Udělej si sám alternativní energie pro domácnost: přehled nejlepších ekotechnologií
Zásoby přírodních paliv nejsou neomezené a ceny energií neustále rostou.Souhlasíte, bylo by hezké používat alternativní zdroje energie namísto tradičních, abyste nebyli závislí na dodavatelích plynu a elektřiny ve vašem regionu. Ale nevíte, kde začít?
Pomůžeme vám pochopit hlavní zdroje obnovitelné energie - v tomto materiálu jsme se podívali na nejlepší ekotechnologie. Alternativní energie může nahradit konvenční zdroje energie: můžete vytvořit velmi efektivní zařízení pro její výrobu vlastníma rukama.
Náš článek pojednává o jednoduchých způsobech sestavení tepelného čerpadla, větrného generátoru a solárních panelů a vybírá fotoilustrace jednotlivých fází procesu. Pro názornost je materiál opatřen videi o výrobě ekologicky šetrných instalací.
Obsah článku:
Oblíbené zdroje obnovitelné energie
„Zelené technologie“ výrazně sníží náklady domácností využitím prakticky bezplatných zdrojů.
Od starověku lidé v každodenním životě používali mechanismy a zařízení, jejichž působení bylo zaměřeno na přeměnu přírodních sil na mechanickou energii. Pozoruhodným příkladem toho jsou vodní mlýny a větrné mlýny.
S příchodem elektřiny umožnila přítomnost generátoru přeměnit mechanickou energii na energii elektrickou.
Významné množství energie dnes vyrábějí právě větrné komplexy a vodní elektrárny. Kromě větru a vody mají lidé přístup k takovým zdrojům, jako jsou biopaliva, energie zemského nitra, sluneční světlo, energie gejzírů a sopek a síla přílivu a odlivu.
Následující zařízení jsou široce používána v každodenním životě k výrobě obnovitelné energie:
Vysoká cena jak samotných zařízení, tak instalačních prací brání mnoha lidem v přijímání zdánlivě bezplatné energie.
Návratnost může dosáhnout 15-20 let, ale to není důvod, proč se připravit o ekonomické vyhlídky. Všechna tato zařízení lze vyrobit a nainstalovat samostatně.
Domácí solární panely
Hotový solární panel stojí spoustu peněz, takže ne každý si může dovolit jeho nákup a instalaci. Tím, že si panel vyrobíte sami, lze náklady snížit 3-4krát.
Než začnete stavět solární panel, musíte pochopit, jak to všechno funguje.
Princip fungování solárního napájecího systému
Pochopení účelu každého prvku systému vám umožní představit si jeho fungování jako celek.
Hlavní součásti jakéhokoli solárního napájecího systému:
- Solární panel. Jedná se o komplex prvků spojených do jediného celku, který přeměňuje sluneční světlo na tok elektronů.
- Baterie. Jeden baterie baterienebude trvat dlouho, takže systém může mít až tucet takových zařízení. Počet baterií je určen spotřebovanou energií. Počet baterií lze v budoucnu zvýšit přidáním požadovaného počtu solárních panelů do systému;
- Solární regulátor nabíjení. Toto zařízení je nezbytné pro zajištění normálního nabíjení baterie. Jeho hlavním účelem je zabránit opětovnému dobíjení baterie.
- Střídač. Zařízení potřebné k převodu proudu. Baterie poskytují nízkonapěťový proud a střídač jej převádí na vysokonapěťový proud potřebný pro funkčnost - výstupní výkon.Pro domácnost postačí měnič s výstupním výkonem 3-5 kW.
Hlavním rysem solárních panelů je, že nemohou generovat vysokonapěťový proud. Samostatný prvek systému je schopen generovat proud 0,5-0,55 V. Jedna solární baterie je schopna produkovat proud 18-21 V, což stačí k nabití 12voltové baterie.
Pokud je lepší koupit střídač, baterie a regulátor nabíjení hotové, pak je docela možné vyrobit solární panely sami.
Výroba solární baterie
K výrobě baterie je třeba zakoupit solární fotočlánky na bázi mono- nebo polykrystalů. Je třeba vzít v úvahu, že životnost polykrystalů je výrazně kratší než životnost monokrystalů.
Účinnost polykrystalů navíc nepřesahuje 12 %, zatímco u monokrystalů tato hodnota dosahuje 25 %. Abyste mohli vyrobit jeden solární panel, musíte zakoupit alespoň 36 takových prvků.
Krok č. 1 - Sestavení krytu solárního panelu
Práce začíná výrobou těla, což bude vyžadovat následující materiály:
- Dřevěné bloky
- Překližka
- Plexisklo
- Dřevovláknitá deska
Spodní část pouzdra je nutné vyříznout z překližky a vložit do rámu z tyčí o tloušťce 25 mm. Velikost dna je dána počtem solárních fotočlánků a jejich velikostí.
Po celém obvodu rámu musí být vyvrtány otvory o průměru 8-10 mm v tyčích v krocích po 0,15-0,2 m. Jsou vyžadovány, aby se zabránilo přehřátí článků baterie během provozu.
Krok #2 - připojení prvků solárního panelu
Podle velikosti pouzdra je nutné pomocí papírnického nože vyříznout z dřevovláknité desky substrát pro solární články. Při jeho instalaci je také nutné zajistit přítomnost větracích otvorů, uspořádaných každých 5 cm do čtverce. Hotový korpus je potřeba natřít a dvakrát vysušit.
Solární články by měly být umístěny dnem vzhůru na substrát z dřevovláknité desky a zapojeny. Pokud již hotové výrobky nebyly vybaveny pájenými vodiči, pak je práce značně zjednodušena. Proces odpájení však musí být proveden v každém případě.
Je třeba mít na paměti, že spojení prvků musí být konzistentní. Zpočátku by měly být prvky spojeny v řadách a teprve poté by měly být hotové řady spojeny do komplexu připojením k přípojnicím s proudem.
Po dokončení musí být prvky otočeny, položeny podle očekávání a upevněny silikonem.
Poté musíte zkontrolovat výstupní napětí. Přibližně by se mělo pohybovat v rozmezí 18-20 V. Nyní by měla být baterie několik dní v záběhu a měla by se zkontrolovat nabíjecí schopnost baterií.Teprve po kontrole výkonu se spoje utěsní.
Krok č. 3 - sestavení napájecího systému
Jakmile se přesvědčíte o jeho dokonalé funkčnosti, můžete napájecí systém sestavit. Vstupní a výstupní troleje musí být pro následné připojení zařízení vyvedeny ven.
Kryt by měl být vyříznut z plexiskla a zajištěn samořeznými šrouby po stranách pouzdra přes předvrtané otvory.
Místo solárních článků lze pro výrobu baterie použít diodový obvod s diodami D223B. Panel 36 diod zapojených do série je schopen dodávat 12 V.
Diody je nutné nejprve namočit do acetonu, aby se odstranila barva. V plastovém panelu by měly být vyvrtány otvory, měly by být vloženy diody a zapojeny. Hotový panel musí být umístěn v průhledném obalu a utěsněn.
Základní pravidla pro instalaci solárního panelu
Účinnost celého systému do značné míry závisí na správné instalaci solární baterie.
Při instalaci je třeba vzít v úvahu následující důležité parametry:
- Stínování. Pokud je baterie umístěna ve stínu stromů nebo vyšších staveb, nejenže nebude normálně fungovat, ale může také selhat.
- Orientace. Chcete-li maximalizovat sluneční záření na fotočláncích, musí být baterie nasměrována ke slunci. Pokud žijete na severní polokouli, pak by měl být panel orientován na jih, ale pokud žijete na jižní polokouli, pak naopak.
- Naklonit. Tento parametr je určen geografickou polohou. Odborníci doporučují instalovat panel pod úhlem rovným zeměpisné šířce.
- Dostupnost. Musíte neustále sledovat čistotu přední strany a včas odstranit vrstvu prachu a nečistot. A v zimě musí být panel pravidelně čištěn od nahromaděného sněhu.
Je vhodné, aby při provozu solárního panelu nebyl úhel sklonu konstantní. Zařízení bude pracovat na maximum pouze v případě, že sluneční paprsky směřují přímo na jeho kryt.
V létě je lepší umístit jej ve sklonu 30º k horizontu. V zimě se doporučuje zvednout a nainstalovat pod 70º.
Tepelná čerpadla pro vytápění
Tepelná čerpadla jsou jedním z nejmodernějších technologických řešení v získávání alternativní energie pro váš domov. Jsou nejen nejpohodlnější, ale také šetrné k životnímu prostředí.
Jejich provoz výrazně sníží náklady spojené s placením chlazení a vytápění prostor.
Klasifikace tepelných čerpadel
Tepelná čerpadla klasifikuji podle počtu okruhů, zdroje energie a způsobu jejího získávání.
V závislosti na konečných potřebách mohou být tepelná čerpadla:
- Jedno-, dvou- nebo tříokruhové;
- Jeden nebo dva kondenzátory;
- S možností vytápění nebo s možností vytápění a chlazení.
Podle druhu zdroje energie a způsobu jejího získávání se rozlišují tato tepelná čerpadla:
- Půda - voda. Používají se v mírných klimatických pásmech s rovnoměrným ohřevem země bez ohledu na roční období. Pro instalaci se používá kolektor nebo sonda v závislosti na typu půdy. Vrtání mělkých studní nevyžaduje získání povolení.
- Vzduch – voda. Teplo je akumulováno ze vzduchu a směrováno do ohřevu vody. Instalace bude vhodná v klimatických zónách se zimními teplotami ne nižšími než -15 stupňů.
- Voda - voda. Instalace je určena přítomností vodních ploch (jezera, řeky, podzemní voda, studny, usazovací nádrže). Účinnost takového tepelného čerpadla je velmi působivá, což je způsobeno vysokou teplotou zdroje v chladném období.
- Voda je vzduch. V této kombinaci fungují stejné zásobníky jako zdroj tepla, ale teplo je prostřednictvím kompresoru předáváno přímo vzduchu používanému k vytápění prostor. Voda v tomto případě nepůsobí jako chladicí kapalina.
- Půda je vzduch. V tomto systému je tepelným vodičem půda. Teplo ze země se přes kompresor přenáší do vzduchu. Jako nosiče energie se používají nemrznoucí kapaliny. Tento systém je považován za nejuniverzálnější.
- Vzduch - vzduch. Provoz tohoto systému je podobný provozu klimatizace, která je schopna vytápět a chladit místnost.Tento systém je nejlevnější, protože nevyžaduje výkopové práce ani pokládání potrubí.
Při výběru typu zdroje tepla se musíte zaměřit na geologii lokality a možnost bezproblémových výkopových prací a také na dostupnost volného prostoru.
Pokud je nedostatek volného prostoru, budete muset opustit zdroje tepla, jako je země a voda, a odebírat teplo ze vzduchu.
Princip činnosti tepelného čerpadla
Princip činnosti tepelných čerpadel je založen na použití Carnotova cyklu, který v důsledku prudkého stlačení chladicí kapaliny zajišťuje zvýšení teploty.
Většina klimatizačních zařízení s kompresorovými jednotkami (chladnička, mraznička, klimatizace) funguje na stejném principu, ale s opačným efektem.
Hlavní pracovní cyklus, který je realizován v komorách těchto jednotek, má opačný efekt – v důsledku prudké expanze dochází ke zúžení chladiva.
Proto je jedna z nejdostupnějších metod výroby tepelného čerpadla založena na použití jednotlivých funkčních jednotek používaných v klimatizačních zařízeních.
Z domácí lednice lze tedy vyrobit tepelné čerpadlo. Jeho výparník a kondenzátor budou hrát roli výměníků tepla, odebírající tepelnou energii z okolí a směřující ji přímo k ohřevu chladicí kapaliny, která cirkuluje v topném systému.
Sestavení tepelného čerpadla z odpadových materiálů
Pomocí starých domácích spotřebičů, respektive jejich jednotlivých součástí, si můžete tepelné čerpadlo sestavit sami. Podívejme se níže, jak to lze provést.
Krok #1 - připravte kompresor a kondenzátor
Práce začínají přípravou kompresorové části čerpadla, jejíž funkce budou přiřazeny odpovídající jednotce klimatizace nebo chladničky. Tato jednotka musí být zajištěna měkkým závěsem na jedné ze stěn dílny, kde to bude vhodné.
Poté musíte vyrobit kondenzátor. K tomu je ideální nádrž z nerezové oceli o objemu 100 litrů. Musíte do něj nainstalovat cívku (můžete si vzít hotovou měděnou trubku ze staré klimatizace nebo chladničky.
Připravená nádrž musí být rozříznuta podélně na dvě stejné části pomocí brusky - to je nezbytné pro instalaci a zajištění cívky v těle budoucího kondenzátoru.
Po instalaci cívky do jedné z polovin musí být obě části nádrže spojeny a svařeny dohromady tak, aby tvořily uzavřenou nádrž.
Vezměte prosím na vědomí, že při svařování musíte použít speciální elektrody a ještě lépe použít argonové svařování, pouze to může zajistit maximální kvalitu švu.
Krok #2 - výroba výparníku
K výrobě výparníku budete potřebovat utěsněnou plastovou nádrž o objemu 75-80 litrů, do které budete muset umístit spirálu z trubky o průměru ¾ palce.
Na koncích trubky musí být vyříznuty závity, aby bylo následně zajištěno spojení s potrubím. Po dokončení montáže a kontrole těsnění by měl být výparník připevněn ke stěně dílny pomocí držáků vhodné velikosti.
Dokončení montáže je lepší svěřit odborníkovi. Zatímco část montáže můžete provést sami, pájení měděných trubek a čerpání chladiva by mělo být provedeno odborníkem. Montáž hlavní části čerpadla končí připojením topných baterií a výměníku tepla.
Je třeba poznamenat, že tento systém je nízkoenergetický. Proto bude lepší, když se tepelné čerpadlo stane doplňkovou součástí stávajícího topného systému.
Krok #3 - uspořádání a připojení externího zařízení
Nejlepším zdrojem tepla je voda ze studny nebo vrtu. Nikdy nemrzne a dokonce i v zimě jeho teplota zřídka klesne pod +12 stupňů. Bude nutné instalovat dvě takové studny.
Voda bude čerpána z jedné studny a následně přiváděna do výparníku.
Dále bude odpadní voda vypouštěna do druhé studny. Zbývá to celé napojit na vstup do výparníku, na výstup a utěsnit.
V zásadě je systém připraven k provozu, ale pro svou úplnou autonomii bude vyžadovat automatizační systém, který řídí teplotu pohybujícího se chladicího média v topných okruzích a tlak freonu.
Zpočátku si vystačíte s obyčejným startérem, ale je třeba poznamenat, že spuštění systému po vypnutí kompresoru lze provést za 8-10 minut - tato doba je nezbytná pro vyrovnání tlaku freonu v systému.
Návrh a použití větrných generátorů
Energii větru využívali naši předkové. Od těch vzdálených dob se v zásadě nic nezměnilo.
Jediný rozdíl je v tom, že mlýnské kameny mlýna jsou nahrazeny generátorem a pohonem, který přeměňuje mechanickou energii lopatek na energii elektrickou.
Instalace větrného generátoru je považována za ekonomicky výhodnou, pokud průměrná roční rychlost větru přesáhne 6 m/s.
Instalace se nejlépe provádí na kopcích a pláních, za ideální místa jsou považována pobřeží řek a velké vodní plochy, daleko od různých inženýrských sítí.
Klasifikace větrných generátorů
Klasifikace větrných generátorů závisí na následujících základních parametrech:
- V závislosti na umístění os může být vertikální twirlery A horizontální. Horizontální design poskytuje možnost automatického otáčení hlavní části pro vyhledávání větru. Hlavní zařízení vertikálního větrného generátoru je umístěno na zemi, takže se snadněji udržuje, zatímco účinnost vertikálních lopatek je nižší.
- V závislosti na počtu lopatek se rozlišují jedno, dvojité, trojité a vícelisté větrné generátory. Vícelopatkové větrné generátory se používají při nízkých rychlostech proudění vzduchu a kvůli nutnosti instalace převodovky se používají jen zřídka.
- V závislosti na materiálu použitém k výrobě čepelí mohou být čepele plachtění a tuhé. Lopatky typu plachty se snadno vyrábějí a instalují, ale vyžadují častou výměnu, protože rychle selhávají pod vlivem ostrých poryvů větru.
- V závislosti na stoupání šroubu existují měnitelný A pevné kroky. Při použití proměnného stoupání je možné dosáhnout výrazného zvýšení rozsahu provozních rychlostí větrného generátoru, což však povede k nevyhnutelné komplikaci konstrukce a zvýšení její hmotnosti.
Výkon všech typů zařízení, která přeměňují větrnou energii na elektrický analog, závisí na ploše lopatek.
Zařízení větrného generátoru
Každá větrná turbína obsahuje následující základní prvky:
- Čepeleotáčení pod vlivem větru a zajištění pohybu rotoru;
- Generátor, která vyrábí střídavý proud;
- Ovladač čepele, je zodpovědný za přeměnu střídavého proudu na stejnosměrný proud, který je nutný pro nabíjení baterií;
- Nabíjecí baterie, jsou potřebné pro akumulaci a vyrovnání elektrické energie;
- Střídač, provádí zpětnou přeměnu stejnosměrného proudu na střídavý proud, ze kterého pracují všechny domácí spotřebiče;
- Stožár, je nutné zvedat lopatky nad zem, dokud není dosaženo výšky pohybu vzdušných hmot.
Zároveň generátor lopatky, které zajišťují rotaci a stožár jsou považovány za hlavní části větrného generátoru a vše ostatní jsou dodatečné komponenty, které zajišťují spolehlivý a autonomní provoz systému jako celku
Nízkorychlostní větrný generátor ze samogenerátoru
Předpokládá se, že tento design je nejjednodušší a nejdostupnější pro vlastní výrobu. Může se stát buď samostatným zdrojem energie, nebo převzít část výkonu stávajícího napájecího systému.
Pokud máte autogenerátor a baterii, všechny ostatní díly mohou být vyrobeny ze šrotu.
Krok #1 - výroba větrného kola
Lopatky jsou považovány za jednu z nejdůležitějších částí větrného generátoru, protože jejich konstrukce určuje činnost zbývajících součástí. Na výrobu čepelí lze použít různé materiály - látku, plast, kov a dokonce i dřevo.
Lopatky vyrobíme z kanalizačních plastových trubek. Hlavními výhodami tohoto materiálu jsou nízká cena, vysoká odolnost proti vlhkosti a snadné zpracování.
Práce se provádí v následujícím pořadí:
- Vypočítá se délka čepele a průměr plastové trubky by měl být 1/5 požadované metráže;
- Pomocí skládačky by měla být trubka rozříznuta podélně na 4 části;
- Jedna část se stane šablonou pro výrobu všech následujících čepelí;
- Po řezání trubky musí být otřepy na okrajích ošetřeny brusným papírem;
- Řezané nože musí být upevněny na předem připraveném hliníkovém kotouči s dodaným upevněním;
- Po úpravě je také potřeba k tomuto disku připojit generátor.
Vezměte prosím na vědomí, že PVC trubka není dostatečně pevná a nebude schopna odolat silným poryvům větru. Pro výrobu lopatek je nejlepší použít PVC trubku o tloušťce nejméně 4 cm.
Velikost čepele hraje důležitou roli ve velikosti zatížení. Nebylo by tedy od věci uvažovat o možnosti zmenšení velikosti lopatek zvýšením jejich počtu.
Po montáži by mělo být větrné kolo vyvážené. Chcete-li to provést, musíte jej namontovat vodorovně na stativ v interiéru. Výsledkem správné montáže bude nehybnost kola.
Pokud dojde k rotaci lopatek, je nutné je před vyvážením konstrukce nabrousit brusivem.
Krok č. 2 - výroba stožáru větrného generátoru
K výrobě stožáru můžete použít ocelovou trubku o průměru 150-200 mm. Minimální délka stožáru by měla být 7 m. Pokud na místě stojí překážky pohybu vzdušných hmot, pak musí být kolo větrného generátoru zvednuto do výšky přesahující překážku alespoň o 1 m.
Kolíky pro zajištění kotevních lan a samotný stožár musí být zabetonovány. Jako kotevní dráty můžete použít ocelový nebo pozinkovaný kabel o tloušťce 6-8 mm.
Krok #3 - převybavení generátoru auta
Úprava spočívá pouze v převinutí drátu statoru a také ve výrobě rotoru s neodymovými magnety. Nejprve musíte vyvrtat otvory potřebné k upevnění magnetů v pólech rotoru.
Instalace magnetů se provádí se střídavými póly. Po dokončení práce musí být intermagnetické dutiny vyplněny epoxidovou pryskyřicí a samotný rotor musí být zabalen do papíru.
Při převíjení cívky je třeba vzít v úvahu, že účinnost generátoru bude záviset na počtu závitů. Cívka musí být navinuta v třífázovém obvodu v jednom směru.
Hotový generátor je potřeba otestovat, výsledkem správně provedené práce bude odečet 30 V při 300 ot./min generátoru.
Krok #4 - dokončení montáže nízkorychlostního větrného generátoru
Rotační osa generátoru je vyrobena z trubky se dvěma uloženými ložisky a ocasní část je vyříznuta z pozinkovaného železa o tloušťce 1,2 mm.
Před připevněním generátoru na stožár je nutné vyrobit rám, k tomu je nejvhodnější profilová trubka. Při provádění upevnění je nutné počítat s tím, že minimální vzdálenost od stěžně k radlici musí být větší než 0,25m.
Pro provoz systému musíte za větrný generátor nainstalovat regulátor nabíjení, baterie a střídač.
Kapacita baterie je dána výkonem větrného generátoru. Tento ukazatel závisí na velikosti větrného kola, počtu lopatek a rychlosti větru.
Závěry a užitečné video k tématu
Výroba solárního panelu s plastovým pouzdrem, seznam materiálů a pracovní postup
Princip činnosti a přehled geotermálních čerpadel
Převybavení autogenerátoru a výroba nízkorychlostního větrného generátoru vlastníma rukama
Charakteristickým rysem alternativních zdrojů energie je jejich šetrnost k životnímu prostředí a bezpečnost.
Poměrně nízký výkon instalací a jejich napojení na určité terénní podmínky umožňuje efektivně provozovat pouze kombinované systémy tradičních a alternativních zdrojů.
Využívá váš dům alternativní zdroje energie pro výrobu tepla a elektřiny? Sestavili jste si větrný generátor sami nebo vyrobili solární panely? Podělte se o své zkušenosti v komentářích k našemu článku.
Není to samozřejmě tak jednoduché, jak je popsáno, a ve skutečnosti to není snadné popsat. Myšlenka použití vodního kola rozhodně není přitažlivá.Chcete-li využívat vodní energii, musíte žít přímo na hlučné řece. Rotující kolečko bude u domu neustále vrzat a voda bude vydávat hluk, který bude časem otravný. Inklinuji pouze k větrným mlýnům, ty plochu moc nenarušují a nezastiňují plochu. Přinutil bych je pokrýt celou plochu u domu. Nebo bych použil solární panely, ty jsou nejjednodušší a nenáročné na údržbu. Protože do nich můžete jednou investovat a je to.
Mám velký zájem o instalaci větrných generátorů. Má smysl je instalovat v oblastech Moskvy a Moskevské oblasti? Nebo to bude vzhledem k mnoha budovám ekonomicky nerentabilní (výsledná energie by měla stačit na malý venkovský dům)? Můžete poradit hlavní výrobce větrných generátorů a také popsat, na co si dát při výběru větrné turbíny pozor?
Ahoj. Tato otázka mě také zajímala a na základě výpočtů jsem dospěl k závěru, že jako doplňkový zdroj energie, aniž bychom opustili hlavní, je tato možnost v jakékoli oblasti docela hodná zvážení. Ale i zde je potřeba provést výpočty, jak je to pro konkrétní rodinu proveditelné, zvážit návratnost, požadovaný výkon a tak dále.
To vyžaduje celý samostatný článek s přibližnými výpočty. Podle mých osobních výpočtů, s přihlédnutím k domácím produktům a dalším věcem, to stálo asi 200 tisíc rublů za instalaci potřebného vybavení na klíč. Což je podle našich tarifů s přihlédnutím k mým výhodám krátkodobě finančně nerentabilní. Recenze chválí Exmork a Aerogreen.
Samozřejmě je potřeba alternativní energie jako vzduch. Jinak se planeta jednoduše udusí.Tradiční způsoby získávání alternativní energie bohužel nenaplnily jejich očekávání. Zkušenosti z Evropy jsou toho příkladem. Jsou příliš závislé na podmínkách prostředí. Pouze BTMG na bázi permanentních magnetů může sloužit jako skutečný zdroj alternativní energie. Který již byl vyvinut v Rusku, ale ještě nebyl uveden do výroby. Důvod je banální. Ruské úřady takový projekt nepotřebují. Lidé to potřebují. Neexistuje žádná síla.