Alternativna energija za dom z lastnimi rokami: pregled najboljših dosežkov

Rezerve fosilnih goriv niso neomejene, cene energije pa se stalno povečujejo. Strinjam se, da bi bilo lepo uporabiti alternativne vire energije namesto tradicionalnih, da ne bi bili odvisni od dobaviteljev plina in električne energije v vaši regiji. Ampak ne veste, kje začeti?

Pomagali vam bomo pri obravnavi glavnih virov obnovljive energije - v tem gradivu smo smatrali za najboljšo ekološko tehnologijo. Alternativna energija je sposobna nadomestiti običajne vire prehrane: lahko naredite zelo učinkovito inštalacijo, da jo sami dobite.

V našem članku so obravnavani enostavni načini montaže toplotne črpalke, vetrnega generatorja in sončnih kolektorjev, izbrane so foto ilustracije posameznih faz procesa. Zaradi jasnosti je gradivo opremljeno z videoposnetki o proizvodnji okolju prijaznih naprav.

Priljubljeni viri obnovljive energije

»Zelene tehnologije« bodo znatno zmanjšale gospodinjske stroške z uporabo skoraj brezplačnih virov.

Od nekdaj se ljudje uporabljajo v mehanizmih in napravah vsakdanjega življenja, katerih delovanje je bilo usmerjeno v pretvarjanje mehanskih sil narave v mehansko energijo. Dober primer tega so vodni mlinčki in vetrnice.

S prihodom električne energije je prisotnost generatorja omogočila pretvorbo mehanske energije v električno energijo.

Danes veliko večino energije proizvedejo vetrne elektrarne in hidroelektrarne. Poleg vetra in vode so ljudem na voljo tudi viri, kot so biogoriva, energija zemeljske notranjosti, sončna svetloba, energija gejzirjev in vulkanov ter moč plimovanja.

V vsakdanjem življenju za proizvodnjo obnovljive energije se široko uporabljajo naslednje naprave:

• Solarni paneli.
• Toplotne črpalke.
• Vetrne turbine za dom.

Visoki stroški, tako naprav, kot tudi samega inštalacijskega dela, preprečujejo mnogim ljudem, da pridobijo na videz prosto energijo.

Povračilo lahko doseže 15-20 let, vendar to ni razlog, da se prikrajšamo za gospodarske možnosti. Vse te naprave je mogoče izdelati in namestiti neodvisno.

Ročno izdelani sončni kolektorji

Končni solarni panel stane veliko denarja, zato ni dovolj, da bi ga kupili in namestili. Z lastno izdelanimi stroški plošče se lahko zmanjša za 3-4 krat.

Preden začnete z napravo za sončne celice, morate ugotoviti, kako deluje.

Načelo delovanja sistema sončne energije

Razumevanje namena vsakega elementa sistema vam bo omogočilo, da predstavite svoje delo kot celoto.

Glavni sestavni deli vsakega solarnega sistema:

• Solarni panel To je kompleks elementov, ki so povezani v eno samo enoto, ki pretvarja sončno svetlobo v tok elektronov.
• Baterije. Ena polnilna baterijeza dolgo časa ni dovolj, zato lahko sistem sestavlja do ducat takšnih naprav. Število baterij je odvisno od porabe električne energije. Število baterij se lahko v prihodnosti poveča z dodajanjem potrebnega števila sončnih celic sistemu;
• Solarni polnilni regulator. Ta naprava je potrebna za zagotovitev normalnega polnjenja baterije. Njegov glavni namen je preprečiti ponovno polnjenje baterije.
• Inverter. Naprava, potrebna za trenutno pretvorbo. Akumulatorske baterije proizvajajo nizko napetost in pretvornik jo pretvarja v tok visoke napetosti, ki je potrebna za funkcionalno izhodno moč. Za dom je dovolj inverter z močjo 3-5 kW.

Glavna značilnost sončnih celic je, da ne morejo proizvajati visokonapetostnega toka. Ločen element sistema je sposoben ustvariti tok 0,5-0,55 V. Ena solarna baterija lahko proizvede napetost 18-21 V, kar je dovolj za polnjenje 12-voltne baterije.

Če je bolje kupiti inverter, baterije in krmilnik polnjenja pripravljen, potem je povsem mogoče, da sami sončne baterije.

Proizvodnja solarnih panelov

Za izdelavo baterij morate kupiti sončne celice na mono- ali polikristalih. Treba je opozoriti, da je življenjska doba polikristalov veliko manjša kot pri monokristalih.

Poleg tega učinkovitost polikristalov ne presega 12%, medtem ko ta indikator za monokristale doseže 25%. Za izdelavo enega solarnega panela morate kupiti vsaj 36 od teh elementov.

Korak # 1 - Sestavljanje solarnega panela

Delo se začne z izdelavo stanovanj, kar zahteva naslednje materiale:

• Lesene palice
• Vezan les
• Pleksi steklo
• Fiberboard

Vezan les je potrebno rezati na dno ohišja in ga vstaviti v okvir palic debeline 25 mm. Velikost dna je določena s številom sončnih celic in njihovo velikostjo.

Po celotnem obodu okvirja v palicah z razmikom 0,15-0,2 m je potrebno izvrtati luknje s premerom 8-10 mm. Potrebne so za preprečevanje pregrevanja akumulatorskih celic med delovanjem.

Korak # 2 - Povezovanje elementov sončne plošče

Glede na velikost telesa je potrebno iz nalepke za pisalne stroje izrezati substrat za sončne celice iz lesene plošče. Ko je njegova naprava tudi treba zagotoviti prisotnost prezračevalne luknje razporejene vsakih 5 cm kvadratni gnezden način. Končno telo je potrebno dvakrat pobarvati in posušiti.

Solarne celice je treba položiti na podlago iz vlaknene plošče na glavo in opraviti desoldering. Če končni izdelki niso več opremljeni s spajkalnimi vodniki, potem je delo zelo poenostavljeno. Vseeno pa je treba opraviti postopek odstranjevanja odpadkov.

Ne smemo pozabiti, da mora biti povezava elementov dosledna. Na začetku je treba elemente povezati v vrstice in šele nato je treba končne vrste združiti v kompleks tako, da se združijo pnevmatike, ki prevažajo tok.

Po zaključku je treba elemente obrniti, položiti tako, kot je treba, in jih pritrditi s silikonom.

Potem morate preveriti vrednost izhodne napetosti. Približno naj bo v območju 18-20 V. Zdaj je treba baterijo vklopiti za nekaj dni, preverite sposobnost polnjenja baterij. Šele po opravljenem spremljanju delovanja se tesni spoji.

Korak # 3 - sestava sistema

Po prepričanju o popolni funkcionalnosti lahko sestavite napajalni sistem. Vhodne in izhodne kontaktne žice morajo biti izvlečene za nadaljnjo povezavo naprave.

Pleksiglas naj bi odrezal pokrov in ga pritrdil z vijaki na straneh ohišja skozi predhodno izvrtane luknje.

Namesto sončnih celic za izdelavo baterij lahko uporabite diodno vezje z diodami D223B. Plošča s 36 zaporedno priključenimi diodami omogoča napajanje 12 V.

Diode najprej namočimo v aceton, da odstranimo barvo. V plastični plošči izvrtajte luknje, vstavite diode in jih razširite. Končna plošča mora biti nameščena v prozornem ohišju in zatesnjena.

Osnovna pravila za namestitev sončne celice

Učinkovitost celotnega sistema je odvisna od pravilne namestitve sončne baterije.

Pri namestitvi upoštevajte naslednje pomembne parametre:

1. Senčenje Če je baterija v senci dreves ali višjih konstrukcij, potem ne bo samo delovala normalno, ampak tudi ne bo.
2. Usmerjenost. Da bi sončno svetlobo povečali na sončnih celicah, mora biti baterija usmerjena proti soncu. Če živite na severni polobli, mora biti plošča usmerjena proti jugu, če je na jugu, potem obratno.
3. Nagni. Ta parameter je določen glede na geografsko lokacijo. Strokovnjaki priporočajo namestitev plošče pod kotom, ki je enak geografski širini.
4. Razpoložljivost Potrebno je stalno spremljati čistočo sprednje strani in sčasoma odstraniti plast prahu in umazanije. Pozimi je treba ploščo občasno očistiti pred lepljenjem snega.

Zaželeno je, da pri delovanju solarnega panela kot nagiba ni konstanten. Naprava bo delovala do maksimuma samo v primeru neposredne sončne svetlobe, ki je usmerjena na pokrov.

Poleti je bolje, da ga postavimo na naklon 30 ° do obzorja. Pozimi je priporočljivo dvigniti in postaviti na 70º.

Toplotne črpalke za ogrevanje

Toplotne črpalke so ena najnaprednejših tehnoloških rešitev pri pridobivanju alternativne energije za vaš dom. So ne samo najbolj priročno, ampak tudi okolju prijazno.

Njihovo delovanje bo znatno zmanjšalo stroške, povezane s plačevanjem za hlajenje in ogrevanje prostora.

Klasifikacija toplotne črpalke

Toplotne črpalke so razvrščene po številu vezij, viru energije in načinu njegove proizvodnje.

Toplotne črpalke so lahko odvisne od končnih potreb:

• Enojni, dvojni ali trojni;
• En ali dva kondenzatorja;
• Z možnostjo ogrevanja ali z možnostjo ogrevanja in hlajenja.

Glede na vrsto energetskega vira in način njegove proizvodnje se razlikujejo naslednje toplotne črpalke:

• Tla so voda. Uporabljajo se v zmerni podnebni coni z enakomernim segrevanjem zemlje, ne glede na letni čas. Za montažo uporabite kolektor ali sondo, odvisno od vrste tal. Za vrtanje plitvih vodnjakov ni potrebno pridobiti dovoljenja.
• Zrak - voda. Toplota se nabira iz zraka in je usmerjena v ogrevanje vode. Namestitev bo primerna v klimatskih conah z zimsko temperaturo, ki ne bo nižja od -15 stopinj.
• Voda - voda. Namestitev je posledica prisotnosti rezervoarjev (jezera, reke, podzemne vode, vodnjaki, greznice). Učinkovitost takšne toplotne črpalke je zelo visoka, zaradi visoke temperature vira v hladnem obdobju.
• Voda je zrak. V tem svežnju vodna telesa delujejo kot vir toplote, vendar se toplota prenaša neposredno na zrak, ki se uporablja za ogrevanje prostorov skozi kompresor. V tem primeru voda ne deluje kot hladilno sredstvo.
• Tla so zrak. V tem sistemu je prevodnik toplote tla. Toplota iz tal skozi kompresor se prenese v zrak. Tekočine brez zamrzovanja se uporabljajo kot nosilec energije. Ta sistem velja za najbolj univerzalen.
• Zrak - zrak. Delovanje tega sistema je podobno delovanju klimatske naprave, ki omogoča ogrevanje in hlajenje prostora. Ta sistem je najcenejši, ker ne zahteva izkopavanja in polaganja cevovodov.

Pri izbiri vrste vira toplote se morate osredotočiti na geologijo lokacije in na možnost neoviranih zemeljskih del ter na razpoložljivost prostega prostora.

S pomanjkanjem prostega prostora bo treba takšne vire toplote opustiti kot zemljo in vodo ter izločiti toploto iz zraka.

Načelo delovanja toplotne črpalke

Načelo delovanja toplotnih črpalk temelji na uporabi cikla Carnot, ki zaradi ostre kompresije hladilne tekočine zagotavlja povišanje temperature.

Po enakem načelu, vendar z nasprotnim učinkom, deluje večina klimatskih naprav s kompresorskimi enotami (hladilnik, zamrzovalnik, klimatska naprava).

Glavni delovni cikel, ki se izvaja v komorah teh enot, kaže na nasprotni učinek - zaradi ostre razteznosti se hladilno sredstvo zoži.

Zato je ena najbolj dostopnih metod za izdelavo toplotne črpalke zasnovana na uporabi ločenih funkcionalnih enot, ki se uporabljajo v klimatskih napravah.

Torej, za proizvodnjo toplotne črpalke se lahko uporablja gospodinjski hladilnik. Njegova uparjalnik in kondenzator bosta imela vlogo toplotnih izmenjevalcev, ki odvajata toplotno energijo iz medija in ga usmerjata neposredno za ogrevanje hladilnega sredstva, ki kroži v ogrevalnem sistemu.

Montaža toplotne črpalke iz odpadnega materiala

Z uporabo starih gospodinjskih aparatov, oziroma njegovih posameznih komponent, lahko samostojno sestavite toplotno črpalko. Kako se to lahko stori, preberite spodaj.

Korak # 1 - Priprava kompresorja in kondenzatorja

Dela se začnejo s pripravo kompresorskega dela črpalke, katere funkcije bodo dodeljene ustreznemu vozlišču klimatske naprave ali hladilnika. To vozlišče mora biti pritrjeno z mehko vzmetenje na eni od sten delovnega prostora, kjer bo to primerno.

Po tem morate narediti kondenzator. Za to idealno posodo iz nerjavečega jekla 100 litrov. Vanj je potrebno namestiti tuljavo (lahko vzamete končno bakreno cev iz stare klimatske naprave ali hladilnika).

Pripravljen rezervoar je treba s pomočjo mlinčka rezati na dva enaka dela - to je potrebno za vgradnjo in pritrditev tuljave v telo bodočega kondenzatorja.

Po namestitvi tuljave v eno od polovic morata biti oba dela rezervoarja povezana in zvarjena tako, da se pridobi zaprti rezervoar.

Upoštevajte, da morate pri varjenju uporabiti posebne elektrode in še bolje uporabiti argonsko varjenje, le da lahko zagotovi maksimalno kakovost šiva.

Korak # 2 - izdelava uparjalnika

Za izdelavo uparjalnika potrebujete zapečateno plastično posodo s prostornino 75-80 litrov, v katero boste morali namestiti tuljavo iz cevi s premerom palca.

Na koncih cevi je potrebno odrezati navoj za kasnejšo povezavo s cevovodom. Po končani montaži in preverjanju tesnjenja je treba uparjalnik namestiti na steno delovnega prostora s pomočjo nosilcev ustrezne velikosti.

Zaključek montaže je bolje zaupati strokovnjaku. Če se del sklopa lahko izvede samostojno, mora strokovnjak delati s spajkanjem bakrenih cevi in ​​vbrizgavanjem hladilnega sredstva. Montaža glavnega dela črpalke se zaključi s priključitvijo ogrevalnih baterij in toplotnega izmenjevalnika.

Treba je opozoriti, da je ta sistem nizke porabe. Zato bo bolje, če toplotna črpalka postane dodaten del obstoječega ogrevalnega sistema.

Korak # 3 - Razporeditev in priključitev zunanje naprave

Kot vir toplote je najprimernejša voda iz vodnjaka ali vodnjaka. Nikoli ne zmrzne in celo pozimi njegova temperatura redko pade pod +12 stopinj. Potrebna bo naprava dveh takšnih vrtin.

Voda se bo izvlekla iz ene vrtine in nato napajala v uparjalnik.

Nadalje bo odpadna voda izpuščena v drugo vrtino. Preostalo je vse to povezati z dovodom uparjalnika, odtokom in ga zapečatiti.

Načeloma je sistem pripravljen za obratovanje, vendar pa bo za njegovo popolno avtonomijo potreben sistem za avtomatizacijo, ki nadzoruje temperaturo gibajočega hladila v ogrevalnih krogih in tlak freona.

Sprva lahko to storite z navadnim zaganjalnikom, vendar je treba opozoriti, da je zagon sistema po zaustavitvi kompresor se lahko izvede v 8-10 minutah - ta čas je potreben za izenačenje tlaka freona v sistemu.

Naprava in uporaba vetrnih generatorjev

Energijo vetra so uporabljali naši predniki. Od takrat se načeloma nič ni spremenilo.

Edina razlika je, da mlinske mlinove zamenja generator in pogon, ki mehansko energijo lopatic preoblikuje v električno energijo.

Namestitev vetrnega generatorja je ekonomsko upravičena, če povprečna letna hitrost vetra presega 6 m / s.

Namestitev je najbolje izvedena na hribih in ravnicah, idealna mesta so obale rek in velika vodna telesa, ki so oddaljena od različnih inženirskih storitev.

Klasifikacija vetrnih generatorjev

Klasifikacija vetrnih generatorjev je odvisna od naslednjih ključnih parametrov:

• Odvisno od položaja osi je lahko vertikalne plavuti in vodoravno. Horizontalna zasnova omogoča samodejno vrtenje glavnega dela za iskanje vetra. Glavna oprema vertikalnega vetrnega generatorja se nahaja na tleh, zato jo je lažje vzdrževati, medtem ko je učinkovitost vertikalno postavljenih lopatic nižja.
• Odvisno od števila rezil se razlikujejo enojni, dva, trije in večplastni vetrni generatorji. Vetrne turbine z več rezili se uporabljajo pri nizki hitrosti, ki se redko uporabljajo zaradi potrebe po namestitvi menjalnika.
• Odvisno od materiala, ki se uporablja za izdelavo rezil, so lahko rezila jadranje in žilavost. Rezila tipa plovbe so enostavna za izdelavo in montažo, vendar zahtevajo pogosto zamenjavo, saj zaradi nenadnih sunkov vetra hitro propadajo.
• Odvisno od višine vijaka ločite spremenljivo in fiksne korake. Pri uporabi spremenljive hitrosti je mogoče doseči znatno povečanje delovnega območja vrtljajev vetrnega generatorja, vendar bo to povzročilo neizogiben zaplet strukture in povečanje njegove mase.

Moč vseh vrst naprav, ki pretvarjajo energijo vetra v električni analog, je odvisna od območja lopatic.

Naprava za vetrni generator

V vsaki napravi za vetrno turbino so naslednji glavni elementi:

• Rezilavrtenje pod vplivom vetra in zagotavljanje gibanja rotorja;
• Generatorki proizvaja izmenični tok;
• Krmilnik rezil, je odgovoren za nastajanje AC v DC, ki je potrebna za polnjenje baterij;
• Akumulatorske baterije, ki so potrebni za kopičenje in izenačevanje električne energije;
• Inverterizvaja povratno transformacijo enosmernega toka v izmenični tok, iz katerega delujejo vsi gospodinjski aparati;
• MastNoži je treba dvigniti nad tlemi, da dosežemo višino gibanja zračnih mas.

S tem generatorjem, vrtljive lopatice in jambor se štejejo za glavne dele vetrnega generatorja, vse ostalo pa za dodatne komponente, ki zagotavljajo zanesljivo in avtonomno delovanje sistema kot celote.

Nizkotemperaturni vetrni generator iz generatorja

Menijo, da je ta oblika najbolj enostavna in cenovno dostopna za lastno proizvodnjo. Lahko postane samostojen vir energije in prevzame del moči obstoječega sistema oskrbe z električno energijo.

Z avtomobilskim generatorjem in akumulatorjem lahko vse ostale dele izdelamo iz odpadnega materiala.

Korak # 1 - izdelava vetrobranskega kolesa

Rezila veljajo za enega najpomembnejših delov vetrnega generatorja, saj njihova zasnova določa delovanje drugih vozlišč. Za izdelavo rezil se lahko uporabijo različni materiali - tkanina, plastika, kovina in celo les.

Izdelali bomo rezila kanalizacijske plastične cevi. Glavne prednosti tega materiala so nizki stroški, visoka odpornost na vlago, enostavnost obdelave.

Dela se izvajajo v naslednjem vrstnem redu:

1. Dolžina rezila se izračuna in premer plastične cevi mora biti 1/5 zahtevane dolžine;
2. Uporaba cevi za vbodne žage je treba vzdolžno razrezati na 4 kose;
3. En kos bo postal šablona za izdelavo vseh naslednjih rezil;
4. Po obrezovanju cevi je treba robove na robovih obdelati z brusnim papirjem;
5. Rezani noži morajo biti pritrjeni na vnaprej pripravljeno aluminijasto ploščo z nameščeno montažo;
6. Tudi na ta disk po predelavi morate pritrditi generator.

Upoštevajte, da PVC cev nima zadostne trdnosti in ne bo mogla prenesti močnih sunkov vetra. Za izdelavo rezil je najbolje uporabiti PVC cev z najmanjšo debelino 4 cm.

Ne zadnja vloga na velikosti obremenitve ima velikost rezila. Zato ne bi bilo odveč razmisliti o možnosti zmanjšanja velikosti rezila s povečanjem njihovega števila.

Po montaži mora biti kolo vetra uravnoteženo. V ta namen ga pritrdite vodoravno na stojalo v notranjosti. Rezultat pravilne montaže je nepremičnost kolesa.

Če se lopatice vrtijo, je potrebno opraviti njihovo podtočko z brusilnim sredstvom, da se struktura uravnoteži.

Korak # 2 - izdelava jambora vetrne turbine

Za izdelavo jamborja lahko uporabite jekleno cev s premerom 150-200 mm. Najmanjša dolžina jamborja mora biti 7 m kolesa vetrnega generatorja je treba dvigniti na višino, ki presega oviro, ki ni manjša od na 1 m.

Kljukice za varovanje strij in sam teleskop mora biti betoniran. Kot strije lahko uporabite jekleni ali pocinkani kabel debeline 6-8 mm.

Korak # 3 - Dodatni avtomobilski generator

Sprememba je sestavljena le iz previjanja statorske žice, kot tudi pri izdelavi rotorja z neodimovimi magneti. Najprej morate izvrtati luknje, ki so potrebne za pritrditev magnetov v pole rotorja.

Namestitev magnetov poteka z izmeničnimi poli. Po zaključku dela morajo biti medmagnetne pomanjkljivosti napolnjene z epoksidno smolo, sam rotor pa mora biti ovit s papirjem.

Pri previjanju tuljave morate upoštevati, da bo učinkovitost generatorja odvisna od števila obratov. Tuljava mora biti navita v trifazni shemi v eno smer.

Končni generator je treba preskusiti, rezultat pravilno opravljenega dela bo 30 V pri 300 obr./min. Generatorja.

Korak # 4 - dokončanje sestave vetrnega generatorja majhne hitrosti

Rotacijska os generatorja je izdelana iz cevi z dvema montiranima ležajema, odsek repa pa je izrezan iz pocinkanega železa debeline 1,2 mm.

Pred montažo generatorja na dvižni teleskop je potrebno izdelati okvir, za katerega je najprimernejša profilna cev. Pri montaži je treba upoštevati, da mora biti minimalna razdalja od dvižnega teleskopa do rezila večja od 0,25 m.

Za delovanje sistema po vetrnem generatorju morate namestiti krmilnik polnjenja, baterije in pretvornik.

Zmogljivost baterije je odvisna od moči vetrnega generatorja. Ta številka je odvisna od velikosti vetrnega kolesa, števila lopatic in hitrosti vetra.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

Izdelava sončnega kolektorja s plastičnim ohišjem, seznam materialov in vrstni red dela

Načelo delovanja in pregled geotermalnih črpalk

Ponovna oprema generatorja in izdelava vetrnega generatorja z lastnimi rokami

Posebnost alternativnih virov energije je njihova ekološka čistost in varnost.

Precej nizka moč naprav in vezava na specifične terenske razmere omogočajo učinkovito delovanje kombiniranih sistemov tradicionalnih in alternativnih virov.

Ali vaš dom uporablja alternativno energijo kot vir toplote in električne energije? Ste zgradili svojo vetrno turbino ali izdelali sončne celice? Prosimo, delite svoje izkušnje v komentarjih na naš članek.