Energía alternativa para el hogar con sus propias manos: una visión general de los mejores desarrollos

Las reservas de combustibles fósiles no son ilimitadas, y los precios de la energía aumentan constantemente. De acuerdo, sería bueno utilizar fuentes de energía alternativas en lugar de las tradicionales para no depender de los proveedores de gas y electricidad en su región. ¿Pero no sabes por dónde empezar?

Le ayudaremos a lidiar con las principales fuentes de energía renovable; en este material consideramos la mejor tecnología ecológica. La energía alternativa es capaz de reemplazar las fuentes habituales de nutrición: puede hacer una instalación muy efectiva para obtenerla usted mismo.

En nuestro artículo, se consideran formas sencillas de ensamblar una bomba de calor, un generador eólico y paneles solares, y se seleccionan ilustraciones fotográficas de etapas individuales del proceso. Para mayor claridad, el material está provisto de videos sobre la producción de instalaciones amigables con el medio ambiente.

Fuentes populares de energía renovable.

Las "tecnologías verdes" reducirán significativamente los gastos del hogar mediante el uso de fuentes casi gratuitas.

Desde la antigüedad, la gente usaba mecanismos y dispositivos de la vida cotidiana, cuya acción estaba dirigida a convertir las fuerzas mecánicas de la naturaleza en energía mecánica. Un ejemplo vivo de esto es molinos de agua y molinos de viento.

Con la llegada de la electricidad, la presencia de un generador permitió que la energía mecánica se convirtiera en energía eléctrica.

Hoy en día, los complejos eólicos y las centrales hidroeléctricas generan una cantidad significativa de energía. Además del viento y el agua, fuentes como los biocombustibles, la energía del interior de la tierra, la luz solar, la energía de los géiseres y volcanes y la fuerza de las mareas están disponibles para las personas.

En la vida cotidiana para la producción de energía renovable se utilizan ampliamente los siguientes dispositivos:

• Paneles solares.
• Bombas de calor.
• Aerogeneradores para el hogar..

El alto costo, tanto de los dispositivos mismos como del trabajo de instalación, detiene a muchas personas en el camino hacia la obtención de energía aparentemente gratuita.

La amortización puede alcanzar los 15-20 años, pero esta no es una razón para privarse de las perspectivas económicas. Todos estos dispositivos se pueden hacer e instalar de forma independiente.

Paneles solares hechos a mano

El panel solar terminado cuesta mucho dinero, por lo que no es suficiente para que todos lo compren e instalen. Con los paneles de fabricación propia, los costos se pueden reducir de 3 a 4 veces.

Antes de comenzar a utilizar el panel solar, debes descubrir cómo funciona todo.

El principio de funcionamiento del sistema de energía solar.

Comprender el propósito de cada uno de los elementos del sistema le permitirá presentar su trabajo como un todo.

Los componentes principales de cualquier sistema de energía solar:

• Panel solar Este es un complejo de elementos conectados en una sola unidad que convierte la luz solar en una corriente de electrones.
• Las baterias Uno recargable bateríasdurante mucho tiempo no es suficiente, por lo que el sistema puede consistir en una docena de dispositivos de este tipo. El número de baterías está determinado por la potencia consumida por la electricidad. La cantidad de baterías se puede aumentar en el futuro agregando el número requerido de paneles solares al sistema;
• Controlador de carga solar. Este dispositivo es necesario para asegurar la carga normal de la batería. Su finalidad principal es evitar la recarga de la batería.
• Inversor. El dispositivo requerido para la conversión actual. Las baterías recargables producen una baja tensión, y el inversor la convierte en la corriente de alta tensión requerida para la potencia de salida funcional. Para una vivienda, un inversor con una potencia de 3-5 kW será suficiente.

La característica principal de las células solares es que no pueden producir corriente de alto voltaje. Un elemento separado del sistema puede generar una corriente de 0.5-0.55 V. Una batería solar es capaz de producir un voltaje de 18-21 V, que es suficiente para cargar una batería de 12 voltios.

Si es mejor comprar un inversor, baterías y un controlador de carga listos, entonces es muy posible que usted mismo fabrique baterías solares.

Fabricación de paneles solares

Para la fabricación de baterías, debe comprar células solares en mono o policristales. Cabe señalar que la vida útil de los policristales es mucho menor que la de los cristales simples.

Además, la eficiencia de los policristales no supera el 12%, mientras que este indicador para cristales individuales alcanza el 25%. Para hacer un panel solar necesitas comprar al menos 36 de estos elementos.

Paso # 1 - Ensamblaje del Panel Solar

El trabajo comienza con la fabricación de viviendas, esto requerirá los siguientes materiales:

• Barras de madera
• Contrachapado
• Plexiglás
• Tablero de fibra

La madera contrachapada es necesaria para cortar la parte inferior de la caja e insertarla en el marco de las barras con un grosor de 25 mm. El tamaño de la parte inferior está determinado por el número de células solares y su tamaño.

A lo largo de todo el perímetro del marco en barras con un paso de 0,15 a 0,2 m, es necesario taladrar agujeros con un diámetro de 8 a 10 mm. Se requieren para evitar que las celdas de la batería se sobrecalienten durante la operación.

Paso # 2 - Conectando Elementos de Panel Solar

De acuerdo con el tamaño del cuerpo, es necesario cortar un sustrato para las células solares de un tablero de fibra con un cuchillo de escritorio. Cuando su dispositivo también debe prever la presencia de orificios de ventilación dispuestos cada 5 cm de forma anidada cuadrada. El cuerpo acabado necesita ser pintado y secado dos veces.

Las células solares deben colocarse boca abajo sobre un sustrato de tablero de fibra y realizar la desoldadura. Si los productos terminados ya no estaban equipados con conductores soldados, entonces el trabajo se simplifica enormemente. Sin embargo, el proceso de desoldado debe hacerse de todos modos.

Hay que recordar que la conexión de elementos debe ser consistente. Inicialmente, los elementos deben conectarse en filas, y solo entonces las filas terminadas deben combinarse en un complejo uniendo los neumáticos que transportan corriente.

Al finalizar, los elementos deben girarse, colocarse como debe estar y fijarse en su lugar con silicona.

Entonces necesitas verificar el valor del voltaje de salida. Aproximadamente debe estar dentro de los 18-20 V. Ahora la batería debe estar funcionando durante varios días, verifique la capacidad de carga de las baterías. Solo después de la monitorización del rendimiento se realiza el sellado de juntas.

Paso # 3 - Ensamblaje del sistema de potencia

Habiendo convencido de la funcionalidad perfecta, puede ensamblar el sistema de suministro de energía. Los cables de contacto de entrada y salida se deben sacar para la conexión posterior del dispositivo.

Los plexiglás deben cortar la cubierta y asegurarla con tornillos a los lados de la carcasa a través de los orificios previamente perforados.

En lugar de células solares para la fabricación de baterías, puede utilizar un circuito de diodo con diodos D223B. Un panel de 36 diodos conectados en serie es capaz de suministrar una tensión de 12 V.

Los diodos primero deben empaparse en acetona para eliminar la pintura. Perfore orificios en el panel de plástico, inserte los diodos y descomprímalos. El panel acabado debe colocarse en una carcasa transparente y sellado.

Reglas básicas para la instalación de un panel solar.

La eficiencia de todo el sistema depende de la correcta instalación de la batería solar.

Al instalar, considere los siguientes parámetros importantes:

1. Sombreado Si la batería está a la sombra de árboles o estructuras más altas, entonces no solo no funcionará normalmente, sino que también puede fallar.
2. Orientacion Para maximizar la luz solar en las células solares, la batería debe dirigirse hacia el sol. Si vive en el hemisferio norte, entonces el panel debe estar orientado hacia el sur, si está en el sur, y viceversa.
3. Inclinación Este parámetro está determinado por la ubicación geográfica. Los expertos recomiendan instalar el panel en un ángulo igual a la latitud geográfica.
4. Disponibilidad Es necesario controlar constantemente la limpieza del lado frontal y eliminar una capa de polvo y suciedad a tiempo. Y en invierno, el panel debe limpiarse periódicamente de la nieve adherida.

Es deseable que durante el funcionamiento del panel solar el ángulo de inclinación no sea constante. El dispositivo funcionará al máximo solo en el caso de la luz solar directa dirigida hacia su cubierta.

En verano, es mejor colocarlo en una pendiente de 30º hacia el horizonte. En invierno, se recomienda subir y fijar a 70º.

Bombas de calor para calefacción

Las bombas de calor son una de las soluciones tecnológicas más avanzadas en la obtención de energía alternativa para tu hogar No solo son las más convenientes, sino que también son respetuosas con el medio ambiente.

Su operación reducirá significativamente los costos asociados con el pago de la refrigeración y la calefacción de la habitación.

Clasificación de la bomba de calor

Las bombas de calor se clasifican por el número de circuitos, la fuente de energía y el método de producción.

Dependiendo de las necesidades finales, las bombas de calor pueden ser:

• Individual, doble o triple;
• Uno o dos condensadores;
• Con la posibilidad de calefacción o con la posibilidad de calefacción y refrigeración.

Según el tipo de fuente de energía y el método de producción, se distinguen las siguientes bombas de calor:

• El suelo es agua. Se utilizan en la zona de clima templado con calentamiento uniforme de la tierra, independientemente de la estación. Para la instalación, use un colector o sonda, dependiendo del tipo de suelo. Para la perforación de pozos poco profundos no es necesario obtener permisos.
• Aire - agua. El calor se acumula desde el aire y se dirige al calentamiento del agua. La instalación será apropiada en zonas climáticas con una temperatura de invierno no inferior a -15 grados.
• Agua - agua. La instalación se debe a la presencia de embalses (lagos, ríos, aguas subterráneas, pozos, fosas sépticas). La efectividad de dicha bomba de calor es muy impresionante, debido a la alta temperatura de la fuente durante la temporada fría.
• El agua es aire. En este paquete, los mismos cuerpos de agua actúan como una fuente de calor, pero el calor se transmite directamente al aire utilizado para calentar las habitaciones a través de un compresor. En este caso, el agua no actúa como refrigerante.
• El suelo es aire. En este sistema, el conductor del calor es el suelo. El calor del suelo a través del compresor se transfiere al aire. Los líquidos que no se congelan se utilizan como portadores de energía. Este sistema es considerado el más universal.
• Aire - aire. El funcionamiento de este sistema es similar al funcionamiento de un acondicionador de aire capaz de calentar y enfriar una habitación. Este sistema es el más barato porque no requiere excavación ni tendido de tuberías.

Al elegir un tipo de fuente de calor, debe centrarse en la geología del sitio y la posibilidad de movimientos de tierra sin obstáculos, así como la disponibilidad de espacio libre.

Con la escasez de espacio libre, tendremos que abandonar fuentes de calor tales como la tierra y el agua y eliminar el calor del aire.

El principio de funcionamiento de la bomba de calor.

El principio de funcionamiento de las bombas de calor se basa en el uso del ciclo de Carnot, que, como resultado de una fuerte compresión del refrigerante, proporciona un aumento de la temperatura.

Por el mismo principio, pero con el efecto contrario, la mayoría de los dispositivos climáticos con unidades compresoras (nevera, congelador, aire acondicionado) funcionan.

El ciclo de trabajo principal, que se implementa en las cámaras de estas unidades, sugiere el efecto opuesto: como resultado de una fuerte expansión, el refrigerante se reduce.

Es por eso que uno de los métodos más accesibles para fabricar una bomba de calor se basa en el uso de unidades funcionales separadas utilizadas en equipos climáticos.

Por lo tanto, para la fabricación de una bomba de calor se puede utilizar frigorífico doméstico. Su evaporador y condensador desempeñarán el papel de los intercambiadores de calor, que toman la energía térmica del medio y la dirigen directamente al calor del refrigerante que circula en el sistema de calefacción.

Montaje de la bomba de calor a partir de materiales de desecho.

Usando los electrodomésticos viejos, o más bien, sus componentes individuales, puede ensamblar una bomba de calor de manera independiente. Cómo se puede hacer esto, considérelo a continuación.

Paso # 1 - Preparación del compresor y condensador.

El trabajo comienza con la preparación de la parte del compresor de la bomba, cuyas funciones se asignarán al nodo apropiado del aire acondicionado o refrigerador. Este nodo debe fijarse con una suspensión suave en una de las paredes de la sala de trabajo, donde sea conveniente.

Después de eso, necesitas hacer un condensador. Para este ideal tanque de acero inoxidable de 100 litros. Es necesario montar una bobina en él (puede tomar un tubo de cobre acabado de un aire acondicionado o refrigerador viejo).

El tanque preparado debe cortarse en dos partes iguales con la ayuda de una amoladora; esto es necesario para instalar y fijar la bobina en el cuerpo del futuro capacitor.

Después de montar la bobina en una de las mitades, ambas partes del tanque se deben conectar y soldar juntas para obtener un tanque cerrado.

Tenga en cuenta que al soldar debe usar electrodos especiales, e incluso mejor usar soldadura con argón, solo esto puede garantizar la máxima calidad de la costura.

Paso # 2 - haciendo el evaporador

Para la fabricación del evaporador, necesita un tanque de plástico sellado con un volumen de 75-80 litros, en el que tendrá que colocar una bobina de un tubo con un diámetro de pulgada.

En los extremos del tubo es necesario cortar la rosca para la subsiguiente provisión de conexión con la tubería. Después de completar el ensamblaje y verificar el sellado, el evaporador debe montarse en la pared de la sala de trabajo con la ayuda de soportes del tamaño adecuado.

Terminar el montaje es mejor confiar en un especialista. Si parte del ensamblaje se puede realizar de forma independiente, un profesional debe trabajar con la soldadura fuerte de las tuberías de cobre y la inyección de refrigerante. El montaje de la parte principal de la bomba finaliza con la conexión de las baterías de calefacción y un intercambiador de calor.

Cabe señalar que este sistema es de baja potencia. Por lo tanto, será mejor si la bomba de calor se convierte en una parte adicional del sistema de calefacción existente.

Paso # 3 - Disposición y conexión de un dispositivo externo

El agua de un pozo o de un pozo se adapta mejor como fuente de calor. Nunca se congela, e incluso en invierno su temperatura rara vez cae por debajo de +12 grados. Se requerirá el dispositivo de dos de tales pozos.

Se extraerá agua de un pozo y luego se alimentará al evaporador.

Además, las aguas residuales se descargarán en el segundo pozo. Queda por conectar todo esto a la entrada del evaporador, a la salida y sellarlo.

En principio, el sistema está listo para funcionar, pero su total autonomía requerirá un sistema de automatización que controle la temperatura del refrigerante en movimiento en los circuitos de calefacción y la presión del freón.

Al principio, puede hacerlo con un arrancador ordinario, pero se debe tener en cuenta que el lanzamiento del sistema después del apagado El compresor se puede realizar en 8-10 minutos, este tiempo es necesario para igualar la presión de freón en el sistema.

Aparato y uso de aerogeneradores.

La energía eólica fue utilizada por nuestros antepasados. Desde esos tiempos, en principio, nada ha cambiado.

La única diferencia es que las muelas del molino se reemplazan por un generador y un variador, que transforman la energía mecánica de las cuchillas en energía eléctrica.

La instalación de un generador eólico se considera económicamente viable si la velocidad promedio anual del viento supera los 6 m / s.

La instalación se realiza mejor en colinas y llanuras, los lugares ideales son la costa de ríos y grandes cuerpos de agua lejos de diversos servicios de ingeniería.

Clasificación del generador de viento

La clasificación de los generadores eólicos depende de los siguientes parámetros clave:

• Dependiendo de la colocación del eje puede ser aletas verticales y horizontal. El diseño horizontal permite rotar automáticamente la parte principal para buscar el viento. El equipo principal del generador de viento vertical está ubicado en el suelo, por lo que es más fácil de mantener, mientras que la eficiencia de las cuchillas ubicadas verticalmente es menor.
• Dependiendo del número de cuchillas se distinguen. Generadores eólicos simples, dos, tres y multi-lobulados.. Los aerogeneradores de cuchillas múltiples se utilizan a baja velocidad, rara vez se utilizan debido a la necesidad de instalar una caja de cambios.
• Dependiendo del material utilizado para hacer las cuchillas, las cuchillas pueden ser navegando y duro. Las palas del tipo de vela son fáciles de fabricar e instalar, pero requieren un reemplazo frecuente, ya que fallan rápidamente debido a las repentinas ráfagas de viento.
• Dependiendo de la inclinación del tornillo, distinguir cambiable y pasos fijos. Cuando se utiliza un paso variable, es posible lograr un aumento significativo en el rango de velocidades de operación del generador de viento, pero esto llevará a la inevitable complicación de la estructura y un aumento en su masa.

La potencia de todos los tipos de dispositivos que convierten la energía eólica en un análogo eléctrico depende del área de las cuchillas.

Dispositivo generador de viento

En cualquier instalación de aerogenerador contiene los siguientes elementos principales:

• CuchillasGirando bajo la acción del viento y asegurando el movimiento del rotor;
• Generadorque produce una corriente alterna;
• Controlador de hoja, es responsable de la formación de CA a CC, que se requiere para cargar baterías;
• Pilas recargables, necesaria para la acumulación y ecualización de energía eléctrica;
• Inversor, realiza la transformación inversa de DC a AC, desde la cual funcionan todos los electrodomésticos;
• MástilEs necesario levantar las cuchillas por encima del suelo para alcanzar la altura del movimiento de las masas de aire.

Con este generador, cuchillas giratorias y se considera que el mástil es la parte principal del generador eólico, y todo lo demás: componentes adicionales que garantizan un funcionamiento confiable y autónomo del sistema en su conjunto.

Generador eólico de baja velocidad del generador.

Se cree que este diseño es el más sencillo y asequible para la autoproducción. Puede convertirse tanto en una fuente de energía independiente como en parte de la potencia del sistema de suministro de energía existente.

Con un generador de automóvil y una batería, todas las demás partes pueden estar hechas de materiales de desecho.

Paso # 1 - haciendo la rueda de viento

Las palas se consideran una de las partes más importantes del generador eólico, ya que su diseño determina el funcionamiento de los otros nodos. Para la fabricación de cuchillas se puede utilizar una variedad de materiales: tela, plástico, metal e incluso madera.

Haremos cuchillas de una tubería plástica de alcantarillado. Las principales ventajas de este material son el bajo costo, la alta resistencia a la humedad y la facilidad de procesamiento.

Los trabajos se realizan en el siguiente orden:

1. Se calcula la longitud de la hoja y el diámetro del tubo de plástico debe ser 1/5 de la longitud requerida;
2. El uso de un tubo de rompecabezas se debe cortar a lo largo en 4 partes;
3. Una pieza se convertirá en la plantilla para hacer todas las cuchillas posteriores;
4. Después de cortar el tubo, las rebabas en los bordes deben tratarse con papel de lija;
5. Las cuchillas cortadas deben fijarse en un disco de aluminio previamente preparado con el montaje provisto;
6. También a este disco, después de volver a trabajar, debe sujetar el generador.

Tenga en cuenta que la tubería de PVC no tiene suficiente resistencia y no podrá soportar fuertes ráfagas de viento. Para la fabricación de cuchillas, lo mejor es utilizar un tubo de PVC con un espesor mínimo de 4 cm.

No el último papel en la magnitud de la carga tiene el tamaño de la cuchilla. Por lo tanto, no sería superfluo considerar la opción de reducir el tamaño de la hoja aumentando su número.

Después del montaje, la rueda de viento debe estar equilibrada. Para ello, fíjelo horizontalmente en un trípode para interiores. El resultado de un montaje adecuado será la inmovilidad de la rueda.

Si las cuchillas giran, es necesario realizar su subpunto con un abrasivo para equilibrar la estructura.

Paso # 2 - hacer un mástil de aerogenerador

Para la fabricación del mástil, puede utilizar un tubo de acero con un diámetro de 150-200 mm. La longitud mínima del mástil debe ser de 7 m. Si hay obstáculos en el área para moverse masa de aire, la rueda del generador de viento debe elevarse a una altura superior a un obstáculo de no menos de a 1 m.

Las clavijas para asegurar las estrías y el mástil en sí deben concretarse. Como estrías puede utilizar cable de acero o galvanizado con un grosor de 6-8 mm.

Paso # 3 - Retrofit Generador Automotriz

La alteración consiste solo en rebobinar el cable del estator, así como en la fabricación de un rotor con imanes de neodimio. Primero necesita taladrar los orificios necesarios para fijar los imanes en los polos del rotor.

La instalación de los imanes se realiza con polos alternos. Una vez finalizado el trabajo, los espacios intermagnéticos deben rellenarse con resina epoxi y el rotor debe envolverse con papel.

Al rebobinar una bobina, debe tener en cuenta que la eficiencia del generador dependerá del número de vueltas. La bobina debe enrollarse en un esquema trifásico en una dirección.

El generador final debe ser probado, el resultado de un trabajo realizado correctamente será una cifra de 30 V a 300 rpm del generador.

Paso # 4 - finalización del montaje de un generador eólico de baja velocidad

El eje giratorio del generador está hecho de una tubería con dos rodamientos montados, y la sección de la cola está cortada de hierro galvanizado con un grosor de 1,2 mm.

Antes de montar el generador en el mástil, es necesario hacer un marco, el tubo de perfil es el más adecuado para esto. Durante el montaje, es necesario tener en cuenta que la distancia mínima desde el mástil a la cuchilla debe ser superior a 0,25 m.

Para operar el sistema después del generador de viento, debe instalar un controlador de carga, baterías y un inversor.

La capacidad de la batería está determinada por la potencia del generador eólico. Esta cifra depende del tamaño de la rueda de viento, el número de cuchillas y la velocidad del viento.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Hacer un panel solar con una caja de plástico, una lista de materiales y el orden de trabajo.

Principio de operación y revisión de bombas geotérmicas.

Reequipamiento del generador y realización de un generador eólico de baja velocidad con sus propias manos.

Una característica distintiva de las fuentes de energía alternativas es su pureza y seguridad ecológicas.

La baja potencia de las instalaciones y la unión a condiciones específicas del terreno permiten que solo los sistemas combinados de fuentes tradicionales y alternativas funcionen de manera efectiva.

¿Su hogar utiliza energía alternativa como fuentes de calor y electricidad? ¿Has construido tu propio aerogenerador o paneles solares? Por favor comparta su experiencia en los comentarios a nuestro artículo.