Energia alternativa fes-ho tu mateix: una revisió de les millors tecnologies ecològiques
Les reserves de combustibles fòssils no són il·limitades i els preus de l’energia estan en constant creixement. D'acord, estaria bé utilitzar fonts alternatives d'energia en lloc de les tradicionals, per no dependre dels proveïdors de gas i electricitat de la vostra regió. Però, no sabeu per on començar?
T’ajudarem a abordar les principals fonts d’energia renovable: en aquest material hem examinat les millors tecnologies ecològiques. L’energia alternativa és capaç de substituir les fonts d’energia convencionals: amb les vostres pròpies mans podeu organitzar una instal·lació molt eficaç per a la seva producció.
Al nostre article es consideren mètodes senzills per muntar una bomba de calor, un generador eòlic i panells solars, es seleccionen il·lustracions fotogràfiques de les diferents etapes del procés. Per a més claredat, el material està equipat amb vídeos sobre la producció d’instal·lacions respectuoses amb el medi ambient.
El contingut de l'article:
Fonts populars d’energia renovable
Les “Tecnologies Verdes” reduiran significativament les despeses de la llar mitjançant l’ús de fonts pràcticament gratuïtes.
Des de l’antiguitat, les persones utilitzaven mecanismes i aparells en la vida quotidiana, l’acció dels quals tenia com a objectiu convertir les forces de la natura en energia mecànica. Un exemple viu d’això són els molins d’aigua i els molins de vent.
Amb l’arribada de l’electricitat, la presència d’un generador va permetre que l’energia mecànica es convertís en energia elèctrica.
Avui en dia, una quantitat important d’energia és generada precisament pels complexos eòlics i les centrals hidroelèctriques.A més del vent i l’aigua, les persones poden accedir a fonts com biocombustibles, l’energia de les entranyes de la terra, la llum del sol, l’energia dels guèisers i els volcans, la força de les marees.
A la vida quotidiana, els dispositius següents s’utilitzen àmpliament per a les energies renovables:
L’elevat cost dels dispositius i dels treballs d’instal·lació impedeix que moltes persones puguin rebre energia aparentment gratuïta.
La devolució pot arribar als 15-20 anys, però aquest no és un motiu per privar-se de les perspectives econòmiques. Tots aquests dispositius es poden fabricar i instal·lar de manera independent.
Plafons solars fets a mà
Un panell solar acabat costa molts diners, de manera que no tothom es pot permetre el luxe de comprar-lo i instal·lar-lo. Amb la fabricació independent del panell, es poden reduir els costos en 3-4 vegades.
Abans de començar a dissenyar un plafó solar, heu de saber com funciona tot.
El principi de funcionament del sistema d’energia solar
Comprendre la finalitat de cadascun dels elements del sistema ens permetrà presentar la seva obra en conjunt.
Els components principals de qualsevol sistema d’energia solar:
- Panell solar. Es tracta d’un complex d’elements connectats en una sola unitat que converteix la llum solar en un corrent d’electrons.
- Bateries Un recarregable bateriesfa temps que no és suficient, de manera que el sistema pot comptar fins a una dotzena d'aquests dispositius. El nombre de bateries està determinat pel consum d'energia. El nombre de bateries es pot augmentar en el futur afegint el sistema necessari de plaques solars;
- Controlador de càrrega solar. Aquest dispositiu és necessari per garantir la càrrega normal de la bateria. El seu objectiu principal és evitar la recàrrega de la bateria.
- Inversor. Dispositiu necessari per convertir la corrent. Les bateries produeixen corrent de baixa tensió i l’inversor el converteix en el corrent necessari per a la potència de sortida d’alta tensió funcional. Per a la casa, serà suficient un inversor amb una potència de 3-5 kW.
La característica principal de les plaques solars és que no poden generar corrent d’alta tensió. Un element independent del sistema és capaç de generar una tensió de corrent de 0,5-0,55 V. Una bateria solar és capaç de generar una tensió de corrent de 18-21 V, que és suficient per carregar una bateria de 12 volts.
Si el convertidor, les bateries recarregables i el controlador de càrrega es compren al millor, ja que és possible fer les bateries solars.
