Направете си алтернативна енергия за вашия дом: преглед на най-добрите еко-технологии

Резервите от изкопаеми горива не са неограничени, а цените на енергията непрекъснато растат. Съгласете се, би било хубаво да използвате алтернативни източници на енергия вместо традиционните, за да не зависите от доставчиците на газ и електроенергия във вашия регион. Но не знаете откъде да започнете?

Ще ви помогнем да се справите с основните източници на възобновяема енергия - в този материал разгледахме най-добрите еко-технологии. Алтернативната енергия е в състояние да замести конвенционалните източници на енергия: със собствените си ръце можете да организирате много ефективна инсталация за нейното производство.

В нашата статия са разгледани прости методи за сглобяване на термопомпа, ветрогенератор и слънчеви панели, избрани са фотоилюстрации на отделни етапи от процеса. За по-голяма яснота материалът е оборудван с видеоклипове за производството на екологично чисти инсталации.

Популярни възобновяеми източници на енергия

„Зелени технологии“ ще намали значително разходите за домакинствата чрез използването на почти безплатни източници.

От древни времена хората са използвали механизми и устройства в ежедневието, чието действие е било насочено към превръщането на силите на природата в механична енергия. Ярък пример за това са водни мелници и вятърни мелници.

С появата на електричество наличието на генератор позволи механичната енергия да се преобразува в електрическа.

Водна мелница е предшественикът на машинната помпа, което не изисква присъствието на човек за извършване на работа. Колелото спонтанно се върти под налягането на водата и изтегля водата независимо

Днес значително количество енергия се генерира именно от вятърни комплекси и водноелектрически централи.Освен вятъра и водата, хората имат достъп до източници като биогорива, енергията на земните недра, слънчевата светлина, енергията на гейзерите и вулканите, силата на приливите и отливите.

В ежедневието следните устройства се използват широко за възобновяема енергия:

• Слънчеви панели.
• Топлинни помпи.
• Вятърни генератори за дома.

Високата цена както на самите устройства, така и на инсталационната работа спира много хора по пътя към получаване на привидно безплатна енергия.

Изплащането може да достигне 15-20 години, но това не е причина да се лишавате от икономически перспективи. Всички тези устройства могат да бъдат произведени и инсталирани независимо.

Когато избирате алтернативен източник на енергия, трябва да се съсредоточите върху неговата наличност, тогава максималната мощност ще бъде постигната с минимални инвестиции

Ръчно изработени соларни панели

Готовият слънчев панел струва много пари, така че не всеки може да си позволи да го купи и инсталира. При независимото производство на панела разходите могат да бъдат намалени 3-4 пъти.

Преди да започнете да проектирате слънчев панел, трябва да разберете как работи всичко.

Принципът на работа на слънчевата енергийна система

Разбирането на целта на всеки един от елементите на системата ще ни позволи да представим работата му като цяло.

Основните компоненти на всяка слънчева енергийна система:

• Соларен панел. Това е комплекс от елементи, свързани в една единица, която преобразува слънчевата светлина в електронен поток.
• Батерии. един батерия батериидълго време не е достатъчно, така че системата може да брои до десетина такива устройства. Броят на батериите се определя от консумацията на енергия. Броят на батериите може да бъде увеличен в бъдеще чрез добавяне на необходимия брой слънчеви панели към системата;
• Контролер на слънчевата такса Това устройство е необходимо за осигуряване на нормално зареждане на батерията. Основната му цел е да предотврати презареждането на батерията.
• инвертор, Устройството, необходимо за преобразуване на ток. Батериите произвеждат ток с ниско напрежение, а инверторът го преобразува в тока, необходим за функцията на високо напрежение - изходна мощност. За къщата ще бъде достатъчен инвертор с мощност 3-5 кВт.

Основната характеристика на слънчевите панели е, че те не могат да генерират ток с високо напрежение. Отделен елемент от системата е в състояние да генерира токово напрежение 0,5-0,55 V. Една слънчева батерия е в състояние да генерира токово напрежение 18-21 V, което е достатъчно за зареждане на 12-волтова батерия.

Ако инверторът, акумулаторните батерии и контролерът за зареждане са най-добре закупени готови, тогава е напълно възможно да направите сами слънчеви батерии.

