Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіанти

Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіанти

Навіть школярі знають про те, що неможливо нескінченно видобувати нафту і газ. Крім того, не в кожному куточку є газові магістралі, і навіть електрика.

Так і рівень доходів в регіонах буває так невисокий, що витрати на монтаж і експлуатацію опалювального обладнання виходять непідйомними.

Все це показує, що нам гостро потрібна альтернативна енергія. Альтернативні джерела енергії своїми руками — це можливо. Проведемо огляд доступних на сьогодні варіантів.

Зміст

  • 1 Вітрогенератор — використання вітру
  • 2 Саморобна гідроелектростанція
    • 2.1 Плотинного типу
    • 2.2 Бесплотинного або проточного типу
  • 3 Накопичення енергії за допомогою сонячних панелей
  • 4 Інші варіанти альтернативної енергії
    • 4.1 Геотермальна енергія
    • 4.2 Біогаз
    • 4.3 Тепловий насос
  • 5 Відео на тему

Вітрогенератор — використання вітру

Вітер поступив на службу людям ще в глибоку давнину. Вітрила кораблів і вітряні млини – першовідкривачі в цій області.

Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіантиОсь декілька цікавих фактів:

  • Потенціал вітрової енергії в 100 разів більше, ніж у гідроенергії.
  • Зараз готові вітроустановки забезпечують людство тільки тисячною часткою необхідної енергії.
  • Китай, на сьогодні, лідер в цій області.
  • Для високого ККД вітряка середньорічна швидкість вітру повинна перевищувати 4 м/с.

Більш складна конструкція з горизонтальним валом могутніше, але дорожче у виготовленні т. к. потрібне додаткове пристрій для повороту площини лопатей перпендикулярно руху вітру. Така схема має сенс у місцях з переважаючим рівним рухом повітряних мас. При робочому діаметрі 6 м. може виробляти до 5 кВт. електроенергії, що достатньо для опалення приватного будинку.

На конструкції з вертикальним валом краще зупинитися у разі, якщо не потрібна велика потужність і переважає турбулентність потоку (на узбережжі біля скель, в гірській місцевості, та ін).

Основний мінус вітряка в тому, що вітер дме постійно, тому в його конструкцію важливо включати будь-який спосіб акумулювання енергії, електричної або теплової.

Швидкість кінця лопаті може досягати 200 км/ч. Любителі природи вказують на те, що лопатеві вітроустановки гублять величезна кількість птахів і навіть кажанів.

Також вітроустановки видають шум під час роботи. Можна просто її вимкнути, якщо накопичено достатньо енергії, а можна застосовувати безлопатеві вітряки. Вони працюють за рахунок зворотно-поступального руху мембрани. Такий варіант не шумить під час роботи, і безпечний для птахів.

Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіанти

Схема складання вітряного генератора своїми руками

Електрогенератор – основна трудність для самостійного виготовлення. Тому має сенс розгляд безпосереднього використання механічної енергії.

Можна підключати різні механізми безпосередньо до валу вітряка:

  • циркулярну пилу;
  • дробарку;
  • перетворювати в тепло (використовуючи насос Френетта).

Для безпечного користування подібними механізмами важливо передбачити можливість екстреної зупинки. Наприклад, використовувати гальмівний механізм з колеса автомобіля.

Саморобна гідроелектростанція

Гідроелектростанція на річці — досить стабільне джерело енергії з високим ККД при невеликих розмірах і витратах. Має кілька варіантів виготовлення:

  • Плотинного.
  • Бесплотинного типу.
  • А також за способом перетворення енергії потоку в обертальний рух вала:

    • водяне колесо;
    • турбіна.

    Плотинного типу

    При низькій швидкості течії води без греблі не обійтися – це створює юридичні труднощі з отриманням дозволу на будівництво. Але зате накопичене кількість води робить таку систему інертною і незалежною від сезону року.

    Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіанти

    Приклад плотинной електростанції

    Бесплотинного або проточного типу

    Якщо швидкість течії 1 м/с, то потреба в греблі відпадає і досить буде встановити колесо або турбіну в річку, без додаткових заходів по збільшенню потужності потоку. Крім того, бесплотінная гідроелектростанція не вимагає складних юридичних погоджень.

    Міні-гідроелектростанція здатна забезпечити великий будинок або декілька будинків повним обсягом електроенергії.

    Потрібно передбачити пропускну здатність скидання води на 100% перевищує максимальний сезонний рівень.

    Накопичення енергії за допомогою сонячних панелей

    Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіантиОснова гелиопанели – крихкі кристали, які вловлюють енергію сонця. Виготовити вдома їх ніяк не вийде. Але придбавши кристали, можна самостійно зробити сонячну батарею. Для цього потрібно:

    • Зробити з оргскла каркас (підійде і інший прозорий матеріал).
    • Корпус робиться з фанери, металевих куточків і т. д.

    Фотоелементи бувають двох різновидів:

  • Монокристалічні (ККД – 13%, вимагають багато сонця, довговічні);
  • Полікристалічні (ККД – 9%, можуть працювати і в похмурий день, менш довговічні).
  • Готову сонячну батарею потрібно розмістити на самій освітлюваної стороні даху так, щоб в майбутньому можна було регулювати нахил приладу.

    В снігопад панелі розміщують майже вертикально, щоб сніг на них не затримувався і не порушив роботу приладу.

    Перш, ніж зупиняти свій вибір на сонячній енергії, ознайомтеся з недоліками цього варіанту:

    • Висока вартість елементів конструкції;
    • панелі малоефективні в північних широтах, там, де в році багато дощових, похмурих днів;
    • необхідність запасати енергію на ніч і перебої в зимовий період;
    • потрібно багато місця;
    • тендітні;
    • чутливі до дуже високих температур. При нагріванні 100-125 0С, фотоелементи швидше «старіють», а батарея в цілому може тимчасово втратити свою працездатність;
    • у деяких випадках установка СБ вимагає вирубки дерев, темних місце установки;
    • на ККД сонячних панелей, позначається навіть невеликий шар пилу.

    Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіанти

    Сонячні панелі на даху будинку

    Оптимальна робоча температура фотоелементів від 70 до 90 0С (мова йде про температуру під склом, яку не так-то легко контролювати).

    Щоб розрахувати, скільки для будинку потрібно сонячних панелей, потрібно врахувати:

    • Кількість електроприладів в будинку, і якої потужності.
    • Число сонячних днів у даній місцевості.

    Сонячні батареї завжди називають «екологічно чистим» методом видобутку енергії, однак, при виробництві фотоелементів застосовуються токсичні і отруйні речовини. Утилізувати сонячну батарею – чимала проблема!

    Інші варіанти альтернативної енергії

    Геотермальна енергія

    Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіантиУ надрах землі зберігається величезна кількість енергії.

    Спроби використовувати цей ресурс на благо людей робляться там, де з-під землі на поверхню виходять:

    • гарячі води;
    • пар;
    • магма.

    Геотермальну енергію використовують для обігріву, або перетворюють її в електричний струм.

    Хоча геотермальна енергія невичерпна, не залежить від погоди і пори року, вона має і свої недоліки. Наприклад:

    • В хв. водах часто міститься не тільки велика кількість мінералів, але і токсичні з’єднання. Таку воду не можна залишати не поверхні, а потрібно повертати назад під землю.
    • Деякі вчені виступають проти втручання в підземну середу, так як вважають, що це може впливати на число землетрусів.

    Біогаз

    Коли бактерії переробляють органічні відходи, побічно виділяється біогаз. У його складі:

    • метан (55-60%);
    • вуглекислий газ (30-35%);
    • водень;
    • азот.

    Якщо раніше метан вважався небезпечним побічним продуктом розкладання органіки, то сьогодні його з успіхом використовують як джерело енергії.

    Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіанти

    Принципова схема біогазової установки

    Установка «біогаз» виконує три корисні функції:

  • Вдруге використовують органічні відходи (наприклад, гній, бадилля рослин, вміст вигрібних ям).
  • Виробляє горючий газ.
  • Постачає город добривом, яке залишається після переробки.
  • Щоб отримувати цей газ і використовувати в подальшому, влаштовують герметичну ємність (на поверхні чи землі). Бак повинен бути оснащений:

    • горловиною для закладки відходів;
    • патрубком для видалення відпрацьованих мас;
    • у ємності закріплюється шнек (гвинт), яким перемішуються органічні відходи;
    • влаштовується патрубок, на якому виводиться отриманий газ.

    З 1 кг гною виходить півкуба біогазу. Цього вистачить, щоб добу готувати їжу для сім’ї з 4-х чоловік. Якщо перерахувати енергію газу на енергію бензину, то вийде, що 2 м3 газу відповідає 1,2 літрів бензину.

    Тепловий насос

    Теплові насоси використовують для опалення будинку. За типом використовуваної енергії, розрізняють:

  • Грунт-вода.
  • Вода-вода.
  • Повітря-вода.
  • Грунт-вода витягує тепло з грунту з допомогою зондів або колекторів (для колекторів потрібен великий ділянка). Антифриз приносить тепло до насоса, а потім в систему опалення.

    Вода-вода. Енергія витягається з грунтових вод (але може працювати і з водоймою). Після проходження через насос, охолоджена вода повертається назад.

    Повітря-вода. В систему даної конструкції входять вентилятор і випарник. Конструкція монтується на поверхні землі і отримує енергію з повітря.

    Альтернативна енергія своїми руками: використання вітру, сонячні панелі, біогаз та інші варіантиТепловий насос цілком реально зробити своїми руками.

    Всередині це:

    • компресор (як варіант, можна взяти від кондиціонера);
    • випарник;
    • конденсатор;
    • дросельний клапан.

    Суть роботи в наступному: вода, спирт (чи інша незамерзаюча рідина) подається в колектор. У випарнику знаходиться холодоагент – речовина з низькою температурою кипіння. Теплоносій доводить холодоагент до кипіння, і він перетворюється в пар. Нагнітається компресором тиск. Конденсатор передає тепло у внутрішню систему опалення (будинок), хладагент віддає тепло, що залишилося, знову стає рідким і повертається в колектор. Такі установки ще називають «холодильник навпаки».

    Головний недолік такої системи – висока вартість (особливо, якщо все купувати). Крім того, система споживає певну кількість електроенергії, а значить, енергозалежна.

    Отже. За альтернативної енергії – майбутнє. Для південних сонячних районів відмінно підійдуть сонячні панелі.

    Але зробити повністю своїми руками їх не вийде – кристали потрібно купувати.

    Для більш суворого північного клімату більше підійдуть вітрогенератори. У деяких районах, в Поволжі, наприклад, завжди буває хоча б легкий вітерець.

    В гірських районах є багато невеликих річечок, які легко можуть стати базою для невеликої гідроелектростанції.

    І звичайно, для фермерських господарств відмінно підійде вироблення біогазу.

    Враховувати треба і те, що альтернативна енергія мало поширена. Недостатньо фахівців, постачальників обладнання і ремонтних центрів. А значить, все коштує чималих грошей, а якщо щось зламається, краще розраховувати на себе.

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: