Alternative Energiequellen für ein Privathaus: Arten und Vorteile, Eigenfertigung

Die Kohlenwasserstoffreserven auf unserem Planeten sind nicht endlos, daher gewinnen alternative Energien, die auf erneuerbaren Energiequellen basieren, schnell an Popularität. Die Häuser sind mit Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen ausgestattet. Der Anteil der von Solar- und Windkraftanlagen erzeugten Energie wächst. 2010 waren es 5 %. Das lässt Sie daran denken, zu Hause ein kleines Kraftwerk zu bauen.

Wie wählt man eine Energiequelle

Es gibt viele Möglichkeiten, alternativen Strom zu erzeugen, sowohl beliebte als auch weniger beliebte. Einige von ihnen sind für unsere Breitengrade nicht geeignet, andere sind gefährlich.

Eine Wärmepumpe, die wie ein Kühlschrank Wärme aus dem Erdreich ins Haus pumpt, ist nur für Bewohner von Geothermiegebieten geeignet. Ein Versuch, es auf seinem Gelände zu bauen, kostet einen Bewohner der Region Moskau einen bis zu zwei Meter tief gefrorenen Mutterboden. Das Einfrieren beeinträchtigt das Wurzelsystem von Bäumen und Sträuchern, die anschließend krank werden oder absterben.

Biogas eignet sich zur Gewinnung in Großanlagen, in denen es keine Probleme mit Bioreaktorbrennstoffen gibt. In einem privaten Betrieb bringt Biogas wenig Nutzen, ein durchschnittlicher Nebenbetrieb wird nicht in der Lage sein, die erforderliche Brennstoffmenge zu produzieren. Es muss importiert werden, was zu konstanten Versandkosten führt. Vergessen Sie nicht, dass die Biogasproduktion explosiv ist und eine Gerätesteuerung erfordert, die zu Hause nur schwer umzusetzen ist.

Für ein Privathaus gibt es geeignetere alternative Energiequellen. Diese beinhalten:

• Solarenergie.
• Windenergie.
• Die Energie des Wasserflusses.
• Holzgas, das durch thermische Zersetzung von Holz ohne Luftzugang gewonnen wird.

Im Gegensatz zu Biogas sind sie für den Einsatz in Privathaushalten geeignet und bei sachgemäßer Anwendung sicher.

Aber nicht jeder auf dem Gelände hat einen Bach oder Zugang zu großen Holzmengen, daher ist es möglicherweise klüger, erneuerbare Energiequellen in Betracht zu ziehen, die überall verfügbar sind. Dazu gehören Sonnenlicht und Wind.

Für die Umwandlung alternativer Energien gibt es fertige Do-it-yourself-Lösungen. Sie ermöglichen eine möglichst effiziente Umwandlung in Strom und eignen sich für den Einsatz in einem Privathaus.

Solarkraftwerk

Solare Backup-Stromversorgungen eignen sich gut für Standorte mit ständigen Stromausfällen. Aufgrund ihrer hohen Kosten ist ihr Einsatz dort unpraktisch, wo es keine Probleme mit Strom gibt. Ein kostensparendes Solarkraftwerk amortisiert sich erst in 8-10 Jahren. Blei-Säure-Batterien werden in dieser Zeit unbrauchbar und ihr Austausch verursacht zusätzliche Kosten. Die für den Austausch von Batterien aufgewendeten Mittel erhöhen die Kosten des Kraftwerks und verschieben die Amortisationszeit um weitere 3-5 Jahre.

Benötigte Komponenten und Montage

Ein Solarpanel besteht aus Photovoltaikzellen, die in Form und Größe variieren.

Solarzellen werden aus Silizium gezüchtet und in zwei Typen unterteilt: monokristallin (mono-Si) und polykristallin (poly-Si).

Monokristalline Zellen haben einen Wirkungsgrad von 20 % und eine Lebensdauer von bis zu 30 Jahren. Für ihren normalen Betrieb ist Sonnenlicht erforderlich, um die Batterien im rechten Winkel zu treffen. Bei diffusem Licht wird die Leistung solcher Elemente um das Dreifache reduziert, und selbst die geringste Schattierung eines Elements entfernt die gesamte Kette aus dem Erzeugungsmodus.

Daher benötigen SES (Solar Power Plants) auf Mono-Si-Zellen Systeme, die den Sonnenstand überwachen und die Panels danach drehen. Lassen Sie keine Verschmutzung der Platten zu, dafür sind sie mit einem automatischen Reinigungssystem ausgestattet. In kleinen Solarkraftwerken werden Sonnenkollektoren von Hand gewaschen.

Kraftwerke auf Mono-Si-Panels eignen sich für Regionen mit vielen Sonnentagen im Jahr. Bei bewölktem Wetter ist ihre Wirksamkeit nahe Null.

Polykristalline Zellen haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Zu den Vorteilen zählen niedrige Kosten und ein effizienter Betrieb bei Umgebungslicht.

Sie haben weitere Nachteile:

• Geringere Effizienz - 12%.
• Kürzere Lebensdauer - bis zu 25 Jahre.
• Erhöhter Abbau bei Temperaturen über 55 °C.

Poly-Si-Solarmodule werden in Gebieten mit überwiegend bewölkten Tagen installiert. Die Fähigkeit, diffuses Licht umzuwandeln, ermöglicht die Montage ohne Auto-Rotation-Systeme. Außerdem müssen sie nicht häufig gewaschen werden. Aufgrund ihrer geringen Kosten und Schlichtheit werden polykristalline Solarzellen häufig in selbstgebauten Solarkraftwerken verwendet.

Beginnen Sie am besten mit der Auswahl der Komponenten mit dem Aufbau Ihres eigenen Solarkraftwerks. Ihre Macht wird direkt von ihnen abhängen. Für die Herstellung eines klassischen SES benötigen Sie:

1. Photovoltaik-Zellen.
2. Bus zum Verbinden von Elementen.
3. Eine Glasscheibe oder durchsichtiger Kunststoff.
4. Aluminiumprofil.
5. Epoxidharz mit Härter.
6. Drähte mit einem Querschnitt von 4 mm².
7. Wandschild.
8. Solarpanel-Controller.
9. Wechselrichter 12-220 V.
10. Leistungsschalter.
11. Anschlussblöcke für Sicherungen.
12. Schottky-Dioden.
13. Blei-Säure-Batterie mit einer Kapazität von mindestens 150 Ah.
14. Batterieklemmen.

Anschlussplan der SES-Komponenten:

Sie müssen mit der Montage des Solarpanels beginnen. Schneiden Sie 7 cm lange Stücke vom Bus ab und löten Sie diese an die negativen Kontakte der Lichtschranke an der Vorderseite. Wiederholen Sie diesen Schritt für jede Fotozelle.

Die resultierenden "Halbzeuge" müssen in Reihe geschaltet werden, indem der Minuspol eines Elements mit dem Pluspol des nächsten gelötet wird. Die Anzahl der Lichtschranken im Stromkreis (Modul) muss so bemessen sein, dass an seinen Klemmen eine Spannung von 14,5 V anliegt. Bei Verwendung von Halbvolt-Zellen werden 29 Stück benötigt. Damit beim Abdunkeln eines Elements im Stromkreis kein Rückstrom auftritt, ist es erforderlich, die Schottky-Diode in die Lücke des negativen Busses jeder Fotozelle einzulöten.

Eine Solarbatterie kann aus einem Modul hergestellt werden, aber ihre Leistung wird minimal sein. Daher werden Sonnenkollektoren aus mehreren parallel geschalteten Modulen zusammengesetzt.

Entfetten Sie das Glas und kleben Sie die montierten Module vorsichtig darauf. Verwenden Sie Epoxidharz als Klebstoff, es trübt sich beim Erstarren nicht und stört nicht den Lichteinfall in die Fotozellen. Verwenden Sie keine anderen Klebstoffe, auch wenn sie gut erscheinen.

Nachdem das Epoxid ausgehärtet ist, installieren Sie das Glas im Aluminiumprofilrahmen und bohren Sie ein Loch für die Drähte darin vor. Löten Sie die Modulkabel an die Drähte und schieben Sie sie heraus. Füllen Sie zur Dichtheit die gesamte Struktur mit Epoxidharz.

Das ausgehärtete Epoxid verbindet das Glas mit dem Rahmen und schützt die Fotozellen vor Feuchtigkeit und Staub.

Merkmale der Installation am Haus

Das zusammengebaute Solarpanel kann auf dem Dach installiert werden, aber am besten wäre es, es an der Südwand des Hauses zu installieren. Das darauf installierte Panel wird fast während der gesamten Tageslichtstunden direktem Sonnenlicht ausgesetzt sein.

Hängen Sie den Schirm an die Wand und befestigen Sie Regler, Wechselrichter und Klemmenblöcke mit in den Schirm eingelegten Sicherungen. Bringen Sie die Drähte in die Abschirmung und schließen Sie sie gemäß dem Diagramm an. Denken Sie daran, dass der Akku beim Laden giftige Gase freisetzt, also platzieren Sie ihn an einem gut belüfteten Ort.

Bei der Versorgung der Innenbeleuchtung über einen Wechselrichter geht ein Teil der Energie bei der Umwandlung verloren. Damit Sie keine Energie aus einer autonomen Energiequelle verschwenden müssen, installieren Sie zu Hause ein Beleuchtungssystem mit 12 Volt.

Sonnenkollektoren zum Heizen

Wenn man von Solarkraftwerken spricht, die Licht in Strom umwandeln, kann man nicht umhin, eine andere Art von Sonnenkollektoren zu erwähnen.

Sonnenkollektoren werden in Heizungs- und Warmwasserversorgungssystemen eingesetzt und sind:

• Luft.
• Röhrenförmig.
• Vakuum.
• Eben.

In den Luftkollektoren befinden sich Platten, die mit einer lichtabsorbierenden Zusammensetzung bedeckt sind. Sie werden von der Sonne erwärmt und geben Wärme an die durch den Kollektor zirkulierende Luft ab, die zur Beheizung der Wohnung verwendet wird.

Um die Fläche der Arbeitsfläche in den Luftkollektoren zu vergrößern, werden Wellplatten verwendet.

Im Korpus der Röhrenkollektoren befinden sich Glasröhren, die von innen schwarz lackiert sind. Sonnenlicht trifft auf den Lack und erwärmt ihn. Die Wärme wird dann auf das Wasser übertragen, das durch die Rohre fließt.

Vakuumkollektoren sind eine Art Röhrenkollektor. Darin werden die bemalten Röhrchen in transparente mit großem Durchmesser gesteckt. Zwischen ihnen herrscht ein Vakuum, das den Wärmeverlust aus dem Innenrohr reduziert.

Am einfachsten und billigsten sind Flachkollektoren. Sie bestehen aus einer Platte, unter der sich Rohre mit zirkulierendem Wasser befinden, die von unten mit einer Schicht aus wärmedämmendem Material verschlossen sind. Der Wirkungsgrad von Flachkollektoren ist am niedrigsten.

Anschlussplan zum Wasserversorgungssystem:

Die Luft vom Kollektor gelangt direkt ins Haus, und das Wasser gelangt zuerst in die Kessel, wo es durch Heizelemente auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird. Aus dem Boiler wird warmes Wasser in Küche und Bad geliefert und es wird auch zum Heizen verwendet.

Wie erstelle ich einen Windgenerator?

Nachts und bei bewölktem Wetter funktionieren Solarkraftwerke nicht und Strom wird immer benötigt. Wenn Sie alternative Energie für das Haus mit Ihren eigenen Händen entwerfen, müssen Sie daher einen Generator vorsehen, der nicht von der Sonne abhängt.

Für den Einsatz als zweite Energiequelle ist ein Windgenerator perfekt. Es kann sogar aus gebrauchten Ersatzteilen zusammengebaut werden, was Ihr Geld erheblich spart.

Eine Liste dessen, was Sie zum Bau einer Windmühle benötigen:

1. Magnetisch erregter Generator von einem LKW oder Traktor.
2. Ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 60 mm und einer Länge von 7 Metern.
3. Eineinhalb Meter Rohr mit einem Innendurchmesser von 60 mm.
4. Stahlseil.
5. Halterungen und Heringe zum Befestigen des Kabels.
6. Drähte mit einem Querschnitt von 4 mm².
7. Overdrive-Reduzierer 1 bis 50.
8. PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 200 mm.
9. Kreissägenblatt.
10. Zwei EC-5-Anschlüsse.
11. Ein Stück Stahlblech, 1 mm dick.
12. Aluminiumblech, 0,5 mm dick.
13. Lager für den Innendurchmesser des Mastes.
14. Kupplung zum Verbinden der Wellen des Generators und des Getriebes.
15. Rohr für den Innendurchmesser des Lagers, Länge - 60 cm.

Alle diese Materialien werden in einer Bau- und Autowerkstatt verkauft. Neue Getriebe mit Generator sind teuer, also kauft man sie am besten auf einem Flohmarkt.

Ein Windrad für Zuhause bauen

Das Hauptelement jeder Windkraftanlage sind die Rotorblätter, daher müssen sie zuerst hergestellt werden.

Um die Größe zu bestimmen, verwenden Sie die Tabelle.

Die Leistung des Windrades sollte idealerweise mit der des Generators übereinstimmen, dies ist jedoch aufgrund der zu großen Abmessungen des resultierenden Rades nicht immer möglich. Daher ist die Leistung der Schaufeln meistens viel geringer als die des Generators. Daran ist nichts falsch.

Schneiden Sie das PVC-Rohr in Längen, die der Länge der Klingen entsprechen. Sägen Sie sie entlang der Längsachse in zwei Hälften. Ziehen Sie die Markierungen erneut in die Rohrhälften und schneiden Sie die Klingen daran entlang. Sägen Sie Dreiecke aus den Rohlingen ab. Schneiden Sie die Klingenhalterungen aus dem Stahlblech aus und bohren Sie Löcher hinein. Nehmen Sie ein Kreissägeblatt, bohren Sie Löcher hinein und schrauben Sie die Blätter an das Blatt.

Montage, Installation und Anschluss

Graben Sie ein Loch und betonieren Sie ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 60 mm. Nehmen Sie ein sieben Meter langes Rohr und installieren Sie die Halterungen daran, indem Sie 1 Meter von der Kante zurücktreten. Schweißen Sie das Lager mit Argonschweißen in das gleiche Rohrende ein.

Biegen Sie einen Rahmen aus einem Stahlblech und schweißen Sie von unten ein Rohr daran an, das in das Lager passt. Befestigen Sie das Getriebe mit dem Generator am Rahmen, indem Sie ihre Wellen verbinden. Installieren Sie 2 Bolzenhalterungen unten am Rahmen und oben am Mast. Sie verhindern, dass sich der Rahmen um mehr als 360 Grad dreht. Machen Sie eine Wetterfahne aus Aluminiumblech und befestigen Sie sie an der Rückseite des Rahmens. Bohren Sie ein Loch für den Draht an der Basis des Mastes.

Schließen Sie ein Kabel an den Generator an und führen Sie es durch den Rahmen und den Mast. Setzen Sie das Windrad auf die Getriebewelle und befestigen Sie es daran. Setzen Sie den Rahmen in das Lager ein und drehen Sie ihn. Es sollte sich leicht drehen lassen.

Die komplette Windkraftanlage sieht in etwa so aus:

1. Klingen.
2. Scheibe aus dem Rundschreiben.
3. Reduzierer.
4. Kupplung.
5. Generator.
6. Schaufel.
7. Montieren Sie die Wetterfahne.
8. Lager.
9. Begrenzer.
10. Mast.
11. Das Kabel.

Schlagen Sie die Heringe so in den Boden, dass der Abstand vom Mast zu jedem gleich ist. Binden Sie die Kabel an die Halterungen am Mast. Um den Mast zu installieren, müssen Sie einen Kran rufen. Versuchen Sie nicht, den Windgenerator selbst zu installieren! Im besten Fall zerbrechen Sie die Windmühle, im schlimmsten Fall leiden Sie selbst. Nachdem Sie den Mast mit einem Autokran angehoben haben, richten Sie seinen Fuß in das zuvor betonierte Rohr und warten Sie, bis der Kran ihn in das Rohr senkt.

Das Seil muss im gespannten Zustand an den Hering gebunden werden. Darüber hinaus müssen alle Kabel so gebunden werden, dass der Mast streng vertikal und ohne Verzerrungen steht.

Sie müssen den Windgenerator über den EC-5-Stecker an das Ladegerät anschließen. Die Aufladung selbst ist im Panel mit dem SES-Gerät eingebaut und wird direkt an die Batterie angeschlossen.

Um den Verlust von Haushaltsgeräten zu vermeiden, trennen Sie die Windkraftanlage während eines Gewitters immer vom Ladegerät.

Die Montage des Kraftwerks ist abgeschlossen. Jetzt bleiben Sie nicht ohne Strom, auch wenn Sie das Licht für längere Zeit ausschalten. Gleichzeitig müssen Sie kein Geld für Kraftstoff für den Generator und die Zeit für seine Lieferung ausgeben. Alles funktioniert automatisch und erfordert kein Eingreifen.