Alternatívna energia pre domácnosť vlastnými rukami: prehľad o najlepšom vývoji

Zásoby fosílnych palív nie sú neobmedzené a ceny energií sa neustále zvyšujú. Súhlasím s tým, že by bolo pekné používať alternatívne zdroje energie namiesto tradičných, aby sa nezaobišli od dodávateľov plynu a elektrickej energie vo vašom regióne. Ale neviete, kde začať?

Pomôžeme vám vysporiadať sa s hlavnými zdrojmi obnoviteľnej energie - v tomto materiáli sme považovali za najlepšiu ekologickú technológiu. Alternatívna energia je schopná nahradiť obvyklé zdroje výživy: môžete urobiť veľmi účinnú inštaláciu pre získanie sami.

V našom článku sa uvažuje o jednoduchých spôsoboch montáže tepelného čerpadla, veterného generátora a solárnych panelov, pričom sa vyberajú fotografické ilustrácie jednotlivých fáz procesu. Z dôvodu prehľadnosti je materiál vybavený videom na výrobu ekologických zariadení.

Populárne zdroje obnoviteľnej energie

„Zelené technológie“ výrazne znížia výdavky domácností využívaním takmer voľných zdrojov.

Od dávnych čias používali ľudia v mechanizmoch a zariadeniach každodenného života, ktorých činnosť bola zameraná na premenu mechanických síl prírody na mechanickú energiu. Živým príkladom toho sú vodné mlyny a veterné mlyny.

S príchodom elektriny umožnila prítomnosť generátora, aby sa mechanická energia premenila na elektrickú energiu.

V súčasnosti sa vo veterných elektrárňach a vodných elektrárňach vytvára značné množstvo energie. Okrem vetra a vody sú ľuďom k dispozícii zdroje ako biopalivá, energia vnútra Zeme, slnečné svetlo, energia gejzírov a sopiek a sila prílivu a odlivu.

V každodennom živote na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov sú široko používané tieto zariadenia:

• Solárne panely.
• Tepelné čerpadlá.
• Veterné turbíny pre domácnosť.

Vysoká cena samotných zariadení a inštalačných prác zabraňuje mnohým ľuďom na ceste k získaniu zdanlivo voľnej energie.

Návratnosť môže dosiahnuť 15-20 rokov, ale to nie je dôvod, aby ste sa zbavili ekonomických vyhliadok. Všetky tieto zariadenia môžu byť vyrobené a inštalované nezávisle.

Ručne vyrábané solárne panely

Hotový solárny panel stojí veľa peňazí, takže jeho nestačí na to, aby si ho každý mohol kúpiť a nainštalovať. So samoobslužnými panelmi je možné náklady znížiť o 3-4 krát.

Než začnete zariadenie solárny panel, musíte zistiť, ako to všetko funguje.

Princíp činnosti solárneho systému

Pochopenie účelu každého z prvkov systému vám umožní prezentovať svoju prácu ako celok.

Hlavné komponenty každého solárneho systému: \ t

• Solárny panel Ide o komplex prvkov spojených do jednej jednotky, ktorá premieňa slnečné svetlo na prúd elektrónov.
• Batérie. jeden batérie batériedlhý čas nestačí, takže systém môže pozostávať až z tucta takýchto zariadení. Počet batérií je určený spotrebou elektrickej energie. Počet batérií sa môže v budúcnosti zvýšiť pridaním požadovaného počtu solárnych panelov do systému;
• Regulátor solárneho nabíjania. Toto zariadenie je potrebné na zabezpečenie normálneho nabíjania batérie. Jeho hlavným účelom je zabrániť nabíjaniu batérie.
• menič. Zariadenie potrebné pre aktuálnu konverziu. Nabíjateľné batérie produkujú nízke napätie a menič ich premieňa na prúd vysokého napätia potrebného na výkon - výstupný výkon. V domácnosti postačí striedač s výkonom 3-5 kW.

Hlavným rysom solárnych článkov je, že nemôžu produkovať prúd vysokého napätia. Samostatný prvok systému je schopný generovať prúd 0,5-0,55 V. Jedna solárna batéria je schopná produkovať napätie 18-21 V, ktoré stačí na nabíjanie 12-voltovej batérie.

Ak je lepšie kúpiť invertor, batérie a regulátor nabíjania pripravený, potom je celkom možné, aby solárne batérie sami.

Výroba solárnych panelov

Na výrobu batérií je potrebné zakúpiť solárne články na monokryštáloch alebo polykryštáloch. Treba poznamenať, že životnosť polykryštálov je oveľa nižšia ako životnosť jednotlivých kryštálov.

Okrem toho účinnosť polykryštálov nepresahuje 12%, zatiaľ čo tento indikátor pre monokryštály dosahuje 25%. Ak chcete vytvoriť jeden solárny panel, musíte si kúpiť najmenej 36 týchto prvkov.

Krok # 1 - Montáž solárneho panela

Práca začína výrobou bytov, čo si vyžiada nasledujúce materiály:

• Drevené tyče
• preglejka
• plexiskla
• sololit

Preglejka je potrebná na odrezanie spodnej časti skrine a vloženie do rámu tyčí hrúbky 25 mm. Veľkosť dna je daná počtom solárnych článkov a ich veľkosťou.

Pozdĺž celého obvodu rámu v tyčiach s rozstupom 0,15-0,2 m je potrebné vyvŕtať otvory s priemerom 8-10 mm. Sú potrebné na zabránenie prehriatia článkov akumulátora počas prevádzky.

Krok 2 - Pripojenie prvkov solárneho panela

Podľa veľkosti telesa je potrebné vystrihnúť substrát pre solárne články z drevovláknitej dosky pomocou kancelárskeho noža. Keď jeho zariadenie tiež musí zabezpečiť prítomnosť ventilačných otvorov usporiadaných každých 5 cm štvorcových. Hotové telo musí byť dvakrát natreté a vysušené.

Solárne články by sa mali položiť hore nohami na podklad z drevovláknitej dosky a vykonávať odpájanie. Ak už hotové výrobky už nie sú vybavené spájkovanými vodičmi, práca je značne zjednodušená. Proces odpájania sa však musí vykonať aj tak.

Je potrebné pripomenúť, že spojenie prvkov musí byť konzistentné. Prvky by mali byť najskôr zapojené do radov a až potom by sa hotové rady mali spojiť do komplexu spojením pneumatík nesúcich prúd.

Po dokončení musia byť prvky otočené, uložené tak, ako by mali byť a upevnené na mieste silikónom.

Potom je potrebné skontrolovať hodnotu výstupného napätia. Približne by mala byť v rozsahu 18-20 V. Teraz by mala byť batéria v prevádzke niekoľko dní, skontrolovať schopnosť nabíjania batérií. Až po kontrole výkonu sa vykonajú tesniace spoje.

Krok # 3 - Zostava systému napájania

Po presvedčení o dokonalej funkčnosti si môžete zostaviť systém napájania. Pre následné pripojenie zariadenia musia byť privedené vstupné a výstupné kontakty.

Plexiglas by mal odrezať kryt a zaistiť ho skrutkami na bokoch skrine cez predvŕtané otvory.

Namiesto solárnych článkov na výrobu batérií môžete použiť diódový obvod s diódami D223B. Panel s 36 sériovo zapojenými diódami je schopný dodávať napätie 12 V.

Diódy musia byť najskôr nasiaknuté acetónom, aby sa odstránila farba. Do plastového panelu vyvŕtajte otvory, vložte diódy a rozopnite ich. Hotový panel musí byť umiestnený v priehľadnom puzdre a utesnený.

Základné pravidlá pre inštaláciu solárneho panelu

Účinnosť celého systému závisí od správnej inštalácie solárneho akumulátora.

Pri inštalácii zvážte nasledujúce dôležité parametre:

1. Tieňovanie. Ak je batéria v tieni stromov alebo vyšších štruktúr, potom nebude fungovať len normálne, ale môže tiež zlyhať.
2. Orientácie. Aby sa maximalizovalo slnečné svetlo na solárnych článkoch, batéria musí smerovať k slnku. Ak žijete v severnej pologuli, potom by panel mal byť orientovaný na juh, ak je v južnej, potom naopak.
3. Sklon. Tento parameter je určený geografickou polohou. Odborníci odporúčajú inštalovať panel pod uhlom rovnajúcim sa zemepisnej šírke.
4. Dostupnosť. Je potrebné neustále monitorovať čistotu prednej strany a včas odstrániť vrstvu prachu a nečistôt. V zime by sa mal panel pravidelne čistiť od lepenia snehu.

Je žiaduce, aby počas prevádzky solárneho panelu nebol uhol sklonu konštantný. Prístroj bude pracovať na maximum iba v prípade priameho slnečného svetla nasmerovaného na jeho kryt.

V lete je lepšie umiestniť ho na svahu 30 ° k horizontu. V zime sa odporúča zdvihnúť a nastaviť na 70º.

Tepelné čerpadlá na vykurovanie

Tepelné čerpadlá sú jedným z najmodernejších technologických riešení pri získavaní alternatívnej energie pre váš domov. Sú nielen najpohodlnejšie, ale aj šetrné k životnému prostrediu.

Ich prevádzka výrazne zníži náklady spojené s platením za chladenie a vykurovanie miestnosti.

Klasifikácia tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlá sú klasifikované podľa počtu obvodov, zdroja energie a spôsobu jeho výroby.

Tepelné čerpadlá môžu byť v závislosti od konečných potrieb:

• Jednolôžkové, dvojlôžkové alebo trojlôžkové;
• Jedno- alebo dvoj kondenzátor;
• S možnosťou vykurovania alebo s možnosťou vykurovania a chladenia.

Podľa typu zdroja energie a spôsobu jeho výroby sa rozlišujú tieto tepelné čerpadlá:

• Zem je voda. Používajú sa v miernom klimatickom pásme s rovnomerným ohrevom zeme bez ohľadu na ročné obdobie. Pre inštaláciu použite kolektor alebo sondu, v závislosti od typu pôdy. Pre vŕtanie plytké studne nevyžadujú získanie povolení.
• Vzduch - voda. Teplo sa akumuluje zo vzduchu a smeruje do ohrevu vody. Inštalácia bude vhodná v klimatických zónach so zimnou teplotou nie nižšou ako -15 stupňov.
• Voda - voda. Inštalácia je kvôli prítomnosti nádrží (jazier, riek, podzemných vôd, studní, septikov). Účinnosť takéhoto tepelného čerpadla je veľmi pôsobivá vďaka vysokej teplote zdroja počas chladného obdobia.
• Voda je vzduch. V tomto zväzku, rovnaké vodné útvary pôsobia ako zdroj tepla, ale teplo sa prenáša priamo do vzduchu použitého na vykurovanie miestností cez kompresor. V tomto prípade voda nepôsobí ako chladiace médium.
• Zem je vzduch. V tomto systéme je vodičom tepla zem. Teplo z pôdy cez kompresor sa prenáša do vzduchu. Ako nosič energie sa používajú nemrznúce kvapaliny. Tento systém je považovaný za najuniverzálnejší.
• Vzduch - vzduch. Prevádzka tohto systému je podobná prevádzke klimatizačného zariadenia schopného vykurovať a chladiť miestnosť. Tento systém je najlacnejší, pretože nevyžaduje výkop a kladenie potrubí.

Pri výbere typu zdroja tepla sa musíte zamerať na geológiu lokality a možnosť neobmedzených zemných prác, ako aj dostupnosť voľného priestoru.

S nedostatkom voľného priestoru bude musieť opustiť také zdroje tepla ako pôda a voda a odvádzať teplo zo vzduchu.

Princíp činnosti tepelného čerpadla

Princíp činnosti tepelných čerpadiel je založený na použití Carnotovho cyklu, ktorý v dôsledku ostrého stlačenia chladiacej kvapaliny zabezpečuje zvýšenie teploty.

Rovnakým princípom, ale s opačným efektom, pracuje väčšina klimatizačných zariadení s kompresorovými jednotkami (chladnička, mraznička, klimatizácia).

Hlavný pracovný cyklus, ktorý sa realizuje v komorách týchto jednotiek, naznačuje opačný efekt - v dôsledku prudkej expanzie sa chladivo zužuje.

Preto je jedna z najdostupnejších metód výroby tepelného čerpadla založená na použití samostatných funkčných jednotiek používaných v klimatických zariadeniach.

Takže pre výrobu tepelného čerpadla možno použiť chladničku pre domácnosť. Jeho výparník a kondenzátor budú zohrávať úlohu výmenníkov tepla, ktoré odoberajú tepelnú energiu z média a smerujú ju priamo na ohrev chladiaceho média, ktoré cirkuluje v systéme vykurovania.

Montáž tepelného čerpadla zo šrotu

Pomocou starých domácich spotrebičov, alebo skôr jeho jednotlivých komponentov, môžete nezávisle zostaviť tepelné čerpadlo. Ako to urobiť, zvážte nižšie.

Krok # 1 - Príprava kompresora a kondenzátora

Práca začína prípravou kompresorovej časti čerpadla, ktorej funkcie budú priradené príslušnému uzlu klimatizácie alebo chladničky. Tento uzol musí byť upevnený mäkkou suspenziou na jednej zo stien pracovnej miestnosti, kde bude pohodlný.

Potom musíte urobiť kondenzátor. Pre tento ideálny nerezový zásobník 100 litrov. Je potrebné do nej namontovať cievku (môžete si vziať hotovú medenú rúrku zo starej klimatizácie alebo chladničky.

Pripravená nádrž by mala byť rozrezaná na dve rovnaké časti pomocou brúsky - to je nevyhnutné pre inštaláciu a upevnenie cievky v tele budúceho kondenzátora.

Po namontovaní cievky do jednej z polovíc musia byť obe časti nádrže spojené a zvarené tak, aby sa získala uzavretá nádrž.

Zvážte, že pri zváraní musíte použiť špeciálne elektródy, a ešte lepšie použiť zváranie argónom, len to môže zabezpečiť maximálnu kvalitu švu.

Krok 2 - vytvorenie výparníka

Pre výrobu výparníka potrebujete utesnenú plastovú nádrž s objemom 75-80 litrov, v ktorej budete musieť umiestniť cievku z rúrky s priemerom palca.

Na koncoch rúrky je potrebné odrezať niť na následné spojenie s potrubím. Po dokončení montáže a kontrole tesnenia by sa výparník mal namontovať na stenu pracovnej miestnosti pomocou konzol vhodnej veľkosti.

Dokončenie montáže je lepšie zveriť špecialistovi. Ak sa časť zostavy môže vykonávať nezávisle, potom by mal profesionál pracovať s spájkovaním medených rúr a vstrekovaním chladiva. Montáž hlavnej časti čerpadla končí pripojením vykurovacích batérií a výmenníka tepla.

Je potrebné poznamenať, že tento systém je nízkoenergetický. Preto bude lepšie, ak sa tepelné čerpadlo stane dodatočnou súčasťou existujúceho vykurovacieho systému.

Krok # 3 - Usporiadanie a pripojenie externého zariadenia

Ako zdroj tepla sa najlepšie hodí voda zo studne alebo studne. Nikdy nezmrzne, a dokonca ani v zime jeho teplota zriedkavo klesne pod +12 stupňov. Bude potrebné zariadenie dvoch takýchto jamiek.

Voda sa čerpá z jednej jamky a potom sa privádza do odparky.

Ďalej bude odpadová voda vypúšťaná do druhej studne. Zostane napojiť toto všetko na vstup výparníka, na výstup a na utesnenie.

Systém je v zásade pripravený na prevádzku, ale jeho úplná autonómia bude vyžadovať automatizačný systém, ktorý riadi teplotu pohybujúceho sa chladiaceho média vo vykurovacích okruhoch a tlak freónu.

Spočiatku môžete robiť s bežným štartérom, ale treba poznamenať, že spustenie systému po vypnutí kompresor môže byť vykonaný za 8-10 minút - tento čas je potrebný na vyrovnanie tlaku freónu v systéme.

Zariadenie a použitie veterných generátorov

Veternú energiu používali naši predkovia. Od tej doby sa v zásade nič nezmenilo.

Jediný rozdiel je, že mlynské kamene mlyna sú nahradené generátorom a pohonom, ktorý premieňa mechanickú energiu lopatiek na elektrickú energiu.

Inštalácia veterného generátora sa považuje za ekonomicky životaschopnú, ak priemerná ročná rýchlosť vetra presahuje 6 m / s.

Inštalácia je najlepšie urobiť na kopcoch a pláňach, ideálne miesta sú pobrežie riek a veľkých vodných plôch od rôznych inžinierskych služieb.

Klasifikácia veterných generátorov

Klasifikácia veterných generátorov závisí od nasledujúcich kľúčových parametrov:

• V závislosti od umiestnenia osi môže byť zvislé plutvy a horizontálne. Horizontálna konštrukcia poskytuje možnosť automatického otáčania hlavnej časti pri hľadaní vetra. Hlavné zariadenie vertikálneho veterného generátora je umiestnené na zemi, takže sa ľahšie udržuje, zatiaľ čo účinnosť vertikálne umiestnených lopatiek je nižšia.
• Rozlišujú sa v závislosti od počtu čepelí jedno-, dvoj-, troj- a viac-lalokové veterné generátory. Viaclistové veterné turbíny sa používajú pri nízkej rýchlosti vzduchu, zriedka sa používajú kvôli potrebe inštalovať prevodovku.
• V závislosti od materiálu použitého na výrobu čepelí môžu byť čepele plachtenie a ťažké. Čepele typu plachetnice sa ľahko vyrábajú a inštalujú, ale vyžadujú častú výmenu, pretože rýchlo zlyhajú v dôsledku náhlych nárazov vetra.
• V závislosti od rozstupu skrutky rozlišujte premenlivý a pevné kroky. Pri použití premenlivého stúpania je možné dosiahnuť významné zvýšenie rozsahu prevádzkových rýchlostí veterného generátora, čo však povedie k nevyhnutnej komplikácii konštrukcie a zvýšeniu jej hmotnosti.

Výkon všetkých typov zariadení, ktoré konvertujú veternú energiu na elektrický analóg, závisí od oblasti lopatiek.

Zariadenie na generovanie vetra

V každom zariadení veternej turbíny sú tieto hlavné prvky:

• nožeotáčanie v dôsledku pôsobenia vetra a zabezpečenie pohybu rotora;
• generátorktorý vytvára striedavý prúd;
• Ovládač blade, je zodpovedný za vytvorenie striedavého prúdu na jednosmerný prúd, ktorý je potrebný na nabíjanie batérií;
• Nabíjateľné batériepotrebné na akumuláciu a vyrovnávanie elektrickej energie;
• meničvykonáva spätnú transformáciu DC na AC, z ktorej pracujú všetky domáce spotrebiče;
• stožiarNa dosiahnutie výšky pohybu vzdušných hmôt je potrebné zdvihnúť lopatky nad zemou.

S týmto generátorom rotujúce lopatky a stožiar sa považuje za hlavné časti veterného generátora a všetko ostatné - ďalšie komponenty, ktoré zabezpečujú spoľahlivú a autonómnu prevádzku systému ako celku

Nízkorychlostný veterný generátor z generátora

Predpokladá sa, že tento dizajn je najjednoduchší a cenovo dostupný pre vlastnú produkciu. Môže sa stať nezávislým zdrojom energie a prevziať časť výkonu existujúceho systému dodávky energie.

S generátorom automobilu a batériou môžu byť všetky ostatné diely vyrobené zo šrotu.

Krok 1 - vytvorenie veterného kolesa

Čepele sú považované za jednu z najdôležitejších častí veterného generátora, pretože ich konštrukcia určuje činnosť ostatných uzlov. Na výrobu čepelí je možné použiť rôzne materiály - tkaniny, plasty, kovy a dokonca aj drevo.

Vyrobíme čepele kanalizačného plastového potrubia. Hlavnými výhodami tohto materiálu sú nízka cena, vysoká odolnosť voči vlhkosti, jednoduchosť spracovania.

Práce sa vykonávajú v nasledujúcom poradí:

1. Vypočíta sa dĺžka čepele a priemer plastovej rúrky by mal byť 1/5 požadovanej dĺžky;
2. Použitie rúry na píly by malo byť rezané pozdĺžne na 4 kusy;
3. Jeden kus sa stane šablónou na výrobu všetkých nasledujúcich čepelí;
4. Po orezaní rúry musia byť otrepy na okrajoch ošetrené brúsnym papierom;
5. Rezané nože sa musia upevniť na vopred pripravený hliníkový kotúč s príslušnou montážou;
6. Aj na tento disk po prepracovaní musíte zapnúť generátor.

Všimnite si, že PVC rúra nemá dostatočnú pevnosť a nebude schopná odolať silným nárazom vetra. Na výrobu čepelí je najlepšie použiť PVC rúrku s minimálnou hrúbkou 4 cm.

Nie posledná úloha na veľkosti zaťaženia má veľkosť čepele. Preto by nebolo zbytočné zvážiť možnosť zníženia veľkosti čepele zvýšením ich počtu.

Po montáži by malo byť veterné koleso vyvážené. Za týmto účelom ho upevnite horizontálne na statív vo vnútri. Výsledkom správnej montáže bude nehybnosť kolesa.

Ak sa lopatky otáčajú, je potrebné vykonať ich podbod s abrazívom na vyrovnanie štruktúry.

Krok 2 - vytvorenie stožiara veternej turbíny

Na výrobu stožiara môžete použiť oceľovú rúru s priemerom 150-200 mm. Minimálna dĺžka stožiara by mala byť 7 m. Ak sa v priestore pohybujú prekážky hmotnosť vzduchu, musí byť koleso veterného generátora zdvihnuté do výšky presahujúcej prekážku, ktorá nie je menšia ako. \ t na 1 m.

Kolíky na zaistenie strií a samotného stožiara musia byť betonované. Ako strie môžete použiť oceľový alebo pozinkovaný kábel s hrúbkou 6-8 mm.

Krok 3 - Dodatočné vybavenie automobilového generátora

Zmena spočíva len v previnutí statorového drôtu, ako aj vo výrobe rotora s neodymovými magnetmi. Najprv musíte vyvŕtať otvory potrebné na upevnenie magnetov v póloch rotora.

Inštalácia magnetov sa vykonáva striedavými pólmi. Po ukončení práce musia byť medzimagnetické nedokonalosti vyplnené epoxidovou živicou a samotný rotor by mal byť zabalený papierom.

Pri prevíjaní cievky musíte zvážiť, že účinnosť generátora bude závisieť od počtu otáčok. Cievka musí byť navinutá v trojfázovej schéme v jednom smere.

Hotový generátor musí byť testovaný, výsledok správne vykonanej práce bude 30 V pri 300 ot / min generátora.

Krok č. 4 - dokončenie montáže nízkorychlostného veterného generátora

Rotačná os generátora je vyrobená z potrubia s dvomi namontovanými ložiskami a chvostová časť je rezaná z pozinkovaného železa s hrúbkou 1,2 mm.

Pred montážou generátora na stožiar je potrebné urobiť rám, profilová rúra je na to najvhodnejšia. Pri montáži je potrebné vziať do úvahy, že minimálna vzdialenosť od stožiara k čepeli by mala byť väčšia ako 0,25 m.

Ak chcete systém prevádzkovať po veternom generátore, musíte nainštalovať regulátor nabíjania, batérie a menič.

Kapacita batérie je daná výkonom veterného generátora. Toto číslo závisí od veľkosti veterného kolesa, počtu nožov a rýchlosti vetra.

Závery a užitočné video na túto tému

Vytvorenie solárneho panelu s plastovým puzdrom, zoznam materiálov a poradie prác

Princíp činnosti a revízie geotermálnych čerpadiel

Opätovné vybavenie generátora a vytvorenie nízkootáčkového veterného generátora vlastnými rukami

Charakteristickým znakom alternatívnych zdrojov energie je ich ekologická čistota a bezpečnosť.

Pomerne nízka sila zariadení a väzba na špecifické terénne podmienky umožňujú efektívne fungovanie len kombinovaných systémov tradičných a alternatívnych zdrojov.

Využíva váš domov alternatívnu energiu ako zdroje tepla a elektriny? Vybudovali ste si vlastnú veternú turbínu alebo vyrobili solárne panely? Podeľte sa o svoje skúsenosti v komentároch k nášmu článku.