Alternatív energiaforrások: Technológiai áttekintés

Még az iskolás gyerekek tudják, hogy az olaj-, gáz- és széntartalékok nem végtelenek. Az energiaárak folyamatosan emelkednek, és arra készteti a fizetőket, hogy komolyan sóhajthassanak és gondolkodjanak saját jövedelmük növeléséről. A civilizáció eredményei ellenére a városokon kívül sok helyen vannak gázellátás, és egyes helyeken nincs is áram. Ugyanazon a helyen, ahol ilyen lehetőség létezik, a rendszer telepítésének költségei néha nem felelnek meg a lakosság jövedelmi szintjének. Nem meglepő, hogy a csináld magad alternatív energia manapság mind a nagy, mind a kicsi parasztházak tulajdonosai és a városlakók számára érdekes.

Az egész világ körülöttünk van tele energiával, amelyet nemcsak a föld bélje tartalmaz. Vissza az iskolába, a földrajz órákba, megtanultuk, hogy nagy hatékonysággal lehet felhasználni a szél, a nap, az árapály, az eső víz, a föld magja és más hasonló energiahordozók energiáját az egész ország és kontinens méretében. Használjon azonban alternatív energia források külön ház fűtése lehetséges.

Az alternatív energiaforrások típusai

A magán energiaellátás természetes forrásai közül a következőket kell megjegyezni:

• napelemek;
• napkollektorok;
• hőszivattyúk;
• szélerőművek;
• vízenergia abszorpciós berendezések;
• biogázüzemek.

Elegendő forrással megvásárolhatja ezen eszközök egyikének kész modelljét, és megrendelheti annak telepítését. A fogyasztók kívánságait figyelembe véve az iparosok már régóta elsajátították a napelemek, hőszivattyúk stb. Gyártását. Költségeik továbbra is stabilan magasak. Az ilyen eszközök önmagukban is elkészíthetők, így pénzt takaríthat meg, de több időt és erőfeszítést költenek.

Videó: milyen természetes energiát lehet felhasználni

A működés elve és a napelemek használata magánházban

A fizikai jelenség, amelyen ezen energiaforrás működési elve alapul, a fotoelektromos hatás. A felületre eső napfény elektronokat szabadít fel, amely túlzott töltést okoz a panelen belül. Ha akkumulátort csatlakoztat ehhez, akkor az áramkör töltéseinek számának villámlásnak köszönhetően az áram jelenik meg.

A nap energiájának megragadására és átalakítására alkalmas tervek száma változatos, változatos és folyamatosan fejlődik.Sok kézműves számára ezeknek a hasznos mintáknak a fejlesztése kiváló hobbi. A tematikus kiállításokon az ilyen rajongók szívesen mutatnak be sok hasznos ötletet.

Az alap napelem - speciális kristályok, amelyek energiát vesznek fel. Otthon ilyen elemek nem készíthetők, ezeket meg kell vásárolni. A kristályok nagyon törékenyek, ezért óvatosan kell kezelni őket. Napelem telepítéséhez a következőket kell tennie:

1. Készítsen keretet a napelemek számára átlátszó anyagból, például plexiüvegből.
2. Készítsen tokot fém sarokból, furnérlemezből stb.
3. Finoman forrasztja a kristályos elemeket az áramkörbe.
4. Helyezze a fotocellákat a keretbe.
5. Szerelje be a házat.

Általában két típusú napelem van: monokristályos és polikristályos. Az előbbek tartósabbak és körülbelül 13% -os hatékonysággal rendelkeznek, míg az utóbbi gyorsabban meghibásodik, hatékonyságuk kissé alacsonyabb - kevesebb, mint 9%. Az egykristályos fotocellák azonban csak stabil napenergia áramlással működnek jól, felhős napon hatékonyságuk sokkal alacsonyabb lesz. A polikristályos elemek azonban sokkal jobban hordozzák az időjárási viszonyokat.

A kapott villamos energia padlófűtés-technológiával felhasználható háztartási készülékek energiaellátására vagy egy helyiség fűtésére. A nap energiája nemcsak elektromos energia előállítására alkalmas. Napenergia felhasználásával felmelegítheti a vizet. Erről a cikk következő részében. Tehát ennek az energiaforrásnak az előnyei:

• kifogyhatatlanság;
• hulladék vagy zaj hiánya az energiatermelés során;
• autonómia;
• viszonylag olcsó karbantartás;
• progresszivitás;

Ennek a technológiának a hátrányai a következők:

• maguk a panelek és az üzembe helyezés magas költségei;
• a bolygó enyhe szennyeződése a termelésből származó kibocsátásokkal;
• drága akkumulátorok;
• a panelek alacsony hatékonysága, és ennek következtében nagyszámú elemre van szükség.

