Экологически чистая безвредная экология манит человечество своими космическими перспективами. Окружающая среда может предоставить нам бесплатную и безграничную энергию для использования автономными электрическими и теплоэнергетическими системами.
Особенно важным представляется тот аспект, что природные ресурсы самовосстанавливаются, не требуя участия человека. Но для рационального их использования необходимы некоторые условия, которые желательно знать.
Материал представляет информацию об альтернативной энергетике. Возможно, кто-нибудь из интересующихся подобной темой, выберет для себя приемлемый вариант получения электрической либо тепловой энергии.
Затронута тема конструкций перерабатывающих солнечную и другие типы энергии агрегатов, принцип их функционирования. Приведенные данные помогут сравнить целесообразность установки того либо другого модуля.
Типы альтернативного получения энергии
Современные технологии предлагают потенциальным пользователям многообразие видов агрегаторов для получения тепловой либо электрической энергии.
Поэтому подобрать устройство для своего хозяйства не так уж сложно. Наиболее популярными установками получения природной энергии считаются следующие типы модулей:
- солнечные батареи, или панели;
- гелиоустановки;
- ветроэлектрический агрегат;
- тепловой котел;
- реактор газа биологического происхождения.
Приведенная аппаратура используется сегодня, не исключено, что завтра этот перечень будет значительно увеличен, ведь научная мысль не стоит на одном месте. Однако выбор конкретного варианта еще далеко не последнее действие.
Агрегат нужно правильно установить. Зачастую использование природных ресурсов не обходится монтажом лишь одного типа прибора. Дополнительно можно установить и другой.
Например, солнечные панели вырабатывают больше количества тока летними месяцами – период активности дневного светила. В зимнюю стужу, которая часто совмещается с порывистым ветром, рекомендуется воспользоваться ветроэлектрическим агрегатом.
Совокупность подобных устройств позволит владельцу подворья забыть о покупке электричества у сторонних организаций в течение года. Не исключается сочетание и других энергетических модулей.
Солнечные панели
Приведенное оборудование набирает своих сторонников с каждым днем. Батареи продаются как в форме готовых комплектов, так и разрозненных фотоэлементов.
Последние зачастую приветствуются домашними мастерами, ведь собрать настоящую электростанцию может далеко не каждый владелец дома. Разумеется, не по причине отсутствия опыта, а низкой информированности населения и отсутствию у некоторых подобной возможности.
Для изготовления солнечной панели с индивидуальными характеристиками, следует купить необходимое количество фотоэлементов – электровакуумных приборов и собрать в общей цепи.
Существуют монокристаллические и поликристаллические электровакуумные элементы. Первые намного производительней и долговечней, но требуют для функционирования прямого солнечного излучения.
Вторые обладают несколько пониженным КПД и сроком эксплуатации, однако производят электричество даже при закрытом облаками небе.
Приборы устанавливают под защитным прозрачным материалом, не препятствующим поглощению энергии, причем с постоянным наклоном в определенную сторону. Панель с прозрачной поверхностью походит на металлическую рамку, последняя используется для связки нескольких панелей.
Однако встречаются и деревянные конструкции. Разумеется, они наделены меньшей долговечностью, но такое также имеет место быть.
Конструкция из солнечных панелей получается очень громоздкая, что зачастую подразумевает ее монтаж на крыше здания.
Корпус монтируется на подставке так, чтобы батареи электровакуумных устройств можно было в случае необходимости поворачивать по движению солнца, чтобы больше уловить ультрафиолета, количество которого зависит от времени года за окном.
Выпадение обильных осадков вынуждает пользователя устанавливать панель в вертикальном положении, дабы упредить повреждение фотоэлементов и возможное загрязнение системы. Однако монтаж батарей представляется только первым шагом для успешной реализации проекта.
Следующим этапом станет подключение электровакуумных элементов через зарядный прибор к солнечному электрическому преобразователю – инвертору. Для накопления электричества от солнечной системы также необходимы аккумуляторы специально для солнечных батарей.
Таковыми могут быть, например, SunLight 7 PzS 420. Свинцово-кислотные батареи аккумуляторного типа, наполненные жидким электролитом.
Приведенная серия разработана специально для установки в том месте, где необходим высокий порог мощности, повышенной надежности. Минимальное напряжение батарей равно 2 V, емкость элемента – 420 A/h.
