الطاقة البديلة للمنزل: مراجعة لمصادر الطاقة غير القياسية
تجذب "الطاقة الخضراء" ببساطة من منظور الفضاء. يمكن الحصول على طاقة لا تنضب من البيئة مجانًا لخدمة الاتصالات المستقلة. علاوة على ذلك ، يتم استعادة مواردها يوميًا دون تدخل بشري.
ومع ذلك ، من أجل استخدام هدايا الطبيعة هذه بشكل صحيح ، تحتاج إلى معرفة كيفية عملها ومكان استخدامها. هل توافق على ذلك؟
سوف تتعلم كل شيء عن كيفية استخدام الطاقة البديلة للمنزل من مقالتنا. بعد التعرف على المعلومات المقدمة من قبلنا ، يمكنك اختيار الخيار الأنسب لتوليد الحرارة أو الكهرباء.
لقد وصفنا بالتفصيل النباتات التي تعالج طاقة الشمس / الرياح / الماء / الأرض. حدد بإيجاز وببساطة مبدأ عملهم. ستساعد المعلومات المقترحة على مقارنة طرق ومصادر إنتاج الطاقة.
محتوى المقالة:
أنواع مصادر الطاقة البديلة
إن الحصول على نماذج صناعية للأجهزة الحديثة لاستخراج الحرارة أو الطاقة الكهربائية من البيئة ليس بالأمر الصعب.
تشمل الخيارات الأكثر شيوعًا لمثل هذه المعدات ما يلي:
- الألواح الشمسية ؛
- مجمعات الطاقة الشمسية
- مولدات الرياح
- مضخات حرارية
- مولدات الغاز الحيوي.
العلم لا يقف ساكناً ، هناك المزيد والمزيد من النماذج الجديدة من الأجهزة للطاقة البديلة. من المهم ليس فقط تحديد الخيار المناسب ، ولكن أيضًا لتثبيته بشكل صحيح. في كثير من الأحيان لا يمكن إدارة وحدة واحدة فقط. يمكنك الجمع بين استخدام الموارد المختلفة.
على سبيل المثال ، تنتج البطارية الشمسية المزيد من الكهرباء في فصل الصيف ، ومولدات طاقة الرياح في فصل الشتاء. يتيح لك الجمع بين هذين الجهازين توفير ما يكفي من الكهرباء المستقلة طوال العام. وبالمثل ، يمكن أيضًا دمج الأجهزة الأخرى.
رقم 1: استخدام الألواح الشمسية
أصبحت هذه العناصر أكثر شعبية وتنوعًا. يتم بيعها في شكل مجموعات جاهزة ، وفي شكل خلايا ضوئية فردية. هواة ، الذين يفضلون القيام بكل شيء بأيديهم ، يعملون طواعية مع الأخير - هذه مهمة بسيطة نسبيًا.
إلى اصنع بطارية شمسية مع المعلمات الفردية ، تحتاج إلى شراء الكمية المناسبة من الخلايا الكهروضوئية النهائية ولحامها في دائرة مشتركة.
تتميز الخلايا الضوئية أحادية البلورية ومتعددة البلورات. فالأول أكثر إنتاجية ومتانة ، لكنها فعالة فقط إذا تم الحصول على تدفق طاقة مستقر. تتمتع الكريستالات بكفاءة أقل وعمر أقصر ، ولكنها يمكن أن تعمل بكفاءة عالية حتى في ظروف السحب العالية.
توضع الخلايا الضوئية تحت طبقة من مادة شفافة متينة بحيث يمكنها امتصاص الطاقة مع البقاء في الموضع الصحيح. تبدو العلبة ذات السطح الخارجي الشفاف كإطار معدني. يتم استخدامه لربط الألواح.
في بعض الأحيان ، بدلاً من صندوق معدني ، يتم استخدام هيكل خشبي. هذا خيار أقل متانة ، ولكنه مقبول تمامًا.
