Альтернативна електрика для приватного. Альтернативна енергетика: за що майбутнє? Види альтернативних джерел енергії

Для вирішення проблеми обмеженості викопних видів палива дослідники у всьому світі працюють над створенням та впровадженням в експлуатацію альтернативних джерел енергії. І йдеться не тільки про всі відомі вітряки та сонячні батареї. На зміну газу та нафти може прийти енергія від водоростей, вулканів та людських кроків. Recycle вибрав десять найцікавіших та екологічно чистих енерго-джерел майбутнього.

Джоулі з турнікетів

Тисячі людей щодня проходять через турнікети на вході на залізничні станції. Відразу в кількох дослідницьких центрах світу з'явилася ідея використовувати потік людей як інноваційний генератор енергії. Японська компанія East Japan Railway Company вирішила оснастити кожен турнікет на залізничних станціях генераторами. Установка працює на вокзалі в токійському районі Сібуя: у підлогу під турнікетами вбудовані п'єзоелементи, які виробляють електрику від тиску та вібрації, яку вони одержують, коли люди наступають на них.

Інша технологія «енерго-турнікетів» вже використовується в Китаї та Нідерландах. У цих країнах інженери вирішили використати не ефект натискання на п'єзоелементи, а ефект штовхання ручок турнікету або дверей-турнікетів. Концепція голландської компанії Boon Edam передбачає заміну стандартних дверцят при вході в торгові центри (які зазвичай працюють за системою фотоелемента і самі починають крутитися) на двері, які відвідувач повинен штовхати і таким чином виробляти електроенергію.

У голландському центрі Natuurcafe La Port такі двері-генератори вже з'явилися. Кожна з них виробляє близько 4600 кіловат-годину енергії на рік, що на перший погляд може здатися незначним, але є непоганим прикладом альтернативної технології вироблення електрики.

Водорості опалюють будинки

Водорості стали розглядатися як альтернативне джерело енергії відносно недавно, але технологія, на думку експертів, дуже перспективна. Досить сказати, що з 1 га площі водної поверхні, зайнятої водоростями, на рік можна отримувати 150 тисяч кубометрів біогазу. Це приблизно дорівнює обсягу газу, який видає невелика свердловина, і достатньо для життєдіяльності невеликого селища.

Зелені водорості прості у змісті, швидко ростуть та представлені безліччю видів, що використовують енергію сонячного світла для здійснення фотосинтезу. Усю біомасу, чи то цукру чи жири, можна перетворити на біопаливо, найчастіше на біоетанол і біодизельне паливо. Водорості — ідеальне еко-паливо, тому що ростуть у водному середовищі і не вимагають земельних ресурсів, мають високу продуктивність і не завдають шкоди навколишньому середовищу.

За оцінками економістів, до 2018 року глобальний оборот від переробки біомаси морських мікроводоростей може становити близько 100 млрд доларів. Вже існують реалізовані проекти на водоростевому паливі — наприклад, 15-квартирний будинок у німецькому Гамбурзі. Фасади будинку покриті 129 акваріумами з водоростями, що є єдиним джерелом енергії для опалення та кондиціонування будівлі, що отримала назву Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.

«Лежачі поліцейські» висвітлюють вулиці

Концепцію вироблення електроенергії за допомогою так званих «лежачих поліцейських» почали реалізовувати спочатку у Великій Британії, потім у Бахрейні, а незабаром технологія дійде і до Росії.Все почалося з того, що британський винахідник Пітер Х'юс створив дорожню рампу, що «Генерує» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобільних доріг. Рампа являє собою дві металеві пластини, що трохи піднімаються над дорогою. Під пластинами закладено електричний генератор, який виробляє струм щоразу, коли автомобіль проїжджає через рампу.

Залежно від ваги машини рампа може виробляти від 5 до 50 кіловат протягом часу, доки автомобіль проїжджає рампу. Такі рампи в якості акумуляторів здатні живити електрикою світлофори і дорожні знаки, що підсвічуються. У Великій Британії технологія працює вже у кількох містах. Спосіб почав поширюватися і на інші країни, наприклад, на маленький Бахрейн.

Найдивовижніше, що щось подібне можна буде побачити й у Росії. Студент із Тюмені Альберт Бранд запропонував таке ж рішення щодо вуличного освітлення на форумі «ВНЗЕкспо». За підрахунками розробника, щодня «лежачими поліцейськими» у його місті проїжджає від 1000 до 1500 машин. За один «наїзд» автомобіля по обладнаному електрогенератором «лежачому поліцейському» вироблятиметься близько 20 Вт електроенергії, що не завдає шкоди навколишньому середовищу.

Більше, ніж просто футбол

Розроблений групою випускників Гарварда, засновників компанії Uncharted Play, м'яч Soccket може за півгодини гри у футбол згенерувати електроенергію, якої достатньо, щоб кілька годин підживлювати LED-лампу. Soccket називають екологічно чистою альтернативою небезпечним джерелам енергії, які нерідко використовують мешканці малорозвинених країн.

Принцип акумулювання енергії м'ячем Soccket досить простий: кінетична енергія, що утворюється від удару по м'ячу, передається крихітному механізму, схожому на маятник, який рухає генератор. Генератор виробляє електроенергію, що накопичується в акумуляторі. Збережена енергія може бути використана для живлення будь-якого невеликого електроприладу, наприклад, настільної лампи зі світлодіодом.

Вихідна потужність Soccket складає шість ватів. М'яч, що генерує енергію, вже завоював визнання світової спільноти: отримав безліч нагород, був високо оцінений організацією Clinton Global Initiative, а також отримав хвалебні відгуки на відомій конференції TED.

Прихована енергія вулканів

Одна з головних розробок у освоєнні вулканічної енергії належить американським дослідникам із компаній-ініціаторів AltaRock Energy та Davenport Newberry Holdings. «Випробовуваним» став сплячий вулкан у штаті Орегон. Солона вода закачується глибоко в гірські породи, температура яких завдяки розпаду радіоактивних елементів, що є в корі планети, і найгарячішої мантії Землі дуже висока. При нагріванні вода перетворюється на пару, яка подається в турбіну, що виробляє електроенергію.

На даний момент існують лише дві невеликі діючі електростанції подібного типу - у Франції та Німеччині. Якщо американська технологія почне працювати, то, за оцінкою Геологічної служби США, геотермальна енергія потенційно здатна забезпечити 50% необхідної країні електрики (сьогодні її внесок становить лише 0,3%).

Інший спосіб використання вулканів для отримання енергії запропонували у 2009 році ісландські дослідники. Поруч із вулканічними надрами вони виявили підземний резервуар води з аномально високою температурою. Супер-гаряча вода знаходиться десь на межі між рідиною та газом і існує тільки за певних температур і тиску.

Вчені могли генерувати щось подібне до лабораторії, але виявилося, що така вода зустрічається і в природі — у надрах землі. Вважається, що з води «критичної температури» можна отримати вдесятеро більше енергії, ніж з води, доведеної до кипіння класичним чином.

Енергія з тепла людини

Принцип термоелектричних генераторів, що працюють на різниці температур, відомий давно. Але лише кілька років тому технології стали дозволяти використовувати як джерело енергії тепло людського тіла. Група дослідників із Корейського провідного науково-технічного інституту (KAIST) розробила генератор, вбудований у гнучку скляну пластинку.

Т Який гаджет дозволить фітнес-браслетам заряджатися від тепла людської руки - наприклад, у процесі бігу, коли тіло сильно нагрівається і контрастує з температурою навколишнього середовища. Корейський генератор розміром 10 на 10 сантиметрів може виробляти близько 40 мл енергії при температурі шкіри в 31 градус Цельсія.

Схожу технологію взяла за основу молода Енн Макосінскі, яка вигадала ліхтарик, що заряджається від різниці температур повітря та людського тіла. Ефект пояснюється використанням чотирьох елементів Пельтьє: їх особливістю є здатність виробляти електрику при нагріванні з одного боку та охолодженні з іншого боку.

У результаті ліхтарик Енн виготовляє досить яскраве світло, але не вимагає батарей-акуумуляторів. Для його роботи необхідна лише температурна різниця всього п'ять градусів між ступенем нагрівання долоні людини та температурою в кімнаті.

Кроки «розумною» тротуарною плиткою

На будь-яку точку однієї з жвавих вулиць припадає до 50 000 кроків на день. Ідея використати пішохідний потік для корисного перетворення кроків в енергію була реалізована у продукті, розробленому Лоуренсом Кембол-Куком, директором британської Pavegen Systems Ltd. Інженер створив тротуарну плитку, що генерує електроенергію з кінетичної енергії пішоходів, що гуляють.

Пристрій в інноваційній плитці виготовлений з гнучкого водонепроникного матеріалу, який при натисканні прогинається приблизно на п'ять міліметрів. Це, своєю чергою, створює енергію, яку механізм перетворює на електрику. Накопичені вати або зберігаються в літієвому полімерному акумуляторі, або одразу йдуть на освітлення автобусних зупинок, вітрин магазинів та вивісок.

Сама плитка Pavegen вважається абсолютно екологічно чистою: її корпус виготовлений із нержавіючої сталі спеціального сорту та переробленого полімеру з низьким вмістом вуглецю. Верхня поверхня виготовлена ​​з використаних шин, завдяки цьому плитка має міцність і високу стійкість до стирання.

Під час проведення літньої Олімпіади у Лондоні у 2012 році плитку встановили на багатьох туристичних вулицях. За два тижні вдалося отримати 20 мільйонів джоулів енергії. Цього вистачило для роботи вуличного освітлення британської столиці.

Велосипед, що заряджає смартфони

Щоб підзарядити програвач, телефон або планшет, необов'язково мати під рукою розетку. Іноді достатньо лише покрутити педалі. Так, американська компанія Cycle Atom випустила світ пристрій, що дозволяє заряджати зовнішній акумулятор під час їзди на велосипеді і згодом заряджати мобільні пристрої.

Продукт, названий Siva Cycle Atom, є легким велосипедним генератором з літієвим акумулятором, призначеним для живлення практично будь-яких мобільних пристроїв, що мають порт USB. Такий міні-генератор може бути встановлений на більшості звичайних велосипедних рам протягом лічені хвилини. Сам акумулятор легко знімається для наступного заряджання гаджетів. Користувач займається спортом і крутить педалі — через пару годин його смартфон вже заряджений на 100 поцентів.

Компанія Nokia також представила широкому загалу гаджет, що приєднується до велосипеда і дозволяє переводити кручення педалей у спосіб напівчегія екологічно безпечної енергії. Комплект Nokia Bicycle Charger Kit має динамо-машину, невеликий електричний генератор, який використовує енергію від обертання коліс велосипеда і заряджає телефон через стандартний двоміліметровий роз'єм, поширений у більшості телефонів Nokia.

Користь від стічних вод

Будь-яке велике місто щодня скидає у відкриті водоймища гігантську кількість стічних вод, що забруднюють екосистему. Здавалося б, отруєна нечистотами вода вже нікому не може стати в нагоді, але це не так — вчені відкрили спосіб створювати на її основі паливні елементи.

Одним із піонерів ідеї став професор Університету штату Пенсільванія Брюс Логан. Загальна концепція дуже складна для порозуміння неспеціаліста і побудована на двох стовпах - застосуванні бактеріальних паливних осередків та встановлення так званого зворотного електродіалізу. Бактерії окислюють органічну речовину в стічних водах і виробляють у процесі електрони, створюючи електричний струм.

Для виробництва електрики може використовуватися майже будь-який тип органічного відхідного матеріалу - не тільки стічні води, а й відходи тваринництва, а також побічні продукти виробництв у виноробстві, пивоварінні та молочній промисловості. Що стосується зворотного електродіалізу, то тут працюють електрогенератори, розділені мембранами на комірки і витягають енергію з різниці в солоності двох потоків рідини, що змішуються.

«Паперова» енергія

Японський виробник електроніки Sony розробив і представив на Токійській виставці екологічно чистих продуктів біогенератор, здатний виробляти електроенергію з дрібно нарізаного паперу. Суть процесу полягає в наступному: для виділення целюлози (це довгий ланцюг цукру глюкози, що знаходиться в зелених рослинах) необхідний гофрований картон.

Ланцюг розривається за допомогою ферментів, а утворена від цього глюкоза піддається обробці іншою групою ферментів, за допомогою яких вивільняються іони водню та вільні електрони. Електрони прямують через зовнішній ланцюг для вироблення електроенергії. Передбачається, що подібна установка в ході переробки одного аркуша паперу розміром 210 на 297 мм може виробити близько 18 Вт на годину (приблизно стільки енергії виробляють 6 батарейок AA).

Метод є екологічно чистим: важливою перевагою такої «батарейки» є відсутність металів та шкідливих хімічних сполук. Хоча зараз технологія ще далека від комерціалізації: електрики виробляється досить мало - його вистачає лише на живлення невеликих портативних гаджетів.

Важко собі уявити сучасну людину, не знайому з проблемою забруднення земної атмосфери продуктами спалювання вуглеводнів. Ряд міжнародних документів і насамперед Кіотська угода (1997 – 1999) свідчення того, що міжнародна громадськість та адміністрації багатьох країн стурбовані кількістю викидів парникових газів в атмосферу і пропонують стримуючі фактори. Таким чинником зі скорочення спалювання первинних джерел є заміна їх у альтернативні види енергії.

Аварії на атомних станціях: 1979 р. АЕС Три-Майл-Айленд, Пенсільванія, США; 1986 р. Чорнобильська АЕС, Україна; 2011 р. АЕС «Фукусіма-1», Японія, виявили нову глобальну проблему для екології та людини, і вона вирішується за рахунок альтернативної енергетики. В якості прикладу. Уряд Німеччини не використовуватиме ядерну енергію в найближчі 9 років. Альтернативою стає вітрова енергія прибережних Баренцевого та Північного морів, сонячна енергії та енергія біомаси.

З альтернативних та відновлюваних джерел енергії, нині, найбільш затребувані – рідке біопаливо, тверде біопаливо, біогаз, сонячна та вітрова енергія.

Рідке біопаливо.

Паливо з рослинної або тваринної сировини та промислових відходів. Біопаливо необхідне двигунів внутрішнього згоряння (етанол, метанол, біодизель та інших.), тобто його можна використовувати на дорожньому транспорті. Основним виробником рідкого біопалива є США та Бразилія, по 45% всього обсягу виробництва у світі. Не будемо описувати технологічні процеси виробництва та особливості отримання рідкого біопалива, наведу лише з наявної мною інформації, їх позитивні та негативні характеристики.

