Energia alternativa para o lar: uma revisão de fontes de energia fora do padrão

A "energia verde" atrai simplesmente as perspectivas do espaço. Energia inesgotável pode ser obtida do ambiente gratuitamente para atender comunicações autônomas. Além disso, seu recurso é restaurado diariamente sem intervenção humana.

No entanto, para usar corretamente esses dons da natureza, você precisa saber como eles funcionam e onde são usados. Você concorda?

Você aprenderá tudo sobre como a energia alternativa é usada para o lar em nosso artigo. Tendo se familiarizado com as informações apresentadas por nós, você pode escolher a opção mais adequada para gerar calor ou eletricidade.

Descrevemos em detalhes as plantas que processam a energia do sol / vento / água / terra. Breve e extremamente simplesmente delineou o princípio de seu trabalho. As informações propostas ajudarão a comparar métodos e fontes de produção de energia.

Tipos de fontes alternativas de energia

A aquisição de modelos industriais de dispositivos modernos para extrair calor ou energia elétrica do ambiente não é tão difícil.

As opções mais populares para esse equipamento incluem:

• painéis solares;
• coletores solares;
• geradores eólicos;
• bombas de calor;
• geradores de biogás.

A ciência não pára, há cada vez mais novos modelos de dispositivos para gerar energia alternativa. É importante não apenas escolher a opção apropriada, mas também instalá-la corretamente. Muitas vezes, não é possível gerenciar com apenas uma única unidade. Você pode combinar o uso de vários recursos.

Por exemplo, uma bateria solar produz mais eletricidade no verão e um gerador eólico no inverno. A combinação desses dois dispositivos permite fornecer eletricidade autônoma suficiente ao longo do ano. Da mesma forma, outros dispositivos também podem ser combinados.

# 1: Usando painéis solares

Esses elementos estão se tornando mais populares e mais diversificados. Eles são vendidos tanto na forma de conjuntos prontos quanto na forma de fotocélulas individuais. Os amadores, que preferem fazer tudo com as próprias mãos, trabalham de bom grado com os últimos - essa é uma tarefa relativamente simples.

Para faça uma bateria solar com parâmetros individuais, você precisa comprar a quantidade certa de fotocélulas acabadas e soldá-las em um circuito comum.

Elementos transparentes que cobrem a superfície de trabalho dos painéis solares são instalados no vidro de arranha-céus, mas também podem ser usados ​​com sucesso na construção de residências particulares

As fotocélulas monocristalinas e policristalinas são distinguidas. Os primeiros são mais produtivos e duráveis, mas eficazes somente se for obtido um fluxo de energia estável. Os policristais têm menor eficiência e vida útil mais curta, mas podem funcionar com bastante eficiência, mesmo em condições de alta nuvem.

As fotocélulas são colocadas sob uma camada de material transparente durável para que possam absorver energia enquanto permanecem na posição correta. Um gabinete com uma superfície externa transparente se parece com uma armação de metal. É usado para fixar os painéis.

Às vezes, uma estrutura de madeira é usada em vez de uma caixa de metal. Esta é uma opção menos durável, mas bastante aceitável.

Painéis com células solares são instalados no lado mais ensolarado do edifício, geralmente no telhado. Também é importante escolher o inversor e as baterias certos

O design com painéis solares é bastante complicado, portanto, na maioria das vezes, é colocado diretamente no telhado da casa. O estojo é montado em um suporte para que o painel com fotocélulas possa ser girado, permitindo monitorar o movimento do sol e capturar mais raios UV, dependendo da época do ano.

Quando ocorre forte precipitação, o painel é colocado na vertical para evitar danos e reduzir a possível contaminação. A instalação de painéis é apenas o primeiro estágio da implementação desse sistema.

Para sua operação completa, você precisará conectar as células solares através do carregador ao sistema inversor solar.

Para acumular o sistema elétrico resultante, você precisará baterias para painéis solarespor exemplo SUNLIGHT PzS. Esses elementos podem ser instalados no subsolo, a uma profundidade bastante significativa - até três metros.

Seleção correta inversor solar e o controlador da bateria - um ponto importante para garantir a máxima eficiência de todo o sistema. Quanto melhores todos os componentes forem selecionados, melhores serão os cálculos especiais, menor será a perda de energia elétrica.

Um tipo interessante de painel solar é opção de filme flexível, sua camada de trabalho é depositada em um filme de polímero. Eles são instalados nas janelas de vidro de arranha-céus, é claro, no lado mais ensolarado.

A eficiência de tais elementos é um pouco menor que a da versão tradicional - apenas 7%. Mas a conveniência de usá-los e economizar espaço compensa essa desvantagem.

O dispositivo de captura solar de Betaray parece elegante e moderno. Pode ser instalado no pátio de uma casa particular ou no telhado de um prédio

Um dispositivo chamado Betaray. É uma bola de vidro bastante grande, que, como uma lente, coleta os raios do sol e os direciona para o painel com fotocélulas. A unidade pode girar no modo automático para aproveitar ao máximo a luz do sol.

Como resultado, você pode usar menos fotocélulas e tornar o fluxo da luz solar mais estável. Betaray é capaz de absorver o luar e a luz das estrelas à noite. Isso não é suficiente, mas o suficiente para fornecer iluminação pública completa. Em geral, este dispositivo possui uma eficiência impressionante para painéis solares - 35%.

Dicas úteis sobre a seleção, instalação e operação de painéis solares são apresentadas aqui:

# 2: Aplicação de coletores solares

Esta é uma variação mais moderna e produtiva do banho de verão.Mesmo na casa mais modesta, há um barril de água, que é aquecido durante o dia a um nível muito decente.

Se você instalar no telhado um sistema de tubos estreitos através dos quais a água circula, você poderá obter uma quantidade significativa de calor, fornecendo totalmente à casa água quente e até um aquecimento decente.

O coletor solar é um sistema de tubos estreitos através dos quais o refrigerante circula. Os processos naturais de convecção circulam a água aquecida pelo sol sem o uso de uma bomba (+)

O funcionamento desta fonte alternativa de energia baseia-se na capacidade da água e do ar circularem quando aquecidos. O tanque do trocador de calor é instalado em um nível mais alto do que os tubos coletores. A água aquecida sobe e entra na parte superior da bobina do trocador de calor.

Resfriando em contato com a água da torneira, o transportador de calor do coletor solar cai e novamente se move para os canos que o sol aquece.

A circulação natural da água de aquecimento e resfriamento elimina a necessidade de bombas especiais ou outros equipamentos elétricos.

Você pode fazer a versão mais simples desse sistema a partir dos materiais disponíveis: tubos de diferentes diâmetros, chapas de metal para o papel da base. O suporte, ao qual a base está conectada, pode ser feito de um canto ou de outros elementos metálicos.

Nesta versão de um coletor solar caseiro, os tubos são soldados a uma base de metal, uma placa grossa é usada como armação

Normalmente, a parte do sistema externa é pintada de preto para aumentar sua capacidade de absorver calor. A base com os tubos é fixa para que seja possível alterar o ângulo de sua inclinação.

Resta organizar o trocador de calor do tanque, colocar uma bobina nele e conectar os elementos do sistema um ao outro e ao sistema de abastecimento de água e / ou aquecimento.

Uma tecnologia detalhada para a fabricação de um coletor solar para aquecimento é descrita em este artigo.

Os modelos industriais de coletores solares são muito mais produtivos que os "produtos caseiros" e podem funcionar o ano todo, mas o custo desse sistema pode ser bastante alto

Obviamente, os coletores solares industriais modernos são mais complexos e funcionam com mais eficiência. Em alguns dispositivos, o freon é usado como refrigerante, o que permite obter energia térmica mesmo durante o tempo frio.

As unidades industriais podem ser equipadas com tubos de vácuo, uma unidade com fotocélulas, sensores de temperatura, um sistema de controle automático, etc. O custo desse colecionador pode ser muito impressionante.

# 3: exploração da energia eólica

Geradores eólicos - dispositivos conhecidos há muito tempo e bastante populares entre os fãs de energia limpa. Este é um dispositivo bastante complicado, especialmente se as pás de um moinho de vento girarem em um plano horizontal. Portanto, versões com lâminas dispostas verticalmente são mais populares.

Os geradores eólicos são itens volumosos que devem ser instalados em uma área aberta e soprada pelos ventos. Um desses dispositivos pode cobrir completamente as necessidades de uma casa particular em eletricidade

O moinho de vento é colocado em um rack alto e resistente. O movimento das pás é transmitido ao gerador, a energia recebida é acumulada na bateria. Em seguida, a eletricidade é transferida para o sistema elétrico interno da casa ou usada de outras maneiras.

Um moinho de vento caseiro é capaz de cobrir as necessidades de eletricidade de uma pequena casa de verão:

Industrial modelos de modernos geradores eólicos geralmente equipado com um painel de controle eletrônico conveniente.