التصميم مع الألواح الشمسية مرهق إلى حد ما ، لذلك في معظم الأحيان يتم وضعه مباشرة على سطح المنزل. يتم تثبيت العلبة على حامل بحيث يمكن تدوير اللوحة ذات الخلايا الضوئية ، وهذا سيسمح لك بمراقبة حركة الشمس والتقاط المزيد من الأشعة فوق البنفسجية حسب الوقت من العام.
عند حدوث هطول أمطار غزيرة ، يتم تشغيل اللوحة بشكل عمودي لمنع التلف وتقليل التلوث المحتمل. تركيب الألواح هو فقط المرحلة الأولى من تنفيذ مثل هذا النظام.
من أجل تشغيلها الكامل ، ستحتاج إلى توصيل الخلايا الشمسية من خلال الشاحن بنظام العاكس الشمسي.
لتراكم النظام الكهربائي الناتج ، ستحتاج بطاريات للألواح الشمسيةعلى سبيل المثال ضوء الشمس PzS. يمكن تثبيت هذه العناصر تحت الأرض ، على عمق كبير إلى حد ما - يصل إلى ثلاثة أمتار.
الاختيار الصحيح العاكس الشمسي وجهاز التحكم بالبطارية - نقطة مهمة في ضمان أقصى قدر من الكفاءة للنظام بأكمله. كلما تم اختيار جميع المكونات بشكل أفضل ، كلما تم إجراء الحسابات الخاصة بشكل أفضل ، كلما قل فقدان الطاقة الكهربائية.
نوع مثير للاهتمام من الألواح الشمسية خيار فيلم مرن، يتم إيداع طبقة العمل الخاصة بهم على فيلم بوليمر. يتم تثبيتها على النوافذ الزجاجية للمباني الشاهقة ، بالطبع ، على الجانب المشمس.
إن كفاءة هذه العناصر أقل بقليل من تلك الموجودة في الإصدار التقليدي - فقط 7٪. لكن الراحة في استخدامها وتوفير المساحة تعوض عن هذا العيب.
جهاز يسمى بيتاري. هذه كرة زجاجية كبيرة إلى حد ما ، مثل العدسة ، تجمع أشعة الشمس وتوجهها إلى اللوحة باستخدام خلايا ضوئية. الوحدة قادرة على الدوران في الوضع التلقائي للحصول على أكبر قدر من أشعة الشمس.
ونتيجة لذلك ، يمكنك القيام بذلك باستخدام عدد أقل من الخلايا الضوئية وجعل تدفق أشعة الشمس أكثر استقرارًا. Betaray قادر على امتصاص ضوء القمر وضوء النجوم في الليل. هذا لا يكفي ، ولكن يكفي لتوفير إضاءة الشوارع الكاملة. بشكل عام ، يتمتع هذا الجهاز بكفاءة مذهلة للألواح الشمسية - 35 ٪.
يتم عرض نصائح مفيدة حول اختيار وتركيب وتشغيل الألواح الشمسية هنا:
# 2: تطبيق مجمعات الطاقة الشمسية
هذا هو اختلاف أكثر حداثة وإنتاجية للاستحمام الصيفي.حتى في أكثر الأكواخ تواضعًا يوجد برميل من الماء يتم تسخينه خلال النهار إلى مستوى لائق جدًا.
إذا ركبت على السطح نظامًا من الأنابيب الضيقة التي يتم من خلالها تدوير المياه ، يمكنك الحصول على كمية كبيرة من الحرارة ، وتزويد المنزل بالكامل بالماء الساخن وحتى التدفئة اللائقة.
يعتمد تشغيل مصدر الطاقة البديل هذا على قدرة الماء والهواء على الدوران عند تسخينه. يتم تركيب خزان المبادل الحراري على مستوى أعلى من أنابيب التجميع. يرتفع الماء الساخن ويدخل إلى الجزء العلوي من ملف المبادل الحراري.
يبرد الناقل الحراري لمجمع الطاقة الشمسية ليبرد عند ملامسته لمياه الصنبور ويتحرك مرة أخرى إلى الأنابيب التي تسخنها الشمس.
