Energia alternativa per la casa: una rassegna di fonti energetiche non standard

L '"energia verde" attira semplicemente con le prospettive spaziali. L'energia inesauribile può essere ottenuta dall'ambiente per comunicazioni autonome gratuite. Inoltre, la sua risorsa viene ripristinata quotidianamente senza intervento umano.

Tuttavia, al fine di utilizzare correttamente questi doni della natura, è necessario sapere come funzionano e dove vengono utilizzati. Sei d'accordo?

Imparerai tutto su come l'energia alternativa viene utilizzata per la casa dal nostro articolo. Avendo familiarizzato con le informazioni presentate da noi, è possibile scegliere l'opzione più adatta per la generazione di calore o elettricità.

Abbiamo descritto in dettaglio le piante che elaborano l'energia del sole / vento / acqua / terra. Brevemente ed estremamente semplicemente delineato il principio del loro lavoro. Le informazioni proposte aiuteranno a confrontare metodi e fonti di produzione di energia.

Tipi di fonti energetiche alternative

L'acquisizione di modelli industriali di dispositivi moderni per l'estrazione di calore o energia elettrica dall'ambiente non è così difficile.

Le opzioni più popolari per tali apparecchiature includono:

• pannelli solari;
• collettori solari;
• generatori eolici;
• pompe di calore;
• generatori di biogas.

La scienza non si ferma, ci sono sempre più nuovi modelli di dispositivi per la generazione di energia alternativa. È importante non solo scegliere l'opzione appropriata, ma anche installarla correttamente. Molto spesso non è possibile gestire con una sola unità. È possibile combinare l'uso di varie risorse.

Ad esempio, una batteria solare produce più elettricità in estate e un generatore eolico in inverno. La combinazione di questi due dispositivi consente di fornire energia elettrica autonoma sufficiente durante tutto l'anno. Allo stesso modo, anche altri dispositivi possono essere combinati.

# 1: utilizzo dei pannelli solari

Questi elementi stanno diventando più popolari e più diversi. Sono venduti sia sotto forma di set già pronti, sia sotto forma di singole fotocellule. I dilettanti, che preferiscono fare tutto con le proprie mani, lavorano volentieri con quest'ultimo - questo è un compito relativamente semplice.

che fare una batteria solare con parametri individuali, è necessario acquistare la giusta quantità di fotocellule finite e saldarle in un circuito comune.

Gli elementi trasparenti che coprono la superficie di lavoro dei pannelli solari sono installati sul vetro di grattacieli, ma possono anche essere utilizzati con successo nella costruzione di abitazioni private

Si distinguono le fotocellule monocristalline e policristalline. I primi sono più produttivi e durevoli, ma efficaci solo se si ottiene un flusso di energia stabile. I policristalli hanno un'efficienza inferiore e una durata più breve, ma possono funzionare in modo abbastanza efficiente anche in condizioni di alta nuvola.

Le fotocellule sono posizionate sotto uno strato di materiale trasparente resistente in modo che possano assorbire energia rimanendo nella giusta posizione. Una custodia con una superficie esterna trasparente sembra una cornice di metallo. È usato per fissare i pannelli.

A volte, invece di una custodia in metallo, viene utilizzata una struttura in legno. Questa è un'opzione meno durevole, ma abbastanza accettabile.

I pannelli con celle solari sono installati sul lato più soleggiato dell'edificio, di solito sul tetto. È anche importante scegliere l'inverter e le batterie giuste

Il design con pannelli solari è piuttosto ingombrante, quindi il più delle volte è posizionato direttamente sul tetto della casa. La custodia è montata su un supporto in modo che il pannello con fotocellule possa essere ruotato, questo ti permetterà di monitorare il movimento del sole e catturare più raggi UV a seconda del periodo dell'anno.

Quando si verificano forti precipitazioni, il pannello viene ruotato in posizione verticale per prevenire danni e ridurre possibili contaminazioni. L'installazione di pannelli è solo la prima fase dell'implementazione di tale sistema.

Per il suo pieno funzionamento, dovrai collegare le celle solari attraverso il caricabatterie al sistema dell'inverter solare.

Per accumulare il sistema elettrico risultante, sarà necessario batterie per pannelli solariper esempio SUNLIGHT PzS. Tali elementi possono essere installati sottoterra, a una profondità abbastanza significativa - fino a tre metri.

Giusta selezione inverter solare e il controller della batteria - un punto importante per garantire la massima efficienza dell'intero sistema. Migliore è la selezione di tutti i componenti, migliori saranno i calcoli speciali, minore sarà la perdita di energia elettrica.

Un tipo interessante di pannello solare è opzione pellicola flessibile, il loro strato di lavoro viene depositato su un film polimerico. Sono installati sulle finestre di vetro di grattacieli, ovviamente, sul lato più soleggiato.

L'efficienza di tali elementi è leggermente inferiore a quella della versione tradizionale - solo il 7%. Ma la comodità di usarli e di risparmiare spazio compensa questo inconveniente.

Il dispositivo di acquisizione solare di Betaray sembra elegante e moderno. Può essere installato nel cortile di una casa privata o sul tetto di un grattacielo

Un dispositivo chiamato Betaray. Questa è una sfera di vetro abbastanza grande, che, come una lente, raccoglie i raggi del sole e li dirige verso il pannello con fotocellule. L'unità è in grado di ruotare in modalità automatica per ottenere il massimo della luce solare.

Di conseguenza, puoi fare con meno fotocellule e rendere più stabile il flusso di luce solare. Betaray è in grado di assorbire la luce della luna e la luce delle stelle di notte. Questo non è abbastanza, ma abbastanza per fornire un'illuminazione stradale completa. In generale, questo dispositivo ha un'efficienza impressionante per i pannelli solari - 35%.

Suggerimenti utili sulla selezione, installazione e funzionamento dei pannelli solari sono presentati qui:

# 2: Applicazione di collettori solari

Questa è una variante più moderna e produttiva della doccia estiva.Anche nel cottage più modesto c'è un barile d'acqua, che viene riscaldato durante il giorno a un livello molto decente.

Se installi sul tetto un sistema di tubi stretti attraverso cui circola l'acqua, puoi ottenere una notevole quantità di calore, fornendo completamente acqua calda alla casa e persino un riscaldamento decente.

Il collettore solare è un sistema di tubi stretti attraverso cui circola il liquido di raffreddamento. I processi di convezione naturale fanno circolare l'acqua riscaldata dal sole senza l'uso di una pompa (+)

Il funzionamento di questa fonte di energia alternativa si basa sulla capacità dell'acqua e dell'aria di circolare quando riscaldate. Il serbatoio dello scambiatore di calore è installato a un livello superiore rispetto ai tubi del collettore. L'acqua riscaldata sale ed entra nella parte superiore della batteria dello scambiatore di calore.

Raffreddandosi a contatto con l'acqua del rubinetto, il portatore di calore del collettore solare si abbassa e si sposta di nuovo nei tubi che il sole riscalda.

La circolazione naturale dell'acqua di riscaldamento e raffreddamento elimina la necessità di pompe speciali o altre apparecchiature elettriche.

Puoi realizzare la versione più semplice di un tale sistema dai materiali disponibili: tubi di diverso diametro, lamiera per il ruolo della base. Il supporto, a cui è fissata la base, può essere realizzato da un angolo o da altri elementi metallici.

In questa versione di un collettore solare fatto in casa, i tubi sono saldati su una base di metallo, una cornice spessa viene utilizzata come cornice

Di solito la parte esterna del sistema è dipinta di nero per aumentare la sua capacità di assorbire il calore. La base con i tubi è fissata in modo che sia possibile modificare l'angolo della sua inclinazione.

Resta da sistemare lo scambiatore di calore del serbatoio, posizionare una bobina al suo interno e collegare gli elementi del sistema tra loro e alla rete idrica e / o al sistema di riscaldamento.

Una tecnologia dettagliata per la produzione di un collettore solare per il riscaldamento è descritta in questo articolo.

I modelli industriali di collettori solari sono molto più produttivi dei "prodotti fatti in casa" e possono funzionare tutto l'anno, ma il costo di tale sistema può essere piuttosto elevato

Naturalmente, i moderni collettori solari industriali sono più complessi e funzionano in modo più efficiente. In alcuni dispositivi, il freon viene utilizzato come refrigerante, che consente di ottenere energia termica anche durante la stagione fredda.

Le unità industriali possono essere dotate di tubi a vuoto, un'unità con fotocellule, sensori di temperatura, un sistema di controllo automatico, ecc. Il costo di un tale collezionista può essere molto impressionante.

# 3: sfruttamento dell'energia eolica

Generatori eolici - dispositivi noti da molto tempo e abbastanza popolari tra gli appassionati di energia pulita. Questo è un dispositivo piuttosto ingombrante, specialmente se le pale di un mulino a vento ruotano su un piano orizzontale. Pertanto, le versioni con pale disposte verticalmente sono più popolari.

I generatori eolici sono oggetti voluminosi che devono essere installati in un'area aperta ben soffiata dai venti. Uno di questi dispositivi può coprire completamente le esigenze di una casa privata in elettricità

Il mulino a vento è posizionato su un rack alto e robusto. Il movimento delle pale viene trasmesso al generatore, l'energia ricevuta viene accumulata nella batteria. Quindi l'elettricità viene trasferita al sistema elettrico interno della casa o utilizzata in altri modi.

Un mulino a vento fatto in casa è in grado di coprire il fabbisogno di elettricità di un piccolo cottage estivo:

industria modelli di generatori eolici moderni solitamente dotato di un comodo pannello di controllo elettronico.

I dispositivi fatti in casa sono costruiti secondo schemi e disegni abbastanza semplici. Su Internet puoi trovare molte opzioni di tipo e tipo molto diversi. Devi scegliere un posto conveniente per posizionare una tale struttura, dove soffia un forte vento e l'unità non disturberà nessuno. Più sono alte le lame, meglio è.

La turbina eolica mobile Uprise è relativamente compatta e una volta montata può essere trasportata su strade pubbliche

Non molto tempo fa compagnia uprise presentato uno sviluppo originale - una turbina eolica montata su una piattaforma mobile. Se lo si desidera, il dispositivo può essere assemblato, dandogli una dimensione compatta, e quindi trasportato utilizzando un SUV convenzionale e installato in un altro posto.

La potenza della turbina eolica mobile Uprise è di 50 kW. Secondo gli esperti nel campo dell'energia alternativa, questo è abbastanza per fornire elettricità non alla più grande casa privata e persino per condividere l'elettricità in eccesso con i vicini.

Una versione ancora più originale della conversione dell'energia eolica in chilowatt - un aereo Makani Power.

Makani Power è un'apparecchiatura aeronautica che consente di elevare una serie di piccole turbine eoliche a una notevole altezza e ottenere la massima quantità di elettricità

Questa è una variante altamente scientifica di un aquilone su cui sono montate piccole turbine eoliche. L'idea è di fornire il generatore all'atmosfera superiore, dove la velocità dell'aria è molto più alta di quella della terra. L'energia fluisce lungo il cavo, che funge anche da fune che tiene "l'aquilone".

Un'interessante recensione sulla riparazione del generatore eolico SF-600-5 (Cina) consente di farsi un'idea dei possibili problemi con le apparecchiature di classe economica:

Le idee interessanti per realizzare un mulino a vento sono descritte nell'articolo - Come creare un generatore eolico con le tue mani: dispositivo, principio di funzionamento + miglior prodotto fatto in casa

# 4: riscaldamento basato su pompa di calore

Questi dispositivi sono da molto tempo al primo posto nella famiglia di dispositivi per la produzione di energia pulita. La pompa di calore funziona più o meno allo stesso modo di un frigorifero o dell'aria condizionata, ma solo viceversa.