Система может устанавливаться даже под землей, в котловане глубиной до 3 м. Правильный выбор электрического преобразователя для панелей, контроллера с винцово-кислотных батарей является важной составляющей монтажа домашней электростанции.
Правильная комплектация элементов, поможет выполнить расчеты более точным образом. Последнее приведет к значительному снижению потерь тока.
Гибкие солнечные панели подойдут многоэтажным строениям с монтажом пленочного варианта на оконные стекла с солнечной стороны. Конечно, КПД гибких батарей равняется всего лишь 7%.
Однако удобство использования, значительная экономия места монтажа с головой компенсируют приведенный минус. Солнечная батарея немецкой разработки Betaray смотрится стильно и совершенно необычно.
Выглядит в виде сферы, собирающей солнечные лучи. Затем они направляются к панели, где расположены электровакуумные устройства.
Модуль поворачивается автоматически за солнцем по нескольким осям, словно головка подсолнуха, для максимального сбора лучей. Ячейки фотоэлементов в несколько раз меньше стандартных электровакуумных устройств.
Но фокусировка лучей линзой достигает практически половину мощности обычной ячейки. Получается, что новая разработка выдает в 2 раза больше электроэнергии по сравнению с классической солнечной панелью аналогичной площади.
Ночью стеклянный шар поглощает лунное и звездное излучение. Разумеется, приток энергии невелик, но для полноценного уличного освещения достаточно.
В целом агрегат показывает впечатляющие результаты для солнечных агрегатов – 35,0% КПД. Предлагаются полезные советы для выбора, монтажа, эксплуатации солнечных панелей.
Гелиоустановки
Солнечный коллектор представляется современным высокопроизводительным вариантом летнего душа. Практически у каждого дачника имеется установленная на крыше водяная бочка, где жидкость нагревается в течение светового дня до приличной температуры.
Если же заменить бочку системой узких труб, наполненных водой, получится своеобразный солнечный коллектор. Циркулирующая жидкость вполне подойдет для отопления дома и горячего водоснабжения.
Функционирование источника зеленой энергии основано на принципе воды с воздухом циркулировать во время нагрева. Резервуар теплообменной системы устанавливается на самом верхнем уровне по сравнению с трубками коллектора.
Нагретая жидкость движется вверх с заходом на верхний участок змеевика теплообменного аппарата. Смешиваясь с водопроводом, теплоноситель гелиоустановки уходит вниз с перемещением в трубы, где снова нагревается.
Естественная циркуляция теплой и охлажденной жидкости обусловливается отсутствием насосного либо иного электрического оборудования.
Домашний умелец сможет без труда собрать простейшую гелиоустановку из подручных материалов – трубок разного диаметра, листа металла для основы агрегата. Подставку для основы рекомендуется выполнить из уголка либо других металлических предметов.
Не исключается изготовление рамки из толстой доски. Наружная сторона системы окрашивается черной краской для повышения способности поглощать тепло.
Основание со змеевиком закрепляется так, чтобы желательно изменять при необходимости угол наклона. В резервуар теплообменного аппарата устанавливается змеевик, затем бак подключается к отопительной системе либо горячего водоснабжения.
Разумеется, промышленные гелиоустановки устроены намного сложнее, чем обеспечивают высокоэффективную работу. Применяемый в форме теплоносителя фреон, позволяет извлекать тепловую энергию не только жарким летним днем, но и зимней стужей.
Коллекторы заводского производства снабжаются вакуумными трубами, блоком электровакуумных устройств, сигнализаторами температуры, автоматическим управлением агрегатом и др. Все приведенные достоинства одновременно являются и недостатком – чрезмерно высокая стоимость.
Ветроэлектрические агрегаты
Ветрогенераторы известны уже давно, поэтому пользуются особой популярностью у сторонников экологически чистого электричества и тепла. Существует два варианта современных ветряков – горизонтального и вертикального расположения лопастей.
Первая вариация выглядит довольно громоздко, что привело к повсеместному использованию второго варианта. Генератор устанавливается на довольно высокой и очень прочной стойке.
Вращение лопастей передается генератору, а произведенная электроэнергия накапливается аккумуляторными батареями. Затем поступает во внутридомовую электрическую систему либо используется по другому назначению.
