Alternatieve verwarmingsbronnen voor een landhuis: een vergelijkend overzicht van ecosystemen

Een van de belangrijkste uitgaven van het gezinsbudget is het betalen voor openbare verwarming of het kopen van brandstof om het huis te verwarmen.Elke redelijke eigenaar denkt waarschijnlijk na over echte en effectieve manieren om deze kosten te verlagen. Maar ze kunnen letterlijk tot een minimum worden beperkt met behulp van alternatieve energiebronnen. Wat zijn ze en hoe worden ze gebruikt? Mee eens, het is de moeite waard om uit te zoeken.

Alles over het regelen van alternatieve verwarming voor een privéwoning leert u uit het artikel dat we hebben gepresenteerd. Met onze hulp kunt u eenvoudig beslissen welke optie voor u het meest geschikt is. Een gedetailleerde beschrijving van de werkingsprincipes van “groene energie”-systemen zal de mogelijkheid bieden om te beslissen welke technologische methode het beste kan worden gebruikt om warmte te genereren.

Het artikel beschrijft in detail de soorten gratis energiebronnen en biedt methoden voor het genereren van warmte voor gebruik in het dagelijks leven. Om onafhankelijke huisvakmensen en ijverige eigenaren van landgoederen te helpen, zijn fotocollecties, diagrammen en zeer nuttige video-instructies opgenomen.

Voor- en nadelen van alternatieve energie

Traditionele warmtebronnen, die al jaren voor verwarming worden gebruikt, kunnen worden verlaten. Hoe verrassend het ook mag lijken, het is heel reëel. Veel fervente tegenstanders beweren dat het onmogelijk is om natuurlijke hulpbronnen te vervangen door milieuvriendelijke analogen.

Het alternatief is de energie van de zon, de kracht van de wind, de hitte verborgen in de ingewanden van de aarde, afval van productie en menselijke activiteit. Dergelijke opties zijn relevant in de moderne wereld, gezien de algemene vervuiling van het milieu.

Alternatieve bronnen kunnen een landhuis van elektriciteit en thermische energie voorzien

Een ander belangrijk voordeel zijn de tastbare besparingen bij het gebruik van natuurlijke bronnen van spontaan hernieuwbare energie. Op het eerste gezicht lijkt het erop dat dit onredelijk duur is en waarschijnlijk niet rendabel is.

Als je de kenmerken van elke methode meer in detail hebt begrepen, kun je zien dat het ecoproject binnen 4-7 jaar zijn vruchten afwerpt, en dat dan alleen de huidige kosten voor het in werkende staat houden van de gebruikte mechanismen overblijven.

De mogelijkheid om conventionele brandstof volledig te vervangen door alternatieve brandstof is bewezen door meer dan één reëel voorbeeld. Huiseigenaren over de hele wereld wenden zich tot groene verwarmingsopties. In ons land besluiten slechts enkelen hun gebruikelijke brandstof, die elk jaar duurder wordt, radicaal te veranderen.

Het grootste probleem bij het gebruik van ecobrandstof zijn de aanzienlijke investeringen in de beginfase. U moet immers eerst in detail berekenen hoeveel energie er nodig is voor een bepaald huis of huisje. Ontdek vervolgens welk type ecologische hulpbronnen het meest nuttig zijn in een bepaald gebied.

Vervolgens moet u een plan opstellen voor de locatie van energieopwekkende apparatuur, alles kopen wat u nodig heeft en installeren.

Als al deze kwesties door relevante specialisten worden behandeld, zullen de uiteindelijke kosten van eco-verwarming zeer hoog zijn. Om geld te besparen, kunt u proberen het zelf te doen.

Om dit te doen, zul je je moeten verdiepen in het onderwerp alternatieve energiebronnen om te weigeren hulp van buitenaf aan te trekken. In dit geval zullen de kosten van het project meerdere malen goedkoper zijn.

Het is de tweede optie waar veel eigenaren van particuliere huizen voor kiezen. Hun praktijk bewijst dat energie-onafhankelijk worden heel goed mogelijk is. U kunt de traditionele brandstof geheel of gedeeltelijk vervangen - het hangt allemaal af van de grootte van het huishouden, de financiële mogelijkheden in de beginfase en de gekozen verwarmingsoptie.