Usano dispositivi di questo tipo, principalmente per il riscaldamento di una casa, nonché per il riscaldamento dell'acqua. Sebbene ci siano modelli che in estate affrontano con successo i doveri di un condizionatore d'aria.

Il principio di funzionamento della pompa di calore si basa sull'assorbimento di energia termica a basso potenziale in calore concentrato ad alto potenziale. I dispositivi terra-acqua sono difficili da installare ma efficaci

Tali sistemi utilizzano l'energia dell'aria, il calore del suolo e dell'acqua come fonte di calore. L'energia è ovunque, ma ha un basso potenziale in queste risorse. Il circuito esterno della pompa di calore raccoglie queste briciole sparse di energia termica e le sposta nel sistema.

Per trasformare l'energia in uno stato ad alto potenziale, viene utilizzato un refrigerante, di solito freon. Assorbe l'energia ricevuta, si riscalda ed entra nel compressore. Qui il refrigerante viene compresso e attraverso l'evaporatore entra nello scambiatore di calore del circuito di riscaldamento interno.

Il liquido di raffreddamento assorbe l'energia termica concentrata e il freon passa attraverso l'evaporatore e passa nuovamente allo stato liquido. Ora riceve energia a basso potenziale, si riscalda, ecc.

A seconda della fonte di energia termica e del tipo di portatore di calore, viene scelto il tipo di pompa di calore: "acque sotterranee", "Acqua-acqua", "Air-acqua", "Aria-aria" eccetera Con l'aiuto di un tale dispositivo, è possibile realizzare non solo il riscaldamento dell'acqua tradizionale, ma anche il riscaldamento dell'aria.

Molti artigiani hanno dominato con successo la produzione indipendente di tale unità, interessanti opzioni sono descritte nei seguenti articoli:

1. Come realizzare una pompa di calore con le proprie mani da un vecchio frigorifero: disegni, istruzioni e suggerimenti per il montaggio
2. Pompa di calore geotermica fai-da-te per il riscaldamento domestico: dispositivo, design, autoassemblaggio

Non è un compito facile estrarre calore dalla terra, poiché saranno necessari un ampio appezzamento di terreno e un vasto lavoro di terra. I tubi del circuito esterno sono posati in trincee e coperti di terra. È chiaro che l'uso di questo sito sarà limitato in futuro.

L'unità esterna della pompa di calore aria-acqua deve solo essere installata in un sito adatto, ma un tale dispositivo potrebbe non essere molto efficace a basse temperature esterne

Ma in questo modo è possibile garantire una temperatura stabile del liquido di raffreddamento nel circuito esterno, e questa è una condizione importante per il buon funzionamento della pompa di calore. È molto comodo se c'è uno stagno vicino alla casa, il circuito esterno può essere immerso nell'acqua senza problemi. In alternativa a uno stagno, viene utilizzato un pozzo d'acqua.

Per raccogliere il calore dall'aria, non vengono utilizzati tubi con un liquido di raffreddamento, ma potenti ventole che pompano aria nello scambiatore di calore.La temperatura esterna è lungi dall'essere costante come con acqua o terra, ma è molto più facile scegliere un posto per l'unità e installarlo.

Sfortunatamente, tali dispositivi sono inefficaci nelle regioni settentrionali, poiché il riscaldamento non è possibile nemmeno a -20 gradi di temperatura esterna. Il problema viene risolto combinando due diversi sistemi di riscaldamento.

# 4: biogas nelle comunicazioni

I rifiuti sono un'altra risorsa interessante per la generazione di energia termica. Durante il trattamento dei rifiuti con batteri anaerobici, vengono rilasciate sostanze come metano, acido solfidrico, anidride carbonica e alcune impurità.

Questa miscela di gas si chiama biogas, può anche essere considerata una moderna fonte di energia alternativa.

Per la lavorazione in un biogeneratore, viene solitamente utilizzata una miscela di rifiuti vegetali e animali con acqua. L'umidità dovrebbe essere dell'88-96% a seconda del periodo dell'anno

Naturalmente, questa sostanza combustibile non è ottenuta dal contenuto della fogna. Per fare ciò, utilizzare rifiuti organici di origine animale o vegetale. Sono collocati in un contenitore speciale, molto resistente e sempre stretto. Le colture batteriche sono caricate lì.

Una vite è installata all'interno del dispositivo per miscelare la massa biologica. Ciò aumenterà la velocità di reazione e renderà il generatore più efficiente.

La massa destinata alla lavorazione viene diluita con acqua, che deve essere riscaldata a circa 40 ° C. In estate, si dovrebbe aggiungere più acqua, ma in inverno l'umidità della biomassa può essere di circa il 90%.

Al fine di mantenere la temperatura confortevole per la vita dei microrganismi, la capacità del biogeneratore è coperta con materiali isolanti. Tutti i materiali di partenza vengono caricati attraverso il collo, che viene quindi chiuso ermeticamente. Il biogas si accumula nella parte superiore del dispositivo e viene scaricato da esso attraverso un tubo speciale.

Per comodità, risparmio di spazio e sicurezza, gli impianti di biogas sono collocati sottoterra, la distribuzione del gas viene effettuata attraverso un blocco idraulico, è necessario garantire il riscaldamento della biomassa (+)

I rifiuti riciclati vengono scaricati attraverso un tubo separato, sono un fertilizzante prezioso, la cui applicazione può essere trovata sul sito. Un punto importante nella creazione indipendente di un biogeneratore è la sicurezza. Poiché il gas si accumula costantemente nel serbatoio, la pressione aumenta costantemente lì.

Il processo di auto-creazione di un biogeneratore da una botte di metallo è descritto in questo video:

Se questo processo non è controllato, il dispositivo potrebbe semplicemente esplodere. È considerato più sicuro posizionare il biogeneratore sottoterra, piuttosto che in superficie. È necessario garantire una selezione costante del gas prodotto dal serbatoio per normalizzare la pressione.

Anche la miscela di gas deve essere maneggiata con cura.Questa sostanza combustibile ha un odore pungente e sgradevole; l'inalazione può essere pericolosa per la salute umana.

Oltre alle fonti di energia libera sopra descritte, ci sono anche interessanti soluzioni ingegneristiche che hanno molte prospettive pratiche:

Scopo e uso del termogeneratore

Dispositivi di questo tipo sono noti dalla metà del secolo scorso. Ti consentono di convertire l'energia termica in energia elettrica. La versione moderna del generatore di calore industriale è progettata per l'installazione su caldaie a gas o stufe a legna a combustione lunga con una capacità di almeno 200 watt.

Una delle opzioni più famose e popolari per un termogeneratore nella vita quotidiana funziona in tandem con una lampada a cherosene:

Tale dispositivo consente di ricevere circa 150 kW / h di elettricità al mese in inverno, quando i dispositivi di riscaldamento funzionano continuamente.

Puoi considerarlo come un'opzione aggiuntiva in combinazione con i pannelli solari o come un modo per compensare i blackout frequenti.

Esistono anche modelli ambulanti di generatori di calore in grado di elaborare l'energia termica di un normale falò. Possono essere utilizzati durante la costruzione in cui non è presente elettricità in alternativa a un generatore funzionante a combustibile liquefatto.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video introdurrà le opzioni più popolari per le installazioni alimentate da fonti energetiche alternative:

L'unico svantaggio significativo di metodi alternativi di generazione di energia è l'elevato costo delle apparecchiature e dell'installazione. Gli sviluppi ad alta tecnologia sono efficaci, convenienti e costosi. Tuttavia, l'investimento pagherà nel tempo. E per gli appassionati di armeggiare, ci sono sempre opzioni per l'autoproduzione.

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