Самостоятельно выполненное ветровое устройство вполне покрывает энергетические потребности небольшого дачного домика и подворья. Многие модели промышленных ветроэлектрических агрегатов часто снабжаются электронными пультами управления.
Самодельные аппараты выполняются по простым чертежам, схемам, расположенным в Сети. Здесь можно выбрать аппарат различной мощности и вида.
Останется лишь выбрать место установки конструкции, где постоянный или частый сильный ветер. Однако шум устройства не должен приносить дискомфорт соседям пользователя.
Рекомендуется устанавливать лопасти на максимальной высоте, начиная с 50 м. Совсем недавно американское предприятие Uprise выпустила новый ветроэлектрический аппарат, установленный на передвижной платформе.
В случае необходимости агрегат можно собрать для придания компактной мобильной формы для передвижения по обычным дорогам. Вся конструкция размещается на прицепе мощного легкового или грузопассажирского автомобиля.
Мощность мобильного ветрогенератора достигает 50 кВт. Специалисты, занимающиеся разработкой агрегатов зеленой энергетики, заявляют, что приведенного объема электричества станет достаточно для обеспечения светом и теплом среднего частного дома.
Не исключается также раздача некоторого количества электроэнергии соседскому подворью. Американская компания Makani представила ветрогенератор в форме кордового планера.
Своеобразный летательный агрегат поднимается на высоту чуть более 300 м, где существует постоянная скорость ветра. Планер, с 30-метровым размахом крыльев несет на себе 8 генераторов электрического тока, получающими вращающий момент от почти 2-метровых лопастей.
Потоки ветра вращают пропеллеры в верхних слоях атмосферы, передавая момент генераторам. Полученная энергия направляется по кабелю к наземной подстанции для стабилизации напряжения.
Затем агент поступает на энергетическое предприятие, перенаправляясь потребителям. Видеоролик представляет ремонт китайского ветроэлектрического агрегата SF600, чтобы иметь представление о проблемах, которые могут возникнуть у пользователей подобного оборудования.
Тепловые котлы
Подобные устройства зеленой энергетики также используются уже давно. Функционирование теплового насоса походит на работу холодильника либо кондиционера, но только с тем условием, что все происходит наоборот.
Применяются подобные агрегаты в основном для отопления дома, а также в виде горячего водоснабжения. Имеются некоторые модели, успешно справляющими с работой кондиционеров.
Источниками тепла для подобных устройств служат энергия окружающего воздуха, тепло воды, земли. Собственно, энергия существует во всем, но приведенные ресурсы обладают низким потенциалом.
Внешний контур тепловых котлов собирают по крохам рассеянную тепловую энергию и направляют ее в конструкцию. Для преобразования полученной энергии в необходимое состояние применяется хладагент, таковым обычно бывает фреон.
Газообразное либо жидкое вещество поглощает энергию, вызывая собственный нагрев и проходит в компрессор, где сжимается. Затем через испаритель проходит в теплообменный аппарат внутреннего контура системы.
Присутствующий теплоноситель забирает обогащенную тепловую энергию. Хладагент проходя через испаритель трансформируется обратно в жидкость или газ.
Затем все повторяется – вещество получает энергию от воды, земли и т.д. Тепловой котел выбирается по специфике источника тепла, поэтому может быть следующего типа:
- земля-вода;
- насос вода-вода;
- котел воздух-вода;
- а также воздух-воздух.
Подобные агрегаты выделяются тем, что можно обеспечить не только классическое водяное отопление. Приятным моментом здесь станет и воздушное.
Извлечь тепло из почвы считается непростой задачей, ведь для этого нужен большой земельный надел и немалые земельные работы. Трубопровод наружного контура опускают в траншею, после чего ее засыпают.
Разумеется, на этом участке нельзя высаживать культурные растения, разводить сельскохозяйственный скот.
Однако подобное ограничение обеспечивает необходимый температурный режим теплоносителя наружного контура, что представляется одним из наиболее главных условий эффективного функционирования теплового котла.
Если же недалеко от здания существует природный или искусственный водоем, наружный сектор можно поместить в него. Но если такового не имеется, подойдет водяная скважина.
Получать тепло из окружающего воздуха помогают мощные вентиляторы, нагнетающие воздух в теплообменный аппарат, но не трубки с жидкообразным или газовым теплоносителем.
