Alternativní energie pro domácnost vlastníma rukama: přehled o nejlepším vývoji

Zásoby fosilních paliv nejsou neomezené a ceny energií neustále rostou. Souhlasím, že by bylo hezké použít alternativní zdroje energie namísto tradičních zdrojů, aby se ve vašem regionu nemuseli spoléhat na dodavatele plynu a elektřiny. Ale nevíte, kde začít?

Pomůžeme vám vypořádat se s hlavními zdroji obnovitelné energie - v tomto materiálu jsme považovali za nejlepší ekologickou technologii. Alternativní energie je schopna nahradit obvyklé zdroje výživy: můžete vytvořit velmi účinnou instalaci pro získání sami.

V našem článku se uvažuje o jednoduchých způsobech montáže tepelného čerpadla, větrného generátoru a solárních panelů. Pro přehlednost je materiál opatřen videozáznamy o výrobě ekologických instalací.

Populární zdroje obnovitelné energie

„Zelené technologie“ výrazně sníží výdaje domácností díky využití téměř volných zdrojů.

Od dávných dob se lidé používají v mechanismech a zařízeních každodenního života, jejichž cílem bylo přeměnit mechanické síly přírody na mechanickou energii. Živým příkladem toho jsou vodní mlýny a větrné mlýny.

S příchodem elektřiny umožnila přítomnost generátoru přeměnu mechanické energie na elektrickou energii.

V současné době je významné množství energie generováno větrnými komplexy a vodními elektrárnami. Kromě větru a vody jsou lidem k dispozici zdroje, jako jsou biopaliva, energie vnitra země, sluneční světlo, energie gejzírů a sopek a síla přílivu a odlivu.

V každodenním životě pro výrobu obnovitelné energie jsou široce používána následující zařízení:

• Solární panely.
• Tepelná čerpadla.
• Větrné turbíny pro domácnost.

Vysoká cena, jak samotných zařízení, tak instalačních prací, zastaví mnoho lidí na cestě k získání zdánlivě volné energie.

Návratnost může dosáhnout 15-20 let, ale to není důvod, proč byste se měli zbavit ekonomických vyhlídek. Všechna tato zařízení mohou být vyrobena a instalována nezávisle.

Ručně vyráběné solární panely

Hotový solární panel stojí hodně peněz, takže jeho nestačí, aby si ho každý mohl koupit a nainstalovat. Se samoobslužnými panely lze náklady snížit až 3-4 krát.

Než začnete zařízení solární panel, musíte zjistit, jak to všechno funguje.

Princip činnosti solárního systému

Pochopení účelu každého z prvků systému vám umožní prezentovat svou práci jako celek.

Hlavní součásti každého solárního systému:

• Solární panel Jedná se o komplex prvků spojených do jedné jednotky, která přeměňuje sluneční světlo na proud elektronů.
• Baterie. Jeden dobíjecí bateriína dlouhou dobu nestačí, takže systém může tvořit až tucet takových zařízení. Počet baterií závisí na spotřebě elektrické energie. Počet baterií lze v budoucnu zvýšit přidáním požadovaného počtu solárních panelů do systému;
• Regulátor solárního náboje. Toto zařízení je nutné pro normální nabíjení baterie. Jeho hlavním účelem je zabránit dobíjení baterie.
• Střídač. Zařízení potřebné pro aktuální konverzi. Nabíjecí baterie produkují nízké napětí a střídač jej převádí na proud vysokého napětí potřebného pro výkon - výstupní výkon. Pro domácnost postačí střídač s výkonem 3-5 kW.

Hlavním rysem solárních článků je, že nemohou produkovat proud vysokého napětí. Samostatný prvek systému je schopen generovat proud 0,5-0,55 V. Jedna solární baterie je schopna produkovat napětí 18-21 V, což je dost na nabití 12-voltové baterie.

Pokud je lepší koupit střídač, baterie a regulátor nabíjení připraven, pak je docela možné provést solární baterie sami.

Výroba solárních panelů

Pro výrobu baterií je nutné zakoupit solární články na mono- nebo polykrystalech. Je třeba poznamenat, že životnost polykrystalů je mnohem menší než u monokrystalů.

Navíc účinnost polykrystalů nepřekračuje 12%, zatímco tento ukazatel pro krystaly dosahuje 25%. Aby bylo možné vytvořit jeden solární panel, musíte si zakoupit alespoň 36 těchto prvků.

Krok # 1 - Montáž solárního panelu

Práce začíná výrobou bydlení, což bude vyžadovat následující materiály:

• Dřevěné tyče
• Překližka
• Plexisklo
• Dřevovláknité desky

Překližku je nutné odříznout na dno skříně a vložit ji do rámu tyčí o tloušťce 25 mm. Velikost dna je dána počtem solárních článků a jejich velikostí.

Po celém obvodu rámu v barech s roztečí 0,15-0,2 m je nutné vyvrtat otvory o průměru 8-10 mm. Jsou nutné pro zabránění přehřátí článků baterie během provozu.

Krok # 2 - Připojení solárních panelů

V závislosti na velikosti tělesa je nutné vystřihnout substrát pro solární články z dřevovláknité desky pomocí papírového nože. Když jeho zařízení také potřebuje zajistit přítomnost větracích otvorů uspořádaných po každých 5 cm čtvercových vnořených cestách. Hotové tělo musí být dvakrát natřeno a vysušeno.

Solární články by měly být položeny vzhůru nohama na substrát z dřevovláknitých desek a prováděny odpájení. Pokud hotové výrobky již nebyly vybaveny pájenými vodiči, pak je práce značně zjednodušena. Proces odpájení je však třeba provést stejně.

Je třeba mít na paměti, že spojení prvků musí být konzistentní. Zpočátku by měly být prvky spojeny do řad, a teprve pak by měly být hotové řady spojeny do komplexu spojením pneumatik nesoucích proud.

Po dokončení musí být prvky otočeny, položeny tak, jak by měly být a upevněny na místě silikonem.

Pak je třeba zkontrolovat hodnotu výstupního napětí. Přibližně by měla být v rozmezí 18-20 V. Baterie by měla běžet několik dní, zkontrolujte schopnost nabíjení baterií. Teprve po monitorování výkonu se provádí těsnění.

Krok # 3 - Sestava systému napájení

Po přesvědčení o dokonalé funkčnosti můžete sestavit systém napájení. Pro následné připojení zařízení musí být vyvedeny vstupní a výstupní kontaktní vodiče.

Plexiglas by měl odříznout kryt a upevnit jej šrouby po stranách skříně přes předvrtané otvory.

Místo solárních článků pro výrobu baterií můžete použít diodový obvod s diodami D223B. Panel s 36 diodami připojenými k sérii je schopen dodávat napětí 12 V.

Diody musí být nejprve namočeny v acetonu, aby se odstranila barva. Do plastového panelu vyvrtejte otvory, vložte diody a rozbalte je. Hotový panel musí být umístěn v průhledném obalu a utěsněn.

Základní pravidla pro instalaci solárního panelu

Účinnost celého systému závisí na správné instalaci solárního akumulátoru.

Při instalaci zvažte následující důležité parametry:

1. Stínování Pokud je baterie ve stínu stromů nebo vyšších struktur, pak nebude fungovat pouze normálně, ale může také selhat.
2. Orientace. Pro maximalizaci slunečního světla na solárních článcích musí být baterie nasměrována směrem ke slunci. Pokud žijete na severní polokouli, pak by panel měl být orientován na jih, pokud je v jižní, pak naopak.
3. Tilt. Tento parametr je určen geografickou polohou. Odborníci doporučují instalaci panelu pod úhlem, který odpovídá zeměpisné šířce.
4. Dostupnost Je nutné neustále sledovat čistotu přední strany a včas odstranit vrstvu prachu a nečistot. V zimě by měl být panel pravidelně čištěn od lepení sněhu.

Je žádoucí, aby při provozu solárního panelu nebyl úhel sklonu konstantní. Přístroj bude pracovat na maximum pouze v případě přímého slunečního světla nasměrovaného na jeho kryt.

V létě je lepší umístit ho na svahu 30 ° k obzoru. V zimě se doporučuje zvednout a nastavit na 70º.

Tepelná čerpadla pro vytápění

Tepelná čerpadla jsou jedním z nejmodernějších technologických řešení při získávání alternativní energie pro váš domov. Jsou nejen nejpohodlnější, ale také šetrné k životnímu prostředí.

Jejich provoz výrazně sníží náklady spojené s placením za chlazení a vytápění místnosti.

Klasifikace tepelného čerpadla

Tepelná čerpadla jsou klasifikována podle počtu okruhů, zdroje energie a způsobu jeho výroby.

V závislosti na konečných potřebách mohou být tepelná čerpadla:

• Jednolůžkové, dvoulůžkové nebo třílůžkové;
• Jeden nebo dva kondenzátory;
• S možností topení nebo s možností vytápění a chlazení.