الدوران الطبيعي لمياه التدفئة والتبريد يلغي الحاجة لمضخات خاصة أو معدات كهربائية أخرى.
يمكنك إنشاء أبسط نسخة من هذا النظام من المواد المتاحة: أنابيب بأقطار مختلفة ، صفائح معدنية لدور القاعدة. يمكن صنع الحامل ، الذي يتم إرفاق القاعدة به ، من زاوية أو عناصر معدنية أخرى.
عادة ما يتم طلاء الجزء الخارجي من النظام باللون الأسود لزيادة قدرته على امتصاص الحرارة. تم تثبيت القاعدة مع الأنابيب بحيث يمكن تغيير زاوية ميلها.
يبقى لترتيب المبادل الحراري للخزان ، ووضع ملف فيه وربط عناصر النظام مع بعضها البعض وإمدادات المياه و / أو نظام التدفئة.
تم وصف تقنية مفصلة لتصنيع مجمعات شمسية للتدفئة في هذه المقالة.
بالطبع ، جامعات الطاقة الشمسية الصناعية الحديثة أكثر تعقيدًا وتعمل بكفاءة أكبر. في بعض الأجهزة ، يتم استخدام الفريون كمبرد ، مما يسمح بالحصول على الطاقة الحرارية حتى أثناء الطقس البارد.
يمكن تجهيز الوحدات الصناعية بأنابيب مفرغة ، ووحدة مزودة بخلايا ضوئية ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة ، ونظام تحكم أوتوماتيكي ، إلخ. يمكن أن تكون تكلفة مثل هذا المجمع مثيرة للإعجاب للغاية.
# 3: استغلال طاقة الرياح
مولدات الرياح - أجهزة معروفة منذ فترة طويلة وتحظى بشعبية كبيرة بين محبي الطاقة النظيفة. هذا جهاز ضخم نوعًا ما ، خاصة إذا كانت شفرات الطاحونة تدور في مستوى أفقي. لذلك ، فإن الإصدارات ذات الشفرات المرتبة عموديًا أكثر شيوعًا.
يتم وضع الطاحونة على رف عالٍ وقوي. تنتقل حركة الشفرات إلى المولد ، وتتراكم الطاقة المستقبلة في البطارية. ثم يتم نقل الكهرباء إلى النظام الكهربائي الداخلي للمنزل أو استخدامها بطرق أخرى.
طاحونة هوائية منزلية قادرة على تغطية احتياجات الكهرباء لمنزل صيفي صغير:
الصناعية نماذج لمولدات الرياح الحديثة عادة ما تكون مجهزة بلوحة تحكم إلكترونية مريحة.
يتم إنشاء الأجهزة محلية الصنع وفقًا لمخططات ورسومات بسيطة إلى حد ما. على الإنترنت ، يمكنك العثور على العديد من الخيارات من نوع ونوع مختلفين تمامًا. تحتاج إلى اختيار مكان مناسب لوضع مثل هذا الهيكل ، حيث تهب الرياح القوية ، ولن تزعج الوحدة أي شخص. كلما تم تثبيت الشفرات ، كان ذلك أفضل.
شركة منذ وقت ليس ببعيد Upprise قدم تطورًا أصليًا - توربين رياح مركب على منصة متنقلة. إذا رغبت في ذلك ، يمكن تجميع الجهاز ، مما يمنحه حجمًا صغيرًا ، ثم يتم نقله باستخدام سيارات الدفع الرباعي التقليدية وتثبيته في مكان آخر.
قوة التوربينات الريحية المتنقلة Uprise هي 50 كيلو واط. وفقًا للخبراء في مجال الطاقة البديلة ، هذا يكفي تمامًا لتوفير الكهرباء لأكبر منزل خاص ، وحتى لتقاسم فائض الكهرباء مع الجيران.
نسخة أصلية أكثر من تحويل طاقة الرياح إلى كيلووات - طائرة مكاني باور.
