Do-it-yourself alternativní energie pro váš domov: přehled nejlepších ekologických technologií
Zásoby fosilních paliv nejsou neomezené a ceny energie neustále rostou. Souhlasíte, že by bylo hezké použít alternativní zdroje energie namísto tradičních, aby nebyly závislé na dodavatelích plynu a elektřiny ve vašem regionu. Ale nevíte, kde začít?
Pomůžeme vám vypořádat se s hlavními zdroji obnovitelné energie - v tomto materiálu jsme prozkoumali nejlepší ekologické technologie. Alternativní energie je schopna nahradit konvenční zdroje energie: vlastními silami můžete zařídit velmi efektivní instalaci pro její výrobu.
V našem článku jsou uvažovány jednoduché metody montáže tepelného čerpadla, generátoru větru a solárních panelů, jsou vybrány fotografické ilustrace jednotlivých fází procesu. Pro přehlednost je materiál vybaven videozáznamy o výrobě zařízení šetrných k životnímu prostředí.
Obsah článku:
Populární obnovitelné zdroje energie
„Zelené technologie“ významně sníží náklady na domácnost díky použití téměř bezplatných zdrojů.
Od pradávna lidé používali mechanismy a zařízení v každodenním životě, jejichž akce byla zaměřena na přeměnu přírodních sil na mechanickou energii. Živým příkladem toho jsou vodní mlýny a větrné mlýny.
S příchodem elektřiny umožnila přítomnost generátoru mechanickou energii přeměnit na elektrickou energii.
Dnes je značné množství energie generováno právě větrnými komplexy a vodními elektrárnami.Kromě větru a vody mohou lidé přistupovat ke zdrojům, jako jsou biopaliva, energie střev Země, slunečnímu záření, energii gejzírek a sopek, síle přílivu a odlivu.
V každodenním životě se pro obnovitelnou energii široce používají následující zařízení:
Vysoká cena samotných zařízení i instalačních prací zastavuje mnoho lidí na cestě k získání zdánlivě volné energie.
Návratnost může dosáhnout 15–20 let, to však není důvod, proč se zbavit ekonomických vyhlídek. Všechna tato zařízení lze vyrábět a instalovat samostatně.
Ručně vyráběné solární panely
Hotový solární panel stojí spoustu peněz, takže ne každý si může dovolit koupit a nainstalovat je. Nezávislou výrobou panelu lze náklady snížit 3-4krát.
Než začnete navrhovat solární panel, musíte zjistit, jak to funguje.
Princip fungování sluneční soustavy
Porozumění účelu každého z prvků systému nám umožní představit jeho práci jako celek.
Hlavní komponenty jakéhokoli solárního systému:
- Solární panel. Jedná se o komplex prvků spojených do jedné jednotky, která přeměňuje sluneční světlo na proud elektronů.
- Baterie Jeden dobíjecí bateriena dlouhou dobu nestačí, takže systém může počítat až tucet takových zařízení. Počet baterií je určen spotřebou energie. 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 nabíjení baterie.
- Střídač. Zařízení potřebné k převodu proudu. Baterie vytvářejí nízkonapěťový proud a měnič jej převádí na proud potřebný pro vysokonapěťový funkční - výstupní výkon. Pro dům bude stačit střídač s výkonem 3-5 kW.
Hlavním rysem solárních panelů je to, že nemohou generovat vysokonapěťový proud. Samostatný prvek systému je schopen generovat proudové napětí 0,5-0,55 V. Jedna solární baterie je schopna generovat proudové napětí 18-21 V, což je dostatečné pro nabití 12-voltové baterie.
Pokud se střídač, dobíjecí baterie a regulátor nabíjení nejlépe kupují připravené, je možné solární baterie vyrobit sami.
Výroba solárních panelů
Pro výrobu baterií je nutné zakoupit solární články na jednoduché nebo polykrystaly.Je třeba poznamenat, že životnost polykrystalů je mnohem kratší než životnost jednotlivých krystalů.
Kromě toho účinnost polykrystalů nepřesahuje 12%, zatímco tento ukazatel pro jednotlivé krystaly dosahuje 25%. Chcete-li vytvořit jeden solární panel, musíte si koupit alespoň 36 z těchto prvků.