Температура окружающего воздуха не характеризуется постоянством по сравнению с водным и земляным вариантом. Недостатком считается несколько сложный подбор подходящего участка земли либо водоема, скважины.
Тепловые котлы нашли применение в различных климатических районах. Исключением являются северные регионы.
Работа аппаратов невозможна при температуре окружающего воздуха -20°С. В этом случае проблема решается методом установки ветроэлектрического агрегата и гелиоустановки совместно.
Газ биологического происхождения
Бытовые отходы, исходя из новейших научных исследований, также представляются сырьем для генерирования тепловой энергии.
Перерабатываясь при помощи анаэробных микроорганизмов, отбросы различного характера выделяют метан, сернистый водород, двуокись углерода, некоторое количество других газов. Полученное из отходов газообразное вещество называют биогазом.
Его также следует рассматривать в форме настоящего альтернативного энергетического источника. Разумеется, горючий агент не добывается прямо из канализации либо мусорного полигона.
Сырьем используется отходы жизнедеятельности домашних или сельскохозяйственных животных, остатки переработки сырья растительного происхождения. Концентрат помещают в специальную герметичную емкость, куда затем загружаются бактериальные культуры.
Резервуар содержит в конструкции шнек для перемешивания биологического сырья. Процедуру значительно увеличивает скорость проходящей реакции и эффективность реактора.
Подготовленный материал разбавляют теплой водой – не менее 40°выше нуля. Теплым временем года количество жидкости должно быть увеличено, зимой же – влажность биомассы не должна превышать 90%.
Для поддержания комфортной температуры для жизнедеятельности бактерий, генератор покрывают достаточным слоем термоизоляции. Исходное сырье загружается в генератор через специальную горловину, плотно закрывающуюся на время проведения брожения.
Выделившейся при разложении органики газ собирается под куполом резервуара и отводится специальным патрубком.
Оставшийся после операции шлам выгружается через другое отверстие и представляет собой качественное удобрение, которому тут же можно найти место на сельскохозяйственных угодьях.
Если домашний умелец решил самостоятельно изготовить газовый генератор, ему следует придать значение самому главному фактору работы бака – безопасности.
При выделении биогаза, реактор постоянно находится под давлением, поэтому осторожность обращения и выполнение условий функционирования должны быть на первом месте.
Видеосюжет поможет домашним мастерам самостоятельно создать биогенератор из металлической емкости.
Весь процесс генерирования продукта должен быть контролируемым. В противном случае реактор может взорваться.
Чтобы увеличить безопасность пользователя, рекомендуется установить его под землей, но не самом участке. Однако в любом случае необходимо организовать постоянное откачивание полученного агента из бака для нормализации давления.
Газовая смесь обладает резким и неприятным запахом, что может нанести вред здоровью пользователя при случайном дыхании. Кроме того, смесь представляется достаточно взрывоопасной.
Целесообразность использования термогенератора
Агрегаты подобного типа известны с 50-х годов прошлого столетия. Устройства преобразуют тепловую энергию непосредственно в электрическую.
Самые последние модели генератора заводского изготовления рассчитаны для монтажа на газовый котел либо дровяную печь продолжительного функционирования с мощностью начиная от 200 W. Некоторые образцы могут вырабатывать электричество даже от горения керосиновой лампы.
Постоянная работа отопительного оборудования в холодное время года может дать дополнительно полторы сотни киловатт в месяц. Не исключается работа в паре с солнечными панелями либо метод компенсации частых отключений электроэнергии.
Имеются также походные теплогенераторы, перерабатывающие тепловую энергию языков костра. Неплохим вариантом станет его применение на строительном объекте.
Он станет альтернативой бензиновому электрогенератору. Видеосюжет знакомит сторонников зеленой энергетики с наиболее популярными агрегатами, получающими энергию от альтернативных источников.
Заботу об экологии, утилизации отходов сельскохозяйственного и пищевого производства, получение высококачественного удобрения – умалить нельзя. Однако альтернативные методики получения энергии наделены большим недостатком.
Большая стоимость приобретаемого оборудования и его установка. Высокие технологии всегда эффективны, удобны, но дорогие. Разумеется, домашних умельцев это может не останавливать.
Загрузка...
