Алтернативни извори енергије: технолошки преглед

Чак и школарци знају да резерве нафте, гаса и угља нису бесконачне. Цене енергије непрестано расту, што присиљава платише да тешко уздахну и размишљају о повећању сопственог дохотка. Упркос достигнућима цивилизације, ван градова постоји много места где се не снабдева гасом, а на неким местима нема ни струје. На истом месту где постоји таква могућност, трошкови инсталације система понекад понекад не одговарају нивоу прихода становништва. Није изненађујуће да је алтернативна енергија која ради сама урадила интерес и власницима великих и малих сеоских кућа, али и становницима.

Читав свет око нас препун је енергије која се налази не само у цревима земље. У школи, на часовима географије, научили смо да је могуће ефикасно користити енергију ветра, сунца, плима, пада воде, земљино језгро и друге сличне носиоце енергије на нивоу читавих земаља и континената. Ипак користите алтернативни извори енергије могуће је грејати засебну кућу.

Врсте алтернативних извора енергије

Међу опцијама природних извора приватног снабдевања енергијом треба напоменути:

• соларни панели;
• соларни колектори;
• топлотне пумпе;
• генератор ветра;
• инсталације за апсорпцију водене енергије;
• биоплинска постројења

Уз довољно средстава, можете купити готов модел једног од ових уређаја и наручити његову инсталацију. У складу са жељама потрошача, индустријалци су дуго савладали производњу соларних панела, топлотних пумпи итд. Међутим, трошкови им остају стабилно високи. Такви уређаји могу се радити сами, штедећи нешто новца, али трошећи више времена и труда.

Видео: која природна енергија се може користити

Принцип рада и употреба соларних панела у приватној кући

Физичка појава на којој се заснива принцип рада овог извора енергије је фотоелектрични ефекат. Сунчева светлост, падајући на њену површину, ослобађа електроне, што ствара вишак набоја унутар панела. Ако на њега повежете батерију, онда ће се захваљујући муњењу броја напуњености у кругу појавити струја.

Дизајни способни да улове и претворе енергију сунца су бројни, разноврсни и непрестано се побољшавају.За многе народне занатлије побољшање ових корисних дизајна постало је одличан хоби. На тематским изложбама, такви ентузијасти вољно демонстрирају многе корисне идеје.

Основа соларна ћелија - посебни кристали који хватају енергију. Код куће се такви елементи не могу направити, морат ће их се купити. Кристали су веома крхки, са њима се мора пажљиво поступати. Да бисте направили соларну батерију, морате:

1. Направите оквир за соларне панеле од прозирног материјала, као што је плексиглас.
2. Направите футролу од металног угла, шперплоче итд.
3. Нежно лепите кристалне елементе у круг.
4. Поставите фотоћелије у оквир.
5. Инсталирајте кућиште.

Генерално постоје две врсте соларних ћелија: монокристална и поликристална. Први су издржљивији и имају ефикасност од око 13%, док други не успевају брже, ефикасност им је нешто нижа - мања од 9%. Међутим, монокристалне фотоћелије добро раде само уз стабилан проток сунчеве енергије, а при облачном дану њихова ефикасност постаје много нижа. Али, поликристални елементи много боље преносе чудне прилике.

Добијена електрична енергија може се користити за напајање кућанских апарата или за гријање просторије помоћу технологије подног гријања. Али сунчева енергија није погодна само за производњу електричне енергије. Коришћењем соларне енергије можете да загревате воду. О томе у следећем одељку чланка. Дакле, предности овог извора енергије:

• неисцрпност;
• одсуство било каквог отпада или буке у процесу производње енергије;
• аутономија;
• релативно јефтино одржавање;
• прогресивност;

Недостаци ове технологије су следећи:

• високе цијене самих панела и пуштања у рад;
• незнатно загађење планете емисијама из производње;
• скупе батерије;
• ниска ефикасност плоча и, као последица тога, потреба за великим бројем њих.

Детаљна упутства за производњу соларних панела у нашем следећем материјалу:хттпс://аффиццхн.цом/отопление/алт_отопление/солнецхнаиа-батареиа-своими-руками.хтмл

Видео: Направите сопствену производњу соларних ћелија

Готове батерије се постављају, наравно, на најсунчанију страну крова. У овом случају требало би бити могуће подесити нагиб панела. На пример, за време снежних падавина, плоче треба да буду постављене скоро вертикално, јер у супротном слој снега може ометати рад батерије или их чак оштетити.

Дизајн и употреба соларних колектора

Примитивни соларни колектор је црна метална плоча постављена испод танког слоја прозирне течности. Као што знате из школског курса физике, тамни предмети загревају више него светли. Ова течност се креће уз помоћ пумпе, хлади плочу и истовремено се загрева. Круг грејне течности може да се постави у резервоар спојен на извор хладне воде. Загревањем воде у резервоару течност из колектора се хлади. А онда се враћа. Тако овај систем напајања омогућава добијање сталног извора топле воде, а зими и топле радијаторе.

Данас постоје 3 врсте таквих уређаја:

• ваздух;
• цевасти;
• раван.

Ваздушна

Зрачни колектори су црне плоче, затворене стаклом или прозирном пластиком. Око ових плоча ваздух циркулише природно или присилно. Топли ваздух користи се за загревање просторија у кући или за сушење одеће.

Предност је изузетна једноставност дизајна и ниска цена. Једина мана је употреба принудне циркулације ваздуха. Али можете и без њега.

Тубулар

Цевасти колектори су у облику неколико поравнатих у низу стаклених цеви обложених унутрашњошћу материјала који апсорбује светлост. Повезани су са заједничким сакупљачем и течност циркулише кроз њих. Такви сакупљачи имају два начина преноса примљене енергије: директан и индиректан. Прва метода се користи зими. Други се примјењује током цијеле године. Помоћу вакуумских цеви постоје варијације: једна се убацује у другу и између њих се ствара вакуум.

Ово их изолује од околине и боље задржава примљену топлину. Предности су једноставност и поузданост. Недостаци укључују високе трошкове уградње.

Раван

Равни колектор је најчешћи тип. Он је био пример који је објаснио принцип рада ових уређаја. Предност ове разноликости је једноставност и јефтиност у поређењу са другима. Недостатак је значајан губитак топлоте, јер други подтипови не трпе.

Да би побољшали постојеће соларне системе, инжењери су предложили употребу врсте огледала које се зове чвориште. Омогућују вам повећање температуре воде са стандардних 120 на 200 ° Ц. Ова подврста колектора се назива концентрација. Ово је једна од најскупљих опција, што је, наравно, недостатак.

Комплетна упутства за производњу инсталације соларног колектора у нашем следећем чланку:хттпс://аффиццхн.цом/отопление/боилери/солнецхниии-водонагревател-своими-руками.хтмл

Коришћење енергије ветра

Ако ветар може да покрене ројеве облака, зашто не бисте користили своју енергију за друге корисне ствари? Потрага за одговором на ово питање инжењери су створили генератор ветра. Овај уређај се обично састоји од:

• генератор;
• висок торањ;
• сечива која се окрећу, хватајући ветар;
• батерије
• електронски управљачки системи

Принцип рада генератора ветра је прилично једноставан. Лопатице, које се окрећу од јаког ветра, ротирају преносне осовине (код обичних људи - мењач). Прикључени су на алтернатор. Мењач и генератор налазе се у лежишту или, на други начин, гондоли. Може имати окретни механизам. Генератор је спојен на управљачку аутоматику и појачани напонски трансформатор. Након трансформатора напон који је повећао своју вредност даје се општем систему напајања.

Пошто су се питања стварања ветрогенератора дуго проучавала, постоје пројекти најразличитијих дизајна ових уређаја. Модели са хоризонталном ос ротације заузимају прилично велик простор, али генератори ветра са вертикалном ос ротације су много компактнији. Наравно, за ефикасан рад уређаја потребан је довољно јак ветар.

Предности:

• недостатак емисија;
• аутономија;
• коришћење једног од обновљивих извора;

Недостаци:

• потреба за константношћу ветра;
• висока почетна цена;
• бука ротације и електромагнетно зрачење;
• заузимају велике површине.

Корак по корак водич за израду ДИИ генератора ветра на нашој веб локацији:хттпс://аффиццхн.цом/отопление/алт_отопление/ветрогенератор-своими-руками.хтмл

Вода као извор енергије

Најбољи познати начин коришћења воде за производњу електричне енергије су, наравно, хидроелектране. Али он није једини.Још увек постоји енергија плиме и осеке. А сада по реду.

Хидроелектрана је брана у којој се налази неколико заптивача за контролисано испуштање воде. Ове браве су повезане са ножевима турбогенератора. Течећи под притиском, вода га врти, стварајући тако електричну енергију.

Недостаци:

• поплава приобалних подручја;
• смањење броја становника река;
• шум.

Струје јачине

Ова метода производње енергије слична је генератору ветра, с тим што је једина разлика што се генератор са огромним сечивима поставља преко велике морске струје. На пример, Гулф Стреам. Али то је веома скупо и технички тешко. Стога су сви велики пројекти још увек на папиру. Ипак, постоје мали, али текући пројекти који демонстрирају могућности ове врсте енергије.

Енергија плиме

Дизајн електране, која ову врсту енергије претвара у електричну енергију, је огромна брана која се налази у морском заливу. Има рупе кроз које вода улази у леђа. Повезани су цевоводом са електричним генераторима.

Електрана на плиму делује на следећи начин: током плиме, ниво воде расте и ствара се притисак који може да ротира осовину генератора. На крају плиме отвори се затварају, а након плима, који се дешава након 6 сати, отвори се отварају и поступак се понавља у супротном смеру.

Предности ове методе:

• јефтина услуга;
• мамац за туристе.

Недостаци:

• значајни трошкови изградње;
• штетност морске фауне;
• грешке у дизајну могу изазвати поплаву околних градова.

Употреба биоплина

Током анаеробне прераде органског отпада ослобађа се такозвани биоплин. Резултат је мешавина гасова која се састоји од метана, угљен-диоксида и водоник-сулфида. Генератор за производњу биоплина састоји се од:

• заптивени резервоар;
• пуж за мешање органског отпада;
• шипка за истовар отпадне масе;
• пунила за пуњење отпада и воде;
• одводну цев на коју стиже примљени гас.

Често се контејнер за прераду отпада поставља не на површини, већ у дебљини тла. Да би се спречило цурење насталог гаса, потпуно је запечаћено. Треба имати на уму да се у процесу вађења биоплина притисак у резервоару стално повећава, па је потребно редовно узимати гас из резервоара. Поред биоплина, резултат прераде је одлично органско ђубриво корисно за узгој биљака.

За уређај и правила за рад таквих генератор гаса намећу се повећани захтеви за сигурност јер је биоплин опасан за удисање и може експлодирати. Међутим, у многим земљама света, на пример, у Кини, овај начин производње енергије је прилично распрострањен.

Овај отпадни производ се може користити као:

• сировине за термоелектране и когенерацијска постројења;
• замена природног гаса у пећима, горионицима и бојлерима.

Снага ове врсте горива су обновљивост и доступност сировина за прераду, посебно у селима. Ова врста горива има неколико недостатака, као што су:

• емисије изгарања;
• несавршена технологија производње;
• цена апарата за стварање биоплина.

Састав и количина биоплина добијеног из отпада зависи од супстрата. Већина гаса се добија употребом масти, житарица, индустријског глицерина, свеже траве, силаже итд.Обично се у резервоар дода смеша животињског и биљног отпада, којој се додаје мало воде. Љети се препоручује повећање влажности масе на 94-96%, а зими је довољно 88-90% влаге. Вода која се доводи у резервоар за отпад треба да се загрева на 35-40 степени, иначе ће се процеси распадања успорити. Да би се одржала топлота, на спољној страни резервоара монтира се слој изолационог материјала.

Употреба биогорива (биоплина)

Деловање топлотне пумпе засновано је на обрнутом Царнотовом принципу. Ово је прилично велик и прилично сложен уређај који сакупља топлотну енергију окружења ниског потенцијала и претвара је у енергију са великим потенцијалом. Најчешће се топлотне пумпе користе за грејање просторија. Уређај се састоји од:

• спољни круг са расхладном течношћу;
• унутрашњи круг са расхладном течношћу;
• испаривач;
• компресор;
• кондензатор

Систем такође користи фреон. Спољни круг топлотне пумпе може да апсорбује енергију из различитих окружења: земље, воде, ваздуха. Трошкови рада за његово стварање зависе од врсте пумпе и њене конфигурације. Најтеже је поставити пумпу за подземну воду, у којој је спољна контура водоравно смјештена у дебљини тла, јер је за то потребан велики земљани рад. Ако се у близини куће налази рибњак, има смисла направити топлотну пумпу вода-вода. У овом случају спољни круг се једноставно спушта у језерце.

Ефикасност топлотне пумпе не зависи толико од високе температуре медијума, колико од њене константности. Правилно дизајнирана и инсталирана топлотна пумпа може обезбедити кући довољно топлоте зими, чак и при веома ниским температурама воде, земље или ваздуха. Љети топлотне пумпе могу дјеловати као клима уређај, хладећи дом.

Предности ових инсталација укључују:

• енергетска ефикасност;
• заштита од пожара;
• мултифункционалност;
• дуг рад до првог ремонта.

Слабости таквог система су:

• висока почетна цена у поређењу са другим методама грејања зграде;
• захтев за стање мреже напајања;
• бучнији од класичног гасног котла;
• потреба за бушењем.

Видео: како раде топлотне пумпе

Повезани чланци:

• Геотермално грејање куће: класификација метода уређаја
• Топлотна пумпа: типови дизајна и независни уређај

Као што видите, да бисте кући обезбедили топлоту и струју, можете користити соларну енергију, ветар и воду. Свака од метода има своје предности и мане. Ипак, од свих постојећих опција можете користити методу која ће бити и јефтина и ефикасна.

Материјал ажуриран 30.01.2018