Krok č. 1 - Montáž krytu solárního panelu
Práce začíná výrobou karoserie, k tomu budou zapotřebí následující materiály:
- Dřevěné kostky
- Překližka
- Plexisklo
- Dřevovláknitá deska
Dno kufříku je nutné odříznout z překližky a vložit do rámu 25 mm tlustých prutů. Velikost dna je určena počtem solárních článků a jejich velikostí.
Po celém obvodu rámu v tyčích s krokem 0,15-0,2 m je nutné vyvrtat otvory o průměru 8-10 mm. Jsou vyžadovány, aby během provozu zabránily přehřátí článků baterie.
Krok č. 2 - propojení prvků solárního panelu
V závislosti na velikosti případu je nutné k vyříznutí substrátu pro solární články ze dřevovláknité desky použít nůž. S jeho zařízením je také nutné zajistit přítomnost větracích otvorů uspořádaných každých 5 cm čtvercovým způsobem. Hotový případ musí být natřen a usušen dvakrát.
Solární články by měly být položeny vzhůru nohama na vláknitou desku a pájeny. Pokud hotové výrobky již nebyly vybaveny pájenými vodiči, pak je práce značně zjednodušena. Proces odvápňování však ještě musí být dokončen.
Je třeba si uvědomit, že spojení prvků musí být konzistentní. Prvky by měly být spojeny v řadách a teprve potom by měly být dokončené řádky spojeny do komplexu připojením k živým přípojnicím.
Po dokončení musí být prvky otočeny, položeny tak, jak by měly, a upevněny na místě silikonem.
Pak musíte zkontrolovat hodnotu výstupního napětí. Zhruba by to mělo být v rozmezí 18–20 V. Nyní by měla být baterie na několik dní v provozu, zkontrolujte kapacitu nabíjení baterie. Pouze po monitorování výkonu jsou spoje utěsněny.
Krok # 3 - montáž napájecího systému
Po přesvědčení o bezvadné funkčnosti je možné provést montáž napájecího systému. Pro následné připojení zařízení musí být vyvedeny vstupní a výstupní kontaktní vodiče.
Kryt by měl být vyříznut z plexiskla a připevněn šrouby k bokům těla pomocí předvrtaných otvorů.
Namísto solárních článků lze k výrobě baterie použít diodový obvod s diodami D223B. Panel 36 sériově zapojených diod je schopen dodávat napětí 12 V.
Diody musí být nejprve namočeny v acetonu, aby se odstranila barva. Do plastového panelu vyvrtejte otvory, vložte diody a dejte je ven. Hotový panel musí být umístěn v průhledném pouzdře a utěsněn.
Základní pravidla pro instalaci solárního panelu
Účinnost celého systému závisí na správné instalaci solární baterie.
Při instalaci musíte vzít v úvahu následující důležité parametry:
- Stínování. Pokud je baterie ve stínu stromů nebo vyšších struktur, nebude to fungovat nejen normálně, ale může také selhat.
- Orientace Abyste dosáhli maximálního slunečního světla na fotobuňkách, musí být baterie nasměrována ke slunci. Pokud žijete na severní polokouli, měl by být panel orientován na jih, pokud je to na jihu, pak obráceně.
- Tilt. Tento parametr je určen geografickým umístěním. Odborníci doporučují instalaci panelu v úhlu rovném zeměpisné šířce.
- Dostupnost Je nutné neustále sledovat čistotu přední strany a včas odstranit vrstvu prachu a nečistot. A v zimě musí být panel pravidelně očištěn od lepivého sněhu.
Je vhodné, aby během provozu solárního panelu nebyl úhel sklonu konstantní. Zařízení bude pracovat na maximum pouze v případě přímého slunečního světla namířeného přímo na jeho kryt.
V létě je lepší ji umístit na svah 30 ° k obzoru. V zimě se doporučuje zvedat a instalovat při 70 °.
Tepelná čerpadla pro vytápění
Tepelná čerpadla jsou jedním z nejmodernějších technologických řešení při získávání alternativní energie pro váš domov. Jsou nejen nejpohodlnější, ale také šetrné k životnímu prostředí.
Jejich provoz výrazně sníží náklady spojené s placením za chlazení a vytápění objektu.
Klasifikace tepelného čerpadla
Tepelná čerpadla klasifikuji podle počtu obvodů, zdroje energie a způsobu její výroby.
V závislosti na konečných potřebách mohou být tepelná čerpadla:
- Jeden, dva nebo tři okruhy;
- Jednoduchý nebo duální kondenzátor;
- S možností topení nebo s možností topení a chlazení.
Podle typu zdroje energie a způsobu jeho výroby se rozlišují tato tepelná čerpadla:
- Půda je voda. Používají se v mírném klimatickém pásmu s rovnoměrným ohřevem Země, bez ohledu na roční období. K instalaci použijte kolektor nebo sondu, v závislosti na typu půdy. Pro vrtání mělkých vrtů není vyžadováno získání povolení.
- Vzduch - voda. Teplo se hromadí ze vzduchu a posílá se k ohřevu vody. Instalace bude vhodná v klimatických zónách se zimní teplotou nejméně -15 stupňů.
- Voda - Voda. Instalace je způsobena přítomností vodních útvarů (jezera, řeky, podzemní vody, studny, sedimentační nádrže). Účinnost takového tepelného čerpadla je velmi působivá díky vysoké teplotě zdroje v chladném období.
- Voda je vzduch. V tomto svazku působí stejná vodní tělesa jako zdroj tepla, ale současně je teplo přenášeno přímo kompresorem přímo na vzduch používaný k vytápění místností. V tomto případě voda nepůsobí jako chladivo.
- Půda je vzduch. V tomto systému je vodičem tepla půda. Teplo z půdy přes kompresor se přenáší do vzduchu.Jako nosič energie se používají nemrznoucí kapaliny. Tento systém je považován za nejuniverzálnější.
- Vzduch - vzduch. Provoz tohoto systému je obdobný jako provoz klimatizačního zařízení, které může vytápět a chladit místnost. Tento systém je nejlevnější, protože nevyžaduje ražbu a potrubí.
Při výběru typu zdroje tepla se musíte zaměřit na geologii místa a na možnost nerušeného výkopu, jakož i na dostupnost volného prostoru.
S nedostatkem volného místa budete muset opustit zdroje tepla, jako je země a voda, a odebrat teplo ze vzduchu.
Princip činnosti tepelného čerpadla
Princip činnosti tepelných čerpadel je založen na použití Carnotova cyklu, který v důsledku ostrého stlačení chladicího média poskytuje zvýšení teploty.
Ze stejného principu, ale s opačným účinkem, funguje většina zařízení pro regulaci klimatu s kompresorovými jednotkami (lednice, mraznička, klimatizace).
Hlavní pracovní cyklus, který je realizován v komorách těchto jednotek, naznačuje opačný efekt - v důsledku prudkého rozšíření se chladivo smrští.
Proto je jeden z nejdostupnějších způsobů výroby tepelného čerpadla založen na použití samostatných funkčních jednotek používaných v klimatických zařízeních.
Takže pro výrobu tepelného čerpadla lze použít domácí chladničku. Jeho výparník a kondenzátor budou hrát roli tepelných výměníků, které odebírají teplo z média a nasměrují ho přímo k ohřevu chladicí kapaliny, která cirkuluje v topném systému.
Montáž tepelného čerpadla z improvizovaných materiálů
Pomocí starých domácích spotřebičů, nebo spíše jejich jednotlivých komponent, můžete samostatně sestavit tepelné čerpadlo. Jak toho lze dosáhnout, budeme dále uvažovat.
Krok 1 - příprava kompresoru a kondenzátoru
Práce začínají přípravou kompresorové části čerpadla, jejíž funkce budou přiřazeny odpovídající jednotce klimatizace nebo chladničky. Tato jednotka musí být upevněna měkkým zavěšením na jedné ze stěn pracovní místnosti, kde to bude vhodné.
Poté je nutné vyrobit kondenzátor. K tomu je ideální nádrž z nerezové oceli o objemu 100 litrů. Je nutné do něj namontovat cívku (hotovou měděnou trubku si můžete vzít ze staré klimatizace nebo chladničky.
Připravená nádrž musí být pomocí mlýnu rozříznuta podélně na dvě stejné části - to je nezbytné pro instalaci a upevnění cívky v těle budoucího kondenzátoru.
Po instalaci cívky do jedné z polovin musí být obě části nádrže spojeny a svařeny dohromady, aby se získala uzavřená nádrž.
Pamatujte, že při svařování musíte použít speciální elektrody, a ještě lépe používat argonové svařování, pouze to může poskytnout maximální kvalitu švu.
Krok # 2 - vytvoření odpařovače
K výrobě výparníku budete potřebovat uzavřenou plastovou nádrž s objemem 75–80 litrů, do které budete muset umístit cívku z potrubí o průměru ¾ palce.
Závity musí být opatřeny závity na koncích potrubí, aby bylo zajištěno následné připojení k potrubí. Po dokončení montáže a kontrole těsnění by se výparník měl připevnit ke zdi pracovní místnosti pomocí konzol odpovídající velikosti.
Dokončení montáže je nejlepší ponechat na odborníka. Pokud lze část sestavy provést samostatně, měl by odborník pracovat s pájením měděných trubek a vstřikováním chladiva. Montáž hlavní části čerpadla končí spojením topných baterií a výměníku tepla.
Je třeba poznamenat, že tento systém má nízkou spotřebu. Proto bude lepší, když se tepelné čerpadlo stane další součástí stávajícího topného systému.
Krok č. 3 - uspořádání a připojení externího zařízení
Jako zdroj tepla se nejlépe hodí voda ze studny nebo studny. Nikdy nezamrzne a ani v zimě jeho teplota zřídka klesne pod +12 stupňů. Budou vyžadovány dvě takové studny.
Voda bude odebírána z jedné jamky s následným přívodem do odpařovače.
Dále bude odpadní voda vypouštěna do druhé studny. Zbývá vše připojit k vstupu do výparníku, k výstupu a těsnění.
Systém je v zásadě připraven k provozu, ale pro jeho úplnou samostatnost bude vyžadován automatizační systém, který monitoruje teplotu pohybujícího se chladicího média v topných okruzích a tlak freonu.
Nejprve si můžete udělat s běžným startérem, ale je třeba si uvědomit, že spuštění systému po vypnutí kompresoru lze provést po 8-10 minutách - tentokrát je nutné vyrovnat tlak freonu v systému.
Zařízení a použití větrných generátorů
Větrná energie byla také využívána našimi předky. Od té doby se v zásadě nic nezměnilo.
Jediný rozdíl je v tom, že mlýnské kameny mlýna jsou nahrazeny generátorem a pohonem, zajišťujícím přeměnu mechanické energie lopatek na elektrickou energii.
Instalace generátoru větru se považuje za ekonomicky životaschopnou, pokud průměrná roční rychlost větru překročí 6 m / s.
Instalace se nejlépe provádí na kopcích a pláních, ideální místa jsou pobřeží řek a velkých nádrží daleko od různých inženýrských sítí.
Klasifikace generátoru větru
Klasifikace větrných generátorů závisí na následujících hlavních parametrech:
- V závislosti na umístění osy může být vertikální zkroucení a horizontální. Vodorovná konstrukce umožňuje automatické otáčení hlavní části při hledání větru. Hlavní vybavení vertikálního větrného generátoru je umístěno na zemi, takže je snazší údržba, zatímco účinnost vertikálně umístěných lopatek je nižší.
- V závislosti na počtu lopatek rozlište jedno-, dvou-, tří- a vícesloupcové větrné generátory. Vítrádlové větrné generátory se používají s nízkým průtokem vzduchu, zřídka se používají kvůli nutnosti instalovat převodovku.
- V závislosti na materiálu použitém k výrobě nožů mohou být čepele plachtění a těžké. Plachetnice se snadno vyrábějí a instalují, ale vyžadují častou výměnu, protože v důsledku náhlého nárazu větru rychle selhávají.
- Podle rozteče šroubu rozlište proměnlivý a pevné kroky. Použitím variabilního rozteče lze dosáhnout významného zvýšení rozsahu provozních rychlostí větrného generátoru, což však povede k nevyhnutelné komplikaci struktury a ke zvýšení její hmotnosti.
Výkon všech typů zařízení, které převádějí větrnou energii na elektrický analog, závisí na oblasti lopatek.
Zařízení na výrobu větru
V každé větrné turbíně jsou přítomny tyto základní prvky:
- Čepeleotáčení pod vlivem větru a zajištění pohybu rotoru;
- Generátorkterý vytváří střídavý proud;
- Řadič nože, je zodpovědný za vytváření střídavého proudu v stejnosměrném proudu, který je vyžadován k nabíjení baterií;
- Dobíjecí bateriejsou potřebné pro akumulaci a vyrovnávání elektrické energie;
- Střídač, provádí zpětný převod stejnosměrného proudu na střídavý proud, ze kterého pracují všechny domácí spotřebiče;
- Stěžně, je nezbytné pro zvedání lopatek nad povrchem Země, dokud se nedosáhne výšky pohybu vzduchových hmot.
S tímto generátorem rotační nože a stožár jsou považovány za hlavní součásti generátoru větru a vše ostatní jsou další komponenty, které zajišťují spolehlivý a autonomní provoz systému jako celku
Pomalý generátor větru z generátoru
Předpokládá se, že tento design je nejjednodušší a nejdostupnější pro nezávislou výrobu. Může se stát buď nezávislým zdrojem energie, nebo převzít část energie stávajícího napájecího systému.
Máte-li autogenerátor a baterii, všechny ostatní části mohou být vyrobeny z improvizovaných materiálů.
Krok č. 1 - Vytvoření větrného kola
Čepele jsou považovány za jednu z nejdůležitějších částí generátoru větru, protože jejich konstrukce určuje provoz zbývajících uzlů. Pro výrobu nožů lze použít v různých materiálech - textilie, plasty, kovy a dokonce i dřevo.
Vyrábíme nože z kanalizační plastové trubky. Hlavní výhody tohoto materiálu jsou nízké náklady, vysoká odolnost proti vlhkosti, snadné zpracování.
Práce se provádí v tomto pořadí:
- Délka čepele se počítá, zatímco průměr plastové trubky by měl být 1/5 požadovaného záběru;
- Pomocí skládačky by měla být trubka rozříznuta podélně na 4 části;
- Jedna část se stane šablonou pro výrobu všech následných nožů;
- Po oříznutí potrubí musí být okraje na okrajích ošetřeny brusným papírem;
- Vyříznuté čepele musí být připevněny na předem připravený hliníkový disk s přiloženým upevněním;
- Také na tento disk musíte po úpravě přišroubovat generátor.
Vezměte prosím na vědomí, že trubka z PVC nemá dostatečnou pevnost a nebude schopna odolat silným nárazům větru. Pro výrobu lopatek je nejlepší použít trubku z PVC o tloušťce nejméně 4 cm.
Daleko od poslední role na velikosti zatížení je velikost čepele. Nebude tedy chybné zvážit možnost zmenšení velikosti čepele zvýšením jejich počtu.
Po montáži vyrovnejte větrné kolo. To vyžaduje vodorovnou fixaci na stativu v interiéru. Při správné montáži dojde k nehybnosti kola.
Dojde-li k rotaci lopatek, je nutné je brousit brusným materiálem, aby se struktura vyrovnala.
Krok # 2 - vytvoření stožáru větrného generátoru
Pro výrobu stožáru můžete použít ocelovou trubku o průměru 150-200 mm. Minimální délka stěžně by měla být 7 m. Pokud existují překážky v pohybu vzdušných hmot na místě, musí se kolo generátoru větru zvednout do výšky přesahující překážku nejméně o 1 m.
Musí být zabetonovány kolíky pro zajištění strie a stožár samotný. Jako prodloužení můžete použít ocelový nebo pozinkovaný kabel o tloušťce 6-8 mm.