هذا هو الاختلاف العلمي للغاية للطائرة الورقية التي يتم تركيب توربينات الرياح الصغيرة عليها. الفكرة هي توصيل المولد إلى الغلاف الجوي العلوي ، حيث تكون سرعة الهواء أعلى بكثير من سرعة الأرض. تتدفق الطاقة إلى أسفل الكابل ، والتي تعمل أيضًا كحبل يحمل "طائرة ورقية".
مراجعة مثيرة للاهتمام لإصلاح مولد الرياح سف -600-5 (الصين) تتيح لك الحصول على فكرة عن المشاكل المحتملة مع معدات الدرجة الاقتصادية:
يتم وصف أفكار مثيرة للاهتمام لصنع طاحونة هوائية في المقالة - كيف تصنع مولد الرياح بيديك: الجهاز ، مبدأ التشغيل + الأفضل محلي الصنع
# 4: التدفئة القائمة على مضخة الحرارة
لقد احتلت هذه الأجهزة منذ فترة طويلة مكانة مرموقة في عائلة الأجهزة لإنتاج الطاقة النظيفة. تعمل المضخة الحرارية بنفس الطريقة التي تعمل بها الثلاجة أو تكييف الهواء ، ولكن العكس صحيح.
يستخدمون أجهزة من هذا النوع ، بشكل رئيسي لتدفئة المنزل ، وكذلك لتسخين المياه. على الرغم من وجود نماذج في الصيف تتعامل بنجاح مع واجبات مكيف الهواء.
كمصدر للحرارة ، تستخدم هذه الأنظمة طاقة الهواء وحرارة التربة والمياه. الطاقة منتشرة في كل مكان ، ولكن لديها إمكانات منخفضة في هذه الموارد. تجمع الدائرة الخارجية للمضخة الحرارية هذه الفتات المتناثرة من الطاقة الحرارية وتنقلها إلى النظام.
لتحويل الطاقة إلى حالة ذات قدرة عالية ، يتم استخدام غاز التبريد ، الفريون عادة. يمتص الطاقة المستقبلة ، يسخن ويدخل الضاغط. هنا يتم ضغط المبرد ومن خلال المبخر يدخل المبادل الحراري لدائرة التسخين الداخلية.
يمتص المبرد الطاقة الحرارية المركزة ، ويمر الفريون عبر المبخر ويعود مرة أخرى إلى حالة سائلة. الآن يتلقى طاقة منخفضة الجهد ، يسخن ، إلخ.
اعتمادًا على مصدر الطاقة الحرارية ، وكذلك على نوع ناقل الحرارة ، يتم اختيار نوع المضخة الحرارية: "المياه الجوفية" ، الماء إلى الماء, الهواء إلى الماء, جو - جو الخ. بمساعدة مثل هذا الجهاز ، من الممكن تحقيق ليس فقط تسخين المياه التقليدي ، ولكن أيضًا تسخين الهواء.
نجح العديد من الحرفيين في إتقان التصنيع المستقل لهذه الوحدة ، ويتم وصف الخيارات المثيرة للاهتمام في المقالات التالية:
- كيفية صنع مضخة حرارية بيديك من الثلاجة القديمة: الرسومات والتعليمات ونصائح التجميع
- مضخة حرارة حرارية DIY لتدفئة المنزل: الجهاز ، التصميم ، التجميع الذاتي
ليس من السهل استخراج الحرارة من الأرض ، حيث ستكون هناك حاجة لقطعة أرض واسعة وأعمال واسعة النطاق. يتم وضع أنابيب الدائرة الخارجية في خنادق ومغطاة بالأرض. من الواضح أن استخدام هذا الموقع سيكون محدودًا في المستقبل.
ولكن بهذه الطريقة ، من الممكن ضمان درجة حرارة مستقرة لمبرد في الدائرة الخارجية ، وهذا شرط مهم للتشغيل الناجح لمضخة الحرارة. إنها مريحة للغاية إذا كان هناك بركة بالقرب من المنزل ، يمكن أن تغمر الدائرة الخارجية في الماء دون أي مشاكل. كبديل عن البركة ، يتم استخدام بئر ماء.
لجمع الحرارة من الهواء ، لا يتم استخدام الأنابيب التي تحتوي على سائل تبريد ، ولكن المراوح القوية التي تضخ الهواء إلى المبادل الحراري.درجة الحرارة الخارجية بعيدة عن كونها ثابتة كما هو الحال مع الماء أو الأرض ، ولكن من الأسهل بكثير اختيار مكان للوحدة وتثبيته.
لسوء الحظ ، هذه الأجهزة غير فعالة في المناطق الشمالية ، حيث لا يمكن التسخين حتى عند -20 درجة خارج درجة الحرارة. يتم حل المشكلة عن طريق الجمع بين نظامين مختلفين للتدفئة.
رقم 4: الغاز الحيوي في الاتصالات
النفايات هي مورد آخر مثير للاهتمام لتوليد الطاقة الحرارية. عند معالجة النفايات باستخدام البكتيريا اللاهوائية ، يتم إطلاق مواد مثل الميثان وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون وبعض الشوائب.
يسمى خليط الغاز هذا الغاز الحيوي ، ويمكن اعتباره أيضًا مصدرًا حديثًا للطاقة البديلة.
بالطبع ، لا يتم الحصول على هذه المادة القابلة للاشتعال من محتويات المجاري. للقيام بذلك ، استخدم النفايات العضوية من أصل حيواني أو نباتي. يتم وضعها في حاوية خاصة ودائمة للغاية وضيقة دائمًا. يتم تحميل الثقافات البكتيرية هناك.
يتم تثبيت برغي داخل الجهاز لخلط الكتلة البيولوجية. سيؤدي ذلك إلى زيادة معدل التفاعل وجعل المولد أكثر كفاءة.
يتم تخفيف الكتلة المخصصة للمعالجة بالماء ، والتي يجب تسخينها إلى حوالي 40 درجة مئوية. في الصيف ، يجب إضافة المزيد من الماء ، ولكن في فصل الشتاء ، يمكن أن تكون رطوبة الكتلة الحيوية حوالي 90 ٪.
من أجل الحفاظ على درجة الحرارة المريحة لحياة الكائنات الحية الدقيقة ، يتم تغطية قدرة المولد الحيوي بمواد عازلة. يتم تحميل جميع مواد البدء من خلال الرقبة ، والتي يتم إغلاقها بإحكام. يتراكم الغاز الحيوي في الجزء العلوي من الجهاز ويتم تصريفه من خلال أنبوب خاص.
يتم تفريغ النفايات المعاد تدويرها من خلال أنبوب منفصل ، وهي سماد قيم ، يمكن العثور على تطبيقه على الموقع. السلامة هي نقطة مهمة في الإنشاء المستقل لمولد حيوي. نظرًا لأن الغاز يتراكم باستمرار في الخزان ، فإن الضغط يزداد باستمرار هناك.
تم وصف عملية الإنشاء الذاتي لمولد حيوي من برميل معدني في هذا الفيديو:
إذا لم يتم التحكم في هذه العملية ، فقد ينفجر الجهاز ببساطة. يعتبر وضع المولد الحيوي تحت الأرض أكثر أمانًا من وضعها على السطح. من الضروري ضمان اختيار مستمر للغاز المنتج من الخزان من أجل تطبيع الضغط.
يجب أيضًا التعامل مع خليط الغاز بعناية.هذه المادة القابلة للاشتعال لها رائحة نفاذة وغير سارة ؛ استنشاقها يمكن أن يكون خطرا على صحة الإنسان.
بالإضافة إلى مصادر الطاقة المجانية الموضحة أعلاه ، هناك أيضًا حلول هندسية مثيرة للاهتمام لها الكثير من الآفاق العملية:
الغرض واستخدام مولد الحرارة
الأجهزة من هذا النوع معروفة منذ منتصف القرن الماضي. تسمح لك بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية. تم تصميم النسخة الحديثة من المولدات الحرارية الصناعية للتركيب على غلايات الغاز أو مواقد حرق الأخشاب طويلة السعة بسعة 200 واط على الأقل.