Realització de plaques solars
Per a la fabricació de bateries, és necessari comprar cèl·lules solars en un sol o policristalls.Cal destacar que la vida útil dels policristalls és molt més curta que la dels cristalls simples.
A més, l’eficiència dels policristalls no supera el 12%, mentre que aquest indicador per a cristalls únics arriba al 25%. Per poder fer un panell solar, heu de comprar com a mínim 36 d’aquests elements.
Pas 1: muntatge de les carcasses del panell solar
Els treballs comencen amb la fabricació de l’habitatge, per a això, es requeriran els materials següents:
- Blocs de fusta
- Contraplacat
- Plexiglass
- Taula de fibra
Cal tallar la part inferior de la caixa de la xapa i inserir-la al marc de barres de 25 mm de gruix. La mida del fons està determinada pel nombre de cèl·lules solars i la seva mida.
Al llarg de tot el perímetre del marc a les barres amb un pas de 0,15-0,2 m, cal foradar forats amb un diàmetre de 8-10 mm. Estan obligats a evitar el sobreescalfament de les cèl·lules de la bateria durant el funcionament.
Pas 2: connectar els elements del panell solar
Segons la mida del cas, cal utilitzar un ganivet clerical per tallar el substrat de les cèl·lules solars del tauler de fibra. Amb el seu dispositiu, també cal preveure la presència de forats de ventilació disposats cada 5 cm de forma quadrada. El cas acabat s’ha de pintar i assecar dues vegades.
Les cèl·lules solars s’han de posar al revés en un substrat de tauler de fibra i soldar-les. Si els productes acabats ja no estaven equipats amb conductors soldats, es simplificarà molt el treball. Tot i això, el procés de deselació encara no s'ha finalitzat.
Cal recordar que la connexió d’elements ha de ser coherent. Inicialment, els elements haurien de connectar-se en files i només aleshores les línies acabades haurien de combinar-se en un complex connectant-se amb barres en viu.
Un cop finalitzat, els elements han de ser revertits, posats com cal i fixar-los al seu lloc amb silicona.
A continuació, heu de comprovar el valor de la tensió de sortida. Aproximadament hauria d’estar entre 18 i 20 V. Ara s’ha de funcionar la bateria durant diversos dies, comproveu la capacitat de càrrega de la bateria. Les juntes només estan segellades després del control del rendiment.
Pas 3: muntatge del sistema d’alimentació
Després d’haver estat convençut d’una funcionalitat impecable, és possible dur a terme el muntatge del sistema d’alimentació elèctrica. Per a la connexió posterior del dispositiu, s'han de presentar cables de contacte d'entrada i sortida.
La coberta ha de tallar-se de plexiglass i fixar-la amb cargols als costats del cos mitjançant forats pre-foradats.
En lloc de cèl·lules solars, es pot fer servir un circuit de díodes amb díodes D223B per fer una bateria. Un panell de 36 díodes connectats en sèrie és capaç de subministrar un voltatge de 12 V.
Primer s’ha de remullar els díedres en acetona per eliminar la pintura. En un tauler de plàstic, foradar forats, introduir díodes i enrotllar-los. El panell acabat s'ha de col·locar en una caixa transparent i segellat.
Normes bàsiques per instal·lar un panell solar
L’eficiència de tot el sistema depèn de la correcta instal·lació de la bateria solar.
En instal·lar, heu de tenir en compte els paràmetres importants següents:
- Ombrejat. Si la bateria està a l'ombra dels arbres o estructures superiors, no només no funcionarà normalment, sinó que també pot fallar.
- Orientació Per obtenir la màxima insolació a les fotocèl·lules, la bateria ha de ser dirigida cap al sol. Si viviu a l’hemisferi nord, el plafó hauria d’orientar-se cap al sud, si al sud, aleshores a l’inrevés.
- Inclina. Aquest paràmetre es determina segons la ubicació geogràfica. Els experts recomanen instal·lar el panell en un angle igual a la latitud geogràfica.
- Disponibilitat Cal vigilar constantment la neteja del costat frontal i a temps per eliminar una capa de pols i brutícia. I a l’hivern, el panell s’ha de netejar periòdicament de la neu que s’enganxi.
És convenient que durant el funcionament del panell solar l’angle d’inclinació no sigui constant. El dispositiu funcionarà al màxim només en el cas de la llum solar directa dirigida directament a la coberta.
A l’estiu és millor situar-lo a un pendent de 30º fins a l’horitzó. A l’hivern, es recomana pujar i instal·lar a 70º.
Bombes de calor per a la calefacció
Les bombes de calor són una de les solucions tecnològiques més avançades en l’obtenció energia alternativa per casa vostra. No només són els més convenients, sinó que també són respectuosos amb el medi ambient.
El seu funcionament reduirà significativament els costos associats al pagament de la refrigeració i la calefacció dels locals.
Classificació de la bomba de calor
Classifico les bombes de calor pel nombre de circuits, la font d’energia i el mètode de producció.
En funció de les necessitats finals, les bombes de calor poden ser:
- Un, dos o tres circuits;
- Condensador únic o doble;
- Amb possibilitat de calefacció o amb possibilitat de calefacció i refrigeració.
Segons el tipus d’energia i el mètode de producció, es distingeixen les següents bombes de calor:
- El sòl és aigua. S’utilitzen en una zona de clima temperat amb calefacció uniforme de la terra, independentment de l’època de l’any. Per a la instal·lació, utilitzeu un col·lector o sonda, segons el tipus de sòl. Per a la perforació de pous poc profunds, no cal obtenir permisos.
- Aire - Aigua. La calor s’acumula de l’aire i s’envia a escalfar l’aigua. La instal·lació serà adequada en zones climàtiques amb una temperatura hivernal d'almenys -15 graus.
- Aigua - Aigua. La instal·lació es deu a la presència de cossos d’aigua (llacs, rius, aigües subterrànies, pous, dipòsits de sedimentació). L’eficiència d’una bomba de calor és molt impressionant, a causa de l’elevada temperatura de la font a la temporada de fred.
- L’aigua és aire. En aquest feix, les mateixes masses d’aigua actuen com a font de calor, però alhora, la calor es transfereix directament a través del compressor directament a l’aire utilitzat per escalfar les habitacions. En aquest cas, l’aigua no actua com a refrigerant.
- El sòl és aire. En aquest sistema, el conductor de la calor és el sòl. La calor del sòl a través del compressor es transfereix a l’aire.Els líquids no congeladors s’utilitzen com a transportador d’energia. Aquest sistema es considera el més universal.
- Aire - aire. El funcionament d’aquest sistema és similar al funcionament d’un aire condicionat que pot escalfar i refredar una habitació. Aquest sistema és el més barat, ja que no requereix excavació ni canalització.
A l’hora d’escollir el tipus de font de calor, cal centrar-se en la geologia del lloc i la possibilitat d’excavació sense restriccions, així com la disponibilitat d’espai lliure.
Amb una escassetat d’espai lliure, haureu d’abandonar fonts de calor com la terra i l’aigua i prendre calor de l’aire.
El principi de funcionament de la bomba de calor
El principi de funcionament de les bombes de calor es basa en l’ús del cicle de Carnot, que com a conseqüència d’una forta compressió del refrigerant proporciona un augment de la temperatura.
Pel mateix principi, però amb l’efecte contrari, funcionen la majoria de dispositius de climatització amb compressors (refrigerador, congelador, aire condicionat).
El cicle de treball principal, que s’implementa a les cambres d’aquestes unitats, suggereix l’efecte contrari, com a resultat d’una forta expansió, els contractes de refrigerant.
És per això que un dels mètodes més assequibles per fabricar una bomba de calor es basa en l’ús d’unitats funcionals separades utilitzades en equipaments de clima.
Així doncs, per a la fabricació d’una bomba de calor es pot utilitzar una nevera domèstica. El seu evaporador i condensador tindran el paper d’intercanviadors de calor que prenen calor del medi i el dirigeixen directament a escalfar el refrigerant que circula al sistema de calefacció.
Muntatge d'una bomba de calor a partir de materials improvisats
Utilitzant electrodomèstics vells, o millor dit, els seus components individuals, podeu muntar de manera independent una bomba de calor. Com es pot fer això, tindrem en compte més endavant.
Pas 1: preparar el compressor i el condensador
El treball s’inicia amb la preparació de la part del compressor de la bomba, les funcions de la qual s’assignaran a la unitat corresponent del climatitzador o refrigerador. Aquesta unitat s’ha de fixar amb una suau suspensió en una de les parets de la sala de treball on serà convenient.
Després d’això, és necessari fer un condensador. És ideal per a això un dipòsit d'acer inoxidable de 100 litres. Cal muntar-hi una bobina (podeu agafar una canonada de coure acabada d’un antic climatitzador o nevera.
Amb un molinet, el dipòsit preparat s’ha de tallar longitudinalment en dues parts iguals, això és necessari per instal·lar i fixar la bobina al cos del futur condensador.
Després d’instal·lar la bobina en una de les meitats, les dues parts del dipòsit s’han de connectar i soldar juntes per obtenir un tanc tancat.
Tingueu en compte que quan es solda cal utilitzar elèctrodes especials, i encara millor utilitzar soldadures amb argó, només pot proporcionar la màxima qualitat de la costura.
Pas 2: fer el vaporitzador
Per produir l’evaporador, necessitareu un dipòsit de plàstic tancat amb un volum de 75-80 litres, en el qual haureu de col·locar una bobina a partir d’una canonada amb un diàmetre de polzada.
S'han de roscar fils als extrems de la canonada per garantir la connexió posterior amb la canonada. Un cop finalitzat el muntatge i comprovat el segell, s’ha de fixar l’evaporador a la paret de la sala de treball mitjançant els suports de mida adequats.
La finalització del muntatge és millor per a un especialista. Si una part del muntatge es pot fer de manera independent, un professional hauria de treballar amb la soldadura de canonades de coure i la injecció de refrigerant. El muntatge de la part principal de la bomba finalitza amb la connexió de bateries de calefacció i un intercanviador de calor.
Cal destacar que aquest sistema és de baix consum. Per tant, serà millor que la bomba de calor esdevingui una part addicional del sistema de calefacció existent.
Pas 3: organització i connexió d’un dispositiu extern
Com a font de calor, l’aigua d’un pou o bé s’adapta millor. Mai es congela i, fins i tot, a l’hivern la temperatura rarament baixa per sota dels +12 º. Es necessitaran dos pous.
L’aigua s’extrau d’un pou amb subministrament posterior a l’evaporador.
A continuació, les aigües residuals seran abocades al segon pou. Resta connectar tot això a l’entrada de l’evaporador, a la sortida i al segellat.
En principi, el sistema està preparat per al funcionament, però per a la seva total autonomia, caldrà un sistema d’automatització que controli la temperatura del refrigerant en moviment als circuits de calefacció i la pressió del freó.
Al principi, podeu fer-ho amb un arrencador normal, però cal tenir en compte que l’arrencada del sistema després d’apagar el compressor es pot fer al cap de 8-10 minuts, aquest temps és necessari per igualar la pressió del freó al sistema.
Dispositiu i ús dels aerogeneradors
Els nostres avantpassats també l’utilitzaven l’energia eòlica. Des d’aquells dies, en principi, no ha canviat res.
L’única diferència és que les pedres del molí són substituïdes per un generador i un accionament, proporcionant la conversió de l’energia mecànica de les pales en energia elèctrica.
La instal·lació d’un generador eòlic es considera econòmicament viable si la velocitat mitjana anual del vent supera els 6 m / s.
La instal·lació es fa millor en turons i planes; els llocs ideals són les costes dels rius i els grans embassaments lluny de diversos serveis.
Classificació del generador eòlic
La classificació dels aerogeneradors depèn dels següents paràmetres principals:
- Segons la col·locació de l’eix, pot haver-hi girs verticals i horitzontal. El disseny horitzontal proporciona la possibilitat de girar automàticament la part principal per cercar vent. L’equip principal d’un generador eòlic vertical es troba a terra, de manera que és més fàcil de mantenir, mentre que l’eficiència de les pales situades verticalment és més baixa.
- En funció del nombre de fulles es distingeixen generadors eòlics d'una, dues, tres i de diverses fulles. Els generadors eòlics multilama s'utilitzen a un cabal d'aire baix, rarament utilitzat per la necessitat d'instal·lar una caixa de canvis.
