Energie alternativă pentru casă cu propriile mâini: o prezentare generală a celor mai bune evoluții

Rezervele de combustibili fosili nu sunt nelimitate, iar prețurile la energie sunt în continuă creștere. Sunt de acord, ar fi frumos să folosiți surse alternative de energie în locul celor tradiționale, pentru a nu depinde de furnizorii de gaz și electricitate din regiunea dvs. Dar nu știi de unde să începi?

Vă vom ajuta să vă ocupați de principalele surse de energie regenerabilă - în acest material am considerat cea mai bună eco-tehnologie. Energia alternativă este capabilă să înlocuiască sursele obișnuite de nutriție: puteți realiza o instalare foarte eficientă pentru a le obține singuri.

În articolul nostru sunt luate în considerare modalități simple de asamblare a unei pompe de căldură, a unui generator eolian și a panourilor solare, fiind selectate ilustrații de fotografie ale etapelor individuale ale procesului. Pentru claritate, materialul este prevăzut cu materiale video despre producerea de instalații ecologice.

Surse populare de energie regenerabilă

"Tehnologiile verzi" vor reduce în mod semnificativ cheltuielile gospodăriilor prin utilizarea surselor aproape gratuite.

Din cele mai vechi timpuri, oamenii foloseau în mecanismele și dispozitivele de viață de zi cu zi, acțiunea căreia urmărea să transforme forțele mecanice ale naturii în energie mecanică. Un exemplu viu al acestui lucru sunt morile de apă și morile de vânt.

Odată cu apariția electricității, prezența unui generator a permis ca energia mecanică să fie transformată în energie electrică.

Astăzi, o cantitate semnificativă de energie este generată de complexele eoliene și de centralele hidroelectrice. În plus față de vânt și apă, surse precum biocarburanții, energia interiorului pământului, lumina soarelui, energia gheizerilor și a vulcanilor și puterea mareelor ​​sunt disponibile oamenilor.

În viața de zi cu zi pentru producerea de energie regenerabilă, următoarele dispozitive sunt utilizate pe scară largă:

• Panouri solare.
• Pompe de căldură.
• Turbine eoliene pentru casa.

Costul ridicat, atât pentru dispozitive cât și pentru lucrările de instalare, oprește mulți oameni pe calea obținerii energiei aparent libere.

Rata de rambursare poate ajunge la 15-20 de ani, dar acesta nu este un motiv să vă privești de perspectivele economice. Toate aceste dispozitive pot fi realizate și instalate independent.

Panouri solare realizate manual

Panoul solar finit costă o mulțime de bani, deci nu este suficient pentru toată lumea să-l cumpere și să-l instaleze. Cu costurile de panou realizate automat pot fi reduse de 3-4 ori.

Înainte de a începe să utilizați panoul solar, trebuie să dați seama cum funcționează toate.

Principiul funcționării sistemului de energie solară

Înțelegerea scopului fiecărui element al sistemului vă va permite să vă prezentați activitatea în ansamblu.

Principalele componente ale oricărui sistem de energie solară:

• Panou solar Acesta este un complex de elemente conectate într-o singură unitate care transformă lumina soarelui într-un flux de electroni.
• Baterii. unul acumulator bateriipentru o lungă perioadă de timp nu este suficient, astfel încât sistemul poate consta din până la o duzină de astfel de dispozitive. Numărul de baterii este determinat de puterea consumată de electricitate. Numărul de baterii poate fi mărit în viitor prin adăugarea în sistem a numărului necesar de panouri solare;
• Controler de încărcare solar. Acest dispozitiv este necesar pentru a asigura încărcarea normală a bateriei. Scopul său principal este de a preveni reîncărcarea bateriei.
• invertor. Dispozitivul necesar pentru conversia curentă. Bateriile reîncărcabile produc o tensiune scăzută, iar invertorul îl convertește în curentul de tensiune înaltă necesar pentru puterea funcțională - ieșire. Pentru o locuință, este suficient un invertor cu o putere de 3-5 kW.

Caracteristica principală a celulelor solare este că nu pot produce curent de înaltă tensiune. Un element separat al sistemului este capabil să genereze un curent de 0,5-0,55 V. O baterie solară este capabilă să producă o tensiune de 18-21 V, ceea ce este suficient pentru a încărca o baterie de 12 volți.