Висококачественият контролер и правилната връзка ще ви помогнат да поддържате работата на батерията и автономността на цялата слънчева станция колкото е възможно по-дълго

Изработка на слънчеви панели

За производството на батерии е необходимо да се закупуват слънчеви клетки на единични или поликристали.Трябва да се отбележи, че експлоатационният живот на поликристалите е много по-кратък от този на монокристалите.

В допълнение, ефективността на поликристалите не надвишава 12%, докато този показател за монокристалите достига 25%. За да направите един слънчев панел, трябва да закупите поне 36 от тези елементи.

Слънчевата батерия е сглобена от модули. Всеки жилищен модул включва 30, 36 или 72 бр. елементи, свързани последователно с източник на енергия с максимално напрежение около 50 V

Стъпка # 1 - Сглобяване на корпуса на слънчевия панел

Работата започва с производството на корпуса, за това ще са необходими следните материали:

• Дървени блокове
• шперплат
• плексиглас
• Фазер

Необходимо е да изрежете дъното на кутията от шперплат и да го вмъкнете в рамката от пръти с дебелина 25 мм. Размерът на дъното се определя от броя на слънчевите клетки и техния размер.

По целия периметър на рамката в барове със стъпка 0,15-0,2 м е необходимо да се пробият дупки с диаметър 8-10 мм. Те са необходими за предотвратяване на прегряване на клетките на батерията по време на работа.

Правилно направените отвори на стъпки от 0,15-0,20 м ще предпазят елементите на слънчевия панел от прегряване и ще гарантират стабилна работа на системата

Стъпка # 2 - свързване на елементите на слънчевия панел

Според размера на калъфа е необходимо да се използва чиновнически нож, за да се изреже субстратът за слънчеви клетки от ПДЧ. С неговото устройство е необходимо също така да се предвиди наличието на вентилационни отвори, подредени на всеки 5 см, по квадратно вложен начин. Готовият калъф трябва да бъде боядисан и изсушен два пъти.

Слънчевите клетки трябва да се поставят с главата надолу върху субстрата от фибропласт и да бъдат запоени. Ако готовите продукти вече не бяха оборудвани с запоени проводници, тогава работата е значително опростена. Процесът на разтваряне обаче все още не е завършен.

Трябва да се помни, че връзката на елементите трябва да е последователна. Първоначално елементите трябва да бъдат свързани в редове и едва след това готовите редове трябва да се комбинират в комплекс чрез свързване към живи шини.

След завършване елементите трябва да бъдат обърнати, поставени както трябва и фиксирани на място със силикон.

Всеки от елементите трябва да бъде здраво закрепен към основата с помощта на лепяща лента или силикон, в бъдеще това ще избегне нежелани повреди

След това трябва да проверите стойността на изходното напрежение. Приблизително трябва да е в рамките на 18-20 V. Сега батерията трябва да работи няколко дни, проверете способността за зареждане на батерията. Едва след мониторинг на работата, ставите са запечатани.

Стъпка # 3 - сглобяване на системата за захранване

Убедени в безупречната функционалност, е възможно да се извърши монтаж на захранващата система. Входните и изходните контактни проводници трябва да бъдат изведени за последващо свързване на устройството.

Капакът трябва да бъде изрязан от плексиглас и фиксиран с винтове към страните на тялото чрез предварително пробити отвори.

Вместо соларни клетки може да се използва диодна верига с диоди D223B, за да се направи батерия. Панел от 36 серии свързани диоди е в състояние да подава напрежение 12 V.

Първо диодите трябва да се накиснат в ацетон, за да се отстрани боята. В пластмасов панел пробийте дупки, поставете диоди и ги прокарайте. Готовият панел трябва да бъде поставен в прозрачен корпус и запечатан.

Правилно ориентираните и монтирани соларни панели осигуряват максимална ефективност при получаване на слънчева енергия, както и лекота и лекота на поддръжка на системата

Основни правила за инсталиране на слънчев панел

Ефективността на цялата система зависи от правилната инсталация на слънчевата батерия.