Részletes utasítások a napelemek gyártására a következő anyagunkban:https://aquatech.tomathouse.com/hu/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Videó: DIY napelem gyártása

A kész elemeket természetesen a tető legnaposabb oldalára helyezik. Ebben az esetben lehetővé kell tenni a panel dőlésszögének beállítását. Például havazáskor a paneleket szinte függőlegesen kell elhelyezni, különben egy hóréteg zavarhatja az akkumulátor működését, vagy akár károsíthatja őket.

Napkollektorok tervezése és használata

A primitív napkollektor egy fekete fémlemez, vékony réteg átlátszó folyadék alá helyezve. Mint az iskolafizikai tanfolyamból tudják, a sötét tárgyak inkább melegsznek, mint a fények. Ez a folyadék szivattyú segítségével mozog, lehűti a lemezt és egyszerre felmelegszik. A fűtött folyadékáramkör egy hideg vízforráshoz csatlakoztatott tartályba helyezhető. A víz melegítésével a tartályban a kollektorból származó folyadék lehűl. Aztán visszajön. Így ez az energiaellátó rendszer lehetővé teszi állandó forrásból forró víz, télen pedig forró radiátorok beszerzését.

Manapság háromféle ilyen eszköz létezik:

• levegő;
• cső alakú;
• lakás.

Légi

A levegőgyűjtők üveglapokkal vagy átlátszó műanyaggal borított fekete lemezek. Ezen lemezek körül a levegő természetesen vagy erőszakkal kering. Meleg levegőt használnak a ház helyiségeinek fűtésére vagy ruhák szárítására.

Ennek előnye a kivitelezés rendkívüli egyszerűsége és az alacsony költségek. Az egyetlen hátrány a kényszerlevegő-cirkuláció használata. De meg tudod csinálni nélküle.

Cső alakú

A csöves kollektorok több, egymáshoz igazított üvegcső sorozatában vannak, belülről fényelnyelő anyaggal bevonva. Össze vannak kötve egy közös kollektorral, és a folyadék kering ezen keresztül. Az ilyen kollektoroknak két módon továbbíthatják a vett energiát: közvetlen és közvetett. Az első módszert télen használják. A másodikot egész évben alkalmazzák. Van egy változat a vákuumcsövekkel: az egyik be van helyezve a másikba, és közöttük vákuum jön létre.

Ez elkülöníti őket a környezettől és jobban megtartja a kapott hőt. Előnyei az egyszerűség és a megbízhatóság. A hátrányok között szerepel a telepítés magas költsége.

Lakás

A lapos kollektor a leggyakoribb típus. Ő volt az, aki példaként szolgálta ezen eszközök működésének elveinek magyarázatát. Ennek a változatosságnak az előnye az egyszerűség és az olcsóság másokkal összehasonlítva. Hátránya a jelentős hőveszteség, mint más altípusoktól.

A meglévő napkollektoros rendszerek fejlesztése érdekében a mérnökök egyfajta tükör használatát javasolták, az úgynevezett kerékagyokat. Ezek lehetővé teszik a víz hőmérsékletének 120-ról 200 ° C-ra történő emelését. A gyűjtőknek ezt az alfaját koncentrációnak nevezzük. Ez az egyik legdrágább lehetőség, amely természetesen hátránya.

Teljes cikk a napkollektor telepítésének előkészítéséhez a következő cikkben:https://aquatech.tomathouse.com/hu/otoplenie/boilery/solnechnyiy-vodonagrevatel-svoimi-rukami.html

A szélenergia felhasználása

Ha a szél képes felhőelet vezetni, akkor miért nem használja fel energiáját más hasznos dolgokra? A kérdésre adott válasz keresése arra késztette a mérnököket, hogy szélgenerátort készítsenek. Ez az eszköz általában a következőkből áll:

• generátor;
• magas torony;
• forgó pengék, elkapva a szeleket;
• akkumulátorok
• elektronikus vezérlőrendszerek.

A szélgenerátor működési elve meglehetősen egyszerű. Az erős széltől forgó pengék forognak az erőátviteli tengelyek (közönséges emberekben - a sebességváltó). Csatlakoztatva vannak egy generátorhoz. Az erőátvitel és a generátor egy bölcsőben vagy más módon egy gondolatban helyezkedik el. Lehet, hogy van egy forgó mechanizmusa. A generátort a vezérlő automatika és a fokozatos feszültség transzformátor csatlakoztatja. A transzformátor után az értékét növelő feszültség az általános tápegységre kerül.

Mivel a szélgenerátorok gyártásának kérdéseit már hosszú ideje tanulmányozták, vannak olyan eszközök projektei, amelyek ezen eszközök legkülönfélébb kivitelűek. A vízszintes forgástengelyű modellek meglehetősen nagy helyet foglalnak el, de a függőleges forgástengellyel rendelkező szélgenerátorok sokkal kompaktabbak. Természetesen a készülék hatékony működéséhez elég erős szél szükséges.

Előnyök:

• a kibocsátás hiánya;
• autonómia;
• az egyik megújuló erőforrás felhasználása;

hátrányok:

• a szél állandóságának szükségessége;
• magas induló ár;
• forgási zaj és elektromágneses sugárzás;
• nagy területeket foglalnak el.

Lépésről lépésre a "csináld magad" szélgenerátor gyártására vonatkozó weboldalunkon:https://aquatech.tomathouse.com/hu/otoplenie/alt_otoplenie/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

A víz mint energiaforrás

A víz elektromos áram előállításához a legismertebb módja természetesen a vízerőművek. De nem ő az egyetlen.Még mindig van árapály és jelenlegi energia. És most rendben.

A vízerőmű olyan gát, amelyben több árvízcsatorna található a szabályozott vízkivezetéshez. Ezek a zárak a turbógenerátorok lapáival vannak összekötve. Nyomás alatt áramlik a víz, és ezzel áramot termel.

hátrányok:

• a part menti területek áradása;
• a folyók lakosságának csökkenése;
• zaj.

Erőáramok

Ez az energiatermelési módszer hasonló a szélgenerátorhoz, azzal a különbséggel, hogy hatalmas lapátokkal ellátott generátort egy nagy tengeri áram fölé helyezik. Például a Golf-patak. De nagyon drága és technikailag nehéz. Ezért minden nagyobb projekt még papíron van. Ennek ellenére vannak kis, de folyamatban lévő projektek, amelyek bizonyítják az ilyen típusú energia képességeit.

Árapályi energia

Az erõmû terve, amely az ilyen típusú energiát villamossá változtatja, egy hatalmas gát, amely a tengeri öbölben található. Lyukakkal rendelkezik, amelyeken a víz belép a hátába. Ezeket egy csővezeték köti össze elektromos generátorokkal.

Az árapályerőmű az alábbiak szerint működik: dagálykor emelkedik a vízszint, és létrejön a nyomás, amely elforgathatja a generátor tengelyét. Az árapály végén a bemeneti nyílások bezáródnak, és dagálykor, ami 6 óra elteltével következik be, a kimeneteket kinyitják és a folyamatot ellentétes irányban megismételik.

Ennek a módszernek az előnyei:

• olcsó szolgáltatás;
• csalit a turisták számára.

hátrányok:

• jelentős építési költségek;
• árt a tengeri állatvilágnak;
• A tervezési hibák a közeli városok árvízét okozhatják.

A biogáz felhasználása

A szerves hulladék anaerob feldolgozása során az úgynevezett biogáz szabadul fel. Az eredmény metánból, szén-dioxidból és hidrogén-szulfidból álló gázok keveréke. A biogáz előállítására szolgáló generátor a következőkből áll:

• lezárt tartály;
• csavar a szerves hulladék keverésére;
• cső a hulladék hulladéktömegének kirakodására;
• szájak hulladék és víz feltöltéséhez;
• egy elágazó cső, amelyen a beérkező gáz érkezik.

A hulladék feldolgozására szolgáló tartály gyakran nem a felszínen, hanem a talaj vastagságában van elrendezve. A keletkező gáz szivárgásának elkerülése érdekében teljesen lezárják. Emlékeztetni kell arra, hogy a biogáz kinyerése során a tartályban a nyomás folyamatosan növekszik, ezért a gázt rendszeresen ki kell venni a tartályból. A biogáz mellett a feldolgozás eredménye kiváló szerves trágya, amely hasznos növények termesztésére.

Az eszközhöz és az üzemeltetési szabályokhoz gázgenerátor fokozott biztonsági követelményeket támasztanak, mivel a biogáz veszélyes belélegezni és felrobbanhat. A világ számos országában, például Kínában azonban ez az energiatermelési módszer nagyon elterjedt.

Ez a hulladék termék felhasználható:

• hőerőművek és kapcsolt energiatermelő erőművek alapanyagai;
• földgáz cseréje kályhákban, égőkben és kazánokban.

Az ilyen típusú tüzelőanyagok erőssége a megújíthatóság és a feldolgozásra szánt nyersanyagok rendelkezésre állása, különösen a falvakban. Az ilyen típusú üzemanyagnak számos hátránya van, például:

• égésből származó kibocsátások;
• tökéletlen gyártási technológia;
• a biogáz előállításához használt készülék ára.

A hulladékból nyert biogáz összetétele és mennyisége az aljzattól függ. A legtöbb gázt zsír, gabona, ipari glicerin, friss fű, szilázs stb. Felhasználásával nyerik.Általában állati és növényi hulladék keverékét adják a tartályhoz, amelyhez vizet adnak. Nyáron ajánlott a tömeg páratartalmát 94–96% -ra növelni, télen pedig 88–90% nedvesség elegendő. A hulladéktartályba szállított vizet 35–40 fokra kell melegíteni, különben a bomlási folyamatok lelassulnak. A hő fenntartása érdekében egy réteg szigetelő anyagot fel kell szerelni a tartály külső oldalára.

Bioüzemanyagok (biogáz) felhasználása

A hőszivattyú működése az inverz Carnot elven alapul. Ez egy meglehetősen nagy és meglehetősen összetett eszköz, amely összegyűjti a környezet alacsony potenciálú hőenergiáját és nagy potenciállal rendelkező energiává alakítja. Leggyakrabban a hőszivattyúkat használják a helyiségek fűtésére. Az eszköz a következőkből áll:

• külső áramkör hűtőfolyadékkal;
• belső áramkör hűtőfolyadékkal;
• párologtató;
• kompresszor;
• kondenzátor.

A rendszer freont is használ. A hőszivattyú külső köre különféle környezetekben képes felszívni az energiát: föld, víz, levegő. A létrehozásához szükséges munkabérek a szivattyú típusától és konfigurációjától függenek. A legnehezebb a "talajvíz" típusú szivattyút elrendezni, amelyben a külső kontúr vízszintesen a talaj vastagságában helyezkedik el, mert nagy kiterjedésű földkutatást igényel. Ha van egy tó a ház közelében, akkor érdemes víz-víz hőszivattyút készíteni. Ebben az esetben a külső áramkört egyszerűen leengedik a tóba.

A hőszivattyú hatékonysága nem annyira függ a közeg hőmérséklettől, hanem az állandóságától. A megfelelően megtervezett és beépített hőszivattyú elegendő hőt biztosít a háznak télen, még nagyon alacsony víz-, talaj- vagy levegőhőmérsékleten is. Nyáron a hőszivattyúk légkondicionálóként működhetnek, hűtve az otthont.

Ezen telepítések előnyei a következők:

• energiahatékonyság;
• tűzbiztonság;
• többfunkciós;
• hosszú üzemeltetés az első javításig.

Egy ilyen rendszer gyengeségei a következők:

• magas kezdőár az épület fűtésének más módszereivel összehasonlítva;
• az áramellátó hálózat állapotára vonatkozó követelmény;
• zajosabb, mint egy klasszikus gázkazán;
• a fúrás szükségessége.

Videó: hogyan működnek a hőszivattyúk

Kapcsolódó cikkek:

• Geotermikus otthoni fűtés: az eszköz módszereinek osztályozása
• Hőszivattyú: kiviteli típusok és független eszköz

Mint láthatja, annak érdekében, hogy otthona hővel és villamos energiával szolgáljon, napenergia, szél és víz is felhasználható. Mindegyik módszernek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Mindazonáltal az összes létező lehetőség közül felhasználhatja a módszert, amely olcsó és hatékony is.

Az anyag frissítve: 2018.01.30