Podle typu zdroje energie a způsobu jeho výroby se rozlišují následující tepelná čerpadla:

• Zem je voda. Používají se v mírném klimatickém pásmu s rovnoměrným ohřevem země, bez ohledu na sezónu. Pro instalaci použijte kolektor nebo sondu, v závislosti na typu zeminy. Pro vrtání mělkých vrtů nevyžadují povolení.
• Vzduch - voda. Teplo se hromadí ze vzduchu a směřuje k ohřevu vody. Instalace bude vhodná v klimatických pásmech se zimní teplotou nižší než -15 ° C.
• Voda - voda. Instalace je dána přítomností nádrží (jezer, řek, podzemních vod, studní, septiků). Účinnost takového tepelného čerpadla je velmi působivá díky vysoké teplotě zdroje během chladného období.
• Voda je vzduch. V tomto svazku působí stejná vodní tělesa jako zdroj tepla, ale teplo je přenášeno přímo do vzduchu používaného pro vytápění místností prostřednictvím kompresoru. V tomto případě voda nepůsobí jako chladivo.
• Zem je vzduch. V tomto systému je vodičem tepla zem. Teplo z půdy přes kompresor se přenáší do vzduchu. Jako nosič energie se používají nemrznoucí kapaliny. Tento systém je považován za nejuniverzálnější.
• Vzduch - vzduch. Provoz tohoto systému je podobný provozu klimatizačního zařízení schopného vytápění a chlazení místnosti. Tento systém je nejlevnější, protože nevyžaduje výkop a pokládku potrubí.

Při volbě typu zdroje tepla se musíte zaměřit na geologii lokality a možnost neomezených zemních prací, stejně jako dostupnost volného prostoru.

S nedostatkem volného prostoru bude třeba tyto zdroje tepla opustit jako půdu a vodu a odvádět teplo ze vzduchu.

Princip činnosti tepelného čerpadla

Princip činnosti tepelných čerpadel je založen na využití Carnotova cyklu, který v důsledku ostrého stlačení chladiva zajišťuje zvýšení teploty.

Stejným principem, ale s opačným efektem, funguje většina klimatizačních zařízení s kompresorovými jednotkami (lednice, mraznička, klimatizace).

Hlavní pracovní cyklus, který je realizován v komorách těchto jednotek, svědčí o opačném efektu - v důsledku prudkého rozpínání se chladivo zužuje.

Proto je jedna z nejpřístupnějších metod výroby tepelného čerpadla založena na použití samostatných funkčních jednotek používaných v klimatických zařízeních.

Takže pro výrobu tepelného čerpadla lze použít chladničku pro domácnost. Jeho výparník a kondenzátor budou hrát roli výměníků tepla, které odebírají tepelnou energii z média a směřují ji přímo k ohřevu chladiva, které cirkuluje v otopném systému.

Montáž tepelného čerpadla ze šrotu

Pomocí starých domácích spotřebičů, nebo spíše jeho jednotlivých komponent, můžete nezávisle sestavit tepelné čerpadlo. Jak to lze udělat, zvažte níže.

Krok # 1 - Příprava kompresoru a kondenzátoru

Práce začíná přípravou kompresorové části čerpadla, jejíž funkce budou přiřazeny příslušnému uzlu klimatizace nebo chladničky. Tento uzel musí být upevněn měkkým zavěšením na jedné ze stěn pracovní místnosti, kde bude pohodlný.

Poté musíte udělat kondenzátor. Pro tuto ideální nerezovou nádrž o objemu 100 litrů. Je nutné do ní namontovat cívku (můžete si vzít hotovou měděnou trubku ze staré klimatizace nebo chladničky.

Připravená nádrž by měla být rozřezána na dvě stejné části pomocí brusky - to je nezbytné pro instalaci a upevnění cívky v tělese budoucího kondenzátoru.

Po namontování cívky do jedné z polovin musí být obě části nádrže spojeny a svařeny tak, aby byla získána uzavřená nádrž.

Zvažte, že při svařování musíte použít speciální elektrody a ještě lépe použít argonové svařování, pouze to může zajistit maximální kvalitu švu.

Krok 2 - vytvoření výparníku

Pro výrobu výparníku potřebujete uzavřenou plastovou nádržku o objemu 75-80 litrů, ve které budete muset umístit cívku z trubky o průměru palce.

Na koncích trubky je nutné řezat nit pro následné zajištění spojení s potrubím. Po dokončení montáže a kontrole těsnění by měl být výparník namontován na stěnu pracovní místnosti pomocí konzol odpovídající velikosti.

Dokončení montáže je lepší svěřit specialistovi. Pokud lze část sestavy provést nezávisle, pak by měl profesionální pracovník pracovat s pájením měděných trubek a vstřikováním chladiva. Montáž hlavní části čerpadla končí připojením topných baterií a výměníku tepla.

Je třeba poznamenat, že tento systém má nízkou spotřebu. Proto bude lepší, když se tepelné čerpadlo stane dodatečnou součástí stávajícího topného systému.

Krok # 3 - Uspořádání a připojení externího zařízení

Jako zdroj tepla se nejlépe hodí voda ze studny nebo studny. Nikdy nezmrzne a ani v zimě jeho teplota zřídka neklesne pod +12 stupňů. Bude zapotřebí zařízení dvou takových jamek.

Voda bude odebírána z jedné jamky a poté přiváděna do výparníku.

Dále bude odpadní voda vypouštěna do druhé studny. Zbývá to všechno připojit ke vstupu výparníku, k výstupu a utěsnit.

Systém je v zásadě připraven k provozu, ale jeho úplná autonomie bude vyžadovat automatizační systém, který řídí teplotu pohybujícího se chladiva v topných okruzích a tlak freonu.

Zpočátku můžete dělat s běžným startér, ale je třeba poznamenat, že spuštění systému po vypnutí kompresor může být proveden za 8-10 minut - tentokrát je nutné vyrovnat tlak freonu v systému.

Zařízení a použití větrných generátorů

Větrnou energii využívali naši předci. Od té doby se v zásadě nic nezměnilo.

Jediný rozdíl je, že mlýnské kameny mlýna jsou nahrazeny generátorem a pohonem, který přeměňuje mechanickou energii lopatek na elektrickou energii.

Instalace větrného generátoru je považována za ekonomicky životaschopnou, pokud průměrná roční rychlost větru převyšuje 6 m / s.

Instalace je nejlepší provést na kopcích a pláních, ideální místa jsou pobřeží řek a velkých vodních útvarů od různých inženýrských služeb.

Klasifikace větrných generátorů

Klasifikace větrných generátorů závisí na následujících klíčových parametrech:

• V závislosti na umístění osy může být svislé ploutve a horizontální. Horizontální konstrukce umožňuje automatické otáčení hlavní části při hledání větru. Hlavní zařízení vertikálního větrného generátoru je umístěno na zemi, takže je snadněji udržovatelné, zatímco účinnost vertikálně umístěných lopatek je nižší.
• V závislosti na počtu čepelí se rozlišuje větrné generátory s jedním, dvěma, třemi a více laloky. Větrné turbíny s vícenásobnými lopatkami se používají při nízké rychlosti vzduchu, zřídka se používají kvůli nutnosti montáže převodovky.
• V závislosti na materiálu použitého pro výrobu lopatek mohou být čepele plachtění a tvrdý. Čepele plachetnice se snadno vyrábějí a instalují, ale vyžadují častou výměnu, protože rychle selhávají v důsledku náhlých nárazů větru.
• Podle rozteče šroubu rozlište proměnlivé a pevné kroky. Při použití variabilního stoupání je možné dosáhnout významného zvýšení rozsahu provozních otáček větrného generátoru, což však povede k nevyhnutelné komplikaci konstrukce a zvýšení její hmotnosti.

Výkon všech typů zařízení, které přeměňují větrnou energii na elektrický analog, závisí na oblasti lopatek.

Zařízení pro větrné generátory

V každé větrné turbíně obsahuje následující hlavní prvky:

• Čepeleotáčení za působení větru a zajištění pohybu rotoru;
• Generátorkterý produkuje střídavý proud;
• Ovladač Blade, je zodpovědný za vznik AC na DC, který je nutný pro nabíjení baterií;
• Nabíjecí bateriepotřebné pro akumulaci a vyrovnání elektrické energie;
• Střídač, provádí reverzní transformaci stejnosměrného proudu na střídavý proud, ze kterého pracují všechny domácí spotřebiče;
• StožárPro dosažení výšky pohybu vzduchových hmot je nutné zvednout lopatky nad zemí.

S tímto generátorem rotující lopatky a stožár jsou považovány za hlavní části větrného generátoru a vše ostatní - další komponenty, které zajišťují spolehlivý a autonomní provoz systému jako celku

Nízkorychlostní větrný generátor z generátoru

Předpokládá se, že tento design je nejjednodušší a cenově dostupný pro vlastní produkci. Může se stát nezávislým zdrojem energie a převzít část výkonu stávajícího systému napájení.

S generátorem automobilů a baterií mohou být všechny ostatní části vyrobeny z odpadních materiálů.

Krok # 1 - vytvoření větrného kola

Čepele jsou považovány za jednu z nejdůležitějších částí větrného generátoru, protože jejich konstrukce určuje činnost ostatních uzlů. Pro výrobu čepelí lze použít různé materiály - tkaniny, plasty, kovy a dokonce i dřevo.

Vyrobíme čepele z plastového potrubí. Hlavní přednosti tohoto materiálu jsou nízká cena, vysoká odolnost proti vlhkosti, snadné zpracování.

Práce se provádějí v následujícím pořadí:

1. Vypočítá se délka čepele a průměr plastové trubky musí být 1/5 požadované délky;
2. Použití trubek na skládačky by mělo být řezáno podélně na 4 kusy;
3. Jeden kus se stane šablonou pro výrobu všech následujících čepelí;
4. Po oříznutí trubky musí být otřepy na okrajích ošetřeny brusným papírem;
5. Řezané nože musí být upevněny na předem připraveném hliníkovém kotouči s příslušnou montáží;
6. Také na tento disk po přepracování musíte zapnout generátor.

Všimněte si, že PVC trubka nemá dostatečnou pevnost a nebude schopna odolat silným nárazům větru. Pro výrobu lopatek je vhodné použít PVC trubku o minimální tloušťce 4 cm.

Ani poslední role na velikosti zatížení nemá velikost čepele. Proto by nebylo zbytečné uvažovat o možnosti zmenšit velikost čepele zvýšením jejich počtu.

Po montáži by mělo být větrné kolo vyváženo. Za tímto účelem jej upevněte vodorovně na stativ uvnitř. Výsledkem řádné montáže bude nehybnost kola.

Pokud se nože otáčí, je nutné provést jejich dílčí bod s abrazivem pro vyrovnání struktury.

Krok č. 2 - vytvoření stožáru větrné turbíny

Pro výrobu stěžně můžete použít ocelovou trubku o průměru 150-200 mm. Minimální délka stožáru by měla být 7 m. Pokud se v prostoru pohybují překážky hmota vzduchu, kolo větrného generátoru musí být zvýšeno na výšku překračující překážku nejméně na 1 m.

Kolíky pro zajištění strie a samotného stěžně musí být betonovány. Jako strie můžete použít ocelový nebo pozinkovaný kabel o tloušťce 6-8 mm.

Krok # 3 - Retrofit Automotive Generator

Změna spočívá pouze v převinutí drátu statoru, jakož i ve výrobě rotoru s neodymovými magnety. Nejdříve musíte vyvrtat otvory potřebné pro upevnění magnetů v pólech rotoru.

Instalace magnetů se provádí střídavými póly. Po dokončení práce musí být intermagnetické nedokonalosti vyplněny epoxidovou pryskyřicí a rotor musí být zabalen papírem.

Při převíjení cívky je třeba vzít v úvahu, že účinnost generátoru bude záviset na počtu otáček. Cívka musí být navinuta v trojfázovém schématu v jednom směru.

Hotový generátor musí být testován, výsledek správně provedené práce bude 30 V při 300 ot / min generátoru.

Krok č. 4 - dokončení montáže nízkorychlostního větrného generátoru

Rotační osa generátoru je tvořena trubkou se dvěma namontovanými ložisky a ocasní část je řezána z pozinkovaného železa o tloušťce 1,2 mm.

Před montáží generátoru na stožár je nutné provést rám, profilovou trubku je pro to nejvhodnější. Při montáži je třeba vzít v úvahu, že minimální vzdálenost od stěžně k čepeli by měla být větší než 0,25 m.

Pro provoz systému po větrném generátoru musíte nainstalovat regulátor nabíjení, baterie a střídač.

Kapacita baterie je dána výkonem generátoru větru. Toto číslo závisí na velikosti větrného kola, počtu lopatek a rychlosti větru.

Závěry a užitečné video na toto téma

Výroba solárního panelu s plastovým pouzdrem, seznam materiálů a pořadí práce

Princip činnosti a revize geotermálních čerpadel

Opětovné vybavení generátoru a výroba nízkootáčkového větrného generátoru vlastníma rukama

Charakteristickým znakem alternativních zdrojů energie je jejich ekologická čistota a bezpečnost.

Poměrně nízká síla instalací a vazba na specifické terénní podmínky umožňují efektivně fungovat pouze kombinované systémy tradičních a alternativních zdrojů.

Využívá váš domov alternativní energii jako zdroje tepla a elektřiny? Postavili jste si vlastní větrnou turbínu nebo vyrobili solární panely? Podělte se o své zkušenosti v komentářích k našemu článku.