Alternativní zdroje energie pro soukromý dům: typy a výhody, vlastní výroba

Zásoby uhlovodíků na naší planetě nejsou nekonečné, proto si alternativní energie, fungující na obnovitelných zdrojích energie, rychle získává na popularitě. Domy jsou vybaveny solárními panely a větrnými turbínami. Roste podíl energie vyrobené solárními a větrnými elektrárnami. V roce 2010 to bylo 5 %. To vás nutí přemýšlet o stavbě malé elektrárny doma.

Jak vybrat zdroj energie

Existuje mnoho možností, jak vyrábět alternativní elektřinu, jak populární, tak nepříliš populární. Některé z nich nejsou vhodné pro naše zeměpisné šířky a některé jsou nebezpečné.

Tepelné čerpadlo, které čerpá teplo z půdy do domu jako lednička, je vhodné pouze pro obyvatele geotermálních oblastí. Pokus o jeho vybudování na jeho místě bude stát obyvatele Moskevské oblasti ornici zmrzlou do hloubky dvou metrů. Vymrznutí ovlivní kořenový systém stromů a keřů, které následně onemocní nebo zemřou.

Bioplyn je vhodný pro těžbu ve velkých provozech, kde nejsou problémy s bioreaktorovými palivy. V soukromé farmě je užitek z bioplynu malý, průměrná vedlejší farma nebude schopna vyrobit potřebné množství paliva. Bude se muset dovážet, což povede ke stálým nákladům na dopravu. Nezapomínejte, že výroba bioplynu je výbušná a vyžaduje ovládání zařízení, které je obtížné realizovat doma.

Pro soukromý dům existují vhodnější alternativní zdroje energie. Tyto zahrnují:

• Solární energie.
• Větrná energie.
• Energie vodního toku.
• Dřevoplyn získaný tepelným rozkladem dřeva bez přístupu vzduchu.

Na rozdíl od bioplynu jsou vhodné pro použití v soukromých domech a při správném použití jsou bezpečné.

Ale ne každý na místě má tok nebo přístup k velkým objemům dřeva, takže by mohlo být moudřejší zvážit obnovitelné zdroje energie, které jsou dostupné všude. Patří mezi ně sluneční světlo a vítr.

Pro přeměnu alternativní energie existují hotová řešení pro kutily. Umožňují jej co nejefektivněji přeměnit na elektřinu a jsou vhodné pro realizaci v soukromém domě.

Solární elektrárna

Solární záložní zdroje jsou vhodné pro lokality s trvalými výpadky proudu. Vzhledem k jejich vysoké ceně je jejich použití nepraktické tam, kde nejsou problémy s elektřinou. Solární elektrárna instalovaná za účelem úspory peněz se vrátí pouze za 8-10 let. Během této doby se olověné baterie stanou nepoužitelnými a jejich výměna bude znamenat dodatečné náklady. Prostředky vynaložené na výměnu baterií prodraží elektrárnu a oddálí dobu návratnosti o dalších 3-5 let.

Požadované komponenty a montáž

Solární panel je sestaven z fotovoltaických článků, které se liší tvarem a velikostí.

Solární články jsou pěstovány z křemíku a dělí se na dva typy: monokrystalické (mono-Si) a polykrystalické (poly-Si).

Monokrystalické články mají 20% účinnost a životnost až 30 let. Pro jejich normální provoz je potřeba sluneční světlo, které dopadá na baterie v pravém úhlu. V rozptýleném světle se výkon takových prvků sníží třikrát a i sebemenší zastínění jednoho prvku vyřadí celý řetězec z generačního režimu.

Proto SES (solární elektrárny) postavené na mono-Si článcích potřebují systémy, které sledují polohu slunce a otáčí panely za ním. Nedovolte kontaminaci panelů, k tomu jsou vybaveny automatickým čisticím systémem. V malých solárních elektrárnách se solární panely myjí ručně.

Elektrárny na mono-Si panelech jsou vhodné pro regiony s velkým množstvím slunečných dnů v roce. Při oblačném počasí se jejich účinnost blíží nule.

Polykrystalické články mají své výhody a nevýhody. Mezi výhody patří nízká cena a efektivní provoz při okolním osvětlení.

Mají více nevýhod:

• Nižší účinnost – 12 %.
• Kratší životnost - až 25 let.
• Zvýšená degradace při teplotách nad 55 °C.

Solární panely Poly-Si jsou instalovány v oblastech s převahou zamračených dnů. Schopnost převádět rozptýlené světlo umožňuje jejich montáž bez autorotačních systémů. Navíc se nemusí často prát. Polykrystalické solární články jsou díky své nízké ceně a nenáročnosti široce používány v domácích solárních elektrárnách.

S montáží vlastní solární elektrárny je lepší začít s výběrem komponentů. Jeho síla bude přímo záviset na nich. Pro výrobu klasického SES budete potřebovat:

1. Fotovoltaické články.
2. Sběrnice pro připojení prvků.
3. Skleněná deska nebo průhledný plast.
4. Hliníkový profil.
5. Epoxidová pryskyřice s tvrdidlem.
6. Vodiče o průřezu 4 mm².
7. Nástěnný štít.
8. Ovladač solárního panelu.
9. Invertor 12-220V.
10. Jističe.
11. Svorkovnice pro pojistky.
12. Schottkyho diody.
13. Olověný akumulátor s kapacitou minimálně 150 Ah.
14. Svorky baterie.

Schéma zapojení komponent SES:

Musíte začít montáží solárního panelu. Odřízněte 7 cm dlouhé kusy ze sběrnice a připájejte je k negativním kontaktům fotobuňky umístěné na přední straně. Opakujte tento krok pro každou fotobuňku.

Výsledné "polotovary" musí být zapojeny do série, připájením záporného pólu jednoho prvku ke kladnému pólu dalšího. Počet fotobuněk v obvodu (modulu) musí být takový, aby se na jeho svorkách objevilo napětí 14,5 V. Při použití polovoltových článků je potřeba 29 kusů. Aby při zatemnění jednoho prvku v obvodu nevznikl zpětný proud, je nutné zapájet Schottkyho diodu do mezery záporné sběrnice každé fotobuňky.

Z jednoho modulu lze vyrobit solární baterii, ale její výkon bude minimální. Proto jsou solární panely sestaveny z několika paralelně zapojených modulů.

Sklo odmastěte a pečlivě na něj nalepte sestavené moduly. Jako lepidlo použijte epoxidovou pryskyřici, při vytvrzování se nezakalí a neruší světlo vstupující do fotobuněk. Nepoužívejte jiná lepidla, i když se zdají být dobrá.

Po vytvrzení epoxidu nainstalujte sklo do rámu z hliníkového profilu a předvrtejte v něm otvor pro dráty. Připájejte vodiče modulu k vodičům a vytlačte je ven. Pro těsnost vyplňte celou konstrukci epoxidem.

Vytvrzený epoxid spojí sklo s rámem a ochrání fotobuňky před vlhkostí a prachem.

Vlastnosti instalace na dům

Sestavený solární panel lze instalovat na střechu, ale nejlepší možností by bylo instalovat jej na jižní stěnu domu. Panel na něm nainstalovaný bude na slunci téměř celou denní dobu.

Zavěste stínění na zeď a upevněte regulátor, měnič a svorkovnice s pojistkami vloženými do stínění. Přiveďte vodiče do stínění a připojte je podle schématu. Pamatujte, že baterie při nabíjení uvolňuje jedovaté plyny, proto ji umístěte na dobře větrané místo.

Při napájení vnitřního osvětlení z invertoru dochází při přeměně ke ztrátě části energie. Abyste nemuseli plýtvat dodávkami z autonomního zdroje energie, nainstalujte si doma osvětlovací systém fungující od 12 voltů.

Solární kolektory pro vytápění

Když už jsme u solárních elektráren, které přeměňují světlo na elektřinu, nelze nezmínit další typ solárních panelů.

Solární kolektory se používají v systémech vytápění a zásobování teplou vodou a jsou:

• Vzduch.
• Trubkový.
• Vakuum.
• Byt.

Uvnitř vzduchových kolektorů jsou desky pokryté směsí pohlcující světlo. Jsou ohřívány sluncem a odevzdávají teplo vzduchu cirkulujícímu přes kolektor, který se používá k vytápění obydlí.

Pro zvětšení plochy pracovní plochy ve vzduchových kolektorech se používají vlnité desky.

V těle trubicových kolektorů jsou skleněné trubice, zevnitř natřené černou barvou. Sluneční světlo dopadá na lak a zahřívá jej. Teplo se pak přenáší do vody protékající trubicemi.

Vakuové kolektory jsou typem trubicových. V něm jsou natřené trubky vsazeny do průhledných s velkým průměrem. Je mezi nimi vakuum, které snižuje tepelné ztráty z duše.

Nejjednodušší a nejlevnější ze všech jsou ploché kolektory. Skládají se z desky, pod kterou je potrubí s cirkulující vodou, zespodu uzavřené vrstvou tepelně izolačního materiálu. Nejnižší je účinnost plochých kolektorů.

Schéma připojení k vodovodnímu systému:

Vzduch z kolektoru vstupuje přímo do domu a voda nejprve do kotlů, kde je ohřívána topnými tělesy na požadovanou teplotu. Z bojleru je teplá voda přiváděna do kuchyně a koupelny a slouží i k vytápění.

Jak vyrobit větrný generátor

Solární elektrárny nefungují v noci a za oblačného počasí a vždy je potřeba elektřina. Proto při navrhování alternativní energie pro dům vlastníma rukama musíte v něm zajistit generátor, který není závislý na slunci.

Pro použití jako druhý zdroj energie je ideální větrný generátor. Dá se dokonce sestavit z použitých náhradních dílů, což výrazně ušetří vaše peníze.

Seznam toho, co potřebujete ke stavbě větrného mlýna:

1. Magneticky buzený generátor z nákladního auta nebo traktoru.
2. Trubka o vnějším průměru 60 mm a délce 7 metrů.
3. Jeden a půl metru trubky o vnitřním průměru 60 mm.
4. Ocelové lano.
5. Držáky a kolíky pro připevnění kabelu.
6. Vodiče o průřezu 4 mm².
7. Reduktor overdrive 1 až 50.
8. PVC trubka o průměru 200 mm.
9. Pilový kotouč.
10. Dva konektory EC-5.
11. Kus ocelového plechu o tloušťce 1 mm.
12. Hliníkový plech tloušťky 0,5 mm.
13. Ložisko pro vnitřní průměr stěžně.
14. Spojka pro spojení hřídelí generátoru a převodovky.
15. Trubka pro vnitřní průměr ložiska, délka - 60 cm.

Všechny tyto materiály se prodávají ve stavebnictví a autodílně. Nové převodovky s generátorem jsou drahé, takže je nejlepší koupit je na bleším trhu.

Výroba větrného kola pro domácnost

Hlavním prvkem každé větrné turbíny jsou lopatky, takže je třeba je nejprve vyrobit.

Pro určení velikosti použijte tabulku.

Výkon větrného kola by se měl ideálně shodovat s generátorem, ale kvůli příliš velké velikosti výsledného kola to není vždy možné. Proto je výkon lopatek nejčastěji mnohem nižší než výkon generátoru. Na tom není nic špatného.

Odřízněte PVC trubku na délky rovnající se délce nožů. Rozřízněte je na polovinu podél podélné osy. Překreslete značky do polovin trubky a podél ní odřízněte čepele. Z polotovarů odřízněte trojúhelníky. Z ocelového plechu vyřízněte úchyty čepele a vyvrtejte do nich otvory. Vezměte kotouč okružní pily, vyvrtejte do něj otvory a přišroubujte kotouče k kotouči.

Montáž, instalace a připojení

Vykopejte jámu a vybetonujte trubku o vnitřním průměru 60 mm. Vezměte sedmimetrovou trubku a ustupte 1 metr od okraje a nainstalujte na ni držáky. Přivařte ložisko na stejný konec trubky pomocí argonového svařování.

Ohněte rám z ocelového plechu a zespodu k němu přivařte trubku, která zapadá do ložiska. Upevněte převodovku s generátorem k rámu připojením jejich hřídelů. Nainstalujte 2 záchytné čepy na spodní část rámu a na horní část stožáru. Zabraňují otáčení rámu o více než 360 stupňů. Vyrobte korouhvičku z hliníkového plechu a připevněte ji k zadní části rámu. Vyvrtejte otvor pro drát na základně stožáru.

Připojte kabel ke generátoru a protáhněte jej rámem a stožárem. Nasaďte větrné kolo na hřídel převodovky a upevněte jej. Vložte rám do ložiska a otočte jej. Měl by se snadno otáčet.

Kompletní větrná turbína vypadá asi takto:

1. Čepele.
2. Disk z oběžníku.
3. Reduktor.
4. Spojka.
5. Generátor.
6. Lopatka.
7. Namontujte korouhvičku.
8. Ložisko.
9. Omezovače.
10. Stožár.
11. Drát.

Zatlučte kolíky do země tak, aby vzdálenost od stěžně ke každému z nich byla stejná. Přivažte kabely ke konzolám na stožáru. Chcete-li nainstalovat stožár, musíte zavolat jeřáb. Nepokoušejte se instalovat větrný generátor sami! V lepším případě rozbijete větrný mlýn, v horším budete trpět sami. Po zvednutí stožáru autojeřábem nasměrujte jeho základnu do předem zabetonované trubky a počkejte, až ji jeřáb spustí do trubky.

Když je lano napnuté, musí být ke kolíku přivázáno. Kromě toho musí být všechny kabely svázány tak, aby stožár byl přísně svislý, bez deformací.

Větrný generátor je potřeba připojit k nabíječce přes konektor EC-5. Samotné nabíjení je instalováno v panelu se zařízením SES a je připojeno přímo k baterii.

Abyste předešli ztrátě domácích spotřebičů, vždy během bouřky odpojte větrnou turbínu od nabíječky.

Montáž elektrárny je dokončena. Nyní nezůstanete bez elektřiny, ani když světlo na delší dobu vypnete. Zároveň nemusíte utrácet peníze za palivo pro generátor a čas na jeho dodávku. Vše bude fungovat automaticky a nebude vyžadovat váš zásah.