أحد أكثر الخيارات شهرة وشعبية لمولد حراري في الحياة اليومية يعمل جنبًا إلى جنب مع مصباح الكيروسين:
يسمح لك هذا الجهاز بتلقي حوالي 150 كيلو واط / ساعة من الكهرباء شهريًا في فصل الشتاء ، عندما تعمل أجهزة التدفئة بشكل مستمر.
يمكنك اعتباره كخيار إضافي مع الألواح الشمسية أو كوسيلة للتعويض عن انقطاع التيار الكهربائي المتكرر.
هناك أيضًا نماذج مشي لمولدات الحرارة التي يمكنها معالجة الطاقة الحرارية لنيران المخيم العادية. يمكن استخدامها أثناء البناء حيث لا توجد كهرباء كبديل لمولد يعمل بالوقود المسال.
استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع
سيعرض الفيديو الخيارات الأكثر شيوعًا للتثبيتات التي تعمل بمصادر طاقة بديلة:
العيب الوحيد الوحيد في الطرق البديلة لتوليد الطاقة هو التكلفة العالية للمعدات والتركيب. تطورات التكنولوجيا العالية فعالة ومريحة ومكلفة. ومع ذلك ، فإن الاستثمار سيؤتي ثماره مع مرور الوقت. ولعشاق الترقيع ، هناك دائمًا خيارات للإنتاج الذاتي.
أخبرنا عن رأيك في استخدام الطاقة البديلة للمنزل؟ شارك آرائك وشارك في المناقشات وطرح الأسئلة. يمكنك ترك التعليقات في النموذج أدناه.
افعل بنفسك الطاقة البديلة لمنزلك: مراجعة لأفضل التقنيات البيئية 
الطاقة الشمسية كمصدر بديل للطاقة: أنواع وخصائص الأنظمة الشمسية 
مصدر طاقة مستقل لمنزل خاص: نظرة عامة على أفضل الحلول المحلية 
مصادر بديلة للتدفئة لمنزل ريفي: نظرة عامة مقارنة للأنظمة البيئية 
التدفئة الشمسية لمنزل خاص: خيارات ومخططات الجهاز 
بناء المنزل البيئي DIY: المبادئ والخطط التكنولوجية 
كم يكلف توصيل الغاز بمنزل خاص: سعر تنظيم إمدادات الغاز 
أفضل الغسالات ذات المجفف: تصنيف الطراز ونصائح العملاء 
ما هي درجة حرارة لون الضوء والفروق الدقيقة في اختيار درجة حرارة المصابيح لتناسب احتياجاتك 
استبدال السخان في شقة: استبدال الأوراق + الأعراف والمتطلبات الأساسية 
في الآونة الأخيرة ، بدا أن الموارد التقليدية غير مكلفة ، وسوف تستمر لفترة طويلة. لكن الارتفاع المستمر في الأسعار حفز تطوير مصادر الطاقة البديلة ، والآن مع الألواح الشمسية في الموقع أو على سطح المنزل لن تفاجئ أحداً. الآن لا يمكن إيقاف هذه العملية ، وإلى جانب المدخرات المعتادة ، تساعد الطاقة البديلة على تحسين الوضع البيئي على الكوكب.
لقد استخدمت هدايا الطبيعة لفترة طويلة. إن وجود لوحة شمسية في المرآب اليوم لن يفاجئ أي شخص. في الشكل النهائي ، اشتريتها أكثر من مرة ، لكنني لم أحاول أبدًا صنعها. فكرة جيدة ، خاصة بناء على المعلومات ، ليس من الصعب تنفيذها. لقد خططت منذ فترة طويلة لربطه بسقف المنزل. جرب ما يخرج منها. مع ذلك ، أنا مع الحفاظ على بيئة طبيعية.