De reikwijdte van “groene energie” zal worden gedemonstreerd door een fotoselectie:

Soorten hernieuwbare bronnen voor verwarming

Om een ​​huis te verwarmen, kun je met succes de energie van wind, zon en aarde gebruiken. En ook biobrandstoffen. Laten we eens nader bekijken hoe u dit precies moet doen en wat hiervoor nodig is.

Bekijk #1 - windkracht

Windenergie kan zeer succesvol worden ingezet als alternatieve bron voor het verwarmen van een landhuis. Deze hulpbron kan niet worden uitgeput. Het heeft de neiging zichzelf te vernieuwen. Om de kracht van de wind te benutten, heb je een speciaal apparaat nodig, een windmolen genaamd.

Het principe van het gebruik van windenergie

Om windenergie om te zetten in een alternatieve warmtebron is een windgenerator nodig. Ze zijn verticaal en horizontaal, afhankelijk van de rotatieas. Er zijn veel fabrikanten die hun modellen aan klanten aanbieden.

Windenergiecentrales worden geleverd met een horizontale en verticale rotatieas. Betere prestaties voor horizontaal georiënteerd

De kosten zijn afhankelijk van het materiaal, de grootte van de installatie zelf en het vermogen. Je kunt ook zelf een windgenerator bouwen met de beschikbare materialen.

Elke windturbine bestaat uit de volgende componenten:

• messen;
• masten;
• windwijzer om de richting van de wind te vangen;
• generator;
• controleur;
• batterijen;
• omvormer

Het werkingsprincipe van een windenergiecentrale is gebaseerd op de kracht van de wind die de bladen van de windturbine doet draaien. De aan de mast bevestigde wieken bevinden zich hoog boven de grond. Hoe hoger, hoe hoger de prestaties. Voor de bevoorrading van één woning is dus een hoogte van 25 meter voldoende.

De roterende messen drijven de generatorrotor aan. Het begint driefasige wisselstroom te produceren, wat verdere aanpassing vereist. Deze stroom vloeit naar de controller, waar deze wordt omgezet in gelijkstroom. Het wordt gebruikt om batterijen op te laden.

Nadat de stroom door de batterijen is gegaan, wordt deze gelijk gemaakt en aan de omvormer geleverd, waar deze wordt omgezet in eenfasige wisselstroom met een frequentie van 50 Hz en een spanning van 220 Volt. Nu kan het worden gebruikt voor huishoudelijke behoeften, in een elektrisch verwarmingssysteem.

Kenmerken van de locatie van windturbines

Windturbines kunnen onder bepaalde omstandigheden functioneren. Ten eerste is een windgenerator een nogal omvangrijke constructie die een indrukwekkend oppervlak voor het apparaat vereist. Een klein apparaat kan niet in de energiebehoefte voorzien.

De hoogte moet minimaal 10 m hoger zijn dan omliggende huizen, bomen en andere gebouwen, en elektriciteitsleidingen en andere objecten moeten zich op 100 m van de windturbine bevinden. Deze vereiste is niet altijd haalbaar - niet alle eigenaren van particuliere huizen hebben persoonlijke percelen met voldoende oppervlakte.

Windturbines kunnen het beste op een heuvel worden geplaatst, weg van bomen en gebouwen - minimaal 100 meter

Ten tweede is het goed als het gebied in kwestie een goed windpotentieel heeft: een hoogland- of steppezone. Om de generator te starten heeft u een windsnelheid van 2 m/s nodig.

Veel modellen van windsystemen die zijn ontworpen voor gebruik door particuliere huishoudens zijn in staat volledig in de elektriciteitsbehoefte te voorzien.

Zo kan een windmolen van 1,5 kW 100-200 kW per maand genereren, afhankelijk van de tijd van het jaar. Als de hoogte van de mast wordt vergroot, zal de productiviteit verdubbelen.

Maar dit vereist extra kosten voor installatie en verbruiksartikelen. De levensduur van windenergiecentrales bedraagt ​​gemiddeld 20 jaar.

We hebben ook op onze website ander materiaal over het ontwerp, de soorten windgeneratoren, berekeningen en doe-het-zelf-productie en installatie.

Wij nodigen u uit om er vertrouwd mee te raken:

• Kinetische windgenerator: apparaat, werkingsprincipe, toepassing
• Windgenerator voor een privéwoning: soorten en kenmerken van eenheden, subtiliteiten van keuze, terugverdienberekeningen + beste aanbiedingen
• Hoe een windgenerator berekenen: formules + praktisch rekenvoorbeeld
• Doe-het-zelf-windgenerator uit een wasmachine: instructies voor het monteren van een windmolen
• Hoe je met je eigen handen bladen voor een windgenerator bouwt: voorbeelden van zelfgemaakte windturbinebladen

Type #2 – Aarde-energie

Een van de alternatieve verwarmingssystemen is geothermie. Het is gebaseerd op het gebruik van de energie van de aarde. Dit is de warmte van de aarde, het grondwater en de omringende lucht, omgezet door warmtepompen (HP). Het is belangrijk dat de temperatuur van het door de installatie gebruikte medium boven nul ligt.

Ontwerp en werkingsprincipe van een warmtepomp

Om een ​​geothermisch systeem te laten functioneren, is elektriciteit nodig om de resulterende warmte over te dragen. Een warmtepomp produceert met een vermogen van 1 kW 2 tot 6 kW warmte.

Het belangrijkste werkingsprincipe van een warmtepomp is het verzamelen van warmte, het omzetten ervan en het verder overbrengen naar het verwarmingscircuit. Dit wordt gerealiseerd dankzij het ontwerp van het apparaat zelf.

De goedkoopste optie is het installeren van een lucht-lucht warmtepomp. Als u het zelf bouwt, heeft u een minimale financiële investering nodig

De HP bestaat uit 3 gesloten circuits die betrokken zijn bij het verkrijgen van warmte voor het verwarmen van een privéwoning:

• extern - ontworpen om warmte uit bronnen te verzamelen. Antivries of zoutoplossing circuleert door het circuit;
• intern - gevuld met koelmiddel, vaak freon;
• verwarmingscircuit gevuld met koelvloeistof.

De freon die het interne circuit vult, wordt verwarmd door de warmte die uit het externe circuit komt. Met een laag kookpunt verandert het in gas in de eerste warmtewisselaar - de verdamper.

Vervolgens komt het de compressor binnen, waar het wordt gecomprimeerd, waardoor er veel warmte vrijkomt en de temperatuur van het gas zelf vele malen stijgt - tot 65 graden.

Vervolgens komt gasvormig freon de volgende warmtewisselaar binnen, een zogenaamde condensor, waar het zijn warmte achterlaat. Freon, die het grootste deel van de hitte heeft afgescheiden, komt onder druk te staan ​​​​naar de ontlastklep. Hier daalt de druk scherp, koelt het koelmiddel af en komt, nadat het een vloeibare toestand heeft aangenomen, weer in de verdamper terecht.

De warmte die de freon in de condensor achterlaat, verwarmt de vloeistof die in het verwarmingssysteem van het huis circuleert. Als dit systeem vloerverwarming omvat, is het mogelijk om tegen minimale kosten de meest efficiënte verwarming te realiseren.

Het is gemakkelijk om de eenvoudigste versie van een warmtepomp met uw eigen handen te maken. Hiervoor zijn vrijwel slechte onderdelen, goedkoop aangeschafte apparatuur en natuurlijk geduld nodig. We presenteren een diagram van een thermisch systeem met warmte-energie-opname in een put begraven in dolomiet.

Het ontwerp van warmtepompen heeft veel gemeen. Traditionele componenten: 1 - compressor; 2 - condensator; 3 - verdamper; 4 - TRV, d.w.z. thermostatische kraan

De verdamper van het in het voorbeeld beschouwde systeem is aangesloten op een put die bodemenergie absorbeert.

De details van het warmtepompontwerp voor een vloerverwarmingssysteem worden gepresenteerd in de fotogalerij:

Haalbaarheid van het gebruik van TN

Warmtepompen - warmtepompen, die warmte aan de omgeving onttrekken, zijn er in verschillende typen. Het hangt allemaal af van het type omgeving dat wordt gebruikt als bron van warmte-inname en het type koelmiddel dat wordt gebruikt.

Dienovereenkomstig worden de volgende soorten TN onderscheiden:

• lucht-lucht;
• water-lucht;
• water water;
• grond water.

De eerste twee typen pompen worden gebruikt in luchtverwarmingssystemen en de tweede twee typen worden gebruikt in systemen met vloeibaar koelmiddel.

De verticale versie van de warmtepomp is het meest efficiënt in het verkrijgen van energie uit de aarde, maar is wel het duurst

Het meest winstgevende vanuit economisch oogpunt zal het gebruik van thermisch materiaal zijn water-naar-water pomp. Deze optie is aan te raden als er in de buurt van het huis een niet-vriesreservoir is waarin leidingen voor warmte-inlaat worden gelegd.

Met de warmtepomp kunt u 30 W warmte uit 1 meter leiding halen.Afhankelijk van de oppervlakte van het particuliere huishouden en de energiebehoeften, moet het juiste aantal leidingen worden aangelegd.

Luchtpompen zullen de traditionele verwarming in regio's met een ruw klimaat niet vervangen. Wat de warmte uit de grond betreft: dit is een zeer duur project. Ze maken gebruik van een horizontaal geothermisch veldapparaat, verticaal en clusterboringen.

Bij de horizontale optie is het noodzakelijk een geothermisch veld aan te leggen tot een diepte groter dan het vriespunt. Dit is ongeveer 1,5-2 m. De oppervlakte van zo'n veld is indrukwekkend - vanaf 200 m².

HP's zijn in staat conventionele brandstoffen in het verwarmingssysteem te vervangen, waardoor een landhuis volledige energieonafhankelijkheid garandeert

Voor de uitvoering van een verticaal en clusterproject zal met behulp van booreilanden tot aanzienlijke diepte moeten worden geboord.

Dit is een zeer dure dienst. Uitrusting van dit type warmtepomp is aan te raden voor cottage-eigenaren die niet nadenken over de kosten van werk. Verwarming, waarbij gebruik wordt gemaakt van warmte uit de ingewanden van de aarde, kan vaste brandstof of gas volledig vervangen.

Geothermische verwarming kan het beste worden gebruikt in combinatie met een op water gebaseerd "warme vloer" -apparaat. Hiermee behaalt u het meest optimale resultaat.

Belangrijke nadelen zijn onder meer de lange lengte van de warmteverzamelingspijpleiding, dure graafwerkzaamheden om het systeem te installeren en de behoefte aan een groot gebied om een ​​geothermisch veld te ontwikkelen.

Type #3 - zonne-energie

De zonne-energie die het armatuur het hele jaar door uitstraalt, kan, zelfs bij strenge vorst, een alternatieve methode worden om een ​​landhuis te verwarmen. Het is belangrijk om te leren hoe u het correct monteert en gebruikt in het verwarmingssysteem.

Om zonne-energie op te vangen en om te zetten, worden zonnepanelen met foto-elektrische omvormers en collectoren, een systeem van buizen gevuld met koelvloeistof, gebruikt.

Zonne-installaties hebben een hoog rendement. Veel voorzichtige eigenaren rusten hun huizen onafhankelijk uit met dergelijke systemen.

Het fundamentele verschil tussen deze omvormers is dat de batterijen stroom opwekken, die gebruikt kan worden voor het elektrisch verwarmen van een landhuis. Collectoren worden gebruikt in water- en luchtverwarmingssystemen. De meest effectieve optie is om een ​​vloerverwarmingssysteem in het pand te installeren.

De mening dat de zon het verwarmen van een huis niet aankan, geldt alleen in het geval van een onjuiste installatie en foutieve berekeningen van de benodigde hoeveelheid energie en warmte. Een optimaal geselecteerde zonne-installatie is heel goed in staat om autonoom te verwarmen.

Een andere vraag is dat hiervoor geld moet worden geïnvesteerd in de aanschaf van apparatuur, de installatie ervan en de integratie in het bestaande verwarmingssysteem.

Een zonnesysteem op basis van fotovoltaïsche omvormers absorbeert zonne-energie en siliciumfotocellen zetten deze onmiddellijk om in gelijkstroom. 1m² De installatie kan 120 W produceren.

Naast panelen die zonnestraling opvangen en omzetten, moet u voor een zonneverwarmingssysteem een ​​laadregelaar en een DC-AC-omzetter installeren en voor de veiligheid zorgen: zekeringen installeren.

Voordat u besluit zonne-installaties te installeren, moet u hun structuur en werkingsprincipe begrijpen.

