставили компактные люминесцентные лампы в каждую розетку, запрограммировали термостат на автоматическое понижение температуры ночью и обязательно выключили свет, когда выходили из комнаты.Мы думали, что у нас все под контролем.

В нашу третью ночь в доме мы легли спать, как обычно, под слабый шум ветра снаружи, звук, который мы уже начали получать, потому что он генерировал большую часть нашей энергии. Среди ночи меня разбудил звук — ничего. Ни гула холодильника, ни вентилятора печи, ни ветра. Крошечный индикатор питания на детекторе угарного газа не горел, как и цифровой дисплей на радиочасах. У нас не было силы.


Ветряная турбина

Я встал и вышел на улицу, чтобы проверить силовое оборудование.Очевидно, ветер утих ночью, и небольшое количество потребляемой энергии истощило батареи. Я запустил бензиновый генератор, и он начал подавать электроэнергию в наш дом и заряжать батареи.

Я только что усвоил первый урок энергии ветра и солнца: на них не всегда можно рассчитывать, когда они вам нужны. Независимо от того, где вы находитесь, солнце всегда заходит, а ветер перестанет дуть.

Солнечная энергия и другие возобновляемые источники энергии для вашего дома

Когда солнечная или другая альтернативная энергия имеет смысл для вашего дома? Вы ищете более низкие счета за коммунальные услуги? Обеспокоены нашим влиянием на планету от сжигания ископаемого топлива? Хотели бы вы большей энергетической независимости, чтобы вас меньше беспокоили обесточенные линии электропередач, отключение электричества, отключение электричества или другие сбои в электроснабжении?

Вот веские причины для выбора солнечной и альтернативной энергии:

  • Сократите счет за электричество. Пусть солнце, земля или ветер помогут с счетами. Большинство альтернативных энергетических систем дополняют ископаемое топливо, используемое в вашем доме. Меньше покупаемого топлива означает больше денег в вашем кармане.
  • Помогите сохранить окружающую среду. Использование большего количества возобновляемой энергии означает использование меньшего количества электроэнергии, вырабатываемой за счет сжигания ископаемого топлива, которое выделяет вредные парниковые газы.
  • Повысьте отказоустойчивость вашего дома во время перебоев в подаче электроэнергии. Когда случаются перебои в подаче электроэнергии из-за шторма, дом с фотоэлектрическими панелями может вырабатывать собственное электричество.
  • Повысьте экологичность своего дома. Стоимость дома при перепродаже увеличивается, если в нем есть такие элементы экологически чистой энергии, как фотоэлектрическая система или геотермальный тепловой насос.
  • Воспользуйтесь государственными и федеральными льготами. Существует удивительное количество программ стимулирования улучшений энергосбережения, которые включают модернизацию возобновляемых источников энергии — скидки, ссуды под низкие проценты, налоговые льготы и многое другое. Актуальную информацию можно найти на сайте www.dsireusa.org .

Как уменьшить углеродный след

Сегодня у нас больше возможностей для использования возобновляемых источников энергии, чем когда-либо прежде.Кроме того, становится доступнее установка энергосберегающих обновлений, таких как солнечные панели и геотермальные тепловые насосы. Но независимо от того, как вырабатывается энергия в наших домах, важно снизить потребление за счет применения энергоэффективных методов.

В 2018 году потребители коммунальных услуг в США использовали в среднем 10972 киловатт-часа (кВтч) в год. Это составляет около 914 кВтч каждый месяц. Бытовые потребители в Теннесси потребляли больше всего электроэнергии каждый год в среднем 15 394 кВтч. В то время как бытовые потребители на Гавайях использовали в среднем меньше всего в год: 6213 кВтч.

Вот что потребляет больше всего энергии в вашем доме:

  1. Охлаждение и обогрев: 47% потребления энергии
  2. Водонагреватель: 14% потребления энергии
  3. Стиральная машина и сушилка: 13% энергопотребления
  4. Освещение: 12% энергопотребления
  5. Холодильник: 4% потребления энергии
  6. Электрический духовой шкаф: 3-4% энергопотребления
  7. ТВ, DVD, кабельная приставка: 3% энергопотребления
  8. Посудомоечная машина: 2% энергопотребления
  9. Компьютер: 1% потребления энергии

Рентабельная альтернативная энергетическая система не должна обеспечивать все потребности вашего дома в энергии.Понимание этой концепции поможет вам решить, какая система подходит вам и какой размер имеет наибольшее значение.

Альтернативные источники энергии: солнечные, геотермальные и ветровые

С огромной излучающей энергию батареей в небе — солнцем — удивительно, что мы используем так мало энергии, которая попадает на наш путь. Сегодня солнечная энергия составляет около 1,6% производства электроэнергии в США, и в настоящее время используется более 1,4 миллиона солнечных панелей.

Чтобы рассмотреть возможность переоборудования вашего дома с помощью солнечной энергии, необходимо учитывать множество переменных:

  1. Вы живете в солнечном районе? В то время как солнце попадает в Миннесоту и Аризону, мощность, вырабатываемая в Аризоне, будет намного больше в зависимости от интенсивности солнца и количества солнечных дней в этой местности.Солнечные системы не производят столько энергии в туманные или пасмурные дни, как в ясные солнечные дни.
  2. Счета за электроэнергию выше или ниже в вашем районе? Когда электроэнергия или газ дешевеют, установка солнечных батарей становится менее привлекательной с финансовой точки зрения. Если тарифы на электроэнергию выше, инвестиции в солнечную энергию становятся более выгодными.
  3. Доступны ли скидки и льготы? Местные органы власти и коммунальные службы могут поощрять модернизацию солнечной энергии, чтобы уменьшить потребление энергии в энергосистеме во время пикового использования, например, в жаркие дни, когда включаются кондиционеры.
  4. Предлагает ли ваша коммунальная компания вариант с привязкой к сети? В то время как первоначальные солнечные энергетические системы полагались на большие банки дорогих батарей для хранения энергии, производимой в течение дня, для использования в ночное время (когда солнечная энергия не генерируется), текущая модель состоит в том, чтобы направить избыточное производство энергии обратно в электроэнергию. сетка днем, затем рисовать из сетки ночью. То, сколько вам платят за энергию, которую вы подаете в сеть, имеет большое значение для вашей общей экономии энергии.Если в вашем районе нет опции, привязанной к сетке, вы можете рекомендовать коммунальному предприятию запустить ее.

Солнечная энергия: как работает фотоэлектрическая система

Солнечные батареи (набор солнечных панелей) генерируют энергию, поглощая солнечный свет. Инвертор преобразует энергию постоянного (постоянного тока), производимую панелями, в мощность переменного (переменного тока), от которой работает ваш дом. Общие рекомендации требуют 1 киловатт или 1000 ватт на 1000 квадратных футов площади дома, но вы должны работать со своим подрядчиком, чтобы определить правильный размер для вашего дома.

Есть два основных места для установки домашней солнечной системы:

Крыша: Для жилых домов лучше всего использовать солнечные батареи на крыше. Но некоторые сообщества считают, что солнечные батареи на крышах — это бельмо на глазу. В таком случае можно рассмотреть новое поколение кровельных материалов, генерирующих солнечную энергию. Они выглядят как плитка или сланец, но на самом деле являются рецепторами солнечной энергии. (Нетрудно представить будущее, в котором оконное стекло и даже краска для дома содержат микрорецепторы солнечной энергии, помогающие обеспечить дом энергией.)

Автономная: Для больших участков с большими дворами может быть уместна автономная система с металлическим каркасом. Преимущество состоит в том, что панели не зависят от наклона крыши или направления крыши. Панели можно наклонять, чтобы максимально использовать солнечные лучи. Одно из нововведений — это массив, который движется, как подсолнух, по дуге солнца по небу.

Стоимость: С учетом множества переменных — размера дома, изоляции, эффективности бытовой техники, географического положения, скидок и льгот — стоимость домашней солнечной системы трудно определить.Вы можете рассчитывать потратить более 20 000 долларов на такую ​​систему и рассчитывать окупить затраты через 10–20 лет.

DIY-проекты, которые следует рассмотреть: Даже если вы не готовы установить солнечную батарею на весь дом, небольшие проекты могут производить солнечную энергию для конкретных задач. Установленный на крыше солнечный водонагреватель может быть в рамках бюджета и уровня квалификации домовладельца. Затраты могут составить около 5000 долларов и меньше с учетом скидок и льгот. Ландшафтные светильники на солнечных батареях добавляют атмосферу, не увеличивая счет за электричество.

Когда нанимать профессионала: За прошедшие годы появилось много компаний, которые не только проектируют и устанавливают солнечные системы, но также помогают с разрешениями, финансированием и подключением к коммунальной сети. В некоторых случаях вы не платите деньги, а ваши ежемесячные платежи за систему ниже, чем ваши текущие счета за коммунальные услуги. После оплаты системы вы становитесь ее владельцем и в дальнейшем получаете выгоду.

Геотермальная энергия

Другой вариант альтернативной энергии, геотермальная, зависит от чрезвычайно стабильного источника: самой земли.В частности, геотермальные системы используют постоянную температуру земли на глубине не менее 8 футов — около 50 градусов по Фаренгейту.

Геотермальные системы работают за счет интеграции технологии теплового насоса с постоянной умеренной температурой земли для обеспечения дома отоплением и кондиционированием воздуха. Подобно обычным тепловым насосам (включая холодильники и портативные кондиционеры), геотермальные (также известные как наземные источники) тепловые насосы питаются от электричества и работают путем перекачивания хладагента через циклы конденсации и испарения для передачи тепла от одного источника к другому.Но геотермальные системы потребляют гораздо меньше энергии круглый год, независимо от того, насколько жарко или холодно на улице. Вы можете ожидать, что геотермальный тепловой насос будет вдвое эффективнее, чем лучший кондиционер, и почти на 50% эффективнее, чем лучшая газовая печь.

К сожалению, преимущества геотермальных тепловых насосов в области энергосбережения заключаются в высокой стоимости установки. «Контур заземления» в геотермальной системе состоит из длинных отрезков пластиковой трубы, которую можно разместить горизонтально, в траншеях или вертикально, в глубоких ямах.Состояние почвы и доступная земля определяют, какой тип контура заземления используется. В любом случае, монтажные работы могут легко увеличить стоимость системы до 20 000 долларов и более. Но после завершения установки эти системы обычно обеспечивают долгие годы недорогой и безотказной работы.

Энергия ветра для дома

Как и другие альтернативные энергетические системы, ветроэнергетическое оборудование продолжает становиться все более сложным и менее дорогим. В 2018 году на долю ветра приходилось около 6,5% энергии, произведенной в Соединенных Штатах.И необязательно жить в аэродинамической трубе. Даже легкий ветер со скоростью восемь миль в час может генерировать энергию. Но более ветреный район будет генерировать больше энергии. Большинство производителей предлагают, чтобы турбину окружали не менее акра земли, свободной от деревьев или построек, для оптимальной производительности. Очевидно, что турбина между высотными зданиями неэффективна.

Как работает ветроэнергетика в домашних условиях

В типичном жилом помещении ветряная турбина устанавливается на высокой башне. На крыше турбины не устанавливают, так как они могут вызвать вибрацию вашего дома.Как и в случае с солнечной энергией, инвертор преобразует генерируемую энергию постоянного тока в мощность переменного тока, от которой работает ваш дом. Беспокойство по поводу домашних турбин варьируется от эстетики до шума и гибели птиц. Тем не менее, некоторые пользователи утверждают, что шум не больше, чем у электрического трансформатора.

Стоимость: Как и солнечная энергия, ветровая система зависит от погоды и местоположения. Больше ветра, больше мощности. Одна семья возле озера Эри в Огайо, например, построила ветряную турбину высотой 45 футов и мощностью 1,8 кВт за 15 000 долларов.Это включает турбину, башню, фундамент, установку, инвертор, разрешения, системы мониторинга и подключение к электросети. Такая система обеспечивает до 400 кВтч энергии, примерно половину потребности семьи. Такая система окупится за 12 лет.

Варианты для самостоятельной сборки : Из-за масштабов оборудования установка ветряной турбины, достаточной для обеспечения большей части или всех потребностей дома в электроэнергии, не считается проектом «сделай сам».

Итог: Даже если ветряная турбина не подходит для вашего дома, вы можете получать часть электроэнергии от ветряной электростанции.По крайней мере, 26 штатов требуют, чтобы определенный процент энергии производился из альтернативных возобновляемых источников.

Как сделать ваш дом более энергоэффективным

  • Кондиционер и отопление — Как отмечалось выше, на них приходится почти половина годового энергопотребления вашего дома. Когда пришло время заменить вашу систему, выберите максимально возможную эффективность. И убедитесь, что ваши текущие системы поддерживаются. Проверьте фильтры и убедитесь, что воздуховоды на чердаке не протекают.
  • Приборы — Когда пришло время заменить ваши приборы, выбирайте модели с наивысшими показателями энергоэффективности. Теперь у нас есть котлы, печи и водонагреватели с КПД 98%. Программы Energy Star продвигают более эффективные бытовые приборы, приспособления и оборудование для обогрева и охлаждения.
  • Windows — Убедитесь, что ваши окна находятся в хорошем рабочем состоянии. Они закрываются правильно? Уплотнения скомпрометированы? Если замена окон в порядке, выберите наиболее энергоэффективные доступные модели.
  • Освещение — Замена ламп накаливания на светодиоды — самый простой и экономичный способ минимизировать коммунальные расходы.
  • Phantom Power Drain — Остерегайтесь утечек «фантомного питания», которые возникают из-за устройств, которые используют электричество, даже когда они выключены, таких как микроволновые печи, подключенные принтеры и т. Д. Попробуйте подключить устройства к разветвителям питания и сохранить это питание. полоски отключаются, когда техника не используется.
  • Энергоаудит — Рассмотрите возможность найма энергоаудитора для проверки вашего дома на утечку энергии.С помощью различных методов тестирования они могут определить, куда в ваш дом поступает холодный или горячий наружный воздух, в зависимости от сезона.

Самый дешевый способ производить электричество в домашних условиях

Как производить собственное электричество?

Некоторые из вариантов, доступных для выработки собственного электричества дома:

  • Солнечная
  • Ветер
  • Биогаз
  • Микро-ГЭС
  • Геотермальная энергия
  • Дизельные или биодизельные генераторы

Все вышеперечисленные варианты, кроме дизельных генераторов, являются возобновляемыми и производят меньше / не производят выбросов парниковых газов и загрязнения.Выбор в первую очередь основан на возможности каждого из них для выработки электроэнергии в вашем регионе. Если доступно несколько вариантов, вы можете принять решение, исходя из их рентабельности, надежности и сравнительного воздействия на окружающую среду. Вы даже можете рассмотреть эстетику установки различных систем, прежде чем принять решение.

Подключив аккумулятор к домашней системе выработки электроэнергии, можно накапливать электроэнергию для дальнейшего использования. Вместо этого, если вы подключены к сети, вы можете отправить излишнюю выработанную мощность в сеть в кредит или наличными.

Если вы не вырабатываете достаточно энергии для удовлетворения ваших требований, вы можете полагаться на энергию, накопленную в батарее, или использовать ее из сети. В случае, если оба этих варианта недоступны, поможет дизельный генератор, хотя это не является экологически чистым выбором.

Возможно, вам будет интересно прочитать статью о положительном влиянии солнечной энергии на окружающую среду

Солнечная энергия:

Считается одним из самых популярных вариантов для производства энергии в домашних условиях. Солнечная энергия производится путем установки солнечных панелей для улавливания солнечной энергии.Идеальное место для солнечных батарей — наклонная крыша. Солнечный водонагреватель использует природную энергию непосредственно для нагрева воды.

Основным недостатком производства электроэнергии с помощью солнечных батарей является высокая первоначальная стоимость. Однако длительный срок службы в 20-25 лет делает его отличным вариантом в долгосрочной перспективе.

Вы можете проверить эту статью о том, почему солнечные панели такие дорогие?

Ветер:

Самый дешевый из всех возобновляемых источников энергии и наименее загрязняющий из всех, энергия ветра возможна только в местах с хорошей скоростью ветра.Поскольку ветряные турбины могут делить земельное пространство, это хороший выбор для ферм и ранчо.

Его основные недостатки — звуковое загрязнение и высокие первоначальные вложения. Опять же, как и солнечная энергия, срок службы ветряных турбин продолжительный, а их окупаемость впечатляет.

Биогаз:

Это органические отходы, которые разлагаются в отсутствие кислорода с образованием метана. Биогаз или метан можно использовать вместо природного газа для выработки электроэнергии или напрямую использовать для отопления или приготовления пищи.

Метан и диоксид углерода, побочные продукты этого процесса, являются парниковыми газами и могут нанести вред окружающей среде. Сжигая метан, вы можете снизить выбросы.

Для заводов или больших ферм, производящих органические отходы в больших количествах, биогазовая установка является отличным выбором для производства дешевой электроэнергии. Обратной стороной биогаза является то, что он требует регулярного обслуживания и постоянного внимания для бесперебойной и эффективной работы.

Micro hydel растений:

Если в вашей собственности есть водопровод, вы можете использовать альтернативную энергию для производства дешевой электроэнергии.Все, что вам нужно сделать, это позволить текущей воде заставить небольшую турбину производить электричество. Более надежные и дешевые, чем солнечные или ветряные, микрогидельные электростанции могут вырабатывать электроэнергию до тех пор, пока есть проточная вода для вращения турбины.

Геотермальная энергия:

В случае, если ваша собственность расположена вдоль линий разломов, и вы можете использовать обширную тепловую энергию, захваченную под землей, геотермальная энергия является отличным выбором для производства электроэнергии, а также для непосредственного отопления. Геотермальный насос использует замкнутый контур труб для перекачивания жидкостей, чтобы поднять тепло, похороненное глубоко под землей.Тепло передается с помощью теплообменника для обогрева вашего дома или превращения воды в пар для вращения турбины и выработки электроэнергии.

Дизель-генератор:

Это популярный выбор для производства энергии в удаленных местах. Хотя дизельные генераторы просты в использовании и дешевы, они не подходят для круглосуточного электроснабжения. Причин много. Звуковое загрязнение, загрязнение воздуха, выбросы парниковых газов и высокая стоимость обслуживания — вот лишь некоторые из его недостатков.

Хотя это не лучший выбор для постоянного производства электроэнергии, дизельные генераторы могут использоваться в качестве резервного варианта в сочетании с одним из вышеупомянутых вариантов возобновляемой энергии.

Большинство ограничений и вредных воздействий дизельного генератора можно устранить, используя биодизель вместо дизельного ископаемого топлива.

Энергия для всех: для одной семьи | Альтернативы GRID

Мы предоставляем недорогие или бесплатные солнечные электрические системы семьям с низким доходом и устанавливаем их с использованием модели жаровни, которая дает волонтерам и стажерам практический опыт, который они могут использовать для получения работы в растущем солнечном секторе. промышленность. Каждый проект имеет тройное воздействие: экономия энергии, которая помогает бедствующим семьям положить еду на стол или оплачивать медицинские расходы; классная комната для стремящихся к солнечной энергии, которая поддерживает местную занятость и растущую солнечную промышленность; и сокращение выбросов парниковых газов, что помогает местным органам власти достичь своих целей по выбросам и способствует более чистому воздуху для всех.

Имея около 20 миллионов частных домов для одной семьи с низким доходом в Соединенных Штатах, у нас есть огромная возможность поддержать непрерывный рост солнечной энергии и долгосрочный переход на чистую возобновляемую энергию, которая принесет пользу всем нам. Примите участие сегодня, став партнером, волонтером или сделав пожертвование в поддержку нашей работы.


Программа доступных домов на солнечной энергии для одной семьи

GRID Alternatives — менеджер программы в масштабе штата для Программы доступных солнечных домов для одной семьи (SASH), программы, финансируемой плательщиками взносов через Комиссию по коммунальным предприятиям Калифорнии, которая предоставляет авансовые скидки, чтобы помочь домовладельцам с низким доходом получить доступ к преимуществам солнечной энергии. .

Обездоленные сообщества — Программа строительства односемейных домов на солнечной энергии

Альтернативы GRID были выбраны Комиссией по коммунальным предприятиям Калифорнии (CPUC) для управления программой для малообеспеченных сообществ — односемейные солнечные дома (DAC-SASH). Программа предоставит 8,5 миллионов долларов в качестве стимулов для домашних хозяйств в сообществах экологической справедливости, чтобы перейти на использование солнечной энергии, с возможностями профессионального обучения, интегрированными в каждый проект.

Программа утепления для малоимущих

В рамках программы по утеплению малоимущих (LIWP) Департамента общественных услуг и развития Калифорнии, GRID Alternatives в партнерстве с экологически и экономически неблагополучными общинами устанавливают солнечные панели на крышах домовладельцев и предоставляют волонтерам возможности для практического развития навыков.

Список обзоров и руководств

Если ваша семья похожа на мою, вы любите хороший практический проект, который помогает окружающей среде и сберегает копилку от вреда. А создание собственного солнечного генератора из набора или частей, которые вы покупаете отдельно, — один из тех замечательных проектов, которые вы можете выполнить дома. И, если ваши дети достаточно взрослые, они могут даже помочь с некоторыми шагами.

Итак, если вы хотите узнать больше о солнечных панелях, инверторах, контроллерах заряда и всем остальном, что связано с автономными самодельными солнечными генераторами, вы попали в нужное место.

Почему стоит подумать о создании собственного портативного солнечного генератора «сделай сам»

Есть несколько причин, по которым вы можете захотеть построить свой собственный портативный солнечный генератор.

1. Солнечные генераторы безопаснее газовых

Если вы ищете безопасный и экологически чистый вариант для эксплуатации дома, жилого автофургона, охотничьего домика или других электрических систем и устройств, лучшим выбором будет солнечная и ветровая энергия.

В частности,

Solar — это простой в изготовлении и использовании вариант возобновляемой энергии, который, тем не менее, не обанкротится.

А поскольку они работают на солнечной энергии, эти генераторы намного безопаснее использовать в помещении и на улице круглый год. Ископаемое топливо с большей вероятностью вызовет пожар или утечку на землю или вокруг генератора, подвергая опасности вашу семью и домашних животных.

2. Другие генераторы — медленные зарядные устройства

В то время как солнечный генератор не заряжается мгновенно при длительном заряде, солнечные генераторы обычно полностью заряжаются в течение 12 часов или меньше.

Однако изготовление своего собственного устройства в соответствии с вашими требованиями может значительно увеличить время зарядки.

Это означает, что вы можете быстро использовать эту мощность в чрезвычайных ситуациях, для обычного использования дома или дома на колесах и т. Д.

3. Солнечные генераторы — все готово.

После того, как вы инвестируете в свой солнечный генератор, ваши расходы в значительной степени окупятся.

Генераторы и солнечные панели рассчитаны на долгие годы работы — на большинство из них предоставляется гарантия более двух десятилетий — и затраты на техническое обслуживание минимальны.

Вы должны проверять свои солнечные панели после непогоды, чистить их раз в полгода и проверять, что ничто не препятствует попаданию солнечного света на эти фотоэлектрические элементы.В противном случае вы строите генератор, размещаете панели и уходите.

4. Собрав солнечный генератор, вы знаете, как его безопасно отремонтировать

Обычные генераторы не обязательно самые безопасные или простые в ремонте.

Но если вы в первую очередь создаете собственный солнечный генератор, вы знаете, как заменять поврежденные компоненты.

Это сэкономит вам еще больше денег.

5. Готовые генераторы могут не обеспечить достаточной мощности для ваших нужд

Некоторые генераторы, которые поставляются готовыми, достаточно мощны для ваших нужд.Но если вы хотите управлять всем своим домом, у вас больше потребностей в энергии, чем у «среднего» владельца дома на колесах, или вам просто нужно больше сока, комплекта может оказаться недостаточно.

Если вы построите свой собственный, вы можете точно определить, сколько энергии вы получаете от генератора и установки.

6. Создание собственного генератора приносит личное удовлетворение

Когда вы создаете свой собственный генератор, вы не только много узнаете о технологии, о которой, вероятно, мало что знали, но и награждаетесь острым чувством личного удовлетворения.

Вы построили этот солнечный генератор, а не какой-то парень в магазине.

И если ваши дети или супруга хотят помочь, они тоже могут получить личное удовлетворение, участвуя в спасении окружающей среды своими руками.