Основними недоліками при розвитку біопаливної індустрії експерти вважають:

– Скорочення посівних площ під продовольчі культури та перерозподіл на користь паливних, а отже скорочення кормової бази для птиці та худоби.
– Внаслідок зростання виробництва біопалива кількість голодуючих людей на планеті може збільшитись понад 1 млн. осіб.

Головною перевагою при спалюванні біопалива є екологічний ефект. Використання біопалива розглядається як «вуглець-нейтральна технологія»: спочатку атмосферний вуглець (у вигляді СО2) зв'язується рослинами, а потім виділяється при спалюванні речовин, отриманих із цих рослин. Слід зазначити, що в сумі кількість СО2, що виділяється при виготовленні та використанні такого біопалива, майже така сама, як при використанні традиційного викопного палива, але для певного виду рослин.

Наступним позитивним чинником вважатимуться використання земель сільськогосподарських угідь, виведених з обороту. Вирощування цих землях сировини для виробництва біопалив дозволить збільшити частку біопалива на транспорті від 10% до 25%. У США та Європі існує стандарт на біопаливо - пальне Е85 (85% етанолу та 15% бензину). У ряді Європейських країн вже зараз суміш етилового спирту та бензину на 25 % дешевша за чистий бензин. Уряди низки країн, запроваджує податкові пільги продаж автомобілів, що працюють на біопаливі.

1. Виходячи з екологічних та економічних переваг біопалива, як ви вважаєте, маючи особистий транспортний засіб, чи вигідно в ньому використовувати біопаливо?

Тверде біопаливо.

actwin,0,0,0,0;ScreenshotCaptor
12/22/2012 , 6:46:24 PM

Дрова, найдавніше паливо, яким користується людина. В даний час вирощуються спеціальні енергетичні ліси, що складаються з порід рослин, що швидко ростуть, які в результаті подальшої переробки використовуються як тверде біологічне паливо. Крім дров, паливні гранули і брикети це пресовані вироби з деревних відходів тирси, тріски, кори, відходи лісозаготівель та ін.

На ринку багато пропозицій з продажу, як твердопаливних котлів для опалення, так і палива для них у вигляді паливних гранул (пеллети). Як приклад, що підтверджує вигідність використання твердого біопалива, наведу наступний цікавий факт. Нині у Європі та зокрема в Україні з 2010 року вирощується енергетична Шведська верба. У верби високий приріст біомаси росте як на заболочених місцях, так і на свіжій ріллі.

При спалюванні низька зольність. По теплоті згоряння тріска верби поступається природному газу на 28%, натомість у 2,5 – 4 рази дешевше. Казани, що використовують брикетовані відходи верби працюють в автоматичному режимі і досягають до 75% економії, порівняно з газовим опаленням. Номенклатура котлів від 21 кВт до 1000 кВт, призначені для приватного будинку, дачі, котеджу та промислових об'єктів.

2. Скажіть, в епоху зростання цін на вугілля, газ та електроенергію, чи потрібна нам альтернативна енергія у вигляді твердого біопалива?

Біогаз отримують метановим (анаеробним, тобто без доступу повітря) бродінням біомаси, яка розкладається внаслідок впливу трьох видів бактерій. Це гідролізні, кислотоутворюючі та метаноутворюючі бактерії, причому харчуванням кожного наступного виду бактерій служать продукти життєдіяльності попереднього. В результаті бродіння відбуваються складні органічні сполуки та під впливом бактерій перетворюються на метан СН4 та вуглекислий газ СО2. Сировиною для отримання біогазу є органічні відходи: гній, пташиний послід, зернові та рослинні відходи.

У сирому біогазу міститься в середньому 65% метану та 35% СО2, вологи та інших домішок. Так само, як і природний газ, тобто газ, що витягується з надр, перед застосуванням в двигуні внутрішнього згоряння біогаз піддається збагаченню (до рівня вмісту метану в газі 95%), очищення, осушування та стиску.

Фізико-хімічні та екологічні властивості очищеного біогазу та природного газу практично ідентичні, тому для них застосовується та сама паливна апаратура. Біогаз як паливо використовується в опалювальних котлах і в генераторах для отримання механічної та електричної енергії. Важливим фактором біогазової технології з переробки гною великої рогатої худоби, курячого посліду, свинячого гною та інших органічних відходів сільського господарства є утворення біодобрив.

Біодобриво містить усі необхідні компоненти добрив (азот, фосфор, калій, макро- та мікроелементи) у розчиненому, збалансованому вигляді у співвідношеннях необхідних для рослин, а також активні біологічні стимулятори росту, що підвищують урожайність у два і більше разів. Сьогодні інтенсивно впроваджуються біогазові установки в аграрному секторі як альтернативне джерело палива, і особливо на приватному обійсті.

Приклад отримання біогазу у домашніх умовах (Липецька обл. Росія).

Господар свого обійстя вирив велику яму. Виклав її бетонними кільцями, потім накрив залізним дзвоном. 1,5 т гною змішати з 3,5 т відходів - згнило листя, бадилля і т.п. Суміш закласти до ями. Додав воду у такій кількості, щоб вийшло вологість приблизно 60-70 відсотків. Змійовиком, нагрів суміш до 35 градусів. Під дією температури суміш починала тинятися і за відсутності надходження повітря температура піднімалася до 70 градусів. Процес виробництва зайняв 2 тижні.

Він вжив необхідних заходів для запобігання вибуху – встановивши противагу до купола, за допомогою тросів та періодично випускав газ. За добу отримав близько 40 кубічних метрів біогазу. Газ використав для опалення будинку. П'яти тонн суміші йому вистачило для встановлення протягом півроку. Відходи, отримані в результаті роботи установки, – чудове добриво для городу.

3. Якщо у вас є особисте господарство, худоба і птиця або ваші родичі, або знайомі мають приватне подвір'я, і ​​район, де ви проживаєте, потрібно газифікувати, до якого рішення ви прийдете зі створення системи опалення свого житла?

Сонячна енергія.

Повсюдне використання сонячної енергії для побутових потреб (освітлення, обігрів будинків, води і т. д.) це давно відбувся факт для багатьох розвинених держав. Стрімкий розвиток сонячної енергетики з урахуванням нових технологій змушують нас переосмислювати перспективу енергопостачання нашого житла. Енергія сонця – це екологічно чисто, порівняно недорого та головне, назавжди.

Подробиці побудови сонячних колекторів своїми руками ми з вами розглядали у статті http://сайт/page/solnechnaja-batareja-sdelaju-sam. Сонячна батарея, зроблю сам». Сьогодні особливо тішить той факт, що сонячною енергією та її використанням для потреб побуту цікавляться наші діти. Ось що пише з Росії Башкирський школяр, який змайстрував макет будинку із сонячною батареєю: «Використання електроенергії від сонячних батарей вигідно не лише через дешевизну, а й тим, що вони не шкодять довкіллю.

Але Росія і, зокрема, Башкирія має мало сонячних днів на рік. Тому для більшої користі природі та економіки актуально використовувати комбіновані джерела енергії, тобто сонячну енергію, сьогодні слід розглядати як доповнення до паливних, гідравлічних та ядерних енергоресурсів. Моєю мрією є створення мегаполісу, що отримується харчування лише від сонячної енергії. Через космічну станцію, яка спрямовує промені сонця в певну точку на Землі».

Будучи в гостях у друзів, вони мешкають у Києві у багатоповерховому житловому будинку нової споруди, я помітив один цікавий факт. На рівні даху 22-х поверхової будівлі зроблено майданчик, обгороджений бар'єром. На цьому майданчику в спеціальних горщиках посаджено зелені декоративні деревця, напевно туючи. Навіщо це зроблено я не знаю і дізнатися мені не вдалося.

Під час мого перебування у друзів на 4 години відключали електроенергію (будинок не газифікований). Електроплита, електрочайник, гаряча вода, опалення, телевізор, освітлення, все вимкнено! Що робити, якщо це тривалий час? У мене відразу виникла думка, але чомусь поруч із зеленими насадженнями на даху не встановити сонячні батареї (площа даху 20 – 50 кв.м.) і в моменти відключення, електропостачання мешканців здійснювати за аварійною схемою узгодженою з потужністю сонячної батареї та накопичувачів.

4. Як, на вашу думку, чи застосовні запропоновані мною рішення щодо встановлення сонячних батарей на дахах сучасних будівель чи ні?

Енергія вітру.

Використання енергії вітру відбувається у вітрогенераторах із отриманням електричної енергії. Це джерело енергії докорінно відрізняється від первинних джерел енергії, оскільки відсутня сировина, і немає відходів. Єдина важлива вимога для вітроагрегату – високий середньорічний рівень вітру.

Виходячи з можливостей ринку, можна за цілком помірні гроші придбати вітряну установку та забезпечити на довгі роки енергонезалежність свого будинку. Завдання автономного чи майже автономного електропостачання житла від енергії вітру таки складне. Для виконання такого завдання пропелер вітроагрегату повинен бути діаметром близько 20 м. Тому використання вітрогенератора в домашньому господарстві повинен розглядатися в плані суттєвої економії витрат на виробництво тепла та зниження споживання електроенергії від мережі.

І все-таки, щоби остаточно сформувати думку про можливість застосування вітряних установок у побуті, наведу деякі цифри. За даними ЮНЕСКО для впевненого та комфортного житла у заміському будинку, витрата електроенергії має бути не менше 2 кВт.год. на добу. На думку фахівців, які проводили моніторинг електроспоживання кількох десятків сімей, реальне споживання електроенергії сім'ї із трьох осіб становить 3, 5 кВт.год. за добу (освітлення, телевізор, комп'ютер, насос, холодильник).

Вітроустановки, що серійно випускаються різними виробниками потужністю 1000Вт – 2000 Вт при середній швидкості вітру 5м/с здатні виробляти від 8 кВт.год. до 15 кВт.год. на добу. Тобто цілком можуть забезпечити мінімальне незалежне електропостачання заміського будинку.

5.Як ви вважаєте, чи варто займатися встановленням вітрогенератора, як незалежного джерела електропостачання свого будинку, при нинішньому зростанні цін на електроенергію?

Проблеми з екологією і зростання темпів зростання цін на нафту, вугілля і природний газ змушують нас шукати шляхи їх вирішення. Альтернативні види енергії, це реальність сьогодення. Майже все залежить від нашого розуміння та від наших подальших дій. Я вірю в позитивні результати збільшення використання нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії, у тому числі й у побуті, це доведено практикою.

Шановний читачу, я не випадково вибрав схему статті у вигляді опитування. Дуже сподіваюся, що прочитавши викладені мною думки, ви висловите свою думку в коментарях по одному з напрямків чи з усіх. Від вашого розуміння, реакції у відповідь залежить подальша тематика моїх публікацій. Без вас мені таку інформацію не зібрати. Бажаю кожному та всім успіхів у своїх справах при повному здоров'ї.

Тарифи на «класичні» енергоносії (газ, вугілля, бензин, нафта) з кожним днем ​​неухильно підвищуються. І це зрозуміло. Адже людство давно вже традиційно використовує невідновлювані джерела енергії. А їх у природі хоч і багато, але все ж таки обмежена кількість. Коли настане той час, коли вони вичерпаються. І доведеться перемикатися, принаймні на приватному рівні, на щось інше. Зробити альтернативні джерела енергії для дому своїми руками – найкращий варіант для приватника, власника невеликої будови або компактного виробництва, що не потребує величезних енерговитрат.

Прогнози економістів та науковців

Деякі вчені попереджають: природних ресурсів, що використовуються людством, може не вистачити вже представникам поколінь, що нині живуть, не кажучи про нащадків! Підраховано, що за сучасних умов звичайна сім'я витрачає на оплату світла, опалення, бензину для автомобіля до 40 відсотків свого бюджету. А за скромними прогнозами економістів, ця частка може зрости і до 70%! Тому для багатьох представників так званого середнього класу (і не тільки) альтернативні джерела енергії для будинку, своїми руками створені, - відмінний і вельми економічний вихід із ситуації.

Найбільш популярні

Взагалі-то практично будь-який природний фактор можна перетворювати на енергію. Наприклад, вітер, сонце, силу води, тепло земних надр, розкладання біомас. Найбільш популярне використання альтернативних джерел енергії сонця та вітру. Однак це питання не опрацьовано достатньою мірою на законодавчому рівні. Теоретично всі ресурси належать державі. Тому, використовуючи такі види альтернативних джерел енергії, як сила вітру чи випромінювання сонця, швидше за все, доведеться сплатити податок.

Вітер

Подібного роду використовують давно (яскравий приклад - вітряки, які існували ще в давні часи). Років сорок тому активно почали будувати вітрові електростанції. Альтернативні джерела енергії для будинку, своїми руками створені (мінівітрогенератори), як правило, складаються зі спеціальних лопатей для уловлювання вітру, з'єднаних з генератором безпосередньо або через редуктор. Треба мати на увазі, що такий прилад ефективний лише в місцевості, де є постійні вітри (наприклад, узбережжя моря). Також потрібно пам'ятати, що вітряки будуть ефективними лише при висоті щогли від п'ятнадцяти метрів (що досить проблематично за умов приватного сектора).

Різновиди

Є вітряки тихохідні. Вони призначені для швидкості вітру до шести метрів за секунду і характеризуються наявністю безлічі лопатей (іноді до тридцяти). Такі прилади малошумні, запускаються і при несильному вітрі, але мають низький ККД при досить великій парусності. Швидкохідні вітряки використовують вітер до п'ятнадцяти метрів за секунду. Вони мають три або чотири лопаті, досить шумно працюють і мають високий ККД. З усіх видів вони найпоширеніші у світі. Роторні вітрогенератори мають вигляд бочки з вертикальним розташуванням лопатей. Вони не вимагають орієнтування за вітром, зате у них найнижчий ККД.

Як використовувати

Встановити вітряки як альтернативні джерела енергії своїми руками досить просто. Спочатку необхідно розмітити місце під щоглу на подвір'ї або у зручному місці на ділянці, де дме постійно вітер (проаналізувавши розташування заздалегідь). Потрібно закласти міцний фундамент, щоб висока (краще – понад 15 метрів) щогла міцно трималася на землі. Вітряк (або кілька приладів) слід вибирати швидкохідний. Можна купити в магазині, а тим, у кого руки «правильно виросли», зробити за відповідними кресленнями самому. Такої інформації зараз досить багато у ЗМІ та спеціальній літературі.

Вибирайте той варіант, який, за відгуками користувачів, здасться найнадійнішим і найсильнішим в експлуатації. У момент підключення машини, як свідчить досвід, краще покликати професійного електрика. Він напевно підкаже, як ваш вітряк правильно підключається, навіть якщо є самовчитель і інструкція. І ще: для того, щоб запитати від цієї енергії кілька лампочок і приладів (наприклад, телевізор або комп'ютер), необхідно встановити відразу кілька вітряків. Тож думайте, наскільки вам це по кишені. Не забувайте і про основну умову - наявність вітру, що постійно дме. Адже встановлювати вітрогенератор у глухому лісі, як кажуть, марна трата часу та грошей. А взагалі, вітряки як альтернативні джерела енергії своїми руками зробити і встановити в приватному будинку є цілком можливим і у фінансовому, і у фізичному плані.

Сонце

Його енергія є воістину невичерпною. До того ж досить перспективною у використанні. Всі ми бачили по телевізору європейські варіанти «розумного будинку», де і опалення, і освітлення, і нагрівання води виробляються за рахунок застосування сонячної енергії. Цікаво, що за один рік на поверхню ґрунту та води потрапляє стільки сонячного випромінювання, що його (якщо повністю використати для одержання енергії) вистачило б усьому людству на багато тисяч років! Залишається, як завжди, тільки взяти те, що «валяється» під ногами. А це буває не так просто. Загвоздка у досить низькому ККД фотоелектричних перетворювачів і геліоустановок, придуманих людством. Але в цьому напрямі тривають постійні роботи вчених.

Геліоустановки

Такі високотехнологічні прилади як сонячні альтернативні джерела енергії для будинку своїми руками виготовити, безумовно, можна (і навіть потрібно). Тільки приготуйтеся до того, що зробити це буде, швидше за все, не так просто, і без певних навичок чи допомоги фахівця не обійтися!

Для нагрівання води

Найбільш доцільне та просте використання приладів – для нагрівання води. Поділяють пряме і непряме нагрівання. До прямого відносяться різноманітні теплиці, баки для підігріву води на сонці, парники, засклені лоджії, веранди, наприклад. Такий вид нагрівання дозволяє використовувати безкоштовну сонячну енергію для вироблення тепла в будь-якому зручному місці: на даху, на якомусь відкритому просторі. Як теплоносій застосовують незамерзаючі рідини (антифриз), а наступна відбувається в теплообмінниках-накопичувачах. З них і проводиться забір води на опалення та побутові потреби.

До речі, існує дитячий конструктор "Альтернативні джерела енергії" ("Знаток"), що дозволяє зібрати до 130 проектів. Діти віком від п'яти років можуть долучитися до створення вітряків, використовувати механічну, водну, сонячну енергію для отримання електрики.

Сонячні батареї

Розвиток призвело до створення сонячних батарей як найефективнішого способу використання випромінювання Сонця. Така панель являє собою систему напівпровідників, що перетворюють сонячну енергію в електрику. Подібні системи забезпечують безперебійне та надійне, економічно вигідне постачання приватного будинку електроенергією. Особливо ефективні вони у важкодоступних районах. Наприклад, у горах, де багато сонячних днів на рік, а «офіційне» постачання електрики відсутнє або страждає на нерегулярність. Або на території, де є часті перебої з постачанням електроенергії від основного джерела.

Переваги встановлення

Подібна установка має такі переваги:

• не вимагає прокладання кабелю до опор, що значно здешевлює виробництво;
• мінімізовано витрати на встановлення та обслуговування батарей;
• екологічна чистота енергії, що видобувається;
• мала вага сонячних батарей;
• цілковита безшумність під час експлуатації;
• Досить тривалий термін використання.

Недоліки

Проблеми альтернативних джерел енергії, таких як сонячні батареї, є:

• у трудомісткому процесі збирання;
• у тому, що вони займають багато місця;
• чутливі до механічних пошкоджень та забруднення;
• не функціонують у нічний час;
• їхня ефективність сильно залежить від сонячної чи похмурої погоди.

Монтаж

Альтернативні джерела енергії – сонячні батареї – монтуються за певних навичок досить легко. Спочатку потрібно здійснити вибір необхідних матеріалів для конструкції. Нам знадобляться якісні фотоелементи (з моно- або полікристалічного кремнію). Краще взяти ті, робота яких ефективна і за похмурої погоди - полікристали, доступні в наборі. Осередки купуємо однієї фірми-виробника, щоб усе було сумісне та взаємозамінне. Також будуть потрібні провідники, що з'єднують фотоелементи. Корпус виготовляється з його габарити, визначаємо за кількістю осередків. Для зовнішнього покриття – оргскло. Для кріплення на дах будинку використовуємо шурупи. Для паяння проводів – звичайний паяльник. Загалом нічого «військового». За допомогою гарної інструкції, що зазвичай додається до набору, можна розібратися самому. На крайню нагоду запросити до помічників сусіда по дачі.

До нетрадиційних джерел енергії відносять енергію сонця, вітру, а також ту, що виробляється м'язовими зусиллями людини. Подробиці дізнаємося нижче.

Альтернативні джерела енергії – це різноманітні перспективні способи отримання, і навіть передачі отриманої електроенергії. При цьому такі джерела енергії відновлюються і приносять мінімальну шкоду навколишньому середовищу. До таких джерел енергії відносяться сонячні панелі та сонячні станції.

Вони у свою чергу поділяються на 3 типи одержання енергії за допомогою:

• Фотоелементів;
• сонячних панелей;
• Комбіновані варіанти.

Популярне використання систем дзеркал, які нагрівають воду до високих температур, у результаті виходить пара, який, проходячи через систему труб, крутить турбіну. Вітряки та вітряні станції дають струм за рахунок енергії вітру, що крутить спеціальні лопаті, з'єднані з генераторами.

Популярне використання енергії хвиль, а також припливів та відливів.

Як показували досліди, такі електростанції здатні виробляти близько 15 кВт, що значно перевищує за потужністю сонячні та вітрові електростанції.

З геотермальних джерел гаряча вода широко використовується для розвитку електроенергії. Цікаво використання кінетичної енергії в деяких приміщеннях, наприклад, в спортивних залах, де частини тренажерів, що рухаються, з'єднані за допомогою тяг з генераторами, які, в результаті руху людьми, виробляють електроенергію.

Нетрадиційні джерела енергії: способи отримання

Нетрадиційні джерела енергопостачання – це насамперед отримання електроенергії з допомогою вітру, сонячного світла, енергії хвиль припливів і відливів, і навіть з використанням геотермальних вод. Але, крім цього, є інші способи з використанням біомаси та інших методів.

А саме:

1. Одержання електрики з біомаси.Така технологія передбачає виробництво з відходів біогазу, який складається з метану і вуглекислого газу. Деякі експериментальні установки (гуміреактор від Міхаель) переробляють гній, солому, що дозволяє отримати з 1 т матеріалу 10-12 м3 метану.
2. Одержання електрики термальним способом.Перетворення теплової енергії на електрику шляхом нагрівання одних з'єднаних між собою напівпровідників, що складаються з термоелементів та охолодження інших. В результаті різниці температур виходить електричний струм.
3. Водневий осередок.Це пристрій, який із звичайної води шляхом електролізу дозволяє отримати досить велику кількість воднево-кисневої суміші. При цьому витрати на одержання водню мінімальні. Але таке отримання електроенергії поки що тільки знаходиться в стадії експериментів.

Ще одним різновидом отримання електроенергії є спеціальний пристрій, який називається двигун Стірлінга. Усередині спеціального циліндра з поршнем знаходиться газ чи рідина. При зовнішньому нагріванні об'єм рідини або газу збільшується, поршень рухається та змушує працювати у свою чергу генератор. Далі газ чи рідина, проходячи системою труб, охолоджується і рухає поршень назад. Це досить грубий опис, але дає зрозуміти, як працює цей двигун

Варіанти альтернативної енергії

У сучасному світі через деяке обмеження природних ресурсів тепла та електроенергії деякі люди використовують альтернативні джерела енергії. Одними з основних напрямів альтернативної енергетики є пошук та використання нетрадиційних видів та джерел.

Джерела, за допомогою яких можна отримати електрику:

• Є поновлюваними;
• Можуть успішно замінити традиційні;
• Постійно удосконалюються, ведуться розробки та дослідження.

Оснащення п'єзоелементами високої потужності турнікетів у метро та на залізничних станціях дозволяє, при наступі на спеціальні пластини, від тиску людської ваги виробляти електроенергію. Такі діючі установки як експеримент встановлені в деяких містах Китаю та Японії.

Зелена енергетика – отримання біогазу, яким згодом можна опалювати будинки з морських водоростей. Встановлено, що з 1 га водної поверхні, зайнятої зеленими водоростями, можна отримати до 150 000 м3 газу. Використання енергії сплячих вулканів, вода закачується у вулкан, під впливом тепла та високих температур, перетворюється на пару, яка спеціальними трубами надходить до турбіни і крутить її. Нині у світі діє лише 2 таких експериментальних установки. Використання стічної води за допомогою спеціальних осередків, в яких знаходяться особливі бактерії, що окислюють органіку, призводить до того, що в ході хімічних процесів відбувається вироблення електронів і, як наслідок, електрики.

Джерела енергії вдома: варіанти

У зв'язку зі зростанням тарифів на енергію багато людей починають замислюватися не лише про економію енергії, а й про додаткові джерела енергії. Деякі люди вважають за краще зробити саморобки своїми руками, а деякі вважають за краще якісь готові рішення, до яких можуть належати певні варіанти.

А саме:

1. Установка на скла сонячних панелей, які мають високу прозорість, завдяки чому їх можна розміщувати навіть у багатоповерхових будинках. Але при цьому їхній ККД навіть у сонячну ясну погоду не перевищує 10%.
2. Для освітлення деяких ділянок приміщення використовуються світлодіоди та світлодіодні лампи на невеликих акумуляторах, з'єднаних із сонячною панеллю. Достатньо протягом дня заряджати, таким чином, акумулятор, щоб увечері отримати освітлення.
3. Встановлення традиційних сонячних панелей, які дозволяють заряджати акумулятори і від них через інвертор частково живити домашні прилади і лампи. Можна також виробляти гарячу воду в теплу пору року шляхом встановлення вакуумного насоса та теплового колектора на дах.

У мешканців, які мешкають у міських умовах, на жаль, вибір додаткових джерел енергії обмежений, на відміну від тих, хто проживає у заміських будинках. У приватному будинку набагато більше можливостей створити автономне електропостачання. А також зробити для заміського будинку чи на дачі автономні незалежні системи обігріву.

Опалення для приватного будинку: альтернативні джерела енергії

Серед найпоширеніших способів одержання електроенергії є рушійна сила вітру. Достатньо поставити біля заміського будинку високу щоглу з лопатями, що рухаються, з'єднаними з генератором, щоб отримувати електричний струм і заряджати акумулятори.

Для отримання тепла, можна використовувати теплові насоси, при їх використанні можна брати тепло практично з будь-якого місця:

• Повітря;
• Води;
• Землі.

Принцип їх роботи, як у холодильнику, тільки при прокачуванні через насос повітря чи води, виходить тепло. Саморобні конструкції, нітрохи не поступаються промисловим. У домашніх умовах можна самостійно виготовити подібні конструкції, достатньо знайти креслення і виготовити вітряк, щоб отримати дешеву електрику буквально з повітря. Є й інші види та можливості отримати електроенергію та опалення для приватного будинку.

Ефективно використання звичайного генератора, особливо у північних регіонах Росії, оскільки, за нестачі сонячного світла, панелі просто марні.

Те саме стосується і теплових конвекторів, які призначені для нагрівання води. Дещо простіше для отримання тепла використання котла на біопаливі, як матеріал для топки використовується пресована тирса, гранули, в тому числі і з соломи і торфу. Але такі котли на біопаливі коштують дещо дорожче, ніж ті, що працюють на газі.

Струм і тепло своїми руками: альтернативна енергетика для дому

Дармова електроенергетика для квартири або приватного будинку завжди цікавила людей, оскільки в останні роки тарифи на опалення та електроенергію тільки зростають. І для економії, багато людей намагаються знайти варіанти отримання тепла та енергії задарма. Для цього виготовляють різні системи, у тому числі намагаються винайти вічне джерело, і вигадують незвичайні та нові способи отримання струму та тепла.

Відносна безкоштовна енергетика (складання сонячних панелей своїми руками):

• Можна придбати частини сонячної батареї у Китаї;
• Самостійно все зібрати;
• Як правило, до кожного комплекту додається схема збирання.
• Все це дозволяє самостійно зібрати панель та схему харчування, зокрема квартири чи приватного будинку.

Безпаливна халявна енергетика виходить із електромагнітних хвиль – будь-які коливання можна перетворити на електрику. Щоправда, ККД таких схем дуже малий, але, тим не менш, за допомогою спеціально зроблених приладів можна заряджати телефони та іншу дрібну побутову техніку.

Щоправда, зарядка займе досить тривалий час.

Для отримання тепла деякі умільці використовують метан, який у свою чергу одержують із гною тварин та інших відходів. Правильно зроблена система є гарним варіантом для отримання теплової енергії та обігріву будинку, а також для приготування їжі.

Сонце та вітер, як альтернативні види енергії

Альтернатива отримання, як тепла, так і електрики, для багатьох людей є актуальною. Мала сонячна енергетика – це використання сонячних батарей на основі кремнію, кількість енергії, що отримується, залежить від кількості батарей, широти місцезнаходження будинку або іншого приміщення.

Цікава технологія отримання енергії за допомогою генераторів, достатньо до генератора підключити контролер заряду, і з'єднати всю схему з акумуляторами, тому можна отримати достатню кількість енергії.

Актуально використання спеціальних термоелектричних перетворювачів енергії тепла на електрику, простіше кажучи, використання термопари з напівпровідників. Одна частина пари нагрівається, друга охолоджується, в результаті виникає вільна електроенергія, яку можна використовувати в побуті. Можна використовувати як вироблення енергії дітей, достатньо з'єднати на дитячому майданчику гойдалки з динамо-машиною для того, щоб отримувати невеликий відсоток електроенергії, який може використовуватися для освітлення дитячого майданчика.

Безкоштовна електроенергія своїми руками (відео)

Альтернатор або, простіше кажучи, генератор електропостачання на сьогоднішній день є звичним способом отримання електричної енергії. Але, незважаючи на це, є досить багато можливостей для отримання електроенергії з використанням альтернативних джерел по всій земній кулі.

Запаси природного палива не безмежні, а ціни на енергоносії постійно зростають. Погодьтеся, було б непогано замість традиційних джерел енергії використовувати альтернативні, щоб не залежати від постачальників газу та електроенергії у своєму регіоні. Але ж ви не знаєте, з чого починати?

Ми допоможемо вам розібратися з основними джерелами відновлюваної енергії – у цьому матеріалі ми розглянули найкращі екотехнології. Замінити звичні джерела живлення здатна альтернативна енергія: своїми руками можна влаштувати дуже ефективну установку для її отримання.

У нашій статті розглянуто прості способи збирання теплового насоса, вітрогенератора та сонячних батарей, підібрано фотоілюстрацію окремих етапів процесу. Для наочності матеріал має відеоролики з виготовлення екологічно чистих установок.

"Зелені технології" дозволять суттєво скоротити побутові витрати за рахунок використання практично безкоштовних джерел.

Ще з давніх-давен люди використовували в повсякденному побуті механізми та пристрої, дія яких була спрямована на перетворення на механічну енергію сил природи. Яскравим прикладом цього є водяні млини та вітряки.

З появою електрики наявність генератора дозволило механічну енергію перетворювати на електричну.

Водяний млин - попередник насоса автомата, що не вимагає присутності людини для роботи. Колесо самовільно обертається під напором води та самостійно черпає воду

Сьогодні значна кількість енергії виробляється саме вітряними комплексами та гідроелектростанціями. Крім вітру та води людям доступні такі джерела, як біопаливо, енергія земних надр, сонячне світло, енергія гейзерів та вулканів, сила припливів та відливів.

У побуті для отримання відновлюваної енергії широко використовують такі пристрої:

Висока вартість, як самих пристроїв, так і проведення монтажних робіт, зупиняє багатьох людей на шляху отримання як би безкоштовної енергії.

Окупність може досягати 15-20 років, але це не є підставою позбавляти себе економічних перспектив. Всі ці пристрої можна виготовити та встановити самостійно.

При виборі джерела альтернативної енергії потрібно орієнтуватися на її доступність, тоді максимальної потужності буде досягнуто при мінімумі вкладень.

Сонячні панелі власноручного виготовлення

Готова сонячна панель коштує чималих грошей, тому її купівля та встановлення по кишені далеко не кожному. При самостійному виготовленні панелі можна знизити витрати в 3-4 рази.

Перш ніж приступити до пристрою сонячної панелі, потрібно розібратися, як все це працює.

Галерея зображень

Принцип роботи системи сонячного електропостачання

Розуміння призначення кожного з елементів системи дозволить уявити її роботу в цілому.

Основні складові будь-якої системи сонячного електропостачання:

• Сонячна панель.Це комплекс з'єднаних в єдине ціле елементів, що перетворюють сонячне світло на потік електронів.
• Акумулятори.Однієї надовго не вистачить, тому система може налічувати до десятка таких пристроїв. Кількість акумуляторних батарей визначається потужністю споживаної електроенергії. Кількість акумуляторних батарей можна буде збільшити у майбутньому, додавши до системи необхідну кількість сонячних панелей;
• Контролер сонячного заряду.Цей пристрій потрібний для забезпечення нормальної зарядки акумулятора. Основне його призначення полягає у недопущенні повторної перезарядки батареї.
• Інвертор. Прилад для перетворення струму. Акумуляторні батареї видають струм низької напруги, а інвертор перетворює його на струм необхідного для функціоналу високої напруги - вихідна потужність. Для будинку достатньо буде інвертора з потужністю 3-5 кВт, що видається.

Основна особливість сонячних батарей у тому, що вони можуть виробляти струм високої напруги. Окремий елемент системи здатний виробляти струм напругою 0,5-0,55 В. Одна сонячна батарея здатна виробляти струм напругою 18-21, чого достатньо для зарядки 12-вольтового акумулятора.

Якщо інвертор, акумуляторні батареї та контролер заряду краще придбати готовими, то сонячні батареї цілком можливо зробити самому.

Класифікація теплових насосів

Теплові насоси класифікую за кількістю контурів, джерелом енергії та способом її отримання.

Залежно від кінцевих потреб теплові насоси можуть бути:

• Одно-, двох або триконтурні;
• Одно-або двоконденсаторні;
• З можливістю нагрівання або з можливістю нагрівання та охолодження.

По виду джерела енергії та способу її отримання розрізняють такі теплові насоси:

• Грунт – вода.Застосовуються в помірному кліматичному поясі з рівномірним прогріванням землі незалежно від пори року. Для монтажу застосовують колектор або зонд залежно від типу ґрунту. Для буріння неглибоких свердловин не потрібне отримання дозвільних документів.
• . Тепло акумулюється з повітря та прямує на нагрівання води. Встановлення буде доречним у кліматичних зонах із зимовою температурою не нижче -15 градусів.
• . Монтаж обумовлений наявністю водойм (озера, річки, ґрунтові води, свердловини, відстійники). Ефективність такого теплового насоса є дуже великою, що зумовлено високою температурою джерела в холодну пору року.
• Вода – повітря.У цій зв'язці в ролі джерела тепла виступають ті ж водоймища, але при цьому тепло за допомогою компресора передається безпосередньо повітрі, що використовується для обігріву приміщень. В даному випадку вода не виступає як теплоносій.
• Ґрунт – повітря.У цій системі провідником тепла є ґрунт. Тепло з ґрунту через компресор передається повітрі. У ролі переносника енергії застосовують незамерзаючі рідини. Ця система вважається найбільш універсальною.
• . Робота цієї системи подібна до роботи кондиціонера, здатного обігрівати і охолоджувати приміщення. Дана система є найдешевшою, тому що не вимагає виробництва земляних робіт та прокладання трубопроводів.

При виборі виду джерела тепла необхідно орієнтуватися на геологію ділянки та можливість безперешкодного проведення земляних робіт, також на наявність вільної площі.

При дефіциті вільного місця доведеться відмовитися від таких джерел тепла, як земля та вода та забирати тепло з повітря.

Від правильності вибору виду теплового насоса багато в чому залежить ефективність роботи системи та витрати на її пристрій

Принцип роботи теплових насосів ґрунтується на використанні циклу Карно, який внаслідок різкого стиснення теплоносія забезпечує підвищення температури.

За таким же принципом, але з протилежним ефектом працює більшість кліматичних пристроїв з компресорними установками (холодильник, морозильна камера, кондиціонер).

Головний робочий цикл, який реалізується в камерах даних агрегатів, вважає зворотний ефект – внаслідок різкого розширення відбувається звуження холодоагенту.

Саме тому один із найбільш доступних методів виготовлення теплового насоса заснований на використанні окремих функціональних вузлів, що використовуються у кліматичному обладнанні.

Так, виготовлення теплового насоса може бути використаний побутовий холодильник. Його випарник і конденсатор відіграватимуть роль теплообмінників, які відбирають теплову енергію з середовища і направляють її безпосередньо на нагрівання теплоносія, що циркулює в системі опалення.

Встановлення вітрогенератора вважається економічно вигідним, якщо середньорічна швидкість вітру перевищує 6 м/с.

Монтаж найкраще проводити на височинах і рівнинах, ідеальними місцями вважаються узбережжя річок і великих водойм подалі від різних інженерних комунікацій.

Для перетворення енергії повітряних мас на електричну застосовуються вітрогенератори, найбільш продуктивні в прибережних регіонах.

Класифікація вітряних генераторів

Класифікація вітряних генераторів залежить від основних параметрів:

• Залежно від розміщення осі можуть бути і горизонтальні. Горизонтальна конструкція передбачає можливість автоповороту основної частини для пошуку вітру. Основне обладнання вертикального вітрогенератора розташоване на землі, тому його легко обслуговувати, при цьому ККД вертикально розташованих лопатей нижче.
• Залежно кількості лопатей розрізняють одно-, дво-, три- та багатолопатеві вітряні генератори. Багатолопатеві вітрогенератори використовують при малій швидкості повітряного потоку, застосовуються рідко через необхідність встановлення редуктора.
• Залежно від матеріалу, що використовується для виготовлення лопат, лопаті можуть бути вітрильними та жорсткими. Лопаті вітрильного типу прості у виготовленні та монтажі, але вимагають частої заміни, оскільки швидко виходять з ладу під впливом різких поривів вітру.
• Залежно від кроку гвинта, розрізняють зміннийі фіксований кроки. При використанні змінного кроку можна досягти значного збільшення діапазону робочих швидкостей вітрогенератора, але це призведе до неминучого ускладнення конструкції та збільшення її маси.

Потужність всіх видів приладів, що перетворюють енергію вітру на електричний аналог, залежить від площі лопатей.

Для роботи вітрогенераторам практично не потрібні класичні джерела енергії. Використання установки потужністю близько 1 мВт дозволить заощадити 92 000 барелів нафти або 29 000 т вугілля за 20 років

Влаштування вітряного генератора

У будь-якій вітряній установці присутні такі основні елементи:

• Лопаті, що обертаються під дією вітру та забезпечують рух ротора;
• Генератор, що виробляє змінний струм;
• Контролер управління лопатямивідповідає за утворення змінного струму в постійний, який потрібний для заряджання акумуляторів;
• Акумуляторні батареї, потрібні для накопичення та вирівнювання електричної енергії;
• Інвертор, Здійснює зворотне перетворення постійного струму в змінний, від якого працюють всі побутові прилади;
• Щогла, необхідна для підйому лопат над поверхнею землі до досягнення висоти переміщення повітряних мас.

При цьому генератор і щогла вважаються основними частинами вітрогенератора, а все інше – додаткові компоненти, що забезпечують надійну та автономну роботу системи в цілому.

Тихохідний вітряний генератор із автогенератора

Вважається, що дана конструкція є найпростішою та доступною для самостійного виготовлення. Вона може стати як самостійним джерелом енергії, і взяти він частина потужності існуючої системи електропостачання.

За наявності автомобільного генератора та акумуляторної батареї решту частин можна виготовити з підручних матеріалів.

Крок #1 – виготовлення вітрового колеса

Лопаті вважаються однією з найважливіших частин вітрогенератора, оскільки їх конструкцією визначається робота інших вузлів. Для виготовлення лопатей можуть бути використані різні матеріали - тканина, пластик, метал і навіть дерево.

Ми виготовимо лопаті із каналізаційної пластикової труби. Основні переваги цього матеріалу – дешевизна, висока вологостійкість, простота обробки.

Роботи виконуються в наступному порядку:

1. Розрахунок довжини лопаті, при цьому діаметр пластикової труби повинен становити 1/5 від необхідного метражу;
2. За допомогою лобзика трубу слід розрізати вздовж 4 частини;
3. Одна частина стане шаблоном виготовлення всіх наступних лопатей;
4. Після обрізки труби задирки на краях необхідно обробити наждачним папером;
5. Вирізані лопаті необхідно зафіксувати на заздалегідь приготовленому алюмінієвому диску з кріпленням;
6. Також до цього диска після переробки потрібно прикрутити генератор.

Врахуйте, що труба з ПВХ не має достатньої міцності і не зможе протистояти сильним поривам вітру. Для виготовлення лопат найкраще застосовувати трубу з ПВХ товщиною не менше 4 см.

Далеко не останню роль величину навантаження надає розмір лопаті. Тому не зайвим буде розглянути варіант зниження розміру лопаті за рахунок збільшення їхньої кількості.

Лопаті вітрогенератора виготовлені за шаблоном з ¼ ПВХ каналізаційної труби діаметром 200 мм, що розрізає уздовж осі на 4 частини.

Після складання слід провести балансування вітрового колеса. Для цього потрібно закріпити його горизонтально на штативі у закритому приміщенні. Результатом правильного збирання буде нерухомість колеса.

Якщо ж відбувається обертання лопатей, необхідно виконати їх підточування абразивом до врівноваження конструкції.

Крок #2 – виготовлення щогли вітрогенератора

Для виготовлення щогли можна використати сталеву трубу діаметром 150-200 мм. Мінімальна довжина щогли повинна становити 7 м. Якщо на ділянці є перешкоди для переміщення повітряних мас, колесо вітрогенератора потрібно підняти на висоту, що перевищує перешкоду не менше ніж на 1 м.

Кільця для закріплення розтяжок і саму щоглу необхідно забетонувати. Як розтяжки можна використовувати сталевий або оцинкований трос товщиною 6-8 мм.

Розтяжки щогли додадуть вітрогенератору додаткову стійкість і знизять витрати, пов'язані з пристроєм масивного фундаменту, їх вартість набагато нижча за інші типи щоглів, але потрібна додаткова площа для розтяжок

Крок #3 – переобладнання автомобільного генератора

Переробка полягає лише у перемотуванні дроту статора, а також у виготовленні ротора з неодимовими магнітами. Для початку потрібно висвердлити отвори, необхідні фіксації магнітів у полюсах ротора.

Установка магнітів виконується із чергуванням полюсів. Після завершення робіт міжмагнітні порожнечі необхідно заповнити епоксидною смолою, а сам ротор обгорнути папером.

При перемотуванні котушки необхідно врахувати, що ефективність роботи генератора буде залежати від кількості витків. Котушку необхідно мотати за трифазною схемою в одному напрямку.

Готовий генератор потрібно випробувати, результатом правильно виконаної роботи буде показник 30 В при 300 оборотах генератора.

Крок #4- завершення складання тихохідного вітрогенератора

Поворотна вісь генератора виконується з труби з насадженими двома підшипниками, а хвостова частина вирізається з оцинкованого заліза завтовшки 1,2 мм.

Перед кріпленням генератора до щогли необхідно зробити раму, найкраще для цього підійде профільна труба. При виконанні кріплення потрібно врахувати, що мінімальна відстань від щогли до лопаті має бути більшою за 0,25 м.

Для роботи системи після вітрогенератора необхідно встановити контролер заряду, акумуляторні батареї, також інвертор.

Місткість батареї визначається потужністю вітрогенератора. Цей показник залежить від розмірів вітряного колеса, кількості лопатей та швидкості вітру.

Висновки та корисне відео на тему

Виготовлення сонячної панелі з пластмасовим корпусом, перелік матеріалів та порядок виконання робіт

Ваш будинок використовує альтернативну енергетику як джерела тепла та електроенергії? Ви самостійно зібрали вітрогенератор чи виготовили сонячні батареї? Поділіться, будь ласка, своїм досвідом у коментарях до нашої статті.