Krok č. 3 - zpětná montáž alternátoru auta
Změna spočívá pouze v převinutí statorového drátu, jakož i ve výrobě rotoru s neodymovými magnety. Nejprve musíte vyvrtat otvory nezbytné pro upevnění magnetů v pólech rotoru.
Instalace magnetů se provádí střídavými póly. Po dokončení práce musí být mezimagnetické dutiny vyplněny epoxidovou pryskyřicí a rotor samotný by měl být zabalen papírem.
Při převíjení cívky musíte vzít v úvahu, že účinnost generátoru bude záviset na počtu otáček. Cívka musí být navinuta ve třech fázích v jednom směru.
Dokončený generátor musí být testován, výsledkem správně provedené práce bude ukazatel 30 V při 300 ot / min generátoru.
Krok č. 4 - dokončení montáže nízkorychlostního větrného generátoru
Rotační osa generátoru je tvořena trubkou se dvěma namontovanými ložisky a ocasní část je vyříznuta z galvanizovaného železa o tloušťce 1,2 mm.
Před montáží generátoru na stožár je nutné vytvořit rám, profilová trubka je pro to nejlepší. Při upevňování je třeba poznamenat, že minimální vzdálenost od stěžně k ostří by měla být větší než 0,25 m.
Aby systém fungoval po generátoru větru, musíte nainstalovat regulátor nabíjení, baterie a střídač.
Kapacita baterie je určena výkonem generátoru větru.Tento indikátor závisí na velikosti větrného kola, počtu lopatek a rychlosti větru.
Závěry a užitečné video na toto téma
Výroba solárního panelu s plastovým pouzdrem, seznamem materiálů a pořadí práce
Princip činnosti a přehled geotermálních čerpadel
Přepracování autogenerátoru a výroba nízkorýchlostního větrného generátoru sami
Charakteristickým rysem alternativních zdrojů energie je jejich šetrnost k životnímu prostředí a bezpečnost.
Poměrně nízký výkon zařízení a připojení k určitým terénním podmínkám umožňují efektivní provoz pouze kombinovaných systémů tradičních a alternativních zdrojů.
Využívá váš domov alternativní energii jako zdroje tepla a elektřiny? Postavili jste si větrný generátor sami nebo jste vyrobili solární panely? Prosím, podělte se o své zkušenosti v komentářích k našemu článku.
Samozřejmě to není tak jednoduché, jak je popsáno, a ve skutečnosti není snadné jej popsat. Myšlenka použití vodního kola rozhodně není lákavá. Chcete-li využívat energii vody, musíte žít přímo na hlučné řece. Spřádací kolo se bude neustále vrzat poblíž domu a voda vydává hluk, časem se bude obtěžovat. Mám sklon pouze větrné mlýny, opravdu se neobtěžují zvuky a nezakrývají oblast. Přivedl by je na celé území poblíž domu. Nebo bych použil solární panely, které jsou nejjednodušší a nejnáročnější na údržbu. Protože do nich můžete investovat jednou a všechny.
Velmi se zajímám o instalaci větrných generátorů. Má smysl instalovat je v oblasti Moskvy a Moskevské oblasti? Nebo kvůli mnoha budovám bude ekonomicky nerentabilní (získaná energie by měla stačit pro malý venkovský dům)? Můžete poradit hlavním výrobcům větrných turbín a také popsat, co hledat při výběru větrné turbíny.
Ahoj. Zajímal se také o tuto problematiku a podle výpočtů byl učiněn závěr, že jako další zdroj energie, aniž by došlo k opuštění hlavního zdroje, je tato možnost v každém místě hodna uvažování. Ale zde je opět nutné provést výpočty, pokud je to pro konkrétní rodinu vhodné, vzít v úvahu návratnost, požadovanou sílu atd.
Zde potřebujeme celý samostatný článek s přibližnými výpočty. Podle mých osobních výpočtů, s přihlédnutím k domácím výrobkům a dalším věcem, se ukázalo, že na instalaci potřebného vybavení na klíč bylo provedeno zhruba 200 tisíc rublů. Což je podle našich sazeb, s přihlédnutím k mým výhodám, v blízké budoucnosti finančně nesnesitelné. Recenzenti chválí Exmork, Aerogreen.