7. Сборка собственного генератора «сделай сам» зачастую может быть дешевле, чем покупка готового

Наконец, я хотел бы указать на еще один способ экономии ваших денег с помощью генераторов, сделанных своими руками. Если вы соберете компоненты самостоятельно — не волнуйтесь, я дам рекомендации по ним ниже — вы можете сэкономить деньги вместо того, чтобы вкладывать деньги в большой генератор сразу.

Лучшие руководства, инструкции и PDF-файлы для самостоятельных солнечных генераторов

В то время как я собираюсь дать вам базовое «как» ниже по созданию собственного источника солнечной энергии, я хотел бы порекомендовать вам несколько более подробных руководств и инструкций, которые помогут вам безопасно построить лучший дешевый солнечный источник энергии. возможен электрогенератор.

Я собрал лучшие видеоролики, PDF-файлы и другие инструкции, которые я смог найти, чтобы дать вам самые разные точки зрения и взгляды на этот процесс.

Пожалуйста, внимательно изучите каждый из них перед покупкой расходных материалов или началом процесса сборки.Возьмите блокнот и делайте заметки, чтобы убедиться, что вы не забыли и не пропустили важные детали, которые могут помочь обеспечить вашу безопасность в процессе.

Если ваш (а) супруг (а) или дети собираются помочь вам построить солнечный генератор своими руками, я бы порекомендовал им прочитать некоторые материалы и посмотреть некоторые видео. Я бы выбрал раздел, посвященный тому аспекту, на котором другой человек поможет ему сосредоточиться.

№1. Лучшее, как построить солнечный генератор PDF: The Build It Solar PDF

PDF-файл Build It Solar — это первый вариант, который вы найдете, если не зря ищете «лучшие PDF-файлы для солнечных батарей своими руками».Этот документ разработан так, чтобы быть чрезвычайно удобным для пользователя, и предназначен для широкого распространения среди всех, кто хочет создать автономную энергию с помощью солнечной энергии.

Мне нравится этот PDF-файл, потому что он не только дает вам подробные пошаговые инструкции по использованию инвертора мощности, но и дает подробную информацию о различных частях вашего DIY-проекта. PDF-файл Build It Solar также содержит подробные сведения об аспектах безопасности при построении собственного здания, в частности о безопасности электроинструментов, и подробные сведения обо всем, что вам нужно сделать, чтобы подготовиться к безопасному построению солнечной энергосистемы с использованием батареи глубокого цикла или чистой синусоиды. волновой инвертор.

Я рекомендую для начала кратко ознакомиться с PDF-файлом, прежде чем приступить к другим занятиям. Ознакомьтесь с различными изображениями, диаграммами и другими наглядными материалами, которые помогут вам начать полное понимание проекта.

Затем, в течение следующих дней, найдите время, чтобы внимательно прочитать каждый раздел, прежде чем отправиться в магазин за запчастями и инструментами.

>> ПОЛУЧИТЬ PDF ЗДЕСЬ <<

№2. Лучшее короткое видео своими руками: The Survivalist Prepper

Вы захотите показать это короткое 5-минутное видео от Survivalist Prepper, прежде чем погрузиться в мельчайшие детали создания солнечного источника питания.Это краткий обзор частей, основные инструкции и общее описание того, как все работает.

Это видео, конечно, не слишком подробное, но оно помогает дать вам четкое представление о том, что вы смотрите, в зависимости от конкретного типа проекта, которым вы решите заняться.

Под видео вы можете просмотреть более подробные обзоры на сайте типов деталей и их выбора, а также другие полезные сведения, такие как мощность, ватт-часы и количество батарей, необходимых для работы данной системы или устройства. .

Эта страница также дает полезную демонстрацию того, как работают преобразования мощности, и что вам нужно знать об ампер-часах и вашем проекте.

>> СМОТРЕТЬ ВИДЕО <<

№ 3. Видеообзор лучшего дешевого солнечного генератора своими руками: видео о солнечном буррито

Чтобы найти пару отличных видеороликов о том, как построить дешевый солнечный генератор своими руками (менее 150 долларов), ознакомьтесь с предложениями Solar Burrito. В видеороликах представлены такие вещи, как базовые инструкции и высококачественные компоненты, соответствующие низкобюджетному плану.

На странице представлены схемы, сопровождающие видео, а также основная информация об используемых компонентах и ​​о том, какие продукты они рекомендуют для создания лучшего дешевого солнечного генератора, который вы можете сделать.

>> СМОТРЕТЬ ВИДЕО <<

№4. Инфографика о лучшем самодельном солнечном генераторе: The Inhabitat Infographic

Если вы ищете больше визуальных подсказок о своем базовом процессе создания солнечного генератора своими руками для вашего кемпера или дома на колесах, инфографика от Inhabitat — отличный вариант.На листе есть все необходимые детали — от аккумуляторной батареи до инвертора — до краткого пошагового руководства.

Инфографика также содержит советы по безопасности и основные сведения о мощности, необходимой для работы обычных бытовых устройств.

The Best Instructable Guide: Пошаговое руководство из Instructables

Мое последнее предложение относительно ресурсов по созданию собственного рентабельного солнечного генератора относится к самому источнику: The Instructables Guide. Как всегда, в руководстве Instructables представлены схемы, фотографии, диаграммы и видео с подробными пошаговыми инструкциями по выбору солнечного зарядного устройства, инверторов, свинцово-кислотных аккумуляторов и других необходимых деталей для вашего комплекта солнечного генератора.

Руководство дает вам подсказки по инструментам и деталям, которые вам нужны, но также расскажет, как понимать такие вещи, как номинальные характеристики батарей, контроллеры заряда MPPT и разница между синусоидальным инвертором и прямоугольным преобразователем.

Если вам нужна помощь в установке солнечной панели, выяснении параллельных и последовательных подключений или создании подставки для батареи, это руководство Instructables предоставит вам все необходимое.

>> ПОЛУЧИТЕ ИНФОГРАФИЮ <<

Инструкции по сборке солнечного генератора своими руками

В то время как другие ребята проделывают феноменальную работу по предоставлению подробных инструкций, я думаю, что краткий обзор основных шагов по созданию собственного автономного солнечного зарядного устройства сейчас пригодится.

Это должно дать вам общее представление о том, во что вы ввязываетесь, чтобы вы могли лучше решить, как действовать дальше.

1. Рассчитайте свои потребности в энергии

Взгляните на свой счет за электроэнергию, если вы собираете систему для использования в доме. Или просмотрите диаграмму с подробными сведениями о том, сколько энергии требуется данным устройствам, которые вы используете для поддержания их работы. Это поможет вам определить необходимую нагрузку для вашей системы.

  • Потолочный вентилятор: 10-50 Вт
  • DVD-плеер: 15 Вт
  • CB Радио: 5 Вт
  • Модем: 7 Вт
  • Ноутбук: 25-100 Вт
  • Дрель (1/4 дюймов) 250 Вт
  • Тостер духовка 1200 Вт
  • Плеер Blu-ray: 15 Вт
  • Перезарядка планшета: 8 Вт
  • Спутниковая антенна: 30 Вт
  • Кабельная коробка: 35 Вт
  • Телевизор — ЖК-дисплей: 150 Вт
  • Светодиодная лампа (эквивалент 40 Вт): 10 Вт
  • ЖК-монитор: 100 Вт
  • Перезарядка смартфона: 6 Вт
  • Кофеварка 1000 Вт
  • Холодильник (16 куб. футов) 1200 Вт

Если вам интересно, как построить солнечный генератор мощностью 5000 Вт, обязательно найдите компоненты, способные выдержать такую ​​нагрузку.

2. Тщательно выбирайте расходные материалы

Обязательно проверьте характеристики, мощность и другие сведения, включенные в более подробные руководства, чтобы вы приобрели правильные компоненты для своего проекта.

Вы не хотите тратить время, деньги или энергию на то, что не поможет вам с первого раза.

3. Проверьте детали

Перед тем, как приступить к строительству, вам необходимо протестировать различные компоненты вашей системы по отдельности.Некоторые из приведенных выше инструкций подробно описывают, как это сделать безопасно и точно.

4. Установите компоненты

Вам нужно будет установить 100-ваттные панели, но вам также придется построить или разместить аккумуляторную батарею. Внимательно ознакомьтесь с чертежами вашего солнечного генератора на этом этапе, чтобы избежать любой возможной опасности.

5. Соедините все вместе

Затем вам нужно будет безопасно соединить детали между собой. Различные компоненты должны иметь схемы, показывающие, как это сделать точно, но подробные инструкции в различных видео, PDF-файлах и инфографике выше должны ответить на любые ваши вопросы о точных шагах.

6. Подключите свои устройства

После того, как ваш комплект настроен и все протестировано, вы должны быть готовы к тому, чтобы подключить свои устройства и начать работать на солнечной энергии.

Обзоры лучших комплектов солнечных генераторов своими руками

Неважно, любите ли вы ветряные турбины или солнечные электростанции, экологически чистые варианты «сделай сам» довольно часто являются лучшим способом сэкономить деньги и добиться личного развития.

На сегодняшний день мы предлагаем несколько предложений по комплектам и компонентам солнечных генераторов, которые вы, возможно, захотите рассмотреть при настройке автономного энергоснабжения.

№1. Комплект солнечных батарей Renogy 400 Вт — лучший для генераторов RV

Общий рейтинг: 5 из 5 звезд

Renogy — один из лучших и пользующихся наибольшим доверием брендов на рынке. Эта компания уже много лет создает доступное для потребителей солнечное оборудование, и их продукция становится все лучше и лучше.

Итак, если вы ищете комплект солнечной энергии на 400 Вт, вам стоит обратить внимание на этот от Renogy. Комплект отлично подходит для зарядки аккумулятора RV от солнечной энергии без особых хлопот.

В комплект входит:

  • Компактная монокристаллическая солнечная панель, 100 Вт, 12 В
  • Adventurer Li 30A PWM Контроллер заряда заподлицо
  • Монтажные Z-кронштейны
  • 30-футовый комплект адаптера 10AWG MC4 (одна пара)
  • Кабели для лотков 10AWG длиной 16 футов (одна пара )
  • Корпус кабельного ввода
  • Разъем Y-ответвления MC4

Комплект имеет высокую эффективность преобразования модуля с идеальной производительностью 2000 Вт / ч в день. Это, конечно, зависит от количества панелей, которые вы используете, и количества солнечного света, доступного в данный день.Усовершенствованный герметизирующий материал с многослойными листами повышает производительность солнечных элементов и должен продлить срок службы системы.

Рама изготовлена ​​из коррозионно-стойкого алюминия, разработана специально для длительного воздействия погодных условий и способна выдерживать сильный снегопад, дождь и сильный ветер. Обходной диод также минимизирует падение мощности из-за тени и означает, что солнечные панели по-прежнему хорошо работают в условиях низкой освещенности.

И, наконец, 30-амперный ШИМ-контроллер заряда разработан специально для жилых автофургонов и позволяет устанавливать его заподлицо на стене и имеет отрицательное заземление для совместимости со стандартными аккумуляторами для жилых автофургонов.

>> Нажмите здесь, чтобы прочитать больше обзоров и увидеть сегодняшнюю цену на Amazon.com <<

№2. Go Power! Weekender SW — лучший комплект

Общий рейтинг: 4,7 из 5

Если вы ищете абсолютно полный комплект солнечного генератора, вам нужен Go Power! Комплект Weekender. В этом варианте есть все, кроме аккумулятора, и он подходит для средних и малых ситуаций. Система представляет собой 160-ваттную систему как есть, но вы можете легко добавить солнечные батареи для более высоких нагрузок, если это необходимо.

Вы можете использовать этот комплект для своего автофургона, кемпинга, морского транспорта, для зарядки автомобильного аккумулятора, прикрытия кабины при отключении электроэнергии или в целом в качестве зарядного устройства для аккумуляторов 12 В для всех ваших транспортных средств. В комплект входит контроллер заряда от солнечной батареи, панель, которую просто необходимо расположить под прямыми солнечными лучами для полной зарядки, и все готово для подключения к источнику переменного тока.

В комплект входит одна большая панель мощностью 160 Вт, которая удобна для размещения практически в любом месте, поставляется с высоконадежным инвертором мощности и является базовой моделью для более крупных комплектов солнечных батарей компании.Это означает, что вы можете легко встроить в систему совместимые продукты, которые не доставят вам хлопот.

>> Нажмите здесь, чтобы прочитать больше обзоров и увидеть сегодняшнюю цену на Amazon.com <<

№ 3. Комплект солнечных батарей Sunforce 55 Вт — лучший бюджетный вариант

Общий рейтинг: 3,8 из 5 звезд

Для экономных или только начинающих вы можете рассмотреть надежный, но недорогой комплект для самостоятельной сборки от Sunforce.Этот комплект пользуется доверием многих, бренд хорошо известен, и им очень легко пользоваться.

Этот комплект имеет гораздо меньшую мощность, чем другие, но это отличная резервная система на случай чрезвычайных ситуаций. Это также хороший вариант для кемпинга, когда вам нужна низкокачественная, но простая в использовании мощность.

Комплект Sunforce на 55 Вт поставляется со всем основным оборудованием, необходимым для настройки самого солнечного генератора, хотя вам нужно будет купить аккумулятор и инвертор, чтобы полностью завершить комплект.Как только вы это сделаете, вам также стоит подумать о добавлении солнечных батарей, если вы хотите получить немного больше энергии, чем просто 55 Вт.

Этот комплект разработан для небольших систем, но он также отлично подходит для питания небольших устройств на регулярной основе.

>> Нажмите здесь, чтобы прочитать больше обзоров и увидеть сегодняшнюю цену на Amazon.com <<

Другие рекомендуемые компоненты

Поскольку в комплекты обычно не входят батареи и инверторы, которые вам нужны, у нас есть несколько советов, с чего начать.

Инвертор Goal Zero и аккумулятор

Не все батареи и инверторы одинаковы. И бренд Goal Zero — это вариант, который превосходит других парней. В частности, Goal Zero Sherpa 50+ — это фантастический вариант инвертора , который совместим с большинством систем и гарантированно прослужит долгие годы.

Батарея представляет собой литиевый аккумуляторный блок для солнечного генератора мощностью 50 ватт-часов с несколькими портами, включая USB-порты, порты для портативных компьютеров и стандартную электрическую розетку переменного тока.Аккумулятор имеет легко читаемый дисплей, который также показывает, сколько заряда осталось в аккумуляторе.

Аккумулятор Mighty Max ML35-12

Еще одна замечательная, пользующаяся доверием батарея для вашего набора для самостоятельной сборки солнечных батарей — это Mighty Max ML35-12 battery . Этот герметичный свинцово-кислотный аккумулятор рассчитан на длительный срок службы и обеспечивает часы хранения энергии для вашего комплекта

.

Это водонепроницаемая батарея SLA AGM, обеспечивающая высокую скорость разряда, широкий диапазон рабочих температур и длительный срок службы.

Другие бренды, заслуживающие внимания

Наконец, мы хотели бы упомянуть другие бренды, которые вам следует учитывать при покупке любого или всех элементов вашего набора для солнечного генератора, сделанного своими руками. Это всего лишь краткий список лучших брендов в отрасли, но они составлены на основе множества исследований, личного опыта и отзывов лучших из лучших в отрасли.

  • Экологичный
  • Goal Zero
  • Renogy
  • Grape Solar
  • Windy Nation
  • OG Solar
  • HQST ​​
  • Go Power!

Любой из этих брендов предоставит вам высококачественные компоненты для вашего набора.Внимательно просмотрите каждый товар, который вам не хватает, и узнайте, что говорят другие реальные пользователи, прежде чем покупать у определенного продавца, особенно на Amazon.

Существует множество подделок, поэтому будьте осторожны с сделками, которые кажутся слишком хорошими, чтобы быть правдой. Наверное, да.

Ваша солнечная система своими руками уже здесь

Теперь вы готовы начать строительство! Просмотрите подробные руководства, просмотрите видеоролики и ознакомьтесь с вариантами выбора наилучших комплектов и компонентов.

И не забывайте часто консультироваться с инструкциями к своему солнечному генератору DIY на протяжении всего процесса выбора компонентов, сбора инструментов и расходных материалов, а также фактического процесса сборки вашего солнечного генератора.

альтернатив солнечной энергии: 4 для использования, когда солнечная энергия не работает

Солнечная энергия, кажется, непрерывно растет. Но, к сожалению, это подойдет не каждому домовладельцу. К счастью, есть хорошие альтернативы солнечной энергии для дома.Если вы искали другие способы привести свой дом в порядок, наберитесь духа! Есть много качественных вариантов.

Почему возобновляемые источники энергии — это будущее (и настоящее тоже)?

Использование неограниченного количества возобновляемых источников энергии, несомненно, войдет в историю как величайшее технологическое достижение конца 20-го и начала 21-го века. И крупнейшие страны мира сейчас работают вместе, чтобы сделать переход к возобновляемым источникам энергии реальностью.

Существует слишком много преимуществ, чтобы перечислять их, но, согласно EPA (1): «Экологические и экономические преимущества использования возобновляемых источников энергии включают:

  • Производство энергии, исключающей выбросы парниковых газов из ископаемого топлива и снижающей некоторые виды загрязнения воздуха;
  • Диверсификация энергоснабжения и снижение зависимости от импортного топлива;
  • Создание экономического развития и рабочих мест в производстве, установке и т.д.”

Кроме того, если посмотреть на финансовую и инвестиционную сторону устойчивого и нулевого домовладения (ССЫЛКА), то большинство затрат на экологически чистые технологии снизились достаточно, чтобы иметь финансовый смысл.

Рентабельность инвестиций в возобновляемые источники энергии теперь может конкурировать или превосходить акции, облигации и традиционные инвестиции в недвижимость. Только по этой причине, даже без экологических преимуществ, возобновляемые источники энергии никуда не денутся.

Насколько быстро растет возобновляемая энергия?

Когда мы смотрим на картину в целом, неудивительно, что возобновляемые источники энергии имеют такой невероятный рост.EIA прогнозирует, что доля возобновляемых источников в производстве электроэнергии в США удвоится в следующие 30 лет — с 21% в 2020 году до 42% в 2050 году (2).

График производства электроэнергии из разных источников в США, 2010-2050 гг.

Рост возобновляемых источников энергии также продемонстрировал устойчивость перед лицом кризиса COVID-19 с его новой экономической неопределенностью. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году (с января по октябрь) выставленная на аукцион возобновляемая мощность была на 15% выше, чем за тот же период 2019 года.(Это новый рекорд.) (3)

Возобновляемая электроэнергетика продемонстрировала мировой рост примерно на 7% во время кризиса. И это контрастирует со снижением общего мирового спроса на энергию (5%) — не говоря уже о многих проблемах отрасли ископаемого топлива.

Для сравнения, мировой спрос на уголь упал примерно на 8 процентов. В некоторых странах, например, в Европейском союзе, снижение составило 20% (4).

Каковы наиболее распространенные возобновляемые источники энергии?

В настоящее время наиболее популярными возобновляемыми источниками энергии являются:

  • Солнечная энергия
  • Ветровая энергия
  • Гидроэнергетика
  • Геотермальная энергия
  • Приливная энергия
  • Биомасса и биотопливо

Также меняется порядок популярности этих ресурсов быстро.Посмотрите на данные за период 2012-2018 гг. (5).

Предоставлено REN21 Global Status Report

Самым ошеломляющим является необычайный рост солнечной энергетики. Но каковы альтернативы солнечной энергии, если она вам не подходит?

Несколько причин, по которым солнечная энергия может не работать в вашем доме

  1. На пути есть физические объекты. — это могут быть небоскребы, деревья, линии электропередач, дом вашего соседа или что-нибудь еще, препятствующее прямым солнечным лучам. Это может быть более серьезным зимой, когда солнце находится ниже.
  2. Ваша крыша слишком мала — Иногда форма или размер вашей крыши просто физически не позволяют использовать более одной или двух панелей. (Обычно вам нужно как минимум несколько сотен квадратных футов, чтобы она заработала.)
  3. У вас старая крыша, и вы пока не хотите тратить деньги на новую. — Если у вас есть черепица. их выход в течение нескольких лет или меньше, вы, возможно, пока не захотите тратить деньги на солнечные батареи. Имеет смысл одновременно делать крышу и солнечную батарею, чтобы снизить затраты.
  4. Ни одна часть крыши не обращена на юг, восток или запад (северное полушарие). — Если вы не можете направить панели прямо на солнце, окупаемость инвестиций или фактическое производство энергии может не иметь смысла.
  5. Они не позволят вам — Это зависит от законов и постановлений в вашем регионе, но иногда ТСЖ, город, округ или штат могут не поддерживать или не разрешать использование солнечных панелей на крыше. Вам нужно будет ознакомиться с местными законами и ограничениями, чтобы быть на 100% уверенным в этом для вашего собственного дома.
  6. Ночью нет солнца — Это кажется очевидным, но если вы не подключены к сетевому учету с коммунальной компанией и вам нужна энергия, вам нужно либо купить дорогие аккумуляторные системы, либо выбрать вариант без солнечной энергии.

Мы написали полную статью с более подробной информацией о том, почему солнечная энергия может не работать и здесь.

Пример идеальной солнечной крыши и видео с пролета с дрона в рамках нашего первого проекта по ремонту дома с использованием солнечной энергии без использования солнечной энергии в Кейп-Корал, Флорида.В идеале вам нужна южная ориентация, большая площадь крыши и ничего, кроме вентиляционных отверстий, слуховых окон и мансардных окон, чтобы можно было разместить больше панелей.

Какие альтернативы солнечной энергии я могу использовать?

Существуют ли жизнеспособные альтернативы солнечной энергии для частных домов?

К счастью, удивительное количество перечисленных возобновляемых источников энергии доступно в виде небольших жилых систем. Хотя существует несколько альтернатив солнечной энергии, многие из них имеют некоторые ограничения. В качестве простого примера, вы не можете установить микрогидроэлектростанцию, если у вас нет ручья или небольшой реки, протекающей через вашу собственность.

С другой стороны, П.В. солнечные панели и ветряные турбины могут быть установлены на большинстве объектов. Но одни и те же системы дадут совершенно разные результаты в разных областях.

Поэтому главный вопрос не в Каков возобновляемый источник энергии? но, что является лучшим возобновляемым источником для ?

Давайте перейдем к некоторым возможным альтернативам солнечной энергии —

Ветряные турбины

Гигантские турбины — знаковый образ ветроэнергетики.Но ветроэнергетика в жилых домах — это вполне разумный выбор для домашнего хозяйства, которое хочет диверсифицировать свое энергоснабжение, если оно соответствует конкретным ветровым условиям для установки турбин.

Небольшие ветряные турбины могут быть хорошим выбором, если у вас есть:

  • Достаточно скорости ветра в районе.
  • Достаточно земли.
  • Одобрение или поддержка со стороны соседей, районных советов или организаций.
Иногда для питания вашего дома требуется несколько небольших ветряных турбин.Один обычно не может произвести достаточно энергии.

Какой тип ветряной турбины нужен для питания дома?

Это зависит от ваших потребностей в энергии, того, что вы можете себе позволить, и типа турбины (10), которую вы выберете. Два основных типа:

  • Ветряные турбины на опорах и на земле — Как и их старшие братья (гигантские коммунальные турбины на ветряных электростанциях), эти турбины устанавливаются на высоких мачтах в подходящем для ветра месте. Чем выше турбина, тем больше у нее шансов улавливать постоянный ветер.
  • Ветряные турбины, устанавливаемые на зданиях — Турбины, установленные на крышах зданий в подходящих местах, меньше, чем установленные на опорах, и имеют мощность 1-2 кВт.

Меньшие ветряные турбины, однако, часто не достаточно велики, чтобы привести в действие весь дом. По данным сайта Energy.gov:

«Типичный дом потребляет около 10 932 киловатт-часов электроэнергии в год (около 911 киловатт-часов в месяц). В зависимости от средней скорости ветра в этом районе потребуется ветряная турбина мощностью 5–15 киловатт, чтобы внести значительный вклад в удовлетворение этого спроса.1,5-киловаттная ветряная турбина удовлетворит потребности дома, требующего 300 киловатт-часов в месяц в месте со средней годовой скоростью ветра 14 миль в час (6,26 метра в секунду) ».

Это означает, что вам понадобится как минимум три 1,5-киловаттные турбины для питания среднего дома.

Какое лучшее место для ветроэнергетики?

Характер ветра определяет, будет ли энергия ветра вообще иметь смысл в качестве альтернативы солнечной энергии для вашего дома. География, время года, средняя скорость ветра и многие другие факторы могут повлиять на жизнеспособность проекта или подорвать его.

Как правило, производительность ветряных турбин достигает пика весной, а самая низкая производительность приходится на середину-конец лета, как показывает график EIA. Зимние показатели обычно являются среднегодовыми для региона. Однако есть некоторые исключения — например, сезонный ветер в Калифорнии (11).

Коллекция линейных графиков, показывающих сезонную скорость ветра на всей территории Соединенных Штатов, созданная EIA.

Вы можете искать в наборах данных и на картах в Интернете по местоположению / адресу, чтобы определить среднюю скорость ветра для вашего дома.Некоторые из них, которые мы считаем полезными, включают:

  1. Climate.gov — Средство просмотра карт скорости ветра
  2. NRCS — Служба охраны природных ресурсов
  3. WINDExchange — Это наш любимый! Кажется, что здесь больше всего информации по штатам, включая различные графики и иллюстрации.
Предоставлено WINDExchange — выбирайте местоположения по штатам и просматривайте подробные карты и различные иллюстрации скорости ветра.

При сезонных изменениях сочетание ветра и солнца иногда может оптимизировать производство электроэнергии.Когда солнечная энергия производит меньше энергии, ветер может компенсировать разницу. Это особенно полезно, если у вас есть автономный дом с аккумуляторной системой, где турбины все еще могут вращаться ночью. Проекты, сочетающие солнечную и ветровую (или другие возобновляемые источники), попадают в категорию гибридных возобновляемых источников энергии (HRES).

Стоят ли ветряные турбины для жилых домов?

Хотя ветер является чистым и надежным источником энергии, физические и финансовые препятствия являются основными возможными недостатками энергии ветра в домашних условиях.

Малые ветряные турбины стоят от 3000 до 8000 долларов за киловатт мощности. Чтобы покрыть все потребности в электроэнергии, типичному дому в США нужна турбина средней мощностью 5 киловатт (от 2 до 10 кВт). Это означает, что ветряная турбина для большого дома может стоить от 15 000 до 75 000 долларов (11) (без учета стимулов для возобновляемых источников энергии).

Будет ли ветряная турбина когда-либо окупать себя при таких затратах?

Хотя первоначальные инвестиции высоки, к счастью, большинство штатов предлагают снижение налогов или другие льготы, которые могут помочь вам значительно снизить стоимость вашего ветроэнергетического проекта.В зависимости от всех этих факторов вы можете рассчитывать на возврат своих инвестиций в течение 6–30 лет (11).

Любезно предоставлено NREL — Довольно крутая иллюстрация того, как выглядят среднегодовые скорости ветра в США.

Хотя это может показаться долгим, помните, что вы сократите свои ежемесячные расходы на коммунальные услуги. А по истечении периода возврата ваше питание будет практически бесплатным.

Помимо денег (потому что за деньги нельзя купить нам еще одну планету, верно?), Подсчитано, что, используя ветер в своей усадьбе, вы могли бы сократить свои ежегодные выбросы CO2 в 2 раза.5 тонн (10).

Энергия биомассы дома как альтернатива солнечной энергии

Биомасса — самая традиционная альтернатива солнечной энергии в этом списке, но также и самая противоречивая.

Типы биомассы для отопления дома

Исторически биомасса представляла собой все растительное вещество, которое люди могли сжигать для производства тепловой энергии. Рубленая древесина была наиболее распространенным источником и часто считалась наиболее эффективной. Следовательно, есть два типа биомассы.

  • Древесная биомасса
  • Отходы биомассы

Современное топливо из биомассы было переосмыслено как экологически чистое и производится из промышленных и сельскохозяйственных отходов.Опилки и другие столярные отходы, растительные отходы сельского хозяйства и даже навоз — все это используется для создания экологически чистой биомассы для сжигания.

В моих странах коровий навоз используется в качестве топлива. На Земле почти миллиард коров, и их в изобилии…

Однако есть одна давняя проблема с использованием биомассы для производства энергии. В связи с растущим спросом на ресурс растет вырубка лесов для производства биомассы.

Является ли биомасса безуглеродным топливом?

Древесная биомасса должна быть углеродно-нейтральным возобновляемым ресурсом, по крайней мере, теоретически.При сжигании дров должно выделяться ровно столько СО2, сколько дерево утилизировало во время своего роста, и не более. Тем не менее, вырубка старовозрастных лесов для использования биомассы позволяет использовать долгосрочное хранение СО2 и выбросить газ обратно в атмосферу.

Истинно возобновляемое, безотходное топливо из биомассы не смогло заменить древесину, по крайней мере, пока. А чрезмерная эксплуатация лесов для массового сжигания подрывает равновесие по CO2 (13).

Вызывает ли сжигание биомассы загрязнение?

Загрязнение тоже не имеет отношения к биомассе.

Помимо выброса древесного дыма (14) и загрязнения воздуха на открытом воздухе, недавнее исследование показало, что обычные дровяные горелки оказывают пагубное влияние на качество воздуха в помещении (15). Наиболее серьезной опасностью для здоровья человека является высокое загрязнение твердыми частицами (PM), а также выброс канцерогенных летучих органических соединений, таких как бензол и формальдегид. Однако производители печей оспаривают эти выводы.

Как устойчиво использовать биомассу в качестве альтернативы солнечной энергии?

Каким бы ни был окончательный вердикт по древесному дыму, нельзя отрицать, что биомасса очень практична, потому что она всегда доступна, даже если отключится электричество.Точно так же, как люди используют масляные генераторы, лучший способ использовать биомассу в качестве топлива в вашем доме — использовать ее только тогда, когда другие варианты отсутствуют.

Есть несколько способов сделать использование биомассы устойчивым.

  • Выбирайте гранулы из отходов.
  • Выбирайте экологически чистое сертифицированное древесное топливо.
  • Используйте новые печи с экологическим сертификатом.

Дополнительную информацию об экологически безопасном сжигании древесины и биомассы можно найти в публикации Агентства по охране окружающей среды Burn Wise (16).

Микрогидроэнергетика для вашего дома

Для тех, кому посчастливилось иметь ручей, протекающий через их владения, есть еще одна простая и последовательная альтернатива солнечной энергии — малая гидроэнергетика.

Диаграмма с сайта Energy.gov, показывающая, как с помощью силы тяжести от восходящей воды может приводить в действие турбину, расположенную ниже по потоку, для обеспечения постоянной мощности.

Микрогидроэнергетические системы могут производить гидроэлектроэнергию и могут быть идеальной альтернативой солнечной энергии. Производство микрогидро может составлять от 5 до 100 киловатт.Есть также турбины, относящиеся к категории пикогидравлических, которые имеют мощность менее 5 кВт. Система мощностью 10 кВт может обеспечить достаточную мощность для большого дома, небольшой фермы или даже небольшого туристического курорта (17).

Русло реки — простейшая форма эффективной микрогидроэнергетики. Он состоит из следующих компонентов:

  • Форбэй или другой тип конструкции для улавливания воды
  • Водопроводный канал или трубопровод, который транспортирует воду к турбинам
  • Турбина (реактивная или импульсная), насос или водяное колесо — преобразует энергию текущей воды в энергию вращения
  • Генератор или генератор, преобразующий вращение в электричество
  • Регулятор для управления генератором
  • Электропроводка, распределяющая электричество.

Вредна ли микрогидроэнергетика для окружающей среды?

Системы микрогидроэнергетики обеспечивают экологически чистую энергию, но имеют недостаток в виде искусственного водосбора.

Тот факт, что вам необходимо отвести часть потока в турбинную систему, может негативно повлиять на экосистему ручья.

Ручей с постоянным и быстрым потоком воды может быть идеальным для микрогидроэнергетики, если у вас есть доступ к нему на вашем участке.
  • Водные организмы могут попасть в трубопровод и попасть в турбины.
  • Вся экосистема ниже по течению будет затронута, если вы наберете слишком много воды в гидроэлектрическую систему.
  • В более крупных проектах строительство переднего залива может изменить ландшафт и русло реки.