- Depenent del material que s’utilitzi per fer les fulles, les fulles poden ser navegant i resistent. Les fulles de vela són fàcils de fabricar i instal·lar, però requereixen un reemplaçament freqüent, ja que ràpidament fracassen sota la influència de ràfegues sobtades de vent.
- Segons el pas del cargol, distingiu-ne mutable i passos fixats. Utilitzant un pas variable, es pot aconseguir un augment significatiu de la velocitat de funcionament del generador de vent, però això comportarà una inevitable complicació de l'estructura i un augment de la seva massa.
La potència de tot tipus de dispositius que converteixen l’energia eòlica en un analògic elèctric depèn de l’àrea de les fulles.
Dispositiu generador eòlic
En els aerogeneradors hi ha els elements bàsics següents:
- Lamesgirar sota la influència del vent i proporcionar el moviment del rotor;
- Generadorque produeix corrent altern;
- Controlador de pales, és responsable de la formació de corrent altern en corrent directe, que és necessari per carregar les bateries;
- Bateries recarregableses necessiten per a l’acumulació i equiparació d’energia elèctrica;
- Inversor, realitza la conversió inversa de corrent directe en corrent altern, a partir del qual funcionen tots els electrodomèstics;
- Mast, és necessari per aixecar les fulles per sobre de la superfície de la terra fins assolir l’altura de moviment de les masses d’aire.
Amb aquest generador, fulles de rotació i el pal es considera com a parts principals del generador eòlic i tota la resta són components addicionals que asseguren un funcionament fiable i autònom del conjunt del sistema
Generador de vent a velocitat lenta d’un generador
Es creu que aquest disseny és el més senzill i assequible per a la fabricació independent. Pot esdevenir una font d’energia independent o bé assumir part de l’energia del sistema d’alimentació existent.
Si teniu un generador de cotxes i una bateria, totes les altres parts es poden fer de materials improvisats.
Pas 1: fer una roda de vent
Les pales es consideren una de les parts més importants del generador eòlic, ja que el seu disseny determina el funcionament dels nodes restants. Per a la fabricació de fulles es poden utilitzar diversos materials - teixit, plàstic, metall i fins i tot fusta.
Farem fulles a partir d’una canonada de plàstic de clavegueram. Els principals avantatges d’aquest material són el baix cost, l’alta resistència a la humitat, la facilitat de processament.
El treball es realitza en el següent ordre:
- La longitud de la fulla es calcula, mentre que el diàmetre de la canonada de plàstic ha de ser 1/5 del metratge necessari;
- Amb un trencaclosques, la canonada ha de tallar-se longitudinalment en 4 parts;
- Una part es convertirà en la plantilla per a la fabricació de totes les fulles posteriors;
- Després de retallar la canonada, les rebaixes a les vores han de ser tractades amb paper de seda;
- Les fulles retallades s’han de fixar en un disc d’alumini pre-preparat amb la fixació proporcionada;
- A aquest disc, després de la seva alteració, heu de cargolar el generador.
Tingueu en compte que la canonada de PVC no té la força suficient i no podrà suportar fortes ràfegues de vent. Per a la fabricació de fulles, el millor és utilitzar una canonada de PVC amb un gruix d'almenys 4 cm.
Lluny de l’últim paper en la magnitud de la càrrega es troba la mida de la fulla. Per tant, no caldrà plantejar-se l'opció de reduir la mida de la fulla augmentant-ne el nombre.
Després del muntatge, equilibreu la roda de vent. Això requereix fixar-lo horitzontalment en un trípode a l’interior. El muntatge correcte provocarà la immobilitat de les rodes.
Si es produeix la rotació de les fulles, cal moler-les amb un abrasiu per equilibrar l'estructura.
Pas 2: fer un pal d'un generador eòlic
Per a la fabricació del pal, podeu utilitzar una canonada d’acer amb un diàmetre de 150-200 mm. La longitud mínima del pal ha de ser de 7 m. Si hi ha obstacles per al moviment de masses d'aire al lloc, la roda del generador eòlic s'ha d'aixecar fins a una alçada superior a 1 obstacle d'almenys 1 m.