Het voordeel van de panelen is de mogelijkheid om batterijen aan te sluiten die overtollige energie opslaan die 's nachts kan worden gebruikt. Een belangrijk nadeel bij het gebruik van zonnebatterijen is dat deze het meest effectief zijn in de zuidelijke regio's. In barre klimaten is het economisch niet haalbaar om ze te installeren als voornaamste verwarmingstype.

Zonne-energie-installaties uitgerust met een buizensysteem zijn meer geschikt voor gebieden met koude winters en temperaturen onder het vriespunt.Afhankelijk van de structuur van het paneel en de materialen zijn er vacuümcollectoren, vlakke collectoren en concentrators.

De duurste onder hen zijn die met vacuümbuizen. Maar ze zijn op elk moment van het jaar en bij elk weer het meest effectief, omdat ze een breed spectrum aan zonnestraling kunnen absorberen. Een ander voordeel is dat vacuümpanelen succesvol functioneren bij temperaturen tot -35 °C.

U kunt zelf zonnecollectoren installeren, zonder gebruik te maken van de diensten van organisaties die hierin gespecialiseerd zijn. Voor dit soort werk is een assistent nodig, maar het bespaart het gezinsbudget.

Het werkingsprincipe van de collector is dat deze zonnestraling opvangt, die in vacuümbuizen wordt omgezet in warmte. Vervolgens wordt het overgebracht naar het koelmiddel, dat het naar de warmtewisselaartank levert. Het koelmiddel komt vervolgens in het verwarmingssysteem terecht.

We hebben de beste ontwerpen voor zonneverwarming thuis in meer detail besproken in ons andere artikel.

Type #4 - biologisch schone brandstof

Een van de effectieve en betaalbare manieren om een ​​landhuis te verwarmen is een ketel die werkt op biologisch schone brandstof.

Bij dit type alternatieve verwarming wordt industrieel afval gebruikt: graanschillen, houtsnippers, zaagsel en andere bijproducten van de houtverwerkende industrie.

Er zijn veel ketels die op pellets werken. Het is mogelijk om het brandstoftoevoerproces te automatiseren, zodat alles gebeurt zonder de deelname van de eigenaar

Van verschillende soorten afval worden dichte, compacte kleine korrels gemaakt - pellets, die in ketels worden verbrand. In vergelijking met conventioneel brandhout brandt deze brandstof langer en produceert hij meer warmte.

Van verschillende soorten plantenafval worden ook grote, dichte briketten gemaakt.Met dergelijke gecomprimeerde brandstof kunt u 2-4 keer meer thermische energie verkrijgen. De calorische waarde bedraagt ​​maximaal 5,0 kWh/kg.

Pellets zijn, in tegenstelling tot briketten, aanzienlijk kleiner van formaat. Ze worden gebruikt in een geautomatiseerd verwarmingssysteem. Briketten zijn efficiënter, maar zijn groter van formaat.

Voor een gasboiler kan biogas worden gebruikt. Het is gemakkelijk te verkrijgen via het proces van rottend organisch afval. Om dit te doen, moet je een voldoende grote tank bouwen, er afval in plaatsen en een installatie voorzien om het te mengen.

Onder invloed van lucht en bacteriën zal het proces van bederf en het vrijkomen van gas plaatsvinden. Voor het afvoeren van afvalmateriaal is het noodzakelijk om een ​​pijpleiding aan te leggen. Om gas in speciale tanks te verzamelen, te zuiveren en naar het verwarmingssysteem te verplaatsen, moet u ook geschikte apparaten gebruiken.

Een milieuvriendelijke verwarmingsmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van een alternatieve warmtebron: een waterstofketel.

De werking ervan is gebaseerd op de interactie van waterstofmoleculen met zuurstof, waarbij een enorme hoeveelheid warmte vrijkomt. Dit type verwarming vereist naleving van de bedrijfs- en veiligheidsvoorschriften.

Het werkingsprincipe van een waterstofketel is gebaseerd op de chemische splitsing van water in waterstof en zuurstof, waardoor er veel warmte vrijkomt en geen schadelijke stoffen. Maar u moet de veiligheidsregels volgen

Het grootste nadeel zijn de hoge kosten van fabrieksapparatuur. De uitweg uit deze situatie is om zelf een waterstofverwarmingssysteem uit te rusten.

