Альтернативне опалення: енергії вітру і сонця, тепло Землі на службі людини

Альтернативне опалення: енергії вітру і сонця, тепло Землі на службі людини

Великий вчений Ніколо Тесла стверджував, що ми живемо в океані безкоштовної енергії.

Але освоїти цей багатообіцяючий ресурс повною мірою виявилося зовсім не просто і нам ще тільки доведеться це зробити.

Найчастіше нетрадиційні способи опалення застосовуються в приватних будинках.

Альтернативне опалення будинку своїми руками — це спроба зачерпнути з того самого океану хоч дещицю його дорогоцінного вмісту, зменшивши тим самим кабальну нафтогазову залежність. Спробуємо з’ясувати, які альтернативні системи опалення приватного будинку доступні сьогодні йде в ногу з часом домовласникові і що йому знадобиться для їх реалізації.

Зміст

  • 1 Енергія Сонця
    • 1.1 Сонячні батареї
    • 1.2 Сонячні колектори
  • 2 Енергія вітру
  • 3 Геотермальне опалення
  • 4 Інфрачервоне (ІЧ) опалення
  • 5 Висновок
  • 6 Відео на тему

Енергія Сонця

Альтернативна енергія приватного будинку може бути отримана від сонця.

У світлі того факту, що в якихось 150 млн. км від нас знаходиться величезний термоядерний реактор з розмірами, в тисячі разів перевищують розміри нашої планети, енергетичні труднощі людства представляються досить безглуздими.

На сьогоднішній день придумано два види пристроїв, що дозволяють опалювати будинок за допомогою енергії сонячного випромінювання: батареї та колектори.

Сонячні батареї

Якщо елемент, що складається з двох напівпровідникових матеріалів з різним типом провідності, винести на сонце, він почне генерувати електричний струм. Ціла група таких джерел буде цілком здатна живити невеликий конвектор або електрокотел.

Одна біда: ККД сучасних сонячних батарей складає 20% — 30%, тому у високих широтах, де спостерігається нестача сонячного випромінювання, їх застосування виявиться невиправданим.

Альтернативне опалення: енергії вітру і сонця, тепло Землі на службі людини

Сонячні батареї для опалення приватного будинку

Сонячні колектори

Набагато вигідніше використовувати сонячне тепло безпосередньо, без перетворення в електроенергію і назад. Колектор – це конструкція з безлічі мають чорний колір трубочок, по яких циркулює теплоносій – вода, пропіленгліколь (антифриз) або повітря. Останній, погрівшись на сонечку, відправляється в систему опалення, де й віддає отримане тепло.

Найбільш ефективний варіант – вакуумний колектор. Тут трубки з теплоносієм поміщені в прозорий контейнер, з якого відкачується повітря. Вакуумна оболонка запобігає витоку накопиченого колектором тепла в навколишнє середовище. ККД такої конструкції становить 95% — 98%.

Вакуумний колектор являє собою досить тендітну конструкцію, оскільки прозорі контейнери, про яких йшла мова вище, виготовляються зі скла.

Не варто розміщувати такі установки у регіонах, де мають місце часті бурі й урагани.

Енергія вітру

Альтернативне опалення: енергії вітру і сонця, тепло Землі на службі людиниНезліченні гігават енергії укладені і в повітряних потоках, постійно омивають Землю.

Нічого особливого для її вилучення придумувати не потрібно, достатньо зібрати всім відому конструкцію з декількох лопатей, що обертаються на горизонтальній осі.

Тільки в наші дні за допомогою такого пристрою приводять в рух не жорна, як у старовинних млинах, а ротор електрогенератора.

Винахідниками Савониусом і Дарії були запропоновані варіанти установок з вертикальним розташуванням осі, але вони виявилися менш продуктивними, ніж класичний вітряк.

Вітрогенератори, як і сонячні батареї, не відрізняються стабільністю: то вони працюють з надлишковою продуктивністю, то взагалі припиняють генерувати електроенергію. До того ж, її якість залишає бажати кращого, адже сила вітру, як і інтенсивність сонячного випромінювання, з-за погодних умов постійно змінюється. З цієї причини такі установки зазвичай підключають через спеціальний пристрій – контролер – до акумулятора. Тут зайва енергія накопичується, потім вона через ще один пристрій – інвертор – витрачається на харчування електрообігрівачів.

Проблема в тому, що термін експлуатації акумулятора становить всього 5 років, а вартість його заміни зводить всю вигоду від застосування альтернативного опалення на немає.

Альтернативне опалення: енергії вітру і сонця, тепло Землі на службі людини

Вітрогенератори для вироблення енергії

Запропоновано економічне рішення: вітрової або сонячний генератор підключається паралельно одній з розеток, а на вводі в будинок встановлюється механічний електролічильник (їх ще називають дисковими). Особливість цих лічильників полягає в тому, що вони, на відміну від сучасних електронних, можуть отматываться при протіканні електроструму в зворотному напрямку.

При такій схемі підключення надлишкові кіловат-години від вітрогенератора будуть надходити в централізовану електромережу, викликаючи тим самим зменшення показань лічильника і, відповідно, сум в рахунках від постачальника електроенергії.

Оптимальним видом сонячних батарей для нашої країни можна вважати полікристалічні кремнієві елементи.

Вони мають менший ККД, ніж монокристалічні, зате зберігають високий рівень продуктивності навіть в похмуру погоду.

Геотермальне опалення

Альтернативне опалення: енергії вітру і сонця, тепло Землі на службі людиниДуже дотепне пристрій – тепловий насос – дозволяє отримати тепло навіть від, здавалося б, досить прохолодних (їх ще називають низкопотенциальными) джерел.

Такими є грунт, що залягає на 2-метровій глибині, придонні шари води в покритому кіркою льоду ставку і навіть морозний зимовий повітря. Взагалі кажучи, тепловим насосом користується кожен, у кого є холодильник або кондиціонер, але мало хто замислювався про можливість застосування цього винаходу для безкоштовного опалення будинку.

В тепловому насосі циркулює спеціальний газ – холодоагент. При розширенні він, як і всі гази, охолоджується і починає вбирати тепло від одного з вищевказаних джерел. Потім газ стискається, що супроводжується його нагріванням до температури 50 – 70 градусів. Тепер він сам стає джерелом тепла для робочого середовища, що циркулює в системі опалення. Віддавши частину своєї внутрішньої енергії, холодоагент знову охолоджується в розширювальної камери і весь цикл повторюється спочатку. Звичайно, для роботи теплового насоса необхідна електроенергія (головним її споживачем є компресор), але зате на кожен її кВт припадає 3 – 5 кВт отриманого тепла.

Самий недорогий, але і найменш продуктивний тепловий насос являє собою спліт-систему, у якій випарник і теплообмінник поміняли місцями. Більш продуктивно працюють системи, «перекачують» тепло грунту або водойми. Їх невід’ємна частина – зовнішній контур значних розмірів. З-за високої вартості його монтажу і самого насоса у нас цей варіант альтернативного опалення поки не одержав масового поширення.

Інфрачервоне (ІЧ) опалення

За способом передачі тепла ІЧ-обігрівачі значно відрізняються від звичних нам конвекторів і радіаторів, тому їх також часто зараховують до альтернативних видів опалення. Теплова енергія, що виробляється традиційними опалювальними приладами, потрапляє до людини дуже складним шляхом: спочатку нагрівається контактує з радіатором або Теном повітря, потім він спрямовується під стелю і тільки потім, поступово остигаючи, повільно опускається вниз, де й віддає нам, людям, своє тепло.

Зрозуміло, цей процес супроводжується тепловтратами, які мають місце навіть при добре утеплених огороджувальних будівельних конструкціях. ІЧ-опалення даного недоліку повністю позбавлене.

Альтернативне опалення: енергії вітру і сонця, тепло Землі на службі людини

Система стельового інфрачервоного опалення ПЛЕН

Прилади цієї групи основну частину теплової енергії випромінюють в простір у вигляді електромагнітних хвиль, вільно проникають крізь повітряне середовище й осідають безпосередньо на об’єкті – людині, рослині чи тварині, — який і потрібно зігріти. За рахунок спрямованої передачі тепла вдається заощадити до 50% електроенергії. Стоять ІЧ-обігрівачі зовсім недорого, тому їх можна вважати найбільш доступною і простою в установці формою альтернативного опалення.

Якщо вас бентежить недолік місця в приміщенні, зробіть вибір на користь плівкового ІНФРАЧЕРВОНОГО нагрівача. Це виріб має вигляд тонкого полотна, яке можна закріпити на стелі, стіні, або розстелити на підлозі. Кімната при цьому залишиться абсолютно вільною, а про присутність опалювального приладу можна буде здогадатися лише по приємного тепла.

Висновок

Охочих скористатися поновлюваними джерелами енергії для організації системи опалення будинку зупиняє тільки одна обставина: сонячні батареї, колектори, вітрогенератори та супутні їм компоненти стоять поки дуже дорого.

Надію вселяє той факт, що технології виробництва цих пристроїв постійно удосконалюються, тому з часом вони будуть ставати все більш доступними.

Відео на тему

Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: