Алтернативна енергия за частни. Алтернативни източници на енергия: видове и приложения

Защо да плащате на енергийните компании за електричество всеки месец, когато можете сами да си осигурите енергия? Все повече хора по света разбират тази истина. И затова днес ще ви разкажем за 8 необичайни източника на алтернативна енергия за дома, офиса и свободното време.

Слънчеви панели в прозорците

В днешно време най -често срещаният алтернативен източник на енергия в ежедневието са слънчевите панели. Традиционно те се монтират на покривите на частни къщи или в дворове. Но наскоро стана възможно тези елементи да се поставят директно в прозорците, което прави възможно използването на такива батерии дори за собствениците на обикновени апартаменти в многоетажни сгради.

В същото време вече се появиха решения, които ви позволяват да създавате слънчеви панели с високо ниво на прозрачност. Именно тези енергийни елементи трябва да бъдат инсталирани в прозорците на жилищните помещения.

Например, прозрачни слънчеви панели са разработени от специалисти от Мичиганския държавен университет. Тези елементи пропускат 99%от светлината, преминаваща през тях, но в същото време имат ефективност от 7%.

Uprise създаде необичайна вятърна турбина с висока мощност, която може да се използва както в битов, така и в индустриален мащаб. Тази вятърна турбина се помещава в ремарке, което може да бъде задвижвано от SUV или RV.

В сгънато състояние турбината Uprise може да се използва по обществени пътища. Но когато се разгъне, той се превръща в пълноценна вятърна мелница с височина петнадесет метра и с мощност 50 kW.

Uprise може да се използва, когато пътувате в мобилен дом, за да осигурите захранване на отдалечени обекти или обикновени частни жилища. Инсталирайки тази турбина в задния си двор, нейният собственик може дори да продаде излишната електроенергия на съседите.

Makani Power е проект на едноименна компания, която наскоро попадна под контрола на полусекретна лаборатория за иновации. Идеята зад тази технология е проста и гениална. Това е малко хвърчило, което може да лети до един километър и да генерира електричество.

Самолетът Makani Power е оборудван с вградени вятърни турбини, които ще работят активно на височини, където скоростта на вятъра е значително по-висока, отколкото на нивото на земята. Получената енергия в този случай се предава през кабела, свързващ хвърчилото към базовата станция.

Енергията ще се генерира и от движението на самия самолет Makani Power. Като дърпа кабела под силата на вятъра, това хвърчило ще накара динамото, вградено в базовата станция, да се завърти.

С помощта на Makani Power можете да доставяте енергия както за частни къщи, така и за отдалечени обекти, където е непрактично да се постави традиционен електропровод.

Съвременните слънчеви клетки все още имат много ниска ефективност. И затова, за да се получат високи показатели за ефективност от тях, е необходимо да се покрият големи пространства с панели. Но технология, наречена Betaray, може да увеличи ефективността с около три пъти.

Betaray е малка единица, която може да бъде поставена в двора на частна къща или на покрива на висока сграда. Той се основава на прозрачна стъклена сфера с диаметър малко под един метър. Той събира слънчева светлина и я фокусира върху достатъчно малък фотоволтаичен панел. Максималната ефективност на тази технология има зашеметяващо висока производителност от 35 процента.

В същото време самата инсталация на Betaray е динамична. Той автоматично се настройва към позицията на Слънцето в небето, за да работи с максималния си потенциал по всяко време