S’han de concretar canyes per fixar les estries i el mateix pal. Com a extensions, podeu utilitzar un cable d’acer o galvanitzat amb un gruix de 6-8 mm.
Pas 3: reajustar l’alternador de cotxes
L’alteració consisteix només en enrotllar el fil d’estator, així com en la fabricació d’un rotor amb imants de neodimi. Primer cal foradar els forats necessaris per fixar els imants als pols del rotor.
La instal·lació d’imants es realitza amb pols alterns. Un cop finalitzat el treball, els buits intermagnètics s’han d’omplir amb resina epoxi i el rotor mateix s’ha d’embolicar amb paper.
Per rebobinar la bobina, heu de tenir en compte que l’eficiència del generador dependrà del nombre de voltes. La bobina s’ha d’enrotllar en un patró trifàsic en una direcció.
Cal provar el generador acabat, el resultat del treball correctament realitzat serà un indicador de 30 V a 300 rpm del generador.
Pas # 4: completa el muntatge del generador eòlic de baixa velocitat
L’eix rotatiu del generador està fet d’una canonada amb dos coixinets muntats, i la part de la cua es talla de ferro galvanitzat amb un gruix d’1,2 mm.
Abans de muntar el generador al pal, cal fer un bastidor, la canonada de perfil és millor per a això. En realitzar la fixació, cal tenir en compte que la distància mínima del pal a la fulla ha de ser superior a 0,25 m.
Perquè el sistema funcioni després del generador eòlic, cal instal·lar un controlador de càrrega, bateries, així com un inversor.
La capacitat de la bateria està determinada per la potència del generador eòlic.Aquest indicador depèn de la mida de la roda de vent, del nombre de pales i de la velocitat del vent.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Producció d’un panell solar amb una caixa de plàstic, una llista de materials i l’ordre de treball
Principi de funcionament i visió general de les bombes geotèmiques
Reequipament de l’autogenerador i fabricació d’un generador eòlic de baixa velocitat
Una característica distintiva de les fonts d’energia alternatives és la seva amabilitat i seguretat ambientals.
La força reduïda de potència de les instal·lacions i la subjecció a determinades condicions del terreny permeten fer funcionar eficientment només sistemes combinats de fonts tradicionals i alternatives.
La vostra llar utilitza energia alternativa com a fonts de calor i electricitat? Heu creat tu mateix un generador eòlic o heu fabricat plaques solars? Compartiu la vostra experiència en els comentaris del nostre article.
No és tan senzill, per descomptat, com es descriu, i no és fàcil descriure, de fet. La idea d’utilitzar una roda d’aigua definitivament no és atractiva. Per fer servir l’energia de l’aigua cal viure directament sobre un riu sorollós. La roda girant constantment s’acosta a casa i l’aigua farà soroll, es molestarà amb el pas del temps. Tinc només als molins de vent, no molesten gaire amb els sons i no enfosqueixen la zona. Els hauria fet tot el territori a prop de casa. O faria servir panells solars, són els més senzills i exigents de mantenir. Perquè pots invertir-hi una vegada.
Molt interessat en la instal·lació de generadors eòlics. Té sentit instal·lar-los a la zona de Moscou i la regió de Moscou? O a causa dels molts edificis serà rendible econòmicament (l’energia rebuda hauria de ser suficient per a una petita casa de camp)? Pot aconsellar els principals fabricants de aerogeneradors i també descriure què ha de triar quan es triï un aerogenerador.
Hola També estava interessat en aquest tema i segons càlculs es va arribar a la conclusió que, com a font addicional d'energia, sense abandonar la principal, aquesta opció és molt digna de ser considerada en qualsevol localitat. Però aquí cal tornar a fer càlculs en la mesura que sigui apropiat per a una determinada família, per considerar la devolució, la potència desitjada, etc.
Aquí necessitem un article completament separat amb càlculs aproximats. Segons els meus càlculs personals, tenint en compte productes casolans i altres coses, van resultar uns 200 mil rubles per a la instal·lació clau en mà dels equips necessaris. Cosa que, a les nostres taxes, tenint en compte els meus beneficis, és insuportable econòmicament en un futur proper. Els crítics lloen Exmork, Aerogreen.