Dacă este mai bine să cumpărați un invertor, bateriile și un controler de încărcare gata, atunci este foarte posibil să faceți bateriile solare singur.

Producerea panourilor solare

Pentru fabricarea bateriilor, trebuie să achiziționați celule solare pe mono- sau policristaline. Trebuie remarcat faptul că durata de viață a policristalurilor este mult mai mică decât cea a cristalelor unice.

În plus, eficiența policristalelor nu depășește 12%, în timp ce acest indicator pentru cristale unice atinge 25%. Pentru a face un panou solar trebuie să cumperi cel puțin 36 dintre aceste elemente.

Pasul # 1 - Montarea panoului solar

Munca începe cu fabricarea de locuințe, ceea ce va necesita următoarele materiale:

• Bare de lemn
• placaj
• plexiglas
• DVP

Placaj este necesar pentru a tăia partea de jos a carcasei și introduceți-l în cadrul barelor cu o grosime de 25 mm. Dimensiunea fundului este determinată de numărul de celule solare și de mărimea acestora.

De-a lungul întregului perimetru al cadrului în bare cu un pas de 0,15-0,2 m, este necesar să se găsească găuri cu un diametru de 8-10 mm. Acestea sunt necesare pentru a preveni supraîncălzirea celulelor acumulatorului în timpul funcționării.

Pasul 2 - Conectarea elementelor panoului solar

În funcție de dimensiunea corpului, este necesar să se taie un substrat pentru celulele solare din fibră de sticlă folosind un cuțit de papetărie. De asemenea, dispozitivul său trebuie să asigure prezența orificiilor de ventilație aranjate la fiecare 5 cm. Organismul finit trebuie să fie vopsit și uscat de două ori.

Celulele solare ar trebui să fie așezate cu capul în jos pe un substrat din fibră și să efectueze desfacerea. Dacă produsele finite nu mai sunt echipate cu conductori sudați, atunci lucrarea este mult simplificată. Cu toate acestea, procesul de desfacere se va face oricum.

Trebuie să ne amintim că conectarea elementelor trebuie să fie coerentă. Inițial, elementele ar trebui să fie conectate în rânduri și numai apoi rândurile terminate ar trebui combinate într-un complex prin asocierea anvelopelor cu curent.

După finalizare, elementele trebuie să fie întoarse, așezate așa cum ar trebui să fie și fixate cu silicon.

Apoi trebuie să verificați valoarea tensiunii de ieșire. Aproximativ ar trebui să fie în intervalul 18-20 V. Acum bateria ar trebui să funcționeze timp de câteva zile, verificați capacitatea de încărcare a bateriilor. Numai după monitorizarea performanței se realizează etanșarea îmbinărilor.

Pasul 3 - Adunarea sistemului de alimentare

Fiind convinși de funcționalitatea perfectă, puteți asambla sistemul de alimentare. Sârmele de contact de intrare și ieșire trebuie scoase pentru conectarea ulterioară a dispozitivului.

Plexiglasul trebuie să taie capacul și să-l fixeze cu șuruburi pe părțile laterale ale carcasei prin orificiile pre-găurite.

În locul celulelor solare pentru fabricarea bateriilor, puteți utiliza un circuit diodic cu diode D223B. Un panou de 36 de diode conectate la seria este capabil să livreze o tensiune de 12 V.

Diodurile trebuie mai întâi să fie înmuiate în acetonă pentru a îndepărta vopseaua. Găuriți găurile în panoul din plastic, introduceți diodele și desfaceți-le. Panoul finit trebuie plasat într-o carcasă transparentă și sigilat.

Reguli de bază pentru instalarea unui panou solar

Eficiența întregului sistem depinde de instalarea corectă a bateriei solare.

La instalare, luați în considerare următorii parametri importanți:

1. Umbrirea. Dacă bateria se află la umbra copacilor sau a structurilor mai înalte, atunci nu numai că nu funcționează în mod normal, dar poate și să nu reușească.
2. Orientare. Pentru a maximiza lumina soarelui pe celulele solare, bateria trebuie îndreptată spre soare. Dacă locuiți în emisfera nordică, atunci panoul ar trebui orientat spre sud, dacă este în sud, apoi invers.
3. Pantă. Acest parametru este determinat de locația geografică. Experții recomandă instalarea panoului la un unghi egal cu latitudinea geografică.
4. Disponibilitate. Este necesar să monitorizați constant curățenia părții frontale și să îndepărtați în timp un strat de praf și murdărie. Și în timpul iernii, panoul trebuie să fie curățat periodic de zăpadă.

Este de dorit ca în timpul funcționării panoului solar unghiul de înclinare să nu fie constant. Dispozitivul va funcționa la maxim numai în cazul luminii directe a soarelui îndreptate spre capacul său.

În timpul verii, este mai bine să o plasați pe o pantă de 30 grade până la orizont. În timpul iernii, se recomandă ridicarea și stabilirea la 70º.

Pompe de căldură pentru încălzire

Pompele de căldură sunt una dintre cele mai avansate soluții tehnologice de obținere energie alternativă pentru casa ta. Ele sunt nu numai cele mai convenabile, dar și ecologice.

Funcționarea acestora va reduce în mod semnificativ costurile asociate plății pentru răcirea și încălzirea camerei.

Clasificarea pompei de căldură

Pompele de căldură sunt clasificate după numărul de circuite, sursa de energie și metoda de producție.

În funcție de nevoile finale, pompele de căldură pot fi:

• Single, dublu sau triplu;
• Unu sau doi condensatori;
• Cu posibilitatea de încălzire sau cu posibilitatea de încălzire și răcire.

În funcție de tipul de sursă de energie și de metoda de producție, se disting următoarele pompe de căldură:

• Pământul este apă. Ele sunt folosite în zona climatică temperată cu încălzire uniformă a pământului, indiferent de sezon. Pentru instalare utilizați un colector sau o sondă, în funcție de tipul de sol. Pentru forarea puțurilor de mică adâncime nu sunt necesare autorizații de obținere.
• Aer - apă. Căldura se acumulează din aer și se îndreaptă spre încălzirea apei. Instalarea va fi adecvată în zonele climatice cu o temperatură de iarnă nu mai mică de -15 grade.
• Apă - apă. Instalarea se datorează prezenței rezervoarelor (lacuri, râuri, ape subterane, puțuri, rezervoare septice). Eficacitatea unei astfel de pompe de căldură este foarte impresionantă, datorită temperaturii ridicate a sursei în timpul sezonului rece.
• Apa este aer. În acest pachet, aceleași corpuri de apă acționează ca o sursă de căldură, dar căldura este transmisă direct în aerul folosit pentru încălzirea camerelor printr-un compresor. În acest caz, apa nu acționează ca agent de răcire.
• Pământul este aer. În acest sistem, conductorul de căldură este solul. Încălzirea solului prin compresor este transferată în aer. Lichidele fără îngheț sunt utilizate ca purtător de energie. Acest sistem este considerat cel mai universal.
• Aer - aer. Funcționarea acestui sistem este similară funcționării unui aparat de aer condiționat care permite încălzirea și răcirea unei încăperi. Acest sistem este cel mai ieftin, deoarece nu necesită săpături și asamblarea conductelor.

Atunci când alegeți un tip de sursă de căldură, trebuie să vă concentrați asupra geologiei sitului și asupra posibilității lucrărilor de terasament nestingherite, precum și asupra disponibilității spațiului liber.

Cu o lipsă de spațiu liber va trebui să abandoneze astfel de surse de căldură ca pământul și apa și să ia căldură din aer.

Principiul funcționării pompei de căldură

Principiul de funcționare a pompelor de căldură se bazează pe utilizarea ciclului Carnot, care, ca urmare a unei comprimări ascuțite a agentului de răcire, asigură o creștere a temperaturii.

Prin același principiu, dar cu efect contrar, majoritatea dispozitivelor climatice cu unități compresoare (frigider, congelator, aer condiționat) funcționează.

Principalul ciclu de funcționare, care este pus în aplicare în camerele acestor unități, sugerează efectul opus - ca rezultat al unei expansiuni ascuțite, agentul frigorific se îngustează.

De aceea, una dintre metodele cele mai accesibile pentru fabricarea unei pompe de căldură se bazează pe utilizarea unor unități funcționale separate utilizate în echipamente climatice.

Deci, pentru fabricarea unei pompe de căldură poate fi folosit frigiderul de uz casnic. Vaporizatorul și condensatorul său vor juca rolul de schimbătoare de căldură care iau energie termică din mediu și îl vor direcționa direct pentru a încălzi lichidul de răcire care circulă în sistemul de încălzire.

Asamblarea pompei de căldură din materiale uzate

Folosind vechile aparate de uz casnic sau, mai degrabă, componentele sale individuale, puteți asambla independent o pompă de căldură. Cum se poate face acest lucru, ia în considerare mai jos.

Pasul 1 - Pregătirea compresorului și a condensatorului

Lucrul începe cu pregătirea părții compresorului a pompei, ale cărei funcții vor fi atribuite nodului corespunzător al aparatului de aer condiționat sau al frigiderului. Acest nod trebuie fixat cu o suspensie moale pe unul dintre pereții încăperii de lucru, unde va fi convenabil.

După aceea, trebuie să faceți un condensator. Pentru acest rezervor ideal din oțel inoxidabil de 100 litri. Este necesar să montați o bobină în ea (puteți lua un tub de cupru finit de la un aparat de aer condiționat sau frigider vechi.

Rezervorul pregătit trebuie tăiat în două părți egale cu ajutorul unui șlefuitor - acest lucru este necesar pentru instalarea și fixarea bobinei în corpul viitorului condensator.

După montarea bobinei în unul din jumătăți, ambele părți ale rezervorului trebuie să fie conectate și sudate împreună astfel încât să se obțină un rezervor închis.

Luați în considerare faptul că atunci când sudarea trebuie să utilizați electrozi speciali, și chiar mai bine să utilizați sudarea cu argon, numai aceasta poate asigura calitatea maximă a cusăturii.

Pasul 2 - realizarea evaporatorului

Pentru fabricarea evaporatorului aveți nevoie de un rezervor de plastic închis, cu un volum de 75-80 litri, în care va trebui să introduceți o bobină dintr-o țeavă cu un diametru de inch.

La capetele tubului este necesar să se taie firul pentru furnizarea ulterioară a conexiunii cu conducta. După finalizarea asamblării și verificarea etanșeității, vaporizatorul trebuie montat pe peretele încăperii de lucru cu ajutorul unor brațe de dimensiuni corespunzătoare.

Finalizarea ansamblului este mai bine pentru a încredința un specialist. Dacă o parte a ansamblului poate fi efectuată independent, atunci un profesionist ar trebui să lucreze cu brazarea țevilor de cupru și injecția de agent frigorific. Ansamblul părții principale a pompei se termină prin conectarea bateriilor de încălzire și a unui schimbător de căldură.

Trebuie remarcat faptul că acest sistem are putere redusă. Prin urmare, este mai bine ca pompa de căldură să devină o parte suplimentară a sistemului de încălzire existent.

Pasul 3 - Aranjarea și conectarea unui dispozitiv extern

Apa dintr-un puț sau dintr-un puț este cea mai potrivită ca sursă de căldură. Nu se îngheață niciodată și, chiar și în timpul iernii, temperatura scade rar sub +12 grade. Se va solicita dispozitivul a două astfel de sonde.

Apa va fi extrasă dintr-un puț și apoi alimentată la vaporizator.

Mai mult, apa reziduală va fi descărcată în cel de-al doilea godeu. Rămâne să conectați toate acestea la intrarea vaporizatorului, la ieșire și să-l etanșezi.

În principiu, sistemul este gata de funcționare, dar autonomia sa totală va necesita un sistem de automatizare care să controleze temperatura lichidului de răcire în circuitele de încălzire și presiunea freonului.

La început, puteți face cu un starter obișnuit, dar trebuie remarcat faptul că lansarea sistemului după oprire compresorul poate fi realizat în 8-10 minute - acest timp este necesar pentru a egaliza presiunea freonului în sistem.

Dispozitivul și utilizarea generatoarelor eoliene

Energia eoliană a fost folosită de strămoșii noștri. Din acele vremuri, în principiu, nimic nu sa schimbat.

Singura diferență este faptul că moara de morte este înlocuită de un generator și de un mecanism care transformă energia mecanică a lamelor în energie electrică.

Instalarea unui generator eolian este considerată viabilă din punct de vedere economic dacă viteza medie anuală a vântului depășește 6 m / s.

Instalarea se face cel mai bine pe dealuri și câmpii, locuri ideale fiind coasta râurilor și a corpurilor mari de apă departe de diferite servicii de inginerie.

Clasificarea generatoarelor eoliene

Clasificarea generatoarelor eoliene depinde de următorii parametri cheie:

• În funcție de plasarea axei poate fi flippers verticale și orizontală. Designul orizontal oferă posibilitatea de a roti automat partea principală pentru a căuta vânt. Echipamentul principal al generatorului eolian vertical este amplasat pe sol, astfel încât este mai ușor de întreținut, în timp ce eficiența lamelor situate vertical este mai mică.
• În funcție de numărul de lame se disting generatoare eoliene unice, două, trei și multi-lobate. Turbinele eoliene cu mai multe lame sunt utilizate la viteză redusă a aerului, rareori folosite din cauza necesității de a instala o cutie de viteze.
• În funcție de materialul utilizat pentru a face lamele, se pot folosi lamele navigație și dur. Lamele tipului de navigație sunt ușor de fabricat și instalate, însă necesită înlocuirea frecventă, deoarece acestea nu reușesc rapid datorită vântului brusc de vânt.
• În funcție de înălțimea șurubului, distingeți schimbător și etape fixe. Atunci când se utilizează un pas variabil, este posibil să se obțină o creștere semnificativă a intervalului de viteză de operare al generatorului eolian, dar aceasta va duce la complicația inevitabilă a structurii și la creșterea masei sale.

Puterea tuturor tipurilor de dispozitive care transformă energia eoliană într-un analog electric depinde de suprafața lamelor.

Dispozitiv generator de vânt

În orice instalație cu turbină eoliană sunt incluse următoarele elemente principale:

• lamerotirea sub acțiunea vântului și asigurarea mișcării rotorului;
• generatorcare produce un curent alternativ;
• Blade Controller, este responsabil pentru formarea AC la DC, care este necesară pentru încărcarea bateriilor;
• Baterii reîncărcabile, necesare pentru acumularea și egalizarea energiei electrice;
• invertor, efectuează transformarea inversă a DC la AC, din care funcționează toate aparatele de uz casnic;
• catargEste necesar să ridicați lamele de deasupra solului pentru a atinge înălțimea mișcării masei de aer.

Cu acest generator, rotitoare și catargul sunt considerate ca fiind părțile principale ale generatorului eolian și orice altceva - componente suplimentare care asigură funcționarea fiabilă și autonomă a sistemului în ansamblu

Generator eolian cu viteză mică de la generator

Se crede că acest design este cel mai simplu și accesibil pentru auto-producție. Poate deveni atât o sursă independentă de energie, cât și o parte din puterea sistemului de alimentare cu curent.

Cu un generator de mașină și o baterie, toate celelalte părți pot fi fabricate din materiale uzate.

Pasul # 1 - realizarea roții eoliene

Lamele sunt considerate una dintre cele mai importante părți ale generatorului eolian, deoarece designul lor determină funcționarea celorlalte noduri. Pentru fabricarea lamei se pot folosi o varietate de materiale - tesatura, plastic, metal și chiar lemn.

Vom face lamele unei țevi din plastic de canalizare. Principalele avantaje ale acestui material sunt costul redus, rezistența ridicată la umiditate, ușurința procesării.

Lucrările se desfășoară în următoarea ordine:

1. Se calculează lungimea lamei, iar diametrul țevii din plastic trebuie să fie de 1/5 din lungimea necesară;
2. Folosirea unei țevi de prelucrat trebuie să se taie longitudinal în 4 bucăți;
3. O piesă va deveni modelul pentru realizarea tuturor lamelor ulterioare;
4. După tăierea țevii, burdurile de pe margini trebuie tratate cu șmirghel;
5. Lamele tăiate trebuie să fie fixate pe un disc de aluminiu pre-pregătit cu montura prevăzută;
6. De asemenea, la acest disc după reparații, trebuie să fixați generatorul.

Rețineți că conductele din PVC nu au o rezistență suficientă și nu vor putea suporta rafale puternice de vânt. Pentru fabricarea lamelor este mai bine să se utilizeze o țeavă din PVC cu o grosime minimă de 4 cm.

Nu ultimul rol pe magnitudinea încărcăturii are dimensiunea lamei. Prin urmare, nu ar fi inutil să se ia în considerare opțiunea de a reduce dimensiunea lamei prin creșterea numărului de lame.

După montare, roata eoliană trebuie să fie echilibrată. Pentru aceasta, fixați-o orizontal pe un trepied în interior. Rezultatul unei asamblări corecte va fi imobilitatea roții.

În cazul în care lamele se rotesc, este necesar să se efectueze sub-punctul lor cu un abraziv pentru a echilibra structura.

Pasul # 2 - realizarea unui catarg pentru turbine eoliene

Pentru fabricarea catargului, puteți utiliza o țeavă de oțel cu diametrul de 150-200 mm. Lungimea minimă a catargului ar trebui să fie de 7 m. Dacă există obstacole în zona de mișcare masa aerului, roata generatorului eolian trebuie ridicată la o înălțime care depășește un obstacol de cel puțin pe 1 m.

Piciorușele pentru securizarea vergeturilor și pilonul în sine trebuie să fie betonate. Ca vergeturi puteți folosi oțel sau cablu galvanizat cu o grosime de 6-8 mm.

Pasul # 3 - Generator de automobile retrofit

Modificarea constă numai în rebobinarea sârmei statorice, precum și în fabricarea unui rotor cu magneți de neodim. Mai intai trebuie sa forati gaurile necesare pentru a fixa magnetii in stalpii rotorului.

Montarea magneților se realizează cu stalpi alternativi. La finalizarea lucrării, imperfecțiunile intermagnetice trebuie să fie umplute cu rășină epoxidică, iar rotorul însuși trebuie să fie înfășurat cu hârtie.

Când rebobinați o bobină, trebuie să vă gândiți că eficiența generatorului va depinde de numărul de viraje. Bobina trebuie să fie înfășurată într-o schemă trifazată într-o direcție.

Generatorul finit trebuie testat, rezultatul unei lucrări executate corect va fi o cifră de 30 V la 300 rpm a generatorului.

Pasul # 4 - finalizarea asamblării unui generator eolian cu viteză redusă

Axa rotativă a generatorului este confecționată dintr-o conductă cu două lagăre montate, iar secțiunea coadă este tăiată din fier galvanizat cu o grosime de 1,2 mm.

Înainte de a monta generatorul pe catarg, este necesar să realizați un cadru, iar conducta de profil este cea mai potrivită pentru aceasta. La montare, este necesar să se țină seama de faptul că distanța minimă de la catarg la lama trebuie să fie mai mare de 0,25 m.

Pentru a opera sistemul după generatorul eolian, trebuie să instalați un controler de încărcare, baterii și un invertor.

Capacitatea bateriei este determinată de puterea generatorului eolian. Această cifră depinde de dimensiunea roții de vânt, de numărul de lame și de viteza vântului.

Concluzii și video util pe această temă

Realizarea unui panou solar cu o carcasă din plastic, o listă de materiale și ordinea lucrărilor

Principiul funcționării și revizuirii pompelor geotermale

Re-echiparea generatorului și realizarea unui generator eolian cu viteză mică cu propriile mâini

O caracteristică distinctivă a surselor alternative de energie este puritatea și siguranța lor ecologică.

Puterea relativ scăzută a instalațiilor și legarea la condițiile specifice de teren permite funcționarea eficientă a sistemelor combinate de surse tradiționale și alternative.

Casa ta folosește energie alternativă ca sursă de energie termică și electrică? Ai construit propria turbină eoliană sau ai făcut panouri solare? Vă rugăm să împărtășiți experiența dvs. în comentariile din articolul nostru.