Когато инсталирате, трябва да имате предвид следните важни параметри:

1. Засенчване. Ако батерията е в сянката на дървета или по-високи структури, тогава тя не само няма да работи нормално, но и може да се провали.
2. Ориентация. За максимална слънчева светлина върху фотоклетките батерията трябва да бъде насочена към слънцето. Ако живеете в северното полукълбо, тогава панелът трябва да е ориентиран на юг, ако в южното, тогава обратно.
3. Наклонът. Този параметър се определя от географското местоположение. Специалистите препоръчват да инсталирате панела под ъгъл, равен на географска ширина.
4. Наличие. Необходимо е постоянно да следите чистотата на предната страна и навреме, за да премахнете слой прах и мръсотия. А през зимата панелът трябва периодично да се почиства от залепващ сняг.

Препоръчително е по време на работа на слънчевия панел ъгълът на наклон да не е постоянен. Устройството ще работи максимално само в случай на пряка слънчева светлина, насочена директно към капака му.

През лятото е по-добре да го поставите под наклон от 30º до хоризонта. През зимата се препоръчва да се вдигне и монтира на 70º.

Редица индустриални опции за слънчеви панели включват проследяващи устройства за движението на слънцето. За домашна употреба можете да помислите и да предоставите стойки, които ви позволяват да променяте ъгъла на панела

Топлинни помпи за отопление

Топлинните помпи са едно от най-модерните технологични решения при получаването алтернативна енергия за вашия дом. Те са не само най-удобните, но и екологични.

Работата им значително ще намали разходите, свързани с плащането за охлаждане и отопление на помещенията.

Класификация на термопомпата

Класифицирам термопомпите по броя на веригите, източника на енергия и метода на неговото производство.

В зависимост от крайните нужди термопомпите могат да бъдат:

• Една, две или три верига;
• Единичен или двоен кондензатор;
• С възможност за отопление или с възможност за отопление и охлаждане.

Според вида на енергийния източник и метода на неговото производство се разграничават следните термопомпи:

• Почвата е вода. Използват се в зона с умерен климат с равномерно нагряване на земята, независимо от времето на годината. За инсталиране използвайте колектор или сонда, в зависимост от вида на почвата. За пробиване на плитки кладенци не се изисква разрешително.
• Въздух - вода. Топлината се натрупва от въздуха и се изпраща за загряване на водата. Монтажът ще бъде подходящ в климатични зони със зимна температура най-малко -15 градуса.
• Вода - вода. Монтажът се дължи на наличието на водни тела (езера, реки, подземни води, кладенци, резервоари за утаяване). Ефективността на такава термопомпа е много впечатляваща, поради високата температура на източника в студения сезон.
• Водата е въздух. В този пакет същите водни тела действат като източник на топлина, но в същото време топлината се прехвърля директно през компресора директно към въздуха, използван за отопление на помещенията. В този случай водата не действа като охлаждаща течност.
• Почвата е въздушна. В тази система проводникът на топлината е почвата. Топлината от почвата чрез компресора се прехвърля във въздуха.Незамръзващите течности се използват като носител на енергия. Тази система се счита за най-универсалната.
• Въздух - въздух. Работата на тази система е подобна на работата на климатик, който може да отоплява и охлажда помещение. Тази система е най-евтината, тъй като не изисква разкопки и тръбопроводи.

Когато избирате вида на източника на топлина, трябва да се съсредоточите върху геологията на обекта и възможността за безпрепятствено изкопване, както и наличието на свободно пространство.

При недостиг на свободно пространство ще трябва да изоставите източници на топлина като земя и вода и да вземете топлина от въздуха.

Ефективността на системата и разходите за нейното подреждане до голяма степен зависят от правилния избор на типа термопомпа

Принципът на работа на термопомпата

Принципът на работа на термопомпите се основава на използването на цикъла на Carnot, който в резултат на рязкото компресиране на охлаждащата течност осигурява повишаване на температурата.

По същия принцип, но с обратен ефект, работят повечето устройства за контрол на климата с компресорни единици (хладилник, фризер, климатик).

Основният работен цикъл, който се реализира в камерите на тези агрегати, предполага обратния ефект - в резултат на рязко разширяване, хладилният агент се свива.

Ето защо един от най-достъпните методи за производство на термопомпа се основава на използването на отделни функционални единици, използвани в климатичното оборудване.

Така че, за производството на термопомпа може да се използва домакински хладилник. Неговият изпарител и кондензатор ще играят ролята на топлообменници, които отнемат топлина от средата и я насочват директно към загряване на охлаждащата течност, която циркулира в отоплителната система.

Нискокачествената топлина от почвата, въздуха или водата заедно с охлаждащата течност навлиза в изпарителя, където се превръща в газ и след това се компресира допълнително от компресора, в резултат на което температурата става още по-висока

Сглобяване на термопомпа от импровизирани материали

Използвайки стари домакински уреди, или по-скоро отделните му компоненти, можете самостоятелно да сглобите термопомпа. Как може да се направи това, ще разгледаме допълнително.

Стъпка # 1 - подготовка на компресора и кондензатора

Работата започва с подготовката на компресорната част на помпата, функциите на която ще бъдат възложени на съответния блок на климатика или хладилника. Това устройство трябва да бъде фиксирано с меко окачване на една от стените на работната стая, където ще бъде удобно.

След това е необходимо да се направи кондензатор. 100 литров резервоар от неръждаема стомана е идеален за това. Необходимо е да монтирате бобина в нея (можете да вземете завършена медна тръба от стар климатик или хладилник.

С помощта на шлифовъчна машина подготвеният резервоар трябва да бъде нарязан по дължина на две равни части - това е необходимо за инсталиране и фиксиране на бобината в тялото на бъдещия кондензатор.

След инсталирането на бобината в една от половините, двете части на резервоара трябва да бъдат свързани и заварени заедно, така че да се получи затворен резервоар.

За производството на кондензатора е използван 100 l резервоар от неръждаема стомана, с помощта на мелница той е разрязан наполовина, монтирана е бобина и е извършено задно заваряване

Обърнете внимание, че при заваряване трябва да използвате специални електроди и още по-добре да използвате аргоново заваряване, само това може да осигури максимално качество на шева.

Стъпка # 2 - приготвяне на изпарител

За да направите изпарителя, ще ви е необходим запечатан пластмасов резервоар с обем 75-80 литра, в който ще трябва да поставите намотка от тръба с диаметър ¾ инча.

За производството на бобина е достатъчно да се увие медна тръба около стоманена тръба с диаметър 300-400 мм, последвано от фиксиране на завоите с перфориран ъгъл

В краищата на тръбата трябва да бъдат резбовани нишки, за да се осигури последваща връзка с тръбопровода. След приключване на монтажа и проверка на уплътнението изпарителят трябва да бъде фиксиран към стената на работната стая, като се използват скоби с подходящ размер.

Завършването на монтажа е най-добре да се остави на специалист. Ако част от монтажа може да се извърши независимо, тогава професионалист трябва да работи с запояване на медни тръби и инжектиране на хладилен агент. Сглобяването на основната част на помпата завършва с свързването на отоплителни батерии и топлообменник.

Трябва да се отбележи, че тази система е с ниска мощност. Следователно, ще бъде по-добре, ако термопомпата стане допълнителна част от съществуващата отоплителна система.

Стъпка # 3 - подреждане и свързване на външно устройство

Като източник на топлина водата от кладенец или кладенец е най-подходяща. Никога не замръзва и дори през зимата температурата му рядко пада под +12 градуса. Ще се изискват две такива кладенци.

Вода ще се изтегля от един кладенец с последващо подаване към изпарителя.

Енергията на подземните води може да се използва целогодишно. Температурата му не се влияе от метеорологичните условия и сезоните.

След това отпадните води ще се заустват във втория кладенец. Остава да свържете всичко това към входа към изпарителя, към изхода и уплътнението.

По принцип системата е готова за работа, но за пълната си автономност ще е необходима система за автоматизация, която следи температурата на подвижната охлаждаща течност в отоплителните кръгове и налягането на фреона.

Отначало можете да направите с обикновен стартер, но трябва да се отбележи, че стартирането на системата след изключване на компресора може да стане след 8-10 минути - този път е необходимо за изравняване на налягането на фреона в системата.

Устройство и употреба на ветрогенератори

Вятърната енергия се използва и от нашите предци. От тези дни по принцип нищо не се е променило.

Единствената разлика е, че мелничните камъни на мелницата са заменени от генератор и задвижване, осигуряващи преобразуването на механичната енергия на лопатките в електрическа енергия.

Инсталирането на ветрогенератор се счита за икономически изгодно, ако средната годишна скорост на вятъра надвишава 6 m / s.

Монтажът се извършва най-добре на хълмове и равнини, идеални места са бреговете на реките и големите резервоари далеч от различни комунални услуги.

За да се превърне енергията на въздушните маси в електрическа енергия, се използват генератори на вятър, най-продуктивни в крайбрежните райони

Класификация на ветрогенераторите

Класификацията на ветрогенераторите зависи от следните основни параметри:

• В зависимост от поставянето на оста, може да има вертикални усуквания и хоризонтален, Хоризонталният дизайн осигурява възможност за автоматично завъртане на основната част за търсене на вятър. Основното оборудване на вертикален ветрогенератор е разположено на земята, така че е по-лесно да се поддържа, докато ефективността на вертикално разположени остриета е по-ниска.
• В зависимост от броя на остриетата се различават едно-, дву-, три- и многоостриеви ветрогенератори, Ветрогенераторите с много лопатки се използват при нисък дебит на въздуха, рядко се използват поради необходимостта от инсталиране на скоростна кутия.
• В зависимост от материала, използван за направата на остриетата, могат да бъдат остриетата плаване и трудно, Платформите са лесни за производство и монтаж, но изискват честа подмяна, тъй като те бързо се провалят под въздействието на внезапни пориви на вятъра.
• В зависимост от височината на винта, разграничете променлив и неподвижни стъпки, Използвайки променлив наклон, може да се постигне значително увеличение на работния диапазон на скоростта на вятърния генератор, но това ще доведе до неизбежно усложнение на конструкцията и увеличаване на нейната маса.

Мощността на всички видове устройства, които превръщат вятърната енергия в електрически аналог, зависи от площта на лопатките.

За работа вятърните генератори практически не се нуждаят от класически източници на енергия. Използването на инсталация с мощност около 1 MW ще спести 92 000 барела нефт или 29 000 тона въглища за 20 години

Устройство за ветрогенератор

Следните основни елементи присъстват във всяка вятърна турбина:

• остриетавъртели се под въздействието на вятъра и осигуряват движението на ротора;
• генераторкойто произвежда променлив ток;
• Контролер на острието, отговаря за образуването на променлив ток в постоянен ток, който е необходим за зареждане на батериите;
• Акумулаторни батерииса необходими за акумулиране и изравняване на електрическата енергия;
• инвертор, извършва обратното преобразуване на постоянен ток в променлив ток, от който работят всички домакински уреди;
• мачта, е необходимо за повдигане на лопатките над повърхността на земята до достигане на височината на движение на въздушните маси.

С този генератор, ротационни остриета и мачтата се считат за основните части на вятърния генератор, а всичко останало са допълнителни компоненти, които гарантират надеждна и автономна работа на системата като цяло

Инверторът, контролерът на заряда и батериите трябва да бъдат включени във веригата на всеки дори най-простият ветрогенератор

Вятър с бавна скорост от генератор

Смята се, че този дизайн е най-простият и най-достъпен за независимо производство. Той може да стане или независим източник на енергия, или да поеме част от мощността на съществуващата система за електрозахранване.

Ако имате автомобилен генератор и акумулатор, всички останали части могат да бъдат направени от импровизирани материали.

Стъпка # 1 - Изработка на колело за вятър

Остриетата се считат за една от най-важните части на генератора на вятъра, тъй като дизайнът им определя работата на останалите възли. За производството на остриетата могат да се използват различни материали - плат, пластмаса, метал и дори дърво.

Ще направим остриета от канализационна пластмасова тръба. Основните предимства на този материал са ниска цена, висока устойчивост на влага, лекота на обработка.

Работата се извършва в следния ред:

1. Дължината на острието се изчислява, докато диаметърът на пластмасовата тръба трябва да бъде 1/5 от необходимите кадри;
2. С помощта на мозайката тръбата трябва да бъде нарязана по дължина на 4 части;
3. Една част ще стане шаблон за производството на всички следващи остриета;
4. След подрязване на тръбата, бурките в краищата трябва да бъдат обработени с шкурка;
5. Изрязаните остриета трябва да бъдат фиксирани върху предварително подготвен алуминиев диск с предвиденото закрепване;
6. Също така към този диск след промяна трябва да завиете генератора.

Моля, обърнете внимание, че PVC тръбата няма достатъчна якост и няма да може да издържи на силни пориви на вятъра. За производството на остриета е най-добре да използвате PVC тръба с дебелина най-малко 4 cm.

Далеч от последната роля за величината на натоварването е размерът на острието. Затова няма да е добре да се разгледа възможността за намаляване на размера на острието чрез увеличаване на броя им.

Остриетата на вятърния генератор са направени по образец от ¼ канализационна тръба от PVC с диаметър 200 mm, нарязана по оста на 4 части

След монтажа балансирайте колелото на вятъра. Това изисква да го фиксирате хоризонтално върху статив на закрито. Правилното сглобяване ще доведе до неподвижност на колелата.

Ако се случи въртенето на остриетата, е необходимо да се смила с абразив, за да се балансира структурата.

Стъпка # 2 - направа на мачта на вятърния генератор

За производството на мачтата можете да използвате стоманена тръба с диаметър 150-200 мм. Минималната дължина на мачтата трябва да бъде 7 м. Ако има препятствия за движението на въздушни маси по площадката, тогава колелото на вятърния генератор трябва да бъде повдигнато на височина, превишаваща препятствието с най-малко 1 м.

Колчета за закрепване на стрии и самата мачта трябва да бъдат бетонирани. Като разширения можете да използвате стоманен или поцинкован кабел с дебелина 6-8 мм.

Разширенията на мачтите ще осигурят допълнителна стабилност на вятърния генератор и ще намалят разходите, свързани с инсталирането на масивна основа, цената им е много по-ниска от другите видове мачти, но за разширенията е необходима допълнителна площ

Стъпка # 3 - повторно поставяне на алтернатора на автомобила

Промяната се състои само в пренавиване на проводника на статора, както и в производството на ротор с неодимови магнити. Първо трябва да пробиете дупките, необходими за фиксиране на магнитите в полюсите на ротора.

Монтирането на магнити се извършва с редуващи се полюси. След приключване на работата междумагнитните празнини трябва да бъдат запълнени с епоксидна смола, а самият ротор да бъде обвит с хартия.

Когато пренавивате намотката, трябва да имате предвид, че ефективността на генератора ще зависи от броя на завоите. Намотката трябва да бъде навита по трифазен модел в една посока.

Готовият генератор трябва да бъде тестван, резултатът от правилно извършената работа ще бъде индикатор от 30 V при 300 об / мин на генератора.

Преобразуваният генератор е готов да проведе изпитания на изходното номинално напрежение преди окончателното инсталиране на цялата система за вятър с ниска скорост

Стъпка # 4 - завършете монтажа на генератора на вятъра с ниска скорост

Ротационната ос на генератора е направена от тръба с два лагера, а опашната част е изрязана от поцинковано желязо с дебелина 1,2 мм.

Преди да монтирате генератора към мачтата, е необходимо да направите рамка, профилната тръба е най-подходяща за това. При извършване на закрепване трябва да се отбележи, че минималното разстояние от мачтата до острието трябва да бъде повече от 0,25 m.

Под влияние на потока на вятъра лопатките и ротора се движат, в резултат на това скоростната кутия се върти и се получава електрическа енергия

За да работи системата след генератора на вятъра, трябва да инсталирате контролер за зареждане, батерии, както и инвертор.

Капацитетът на батерията се определя от мощността на генератора на вятъра.Този индикатор зависи от размера на ветровото колело, броя на остриетата и скоростта на вятъра.

Изводи и полезно видео по темата

Изработка на слънчев панел с пластмасов калъф, списък на материалите и реда на работа

Принцип на работа и преглед на геотермалните помпи

Преоборудване на автогенератора и производство на нискоскоростен вятър генератор направете сами

Отличителна черта на алтернативните енергийни източници е тяхната екологичност и безопасност.

Доста ниската мощност на инсталациите и привързаността към определени условия на терена позволяват ефективна работа само на комбинирани системи от традиционни и алтернативни източници.

Използва ли вашият дом алтернативна енергия като източници на топлина и електричество? Сам ли сте изградили генератор на вятър или сте направили слънчеви панели? Моля, споделете опита си в коментарите към нашата статия.