Os dispositivos caseiros são construídos de acordo com esquemas e desenhos bastante simples. Na Internet, você pode encontrar muitas opções de tipos e tipos muito diferentes. Você precisa escolher um local conveniente para colocar essa estrutura, onde sopre um forte vento, e a unidade não incomode ninguém. Quanto mais altas as lâminas estiverem instaladas, melhor.

A turbina eólica móvel Uprise é relativamente compacta e, quando montada, pode ser transportada pelas vias públicas

Não faz muito tempo Upprise apresentou um desenvolvimento original - uma turbina eólica montada em uma plataforma móvel. Se desejado, o dispositivo pode ser montado, fornecendo um tamanho compacto, e depois transportado com um SUV convencional e instalado em outro local.

A potência da turbina eólica móvel Uprise é de 50 kW. Segundo especialistas no campo da energia alternativa, isso é suficiente para fornecer eletricidade a não a maior casa particular e até compartilhar o excesso de eletricidade com os vizinhos.

Uma versão ainda mais original da conversão de energia eólica em quilowatts - uma aeronave Makani Power.

Makani Power é um equipamento de aeronave que permite elevar um conjunto de pequenas turbinas eólicas a uma altura considerável e obter a quantidade máxima de eletricidade

Esta é uma variação altamente científica de uma pipa na qual pequenas turbinas eólicas são montadas. A idéia é entregar o gerador à atmosfera superior, onde a velocidade do ar é muito maior que a da Terra. A energia flui pelo cabo, que também atua como uma corda que segura a "pipa".

Uma revisão interessante do reparo de geradores eólicos SF-600-5 (China) permite que você tenha uma idéia dos possíveis problemas com o equipamento da classe econômica:

Idéias interessantes para a fabricação de um moinho de vento são descritas no artigo - Como fazer um gerador eólico com suas próprias mãos: dispositivo, princípio de operação + melhor produto caseiro

# 4: Aquecimento baseado em bomba de calor

Esses dispositivos há muito se destacam na família de dispositivos para produção de energia limpa. A bomba de calor funciona da mesma maneira que uma geladeira ou ar condicionado, mas apenas vice-versa.

Eles usam dispositivos desse tipo, principalmente para aquecer uma casa, bem como para aquecer água. Embora existam modelos que no verão lidam com sucesso os deveres de um ar condicionado.

O princípio de operação da bomba de calor é baseado na absorção de energia térmica com baixo potencial em calor concentrado de alto potencial. Dispositivos terra-água são difíceis de instalar, mas são eficazes

Como fonte de calor, esses sistemas usam a energia do ar, o calor do solo e da água. A energia está em toda parte, mas tem baixo potencial nesses recursos. O circuito externo da bomba de calor coleta essas migalhas dispersas de energia térmica e as move para o sistema.

Para transformar energia em um estado de alto potencial, é usado um refrigerante, geralmente freon. Absorve a energia recebida, aquece e entra no compressor. Aqui o refrigerante é comprimido e, através do evaporador, entra no trocador de calor do circuito de aquecimento interno.

O líquido de arrefecimento absorve a energia térmica concentrada e o freon passa pelo evaporador e entra novamente no estado líquido. Agora ele recebe baixo potencial de energia, aquece, etc.

Dependendo da fonte de energia térmica, bem como do tipo de transportador de calor, o tipo de bomba de calor é escolhido: “águas subterrâneas”, Água-a-água, Ar-água, Ar-ar etc. Com a ajuda desse dispositivo, é possível realizar não apenas o aquecimento tradicional da água, mas também o aquecimento do ar.

Muitos artesãos dominaram com sucesso a fabricação independente dessa unidade, opções interessantes são descritas nos seguintes artigos:

1. Como fazer uma bomba de calor com as próprias mãos de um refrigerador antigo: desenhos, instruções e dicas de montagem
2. Bomba de calor geotérmica DIY para aquecimento doméstico: dispositivo, design, montagem automática

Não é uma tarefa fácil extrair calor da terra, pois será necessário um terreno espaçoso e extenso trabalho. Os tubos do circuito externo são colocados em trincheiras e cobertos com terra. É claro que o uso deste site será limitado no futuro.

A unidade externa da bomba de calor ar-água só precisa ser instalada em um local adequado, mas esse dispositivo pode não ser muito eficaz em baixas temperaturas externas

Porém, dessa maneira, é possível garantir uma temperatura estável do líquido de refrigeração no circuito externo, e esta é uma condição importante para o bom funcionamento da bomba de calor. É muito conveniente se houver uma lagoa perto da casa, o circuito externo pode ser imerso em água sem problemas. Como alternativa a um lago, é usado um poço de água.

Para coletar calor do ar, não são usados ​​tubos com líquido de refrigeração, mas ventiladores potentes que bombeiam ar para o trocador de calor.A temperatura externa está longe de ser tão constante quanto a água ou o solo, mas é muito mais fácil escolher um local para a unidade e instalá-lo.

Infelizmente, esses dispositivos são ineficazes nas regiões norte, pois o aquecimento não é possível mesmo a -20 graus da temperatura externa. O problema é resolvido combinando dois sistemas de aquecimento diferentes.

# 4: Biogás nas comunicações

O desperdício é outro recurso interessante para gerar energia térmica. Ao processar resíduos usando bactérias anaeróbicas, substâncias como metano, sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e algumas impurezas são liberadas.

Essa mistura de gases é chamada de biogás, também pode ser considerada uma fonte de energia alternativa moderna.

Para o processamento em um biogenerator, geralmente é usada uma mistura de resíduos de plantas e animais com água. A umidade deve ser de 88 a 96%, dependendo da época do ano

Obviamente, essa substância combustível não é obtida do conteúdo do esgoto. Para fazer isso, use resíduos orgânicos de origem animal ou vegetal. Eles são colocados em um recipiente especial, muito durável e sempre firme. Culturas bacterianas são carregadas lá.

Um parafuso é instalado dentro do dispositivo para misturar a massa biológica. Isso aumentará a taxa de reação e tornará o gerador mais eficiente.

A massa destinada ao processamento é diluída com água, a qual deve ser aquecida a cerca de 40 ° C. No verão, mais água deve ser adicionada, mas no inverno, a umidade da biomassa pode ser de cerca de 90%.

Para manter a temperatura confortável para a vida útil dos microrganismos, a capacidade do biogenerator é coberta com materiais isolantes. Todos os materiais de partida são carregados através do pescoço, que é então firmemente fechado. O biogás se acumula na parte superior do dispositivo e é descarregado através de um tubo especial.

Por conveniência, economia de espaço e segurança, as usinas de biogás são colocadas no subsolo, a distribuição de gás é realizada através de um selo d'água, é necessário garantir o aquecimento da biomassa (+)

Os resíduos reciclados são descarregados através de um tubo separado, são um fertilizante valioso, cuja aplicação pode ser encontrada no local. Um ponto importante na criação independente de um biogenerator é a segurança. Como o gás está constantemente se acumulando no tanque, a pressão está aumentando constantemente lá.

O processo de criação automática de um biogenerador a partir de um barril de metal é descrito neste vídeo:

Se esse processo não for controlado, o dispositivo pode simplesmente explodir. É considerado mais seguro colocar o biogenerator no subsolo, e não na superfície. É necessário garantir uma seleção constante do gás produzido no tanque para normalizar a pressão.

A mistura de gás também deve ser manuseada com cuidado.Esta substância combustível tem um odor pungente e desagradável; a inalação pode ser prejudicial à saúde humana.

Além das fontes de energia livre descritas acima, também existem soluções interessantes de engenharia que têm muitas perspectivas práticas:

Objetivo e uso do termogerador

Dispositivos desse tipo são conhecidos desde meados do século passado. Eles permitem converter energia térmica em energia elétrica. A versão moderna do gerador de calor industrial foi projetada para instalação em caldeiras a gás ou fogões a lenha de longa duração com capacidade de pelo menos 200 watts.

Uma das opções mais famosas e populares para um termogerador na vida cotidiana trabalha em conjunto com uma lâmpada de querosene:

Esse dispositivo permite receber cerca de 150 kW / h de eletricidade por mês no inverno, quando os dispositivos de aquecimento operam continuamente.

Você pode considerá-lo como uma opção adicional em combinação com painéis solares ou como uma maneira de compensar apagões frequentes.

Também existem modelos ambulantes de geradores de calor que podem processar a energia térmica de uma fogueira comum. Eles podem ser usados ​​durante a construção, onde não há eletricidade como alternativa a um gerador operando com combustível liquefeito.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo apresentará as opções mais populares para instalações alimentadas por fontes alternativas de energia:

A única desvantagem significativa de métodos alternativos de geração de energia é o alto custo de equipamentos e instalação. Desenvolvimentos de alta tecnologia são eficazes, convenientes e caros. No entanto, o investimento será recompensado com o tempo. E para os amantes de mexer sempre há opções de autoprodução.

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