Обсудите эти проблемы со своим специалистом в области гидроэнергетики, потому что есть способы их смягчить или вовсе избежать с помощью продуманного дизайна. Захват лишь минимального количества воды — это первый шаг к тому, чтобы экосистема ниже по течению оставалась здоровой и функционирующей.

Геотермальная энергия как альтернатива солнечной энергии для домов

Внешне наша Земля временами может казаться довольно прохладной, но под коркой она кипит.

Расплавленное ядро, потоки магмы, горячая вода и геологические процессы производят тепло внутри Земли. Эта энергия называется геотермальной энергией, и вполне логично, что инженеры использовали ее для удовлетворения наших потребностей в энергии на поверхности.

В промышленном масштабе Исландия почти на 1/3 полностью использует геотермальную энергию.

Геотермальные тепловые насосы или GHP — это электрические системы кондиционирования воздуха. Вместо того, чтобы создавать необходимое тепло, GHP перемещают его между источником земли и вашим домом, перемещая жидкость по грунтовым трубам. Не позволяйте названию сбивать вас с толку — GHP могут обогревать и охлаждать ваш дом.

Системы

GHP потребляют на 25-50% меньше электроэнергии, чем обычные системы отопления. И они снижают общее потребление энергии и связанные с этим выбросы на 44–72% (18)

Другие причины для использования GHP дома:

  • GHP можно использовать практически в любом месте в США.S. потому что неглубокие температуры грунта довольно постоянны по всей стране (хотя тип проекта и стоимость будут зависеть от различных факторов). системы, при условии, что они имеют правильный размер и правильно установлены.
  • GHP с пароохладителем могут нагревать бытовую воду, забирая тепло из дома и нагревая воду бесплатно. Зимой система снижает затраты на нагрев воды примерно на 50%.
  • GHP хорошо контролируют влажность в помещении, поддерживая ее на желаемом уровне 50 процентов.
  • GHP могут быть установлены в проектах новых зданий, но также могут быть модернизированы для реконструкции с нулевой стоимостью.
  • GHPs Оборудование занимает меньше места, чем обычная система HVAC.
  • GHP не имеют внешних частей, что делает их менее подверженными повреждению или вандализму.

Отличное короткое двухминутное видео от Министерства энергетики США, объясняющее, как работают геотермальные тепловые насосы.

Стоит ли вложения в геотермальную энергию?

Самый распространенный вопрос о геотермальной энергии — сколько стоит геотермальная система отопления.

Полная геотермальная система отопления, включая установку и все необходимое оборудование, будет стоить от 12 000 до 45 000 долларов. Это зависит от размера дома, доступной земли, местных геологических свойств, существующей трубопроводной инфраструктуры и выбора самого насоса.

Стоит сказать, что геотермальная энергия для дома, несомненно, окупится в долгосрочной перспективе.

Министерство энергетики США заявляет, что за счет более низких счетов за коммунальные услуги вы можете окупить свои первоначальные вложения в течение 2-10 лет. Кроме того, вы можете компенсировать часть затрат за счет специального финансирования и стимулирования использования возобновляемых источников энергии (18).

Заключение: альтернативы солнечной энергии изобилуют

В случае, если солнечная энергия не идеальна для вас, существует множество источников энергии, альтернативных солнечной энергии, которые столь же чисты. И они также могут помочь реализовать нулевой потенциал вашего жилого помещения.Как мы показали, некоторая комбинация различных систем также может иметь большой смысл.

Все возобновляемые источники энергии в домашних условиях могут быть подходящими источниками энергии. Но ориентация дома, наличие или отсутствие воды, геология, климат, характер ветра и многие другие индивидуальные переменные определяют, какие из них будут работать лучше всего.

Если вы будете нестандартно мыслить и нанять опытных экспертов, вы сможете реализовать отличную автономную или гибридную систему возобновляемой энергии. Использование сильных сторон вашей собственности и домашнего хозяйства позволит максимально увеличить производство энергии — и при этом сохранить наш климат (и ваш бюджет).Это то, что мы называем беспроигрышным вариантом.

Каков ваш личный опыт работы с возобновляемыми источниками энергии в жилищном секторе, кроме солнечной? Дайте нам знать об этом в комментариях.

Ресурсы и справочные материалы

Green Power и солнечные батареи: как они соотносятся?

Последнее обновление 23.08.2021

И зеленая энергия, и солнечная энергия на крышах — жизнеспособные решения для тех, кто хочет получать энергию из возобновляемых источников.Если вы подумываете о планах экологически безопасного электропитания вместе со своим коммунальным предприятием, может быть полезно сравнить преимущества экологически чистой энергии и солнечной энергии, чтобы найти лучший источник энергии для вашего дома или бизнеса.

Воздействие на окружающую среду зеленой энергии и солнечной энергии на крышах

Как солнечные проекты на крыше, так и планы энергосбережения для коммунальных предприятий используют энергию из возобновляемых источников, оказывающих очень низкое воздействие на окружающую среду. Солнечная энергия — одна из технологий, относящихся к «зеленой энергии», поэтому оба варианта — отличный выбор для снижения вашего воздействия на окружающую среду.

В частности, выбор зеленой энергии или солнечной энергии на крыше для обеспечения вашего дома электричеством резко снижает выбросы парниковых газов, которые могут быть связаны с вашим личным энергопотреблением. Обычные источники топлива (например, уголь или природный газ) выбрасывают в атмосферу загрязняющие вещества, включая парниковые газы, при их сжигании, в то время как возобновляемые источники, такие как энергия ветра, солнца и гидроэнергии, вызывают загрязнение только во время производства оборудования.

Одно небольшое различие в воздействии на окружающую среду между зеленой энергией и солнечной энергией на крышах заключается в землепользовании.Программы экологически чистой энергии основаны на массовом производстве чистой энергии, для чего требуется развитие земли. Например, коммунальное предприятие может установить солнечные панели на несколько акров земли или построить большие ветряные турбины на неосвоенном ландшафте. Напротив, недостаточно осознанное преимущество солнечных панелей на крышах состоит в том, что вы переделываете уже разработанную поверхность. Установка солнечных батарей на крышу не изменит ни одного нетронутого ландшафта; скорее, это дальнейшее использование уже функционального пространства.

Зеленая энергия vs.солнечная экономика на крыше

Самая большая разница между зеленой энергией и солнечной батареей на крышах заключается в их экономической выгоде. Совершенно очевидно, что солнечная энергия на крыше предполагает владение или аренду вашей собственной системы выработки энергии, в то время как выбор программы экологически чистой энергии не дает вам фактического владения чем-либо.

Это имеет множество экономических последствий, а именно вашу способность экономить деньги в долгосрочной перспективе. Программа экологически чистой энергии будет стоить меньше денег из своего кармана, но со временем солнечная система на крыше позволит вам значительно сэкономить на счетах за электричество.Это связано с тем, что по истечении срока окупаемости вашей системы вы, по сути, являетесь собственной электроэнергетической компанией, производящей электроэнергию самостоятельно, а не платящей за нее коммунальным предприятиям. Помимо небольших затрат на техническое обслуживание, которые обычно покрываются гарантией на солнечную батарею, долгосрочное владение солнечной батареей на крыше может сэкономить вам тысячи долларов.

Зеленая энергия и солнечная энергия на крышах: могут ли они идти рука об руку?

Существует множество доступных решений в области экологически чистой энергии, и по мере развития технологий регулярно появляется все больше.К счастью, вам не нужно просто выбирать один метод производства энергии из возобновляемых источников. Когда речь идет о программах зеленой энергии и солнечных установках на крыше, объединение этих двух вариантов может быть вашим наиболее эффективным вариантом.

Если ваша солнечная батарея на крыше не обеспечивает всей необходимой для вашего дома электроэнергии, вы можете покрыть оставшуюся часть за счет небольшой покупки экологически чистой энергии. Таким образом, ваш дом будет полностью обеспечен возобновляемыми источниками энергии с минимальным воздействием на окружающую среду. И не беспокойтесь о выработке большей мощности, чем вам нужно, после того, как вы добавите экологически чистую покупку электроэнергии — установив систему солнечных батарей, вы можете сохранить любую дополнительную солнечную энергию для резервного копирования, чтобы быть уверенным, что у вас будет электричество на случай отключения электроэнергии.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *