Énergie alternative pour la maison avec leurs propres mains: un aperçu des meilleurs développements

Les réserves de combustibles fossiles ne sont pas illimitées et les prix de l’énergie ne cessent d’augmenter. D'accord, il serait intéressant d'utiliser des sources d'énergie alternatives au lieu des sources traditionnelles afin de ne pas dépendre des fournisseurs de gaz et d'électricité de votre région. Mais vous ne savez pas par où commencer?

Nous vous aiderons à gérer les principales sources d’énergie renouvelable - dans ce matériau, nous considérions la meilleure technologie écologique. L'énergie alternative est capable de remplacer les sources habituelles de nutrition: vous pouvez faire une installation très efficace pour l'obtenir vous-même.

Dans notre article, les moyens simples d'assembler une pompe à chaleur, une éolienne et des panneaux solaires sont pris en compte, des illustrations de photographies de différentes étapes du processus sont sélectionnées. Pour plus de clarté, le matériel est fourni avec des vidéos sur la production d'installations respectueuses de l'environnement.

Sources populaires d'énergie renouvelable

Les «technologies vertes» réduiront considérablement les dépenses des ménages grâce à l'utilisation de sources presque gratuites.

Depuis l'Antiquité, les gens utilisaient dans la vie quotidienne des mécanismes et des dispositifs dont l'action visait à transformer les forces mécaniques de la nature en énergie mécanique. Les moulins à eau et les moulins à vent en sont un exemple frappant.

Avec l’avènement de l’électricité, la présence d’un générateur permet de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique.

Aujourd'hui, les complexes éoliens et les centrales hydroélectriques génèrent une quantité importante d'énergie. Outre le vent et l'eau, des sources telles que les biocarburants, l'énergie de l'intérieur de la Terre, le rayonnement solaire, l'énergie des geysers et des volcans, ainsi que la force des marées sont accessibles aux personnes.

Dans la vie quotidienne pour la production d'énergie renouvelable, les appareils suivants sont largement utilisés:

• Panneaux solaires.
• Pompes à chaleur.
• Éoliennes pour la maison.

Le coût élevé, à la fois des appareils eux-mêmes et des travaux d’installation, empêche de nombreuses personnes d’obtenir une énergie apparemment libre.

La période de récupération peut atteindre 15 à 20 ans, mais ce n’est pas une raison pour se priver de perspectives économiques. Tous ces appareils peuvent être fabriqués et installés indépendamment.

Panneaux solaires faits à la main

Le panneau solaire fini coûte beaucoup d'argent, il n'est donc pas suffisant pour tout le monde de l'acheter et de l'installer. Avec le panneau fabriqué soi-même, les coûts peuvent être réduits de 3 à 4 fois.

Avant de commencer à utiliser un panneau solaire, vous devez comprendre comment tout cela fonctionne.

Le principe de fonctionnement du système d'énergie solaire

Comprendre le but de chacun des éléments du système vous permettra de présenter son travail dans son ensemble.

Les composants principaux de tout système d'énergie solaire:

• Panneau solaire Il s'agit d'un complexe d'éléments connectés en une seule unité qui convertit la lumière du soleil en un flux d'électrons.
• Piles. Un rechargeable des pilespendant longtemps ne suffit pas, le système peut donc comporter jusqu'à une douzaine de ces dispositifs. Le nombre de batteries est déterminé par la puissance consommée en électricité. Le nombre de batteries peut être augmenté à l'avenir en ajoutant le nombre requis de panneaux solaires au système;
• Contrôleur de charge solaire. Cet appareil est nécessaire pour assurer une charge normale de la batterie. Son objectif principal est d'éviter de recharger la batterie.
• Onduleur. Le périphérique requis pour la conversion en cours. Les batteries rechargeables produisent une basse tension et l’onduleur la convertit en courant de haute tension nécessaire à la puissance de sortie fonctionnelle. Pour une maison, un onduleur d’une puissance de 3 à 5 kW suffit.

La principale caractéristique des cellules solaires est qu’elles ne peuvent pas produire de courant haute tension. Un élément distinct du système est capable de générer un courant de 0,5-0,55 V. Une batterie solaire est capable de produire une tension de 18-21 V, ce qui suffit pour charger une batterie de 12 volts.

S'il est préférable d'acheter un onduleur, des batteries et un contrôleur de charge, il est tout à fait possible de fabriquer des batteries solaires vous-même.

Fabrication de panneaux solaires

Pour la fabrication de batteries, vous devez acheter des cellules solaires sur des monocristaux ou des polycristaux. Il convient de noter que la durée de vie des polycristaux est bien inférieure à celle des monocristaux.

De plus, l'efficacité des polycristaux ne dépasse pas 12%, alors que cet indicateur pour les monocristaux atteint 25%. Pour fabriquer un panneau solaire, vous devez acheter au moins 36 de ces éléments.

Étape 1 - Assemblage du panneau solaire

Les travaux commencent avec la fabrication de logements, cela nécessitera les matériaux suivants:

• Barres de bois
• Contreplaqué
• Plexiglas
• Panneau de fibres de bois

Le contreplaqué est nécessaire pour couper le fond du boîtier et l’insérer dans le cadre des barres d’une épaisseur de 25 mm. La taille du fond est déterminée par le nombre de cellules solaires et leur taille.

Sur tout le périmètre du cadre en barres de 0,15 à 0,2 m de hauteur, il est nécessaire de percer des trous de 8 à 10 mm de diamètre. Ils sont nécessaires pour empêcher les cellules de la batterie de surchauffer pendant le fonctionnement.

Étape 2 - Connexion des éléments de panneau solaire

En fonction de la taille du corps, il est nécessaire de découper un substrat pour cellules solaires en panneaux de fibres à l'aide d'un couteau pour articles de papeterie. Lorsque son appareil doit également prévoir la présence d'orifices de ventilation disposés tous les 5 cm de manière nichée au carré. Le corps fini doit être peint et séché deux fois.

Les cellules solaires doivent être posées à l'envers sur un substrat de panneaux de fibres et effectuer le dessoudage. Si les produits finis n'étaient plus équipés de conducteurs soudés, le travail en serait grandement simplifié. Cependant, le processus de dessoudage doit être effectué de toute façon.

Il faut se rappeler que la connexion des éléments doit être cohérente. Initialement, les éléments doivent être connectés en rangées, puis les lignes finies doivent être combinées pour former un complexe en reliant des pneus porteurs de courant.

À la fin des travaux, les éléments doivent être retournés, posés comme il se doit et fixés à l'aide de silicone.

Ensuite, vous devez vérifier la valeur de la tension de sortie. Il devrait être approximativement entre 18 et 20 V. Maintenant que la batterie doit fonctionner pendant plusieurs jours, vérifiez si vous pouvez charger les batteries. Ce n’est qu’après que le contrôle des performances a été effectué pour sceller les joints.

Étape 3 - Assemblage du système d'alimentation

Après avoir convaincu de la fonctionnalité parfaite, vous pouvez assembler le système d’alimentation. Les fils de contact d'entrée et de sortie doivent être sortis pour la connexion ultérieure de l'appareil.

Le plexiglas doit couper le couvercle et le fixer avec des vis sur les côtés du boîtier à travers les trous prépercés.

Au lieu de cellules solaires pour la fabrication de batteries, vous pouvez utiliser un circuit de diodes à diodes D223B. Un panneau de 36 diodes connectées en série est capable de fournir une tension de 12 V.

Les diodes doivent d'abord être trempées dans de l'acétone pour enlever la peinture. Percez des trous dans le panneau en plastique, insérez les diodes et décompressez-les. Le panneau fini doit être placé dans un boîtier transparent et scellé.

Règles de base pour l'installation d'un panneau solaire

L’efficacité de tout le système dépend de la bonne installation de la batterie solaire.

Lors de l'installation, prenez en compte les paramètres importants suivants:

1. Ombrage Si la batterie se trouve à l'ombre d'arbres ou de structures plus hautes, non seulement elle ne fonctionnera pas normalement, mais elle risque également de tomber en panne.
2. Orientation. Pour maximiser la lumière solaire sur les cellules solaires, la batterie doit être orientée vers le soleil. Si vous habitez dans l'hémisphère nord, le panneau doit être orienté vers le sud, s'il est situé dans le sud, et inversement.
3. Inclinaison Ce paramètre est déterminé par l'emplacement géographique. Les experts recommandent d'installer le panneau à un angle égal à la latitude géographique.
4. La disponibilité Il est nécessaire de surveiller en permanence la propreté de la face avant et d’enlever une couche de poussière et de saleté à temps. Et en hiver, le panneau doit être nettoyé périodiquement de la neige collante.

Il est souhaitable que, pendant le fonctionnement du panneau solaire, l'angle d'inclinaison ne soit pas constant. L'appareil fonctionnera au maximum uniquement dans le cas de rayons directs du soleil dirigés vers sa couverture.

En été, il est préférable de le placer sur une pente de 30º à l'horizon. En hiver, il est recommandé de monter et régler à 70º.

Pompes à chaleur pour le chauffage

Les pompes à chaleur sont l’une des solutions technologiques les plus avancées pour obtenir énergie alternative pour votre maison. Ils sont non seulement les plus pratiques, mais également écologiques.

Leur fonctionnement réduira considérablement les coûts liés au refroidissement et au chauffage de la pièce.

Classification de la pompe à chaleur

Les pompes à chaleur sont classées selon le nombre de circuits, la source d’énergie et la méthode de fabrication.

Selon les besoins finaux, les pompes à chaleur peuvent être:

• Simple, double ou triple;
• Un ou deux condensateurs;
• Avec la possibilité de chauffage ou avec la possibilité de chauffage et de refroidissement.

Selon le type de source d’énergie et le mode de production, on distingue les pompes à chaleur suivantes:

• Le sol est de l'eau. Ils sont utilisés dans les zones climatiques tempérées avec un réchauffement uniforme de la terre, quelle que soit la saison. Pour l'installation, utilisez un collecteur ou une sonde, en fonction du type de sol. Pour le forage de puits peu profonds, il n'est pas nécessaire d'obtenir un permis.
• Air - eau. La chaleur s'accumule dans l'air et est dirigée vers le chauffage de l'eau. L'installation sera appropriée dans les zones climatiques où la température hivernale n'est pas inférieure à -15 degrés.
• Eau - eau. L'installation est due à la présence de réservoirs (lacs, rivières, nappes phréatiques, puits, fosses septiques). L'efficacité d'une telle pompe à chaleur est très impressionnante en raison de la température élevée de la source pendant la saison froide.
• L'eau c'est l'air. Dans ce faisceau, les mêmes masses d'eau jouent le rôle de source de chaleur, mais la chaleur est transmise directement à l'air utilisé pour chauffer les pièces par le biais d'un compresseur. Dans ce cas, l’eau n’agit pas comme un liquide de refroidissement.
• Le sol est de l'air. Dans ce système, le conducteur de la chaleur est la terre. La chaleur du sol à travers le compresseur est transférée dans l'air. Les liquides non-gélants sont utilisés comme vecteur d'énergie. Ce système est considéré comme le plus universel.
• Air - air. Le fonctionnement de ce système est similaire à celui d’un climatiseur capable de chauffer et de refroidir une pièce. Ce système est le moins coûteux car il ne nécessite ni excavation ni pose de canalisations.

Lors du choix d'un type de source de chaleur, vous devez vous concentrer sur la géologie du site et sur la possibilité de travaux de terrassement sans entrave, ainsi que sur la disponibilité d'espace libre.

Faute d’espace libre, il faudra abandonner des sources de chaleur telles que la terre et l’eau et prendre la chaleur de l’air.

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur

Le principe de fonctionnement des pompes à chaleur repose sur l'utilisation du cycle Carnot qui, grâce à une forte compression du liquide de refroidissement, permet une augmentation de la température.

Selon le même principe, mais avec l'effet opposé, la plupart des appareils de climatisation équipés de compresseurs (réfrigérateur, congélateur, climatisation) fonctionnent.

Le cycle de service principal, qui est mis en œuvre dans les chambres de ces unités, suggère l'effet inverse: en raison d'une forte expansion, le réfrigérant se rétrécit.

C'est pourquoi l'une des méthodes les plus accessibles pour la fabrication d'une pompe à chaleur repose sur l'utilisation d'unités fonctionnelles distinctes utilisées dans les équipements climatiques.

Ainsi, pour la fabrication d'une pompe à chaleur peut être utilisé réfrigérateur domestique. Son évaporateur et son condenseur joueront le rôle d’échangeurs de chaleur, qui puisent l’énergie thermique du fluide et le dirigent directement pour chauffer le réfrigérant qui circule dans le système de chauffage.

Assemblage de la pompe à chaleur à partir de déchets

En utilisant les vieux appareils ménagers, ou plutôt ses composants individuels, vous pouvez assembler indépendamment une thermopompe. Comment cela peut être fait, considérez ci-dessous.

Étape 1 - Préparation du compresseur et du condenseur

Les travaux commencent par la préparation de la partie compresseur de la pompe, dont les fonctions seront attribuées au nœud approprié du climatiseur ou du réfrigérateur. Ce nœud doit être fixé à l’aide d’une suspension souple sur l’un des murs de la salle de travail, à votre convenance.

Après cela, vous devez fabriquer un condensateur. Pour ce réservoir idéal en acier inoxydable de 100 litres. Il est nécessaire de monter un serpentin à l'intérieur (vous pouvez prendre un tube de cuivre fini d'un ancien climatiseur ou réfrigérateur.

Le réservoir préparé doit être coupé en deux parties égales à l'aide d'un broyeur - cela est nécessaire pour installer et fixer la bobine dans le corps du futur condensateur.

Après avoir monté la bobine dans l’une des moitiés, les deux parties du réservoir doivent être reliées et soudées ensemble pour obtenir un réservoir fermé.

Considérez que lors du soudage, vous devez utiliser des électrodes spéciales, et encore mieux utiliser le soudage à l'argon, seul ce procédé peut garantir la qualité maximale du joint.

Étape 2 - fabrication de l'évaporateur

Pour la fabrication de l'évaporateur, vous avez besoin d'un réservoir en plastique scellé d'un volume de 75 à 80 litres, dans lequel vous devrez placer un serpentin à partir d'un tuyau d'un diamètre de pouce.

Aux extrémités du tube, il est nécessaire de couper le filetage pour pouvoir ensuite établir une connexion avec la conduite. Après avoir terminé le montage et vérifié l'étanchéité, l'évaporateur doit être monté sur le mur de la salle de travail à l'aide de supports de taille appropriée.

L'achèvement de l'assemblage est préférable de confier à un spécialiste. Si une partie de l'assemblage peut être réalisée de manière indépendante, un professionnel devrait travailler avec le brasage des tuyaux en cuivre et l'injection de réfrigérant. L'assemblage de la partie principale de la pompe se termine par la connexion de batteries de chauffage et d'un échangeur de chaleur.

Il convient de noter que ce système est faible consommation. Par conséquent, il sera préférable que la pompe à chaleur devienne un élément supplémentaire du système de chauffage existant.

Étape n ° 3 - Disposition et connexion d'un périphérique externe

L'eau d'un puits ou d'un puits convient mieux comme source de chaleur. Il ne gèle jamais et même en hiver, sa température tombe rarement en dessous de +12 degrés. Le dispositif de deux de ces puits sera nécessaire.

L'eau sera puisée dans un puits et ensuite acheminée vers l'évaporateur.

En outre, les eaux usées seront déversées dans le deuxième puits. Il reste à connecter tout cela à l’entrée de l’évaporateur, à la sortie et à l’étanchéifier.

En principe, le système est prêt à fonctionner, mais son autonomie totale nécessitera un système d'automatisation contrôlant la température du liquide de refroidissement en mouvement dans les circuits de chauffage et la pression du fréon.

Au début, vous pouvez faire avec un démarreur ordinaire, mais il convient de noter que le lancement du système après l'arrêt le compresseur peut être effectué en 8-10 minutes - ce temps est nécessaire pour égaliser la pression de fréon dans le système.

Dispositif et utilisation d'éoliennes

L'énergie éolienne a été utilisée par nos ancêtres. Depuis lors, en principe, rien n'a changé.

La seule différence est que les meules de la minoterie sont remplacées par un générateur et un entraînement qui transforment l'énergie mécanique des pales en énergie électrique.

L'installation d'une éolienne est considérée comme économiquement viable si la vitesse annuelle moyenne du vent dépasse 6 m / s.

L'installation est mieux faite sur les collines et les plaines, les endroits idéaux sont la côte des rivières et les grandes étendues d'eau loin de divers services d'ingénierie.

Classification des éoliennes

La classification des éoliennes dépend des paramètres clés suivants:

• En fonction de l'emplacement de l'axe peut être palmes verticales et horizontal. La conception horizontale permet de faire pivoter automatiquement la pièce principale pour rechercher le vent. L'équipement principal de l'éolienne verticale est situé sur le sol, il est donc plus facile à entretenir, tandis que l'efficacité des pales placées verticalement est plus faible.
• En fonction du nombre de pales distinguées éoliennes à un, deux, trois et plusieurs lobes. Les éoliennes à plusieurs pales sont utilisées à basse vitesse, rarement parce qu’il est nécessaire d’installer une boîte de vitesses.
• Selon le matériau utilisé pour fabriquer les lames, les lames peuvent être voile et dur. Les pales de type voile sont faciles à fabriquer et à installer, mais elles doivent être remplacées fréquemment car elles tombent rapidement en panne à cause des rafales de vent.
• Selon le pas de la vis, distinguer modifiable et étapes fixes. En utilisant un pas variable, il est possible d'augmenter considérablement la plage de vitesses de fonctionnement de l'éolienne, mais cela entraînera une complication inévitable de la structure et une augmentation de sa masse.

La puissance de tous les types d’appareils qui convertissent l’énergie éolienne en analogique électrique dépend de la surface des pales.

Générateur de vent

Toute installation d’éolienne contient les éléments principaux suivants:

• Lamestourner sous l'action du vent et assurer le mouvement du rotor;
• Générateurqui produit un courant alternatif;
• Contrôleur de lame, est responsable de la formation de courant alternatif en courant continu, nécessaire pour charger les batteries;
• Piles rechargeables, nécessaire à l'accumulation et à l'égalisation de l'énergie électrique;
• Onduleur, effectue la transformation inverse de DC en AC, à partir duquel tous les appareils électroménagers fonctionnent;
• MâtIl est nécessaire de lever les pales au-dessus du sol pour atteindre la hauteur du mouvement des masses d'air.

Avec ce générateur, lames rotatives et le mât sont considérés comme les pièces principales de l’éolienne, et tout le reste - des composants supplémentaires qui assurent un fonctionnement fiable et autonome du système dans son ensemble

Éolienne à basse vitesse de la génératrice

On pense que cette conception est la plus simple et la plus abordable pour l’autoproduction. Il peut devenir à la fois une source d'énergie indépendante et une partie de l'alimentation du système d'alimentation existant.

Avec un groupe électrogène et une batterie, toutes les autres pièces peuvent être fabriquées à partir de matériaux de récupération.

Étape # 1 - fabriquer la roue de vent

Les pales sont considérées comme l’une des pièces les plus importantes de l’éolienne, car leur conception détermine le fonctionnement des autres nœuds. Pour la fabrication des lames peuvent être utilisés une variété de matériaux - tissu, plastique, métal et même bois.

Nous allons faire les lames d'un tuyau en plastique d'égout. Les principaux avantages de ce matériau sont son faible coût, sa résistance élevée à l’humidité, sa facilité de traitement.

Les travaux sont effectués dans l'ordre suivant:

1. La longueur de la lame est calculée et le diamètre du tuyau en plastique doit être égal à 1/5 de la longueur requise.
2. À l’aide d’un tuyau de scie sauteuse, couper en 4 morceaux dans le sens de la longueur;
3. Une pièce deviendra le modèle pour la fabrication de toutes les lames suivantes;
4. Après avoir coupé le tuyau, les bavures sur les bords doivent être traitées avec du papier sablé;
5. Les lames coupées doivent être fixées sur un disque en aluminium préalablement préparé à l’aide du support fourni;
6. De plus, après ce travail, vous devez fixer le générateur sur ce disque.

Notez que le tuyau en PVC n’a pas une résistance suffisante et ne sera pas capable de résister à de fortes rafales de vent. Pour la fabrication des pales, il est préférable d’utiliser un tuyau en PVC d’une épaisseur minimale de 4 cm.

Pas le dernier rôle sur l'ampleur de la charge a la taille de la lame. Par conséquent, il ne serait pas superflu d’envisager la possibilité de réduire la taille de la lame en augmentant leur nombre.

Après le montage, la roue éolienne doit être équilibrée. Pour ce faire, fixez-le horizontalement sur un trépied à l'intérieur. Le résultat d'un montage correct sera l'immobilité de la roue.

Si les lames tournent, il est nécessaire d’effectuer leur sous-pointe avec un abrasif pour équilibrer la structure.

Étape n ° 2 - fabrication d'un mât d'éolienne

Pour la fabrication du mât, vous pouvez utiliser un tuyau en acier d'un diamètre de 150 à 200 mm. La longueur minimale du mât doit être de 7 m en cas d'obstacle dans la zone à déplacer. masse de l’air, la roue de l’éolienne doit être élevée à une hauteur supérieure à un obstacle d’au moins sur 1 m.

Des piquets pour sécuriser les vergetures et le mât lui-même doivent être bétonnés. Vous pouvez utiliser des câbles en acier ou galvanisés d'une épaisseur de 6-8 mm comme vergetures.

Étape 3 - Rénovation d'un générateur automobile

La modification consiste uniquement à rembobiner le fil de stator, ainsi qu’à la fabrication d’un rotor avec des aimants en néodyme. Vous devez d’abord percer les trous nécessaires à la fixation des aimants dans les pôles du rotor.

L'installation des aimants est réalisée avec des pôles alternés. Une fois les travaux terminés, les imperfections intermagnétiques doivent être remplies de résine époxy et le rotor lui-même doit être enveloppé de papier.

Lors du rembobinage d'une bobine, vous devez considérer que l'efficacité du générateur dépend du nombre de tours. La bobine doit être enroulée en trois phases dans une direction.

Le générateur fini doit être testé, le résultat d'un travail correctement exécuté sera un chiffre de 30 V à 300 tr / min du générateur.

Étape 4 - achèvement de l'assemblage d'une éolienne à basse vitesse

L’axe de rotation du générateur est constitué d’un tuyau avec deux roulements montés et la partie arrière est découpée dans du fer galvanisé d’une épaisseur de 1,2 mm.

Avant de monter le générateur sur le mât, il est nécessaire de fabriquer un cadre, le tube profilé est le mieux adapté pour cela. Lors du montage, il est nécessaire de prendre en compte que la distance minimale entre le mât et la lame doit être supérieure à 0,25 m.

Pour faire fonctionner le système après l’éolienne, vous devez installer un contrôleur de charge, des batteries et un onduleur.

La capacité de la batterie est déterminée par la puissance de l’éolienne. Ce chiffre dépend de la taille de la roue éolienne, du nombre de pales et de la vitesse du vent.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Fabrication d'un panneau solaire avec un boîtier en plastique, une liste de matériaux et l'ordre du travail

Principe de fonctionnement et de révision des pompes géothermiques

Rééquipement de la génératrice et fabrication d'une éolienne à basse vitesse avec ses propres mains

Une caractéristique distinctive des sources d’énergie alternatives est leur pureté écologique et leur sécurité.

La puissance plutôt faible des installations et leur compatibilité avec des conditions de terrain spécifiques ne permettent que les systèmes combinés de sources traditionnelles et alternatives fonctionnent efficacement.

Votre maison utilise-t-elle une énergie alternative comme source de chaleur et d’électricité? Avez-vous construit votre propre éolienne ou fabriqué des panneaux solaires? S'il vous plaît partagez votre expérience dans les commentaires de notre article.