Voor de werking ervan heb je een constante verbinding nodig met elektriciteits- en waterbronnen, een waterstofbrander, een waterstofgenerator, katalysatoren en de ketel zelf.De warmte die wordt verkregen als gevolg van de chemische reactie komt de warmtewisselaar binnen en gewoon water wordt als afval gebruikt.

Voor meer informatie over biobrandstoffen raden wij u aan onze andere artikelen over dit onderwerp te lezen:

• Doe-het-zelf biogasinstallatie voor een privéwoning: aanbevelingen voor het apparaat en een voorbeeld van het regelen van een zelfgemaakt product
• Hoe biogas uit mest te verkrijgen: technologie en ontwerp van een productie-installatie
• Waterstofverwarmingsketel: apparaat + werkingsprincipe + selectiecriteria
• Hoe u met uw eigen handen een waterstofgenerator voor uw huis kunt maken: praktische tips voor productie en installatie

Hoe geld besparen op de implementatie van “groene energie”?

Na analyse van de financiële component van alternatieve vormen van verwarming, kan men tot een teleurstellende conclusie komen: in de beginfase zullen aanzienlijke bedragen nodig zijn.

Na 3-7 jaar zal, afhankelijk van de gekozen verwarmingsmethode, een aanzienlijke besparing merkbaar zijn dankzij het energie-onafhankelijke systeem.

Het is winstgevend en handig om gecombineerde bronnen van alternatieve verwarming te gebruiken. Om dit te doen, kunt u de meest optimale combinatie voor uw huis kiezen.

U kunt geld besparen door alternatieve warmteopwekkingseenheden te gebruiken en te installeren. Veel thuisvakmensen zijn erg enthousiast over het creëren van hun eigen analogen voor in de fabriek gemaakte alternatieve energieconversie-apparaten.

Het is dus vrij eenvoudig en goedkoop om een ​​zonne-installatie samen te stellen uit een slang, die zal dienen als een extra bron van waterverwarming.

Kleine windmolens worden thuis met succes geassembleerd met behulp van geïmproviseerde materialen.Ook bouwen belezen boeren die op het platteland wonen installaties voor het omzetten van biologisch afval van plantaardige en dierlijke oorsprong in biogas.

Zelfgemaakte windgeneratoren zijn behoorlijk functioneel. Maar om ze in elkaar te zetten, moet u voorlopige berekeningen maken, verbruiksartikelen aanschaffen en uw tijd besteden

In de toekomst wordt het gebruikt voor de behoeften van de boerderij. Afhankelijk van de grootte van de afvalvergistingstank en de oppervlakte van een privéwoning, is het mogelijk om de boerderij volledig van biogas te voorzien om aan alle behoeften te voldoen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video over het combineren van alternatieve bronnen om elektriciteit op te wekken in een klein landhuis:

Een video over het met uw eigen handen maken van een windgenerator zal u helpen de principes van het apparaat gemakkelijk te begrijpen:

Een korte video over het gebruik van een warmtepomp:

Videofragment over het verkrijgen van biogas:

Het is heel goed mogelijk om traditionele verwarmingsbronnen achterwege te laten. Om dit te doen, moet u zorgvuldig een alternatief selecteren of er meerdere combineren, op basis van de kenmerken van het gebied, de oppervlakte van uw landhuis en de omgeving.

De energie van de zon, de aarde, windenergie en het recyclen van huishoudelijk afval van plantaardige en dierlijke oorsprong zijn heel goed in staat een waardige vervanging te worden voor gas, steenkool, brandhout en betaalde elektriciteit.

Maakt u voor thuisgebruik gebruik van een van de alternatieve energiebronnen? Deel hoeveel het u heeft gekost om de installatie te monteren en hoe snel deze zichzelf heeft terugverdiend.

Of misschien heeft iemand die u kent zijn landhuis uitgerust met duurzame bronnen? Een zonnepaneelsysteem of een warmtepomp gebruiken als onafhankelijke bron van warmte, warm water en elektriciteit?

Vertel ons over deze ervaring in de reacties onder het artikel - een duidelijk voorbeeld zal nuttig zijn voor huiseigenaren die nog steeds twijfelen aan de realiteit van alternatieve energie.