Уради сам алтернативна енергија за дом: преглед најбољих еколошких технологија

Резерве природног горива нису неограничене, а цене енергената стално расту.Слажете се, било би лепо користити алтернативне изворе енергије уместо традиционалних, како не бисте зависили од добављача гаса и електричне енергије у вашем региону. Али не знате одакле да почнете?

Помоћи ћемо вам да разумете главне изворе обновљиве енергије - у овом материјалу смо погледали најбоље еко-технологије. Алтернативна енергија може заменити конвенционалне изворе енергије: можете креирати веома ефикасну инсталацију за њену производњу сопственим рукама.

Наш чланак говори о једноставним методама склапања топлотне пумпе, ветрогенератора и соларних панела и одабира фото илустрације појединих фаза процеса. Ради јасноће, материјал је опремљен видео записима о производњи еколошки прихватљивих инсталација.

Популарни извори обновљиве енергије

„Зелене технологије“ ће значајно смањити трошкове домаћинстава кроз коришћење практично бесплатних извора.

Од давнина људи су у свакодневном животу користили механизме и уређаје, чија је акција била усмерена на претварање сила природе у механичку енергију. Упечатљив пример за то су воденице и ветрењаче.

Са појавом електричне енергије, присуство генератора омогућило је претварање механичке енергије у електричну.

Водени млин је претходник аутоматске пумпе, која не захтева присуство особе за обављање посла. Точак се спонтано ротира под притиском воде и самостално вуче воду

Данас значајну количину енергије производе управо ветрокомплекси и хидроелектране. Поред ветра и воде, људи имају приступ изворима као што су биогорива, енергија унутрашњости земље, сунчева светлост, енергија гејзира и вулкана и снага плиме и осеке.

Следећи уређаји се широко користе у свакодневном животу за производњу обновљиве енергије:

• Соларни панели.
• Топлотне пумпе.
• Ветрогенератори за дом.

Високи трошкови и самих уређаја и инсталационих радова спречавају многе људе да добију наизглед бесплатну енергију.

Отплата може достићи 15-20 година, али то није разлог да се лишите економских изгледа. Сви ови уређаји се могу направити и инсталирати независно.

Када бирате извор алтернативне енергије, морате се фокусирати на његову доступност, тада ће се максимална снага постићи уз минимална улагања

Домаћи соларни панели

Готови соларни панели коштају много новца, тако да не могу сви приуштити његову куповину и уградњу. Самим израдом панела трошкови се могу смањити за 3-4 пута.

Пре него што почнете да правите соларни панел, морате разумети како све то функционише.

Принцип рада соларног система напајања

Разумевање сврхе сваког елемента система ће вам омогућити да замислите његов рад у целини.

Главне компоненте било ког система соларног напајања:

• Соларни панел. Ово је комплекс елемената повезаних у јединствену целину која претвара сунчеву светлост у ток електрона.
• Батерије. Један батерија батеријенеће дуго трајати, тако да систем може имати до десетак таквих уређаја. Број батерија је одређен потрошеном снагом. Број батерија се може повећати у будућности додавањем потребног броја соларних панела у систем;
• Соларни контролер пуњења. Овај уређај је неопходан да би се обезбедило нормално пуњење батерије. Његова главна сврха је да спречи поновно пуњење батерије.
• Инвертер. Уређај потребан за претварање струје. Батерије обезбеђују струју ниског напона, а претварач је претвара у струју високог напона потребну за функционалност – излазну снагу.За дом ће бити довољан инвертер са излазном снагом од 3-5 кВ.

Главна карактеристика соларних панела је да не могу генерисати струју високог напона. Одвојени елемент система је способан да генерише струју од 0,5-0,55 В. Једна соларна батерија је способна да произведе струју од 18-21 В, што је довољно за пуњење батерије од 12 волти.

Ако је боље купити инвертер, батерије и контролер пуњења готове, онда је сасвим могуће сами направити соларне панеле.

Квалитетан контролер и исправна веза ће помоћи да се што дуже одржи функционалност батерија и аутономија целе соларне станице у целини

Израда соларне батерије

Да бисте направили батерију, потребно је да купите соларне фотоћелије на бази моно- или поликристала. Треба узети у обзир да је животни век поликристала знатно краћи него код монокристала.

Поред тога, ефикасност поликристала не прелази 12%, док ова цифра за монокристале достиже 25%. Да бисте направили један соларни панел потребно је купити најмање 36 таквих елемената.

Соларна батерија је састављена од модула. Сваки кућни модул укључује 30, 36 или 72 ком. елементи повезани серијски са извором напајања максималног напона од око 50 В

Корак #1 - Састављање кућишта соларног панела

Рад почиње са производњом каросерије; за то ће бити потребни следећи материјали:

• Дрвени блокови
• Шперплоча
• Плексиглас
• Влакнасте плоче

Потребно је изрезати дно кућишта од шперплоче и уметнути га у оквир од шипки дебљине 25 мм. Величина дна је одређена бројем соларних фотоћелија и њиховом величином.

Дуж целог периметра оквира, рупе пречника 8-10 мм морају се избушити у шипкама у корацима од 0,15-0,2 м. Потребни су да спрече прегревање ћелија батерије током рада.

Правилно направљене рупе са нагибом од 0,15-0,20 м заштитиће елементе соларног панела од прегревања и осигурати стабилан рад система

Корак #2 - повезивање елемената соларног панела

У складу са величином кућишта, потребно је изрезати подлогу за соларне ћелије од фибербоарда помоћу канцеларијског ножа. Приликом уградње потребно је такође предвидети присуство вентилационих отвора, распоређених на сваких 5 цм на квадратни начин. Готово тело треба два пута обојити и осушити.

Соларне ћелије треба поставити наопако на подлогу од влакнасте плоче и ожичити. Ако готови производи нису већ били опремљени лемљеним проводницима, онда је рад знатно поједностављен. Међутим, процес одлемљења се у сваком случају мора извршити.

Мора се запамтити да веза елемената мора бити доследна. У почетку, елементе треба повезати у редове, а тек онда готове редове комбиновати у комплекс повезивањем на струјне сабирнице.

По завршетку, елементи се морају преокренути, положити према очекивањима и фиксирати на месту силиконом.

Сваки од елемената мора бити безбедно причвршћен за подлогу помоћу траке или силикона, што ће избећи нежељена оштећења у будућности.

Затим морате проверити излазни напон. Приближно, требало би да буде у опсегу од 18-20 В. Сада батерију треба да ради неколико дана и проверите способност пуњења батерија.Тек након провере перформанси спојеви су запечаћени.

Корак #3 - састављање система напајања

Када се уверите у његову беспрекорну функционалност, можете саставити систем напајања. Улазне и излазне контактне жице морају бити изнете напоље за накнадно повезивање уређаја.

Поклопац треба изрезати од плексигласа и причврстити га вијцима за самопрезивање са стране кућишта кроз претходно избушене рупе.

Уместо соларних ћелија, за прављење батерије може се користити диодно коло са диодама Д223Б. Панел од 36 диода повезаних у серију може да испоручи 12 В.

Диоде се прво морају натопити ацетоном да би се уклонила боја. У пластичном панелу треба избушити рупе, убацити диоде и ожичити. Готов панел мора бити постављен у провидно кућиште и запечаћен.

Правилно оријентисани и инсталирани соларни панели обезбеђују максималну ефикасност соларне енергије, а систем је лак и једноставан за одржавање.

Основна правила за постављање соларне плоче

Ефикасност целог система у великој мери зависи од правилне уградње соларне батерије.

Када инсталирате, морате узети у обзир следеће важне параметре:

1. Сенчење. Ако се батерија налази у сенци дрвећа или виших објеката, она не само да неће нормално функционисати, већ може и отказати.
2. Оријентација. Да бисте максимално повећали сунчеву светлост на фотоћелијама, батерија мора бити усмерена ка сунцу. Ако живите на северној хемисфери, онда панел треба да буде оријентисан на југ, али ако живите на јужној хемисфери, онда обрнуто.
3. Нагиб. Овај параметар је одређен географском локацијом. Стручњаци препоручују постављање панела под углом једнаким географској ширини.
4. Доступност. Морате стално пратити чистоћу предње стране и благовремено уклонити слој прашине и прљавштине. А зими, панел се мора периодично чистити од нагомиланог снега.

Препоручљиво је да приликом рада соларног панела угао нагиба није константан. Уређај ће радити максимално само ако су сунчеви зраци директно усмерени на његов поклопац.

Љети је боље поставити га на нагиб од 30º према хоризонту. Зими се препоручује подизање и постављање на 70º.

Бројне индустријске верзије соларних панела укључују уређаје за праћење кретања сунца. За кућну употребу, можете размислити и обезбедити постоља која вам омогућавају да промените угао панела

Топлотне пумпе за грејање

Топлотне пумпе су једно од најнапреднијих технолошких решења у добијању алтернативна енергија за свој дом. Они нису само најпогоднији, већ и еколошки прихватљиви.

Њихов рад ће значајно смањити трошкове везане за плаћање хлађења и грејања просторија.

Класификација топлотних пумпи

Топлотне пумпе класификујем по броју кола, извору енергије и начину добијања.

У зависности од коначних потреба, топлотне пумпе могу бити:

• Један, два или три круга;
• Један или два кондензатора;
• Са могућношћу грејања или са могућношћу грејања и хлађења.

На основу врсте извора енергије и начина добијања, разликују се следеће топлотне пумпе:

• Земља - вода. Користе се у умереним климатским зонама са равномерним загревањем земље, без обзира на доба године. За уградњу се користи колектор или сонда, у зависности од врсте тла. Бушење плитких бунара не захтева добијање дозвола.
• Ваздух - вода. Топлота се акумулира из ваздуха и усмерава на загревање воде. Инсталација ће бити прикладна у климатским зонама са зимским температурама не нижим од -15 степени.
• Вода - вода. Инсталација је одређена присуством водних тијела (језера, ријеке, подземне воде, бунари, таложници). Ефикасност такве топлотне пумпе је веома импресивна, што је због високе температуре извора током хладне сезоне.
• Вода је ваздух. У овој комбинацији, исти резервоари делују као извор топлоте, али се топлота преноси директно на ваздух који се користи за загревање просторија преко компресора. У овом случају вода не делује као расхладно средство.
• Земљиште је ваздух. У овом систему, проводник топлоте је тло. Топлота са земље се преко компресора преноси на ваздух. Као носиоци енергије користе се течности које се не смрзавају. Овај систем се сматра најуниверзалнијим.
• Ваздух - ваздух. Рад овог система је сличан раду клима уређаја, способног да греје и хлади просторију.Овај систем је најјефтинији, јер не захтева ископавање или полагање цевовода.

Приликом избора врсте извора топлоте, потребно је да се фокусирате на геологију локације и могућност несметаног ископавања, као и доступност слободног простора.

Ако постоји недостатак слободног простора, мораћете да напустите изворе топлоте као што су земља и вода и узимате топлоту из ваздуха.

Ефикасност система и трошкови његове уградње у великој мери зависе од правилног избора типа топлотне пумпе.

Принцип рада топлотне пумпе

Принцип рада топлотних пумпи заснива се на коришћењу Царнот циклуса, који, као резултат оштре компресије расхладне течности, обезбеђује повећање температуре.

Већина уређаја за контролу климе са компресорским јединицама (фрижидер, замрзивач, клима уређај) раде на истом принципу, али са супротним ефектом.

Главни радни циклус, који се спроводи у коморама ових јединица, има супротан ефекат - као резултат оштрог ширења долази до сужавања расхладног средства.

Због тога је једна од најприступачнијих метода за производњу топлотне пумпе заснована на употреби појединачних функционалних јединица које се користе у опреми за контролу климе.

Дакле, кућни фрижидер се може користити за прављење топлотне пумпе. Његов испаривач и кондензатор ће играти улогу измењивача топлоте, уклањајући топлотну енергију из околине и усмеравајући је директно на загревање расхладне течности која циркулише у систему грејања.

Топлота ниског квалитета из земље, ваздуха или воде, заједно са расхладном течношћу, улази у испаривач, где се претвара у гас, а затим је даље компресује компресор, што доводи до тога да температура постаје још виша.

Монтажа топлотне пумпе од отпадног материјала

Користећи старе кућне апарате, тачније, њихове појединачне компоненте, можете сами саставити топлотну пумпу. Погледајмо како се то може учинити у наставку.

Корак #1 - припремите компресор и кондензатор

Рад почиње припремом компресорског дела пумпе, чије ће функције бити додељене одговарајућој јединици клима уређаја или фрижидера. Ова јединица мора бити причвршћена меком суспензијом на једном од зидова радне собе где ће то бити згодно.

Након тога, потребно је да направите кондензатор. Резервоар од нерђајућег челика од 100 литара је идеалан за ово. У њега морате уградити завојницу (можете узети готову бакарну цев из старог клима уређаја или фрижидера.

Припремљени резервоар мора бити исечен по дужини на два једнака дела помоћу брусилице - ово је неопходно за уградњу и причвршћивање завојнице у тело будућег кондензатора.

Након уградње намотаја у једну од половина, оба дела резервоара морају бити спојена и заварена заједно тако да се формира затворени резервоар.

За израду кондензатора коришћен је резервоар од нерђајућег челика од 100 литара, који је помоћу брусилице пресечен на пола, постављен је калем и изведено је обрнуто заваривање.

Имајте на уму да приликом заваривања морате користити посебне електроде, а још боље, користите заваривање аргоном, само то може осигурати максималан квалитет шава.

Корак #2 - прављење испаривача

Да бисте направили испаривач, биће вам потребан затворени пластични резервоар запремине 75-80 литара, у који ћете морати да поставите завојницу од цеви пречника ¾ инча.

Да бисте направили завојницу, довољно је обмотати бакарну цев око челичне цеви пречника 300-400 мм, а затим причврстити завоје перфорираним углом

На крајевима цеви се морају исећи навоји да би се накнадно осигурала веза са цевоводом. Када је монтажа завршена и провера заптивке, испаривач треба причврстити за зид радне просторије помоћу носача одговарајуће величине.

Завршетак монтаже боље је поверити специјалисту. Док неке од склопова можете сами да урадите, лемљење бакарних цеви и пумпање расхладног средства треба да уради професионалац. Монтажа главног дела пумпе завршава се повезивањем грејних батерија и измењивача топлоте.

Треба напоменути да је овај систем мале снаге. Стога ће бити боље да топлотна пумпа постане додатни део постојећег система грејања.

Корак #3 - уређење и повезивање спољног уређаја

Најбољи извор топлоте је вода из бунара или бушотине. Никада се не смрзава, а чак и зими његова температура ретко пада испод +12 степени. Биће неопходно поставити два таква бунара.

Вода ће се црпити из једног бунара, а затим ће се доводити у испаривач.

Енергија подземних вода се може користити током целе године. На његову температуру не утичу временски услови и годишња доба

Затим ће се отпадне воде испуштати у други бунар. Остаје само да се све то повеже на улаз испаривача, на излаз и заптива.

У принципу, систем је спреман за рад, али за његову потпуну аутономију биће потребан систем аутоматизације који контролише температуру покретне расхладне течности у круговима грејања и притисак фреона.

У почетку можете проћи са обичним стартером, али треба напоменути да се покретање система након искључивања компресора може обавити за 8-10 минута - овај пут је неопходно да се изједначи притисак фреона у систему.

Дизајн и употреба ветрогенератора

Енергију ветра користили су наши преци. Од тих далеких времена, у принципу, ништа се није променило.

Једина разлика је у томе што су млински каменчићи млина замењени генератором и погоном, који претвара механичку енергију лопатица у електричну.

Инсталирање ветрогенератора се сматра економски исплативим ако просечна годишња брзина ветра прелази 6 м/с.

Инсталацију је најбоље извршити на брдима и равницама, идеалним местима се сматрају обале река и великих водених површина, далеко од разних комуналних услуга.

Ветрогенератори се користе за претварање енергије ваздушних маса у електричну енергију; они су најпродуктивнији у приморским регионима

Класификација ветрогенератора

Класификација ветрогенератора зависи од следећих основних параметара:

• У зависности од положаја секира, може постојати вертикални твирлерс И хоризонтално. Хоризонтални дизајн пружа могућност аутоматског ротирања главног дела за тражење ветра. Главна опрема вертикалног ветрогенератора налази се на тлу, тако да се лакше одржава, док је ефикасност вертикалних лопатица мања.
• У зависности од броја лопатица, разликују се ветрогенератори са једним, двоструким, троструким и више лопатица. Ветрогенератори са више лопатица се користе при малим брзинама протока ваздуха и ретко се користе због потребе за уградњом мењача.
• У зависности од материјала који се користи за израду сечива, сечива могу бити једрење и круто. Лопатице типа једра су једноставне за производњу и уградњу, али захтевају честу замену, јер брзо пропадају под утицајем оштрих налета ветра.
• У зависности од нагиба завртња, постоје променљиво И фиксне степенице. Када се користи променљиви корак, могуће је постићи значајно повећање опсега радних брзина ветрогенератора, али то ће довести до неизбежне компликације дизајна и повећања његове масе.

Снага свих врста уређаја који претварају енергију ветра у електрични аналог зависи од површине лопатица.

Ветрогенератори за рад практично не захтевају класичне изворе енергије. Коришћење инсталације капацитета око 1 МВ уштедеће 92.000 барела нафте или 29.000 тона угља током 20 година

Уређај за генератор ветра

Свака турбина на ветар садржи следеће основне елементе:

• Ножеви, сециваротирање под утицајем ветра и осигурање кретања ротора;
• Генератор, који производи наизменичну струју;
• Бладе Цонтроллер, одговоран је за формирање наизменичне струје у једносмерну, која је потребна за пуњење батерија;
• Пуњиве батерије, потребни су за акумулацију и изједначавање електричне енергије;
• Инвертер, врши обрнуту конверзију једносмерне струје у наизменичну, од које раде сви кућни апарати;
• Маст, потребно је подићи лопатице изнад земље док се не достигне висина кретања ваздушних маса.

Истовремено, генератор лопатице које обезбеђују ротацију и јарбол се сматрају главним деловима ветрогенератора, а све остало су додатне компоненте које обезбеђују поуздан и аутономан рад система у целини

Круг било ког чак и најједноставнијег ветрогенератора мора укључивати инвертер, контролер пуњења и батерије

Ветрогенератор мале брзине из самогенератора

Верује се да је овај дизајн најједноставнији и најприступачнији за самопроизводњу. Може постати или самосталан извор енергије или преузети део снаге постојећег система напајања.

Ако имате ауто генератор и батерију, сви остали делови се могу направити од отпадног материјала.

Корак # 1 - прављење ветрењача

Лопатице се сматрају једним од најважнијих делова ветрогенератора, јер њихов дизајн одређује рад преосталих компоненти. За израду сечива могу се користити различити материјали - тканина, пластика, метал, па чак и дрво.

Направићемо лопатице од канализационих пластичних цеви. Главне предности овог материјала су ниска цена, висока отпорност на влагу и лакоћа обраде.

Радови се обављају следећим редоследом:

1. Дужина сечива се израчунава, а пречник пластичне цеви треба да буде 1/5 потребног материјала;
2. Користећи убодну тестеру, цев треба исећи по дужини на 4 дела;
3. Један део ће постати шаблон за производњу свих наредних сечива;
4. Након сечења цеви, неравнине на ивицама морају бити третиране брусним папиром;
5. Сечива се морају причврстити на унапред припремљени алуминијумски диск са предвиђеним причвршћивањем;
6. Такође, након модификације, потребно је да прикључите генератор на овај диск.

Имајте на уму да ПВЦ цев није довољно чврста и неће моћи да издржи јаке налете ветра. За производњу лопатица најбоље је користити ПВЦ цев дебљине најмање 4 цм.

Величина сечива игра важну улогу у величини оптерећења. Због тога не би било лоше размотрити опцију смањења величине лопатица повећањем њиховог броја.

Лопатице ветрогенератора су направљене према шаблону од ¼ ПВЦ канализационе цеви пречника 200 мм, исечене дуж осе на 4 дела

Након монтаже, ветробран треба избалансирати. Да бисте то урадили, потребно је да га монтирате хоризонтално на статив у затвореном простору. Резултат правилне монтаже ће бити непокретност точка.

Ако се сечива ротирају, потребно их је наоштрити абразивом пре балансирања структуре.

Корак # 2 - израда јарбола ветрогенератора

Да бисте направили јарбол, можете користити челичну цев пречника 150-200 мм. Минимална дужина јарбола треба да буде 7 м. Ако на локацији постоје препреке за кретање ваздушних маса, онда се точак ветрогенератора мора подићи на висину која прелази препреку за најмање 1 м.

Клинови за причвршћивање жица и сам јарбол морају бити бетонирани. Као жице за типове можете користити челични или поцинковани кабл дебљине 6-8 мм.

Носачи јарбола ће ветрогенератору дати додатну стабилност и смањити трошкове везане за изградњу масивног темеља; њихова цена је много нижа од других типова јарбола, али је потребан додатни простор за учвршћивање

Корак #3 - поновно опремање генератора аутомобила

Модификација се састоји само од премотавања жице статора, као и од производње ротора са неодимијумским магнетима. Прво морате избушити рупе неопходне за фиксирање магнета у стубовима ротора.

Уградња магнета се врши наизменичним половима. По завршетку рада, међумагнетне празнине морају бити попуњене епоксидном смолом, а сам ротор мора бити умотан у папир.

Приликом премотавања завојнице, морате узети у обзир да ће ефикасност генератора зависити од броја окрета. Завојница мора бити намотана у трофазном колу у једном правцу.

Готов генератор треба тестирати, а резултат правилно обављеног рада биће очитавање 30 В при 300 о/мин генератора.

Конвертовани генератор је спреман за испитивање називног напона пре коначне инсталације целог система ветротурбина мале брзине

Корак #4 - завршетак монтаже генератора ветра мале брзине

Оса ротације генератора је направљена од цеви са постављена два лежаја, а репни део је изрезан од поцинкованог гвожђа дебљине 1,2 мм.

Пре него што причврстите генератор на јарбол, потребно је направити оквир, за то је најпогоднија профилна цев. Приликом причвршћивања потребно је узети у обзир да минимално растојање од јарбола до лопатице мора бити веће од 0,25 м.

Под утицајем струјања ветра, лопатице и ротор се померају, што доводи до ротације мењача и стварања електричне енергије

Да бисте управљали системом, потребно је да инсталирате контролер пуњења, батерије и инвертер након ветрогенератора.

Капацитет батерије је одређен снагом ветрогенератора. Овај индикатор зависи од величине ветробранског точка, броја лопатица и брзине ветра.

Закључци и користан видео на тему

Израда соларног панела са пластичним кућиштем, списком материјала и поступком рада

Принцип рада и преглед геотермалних пумпи

Поновно опремање аутогенератора и израда ветрогенератора мале брзине сопственим рукама

Посебност алтернативних извора енергије је њихова еколошка прихватљивост и сигурност.

Прилично мала снага инсталација и њихова повезаност са одређеним теренским условима омогућавају ефикасан рад само комбинованих система традиционалних и алтернативних извора.

Да ли ваш дом користи алтернативне изворе енергије за топлоту и електричну енергију? Да ли сте сами саставили ветрогенератор или направили соларне панеле? Поделите своје искуство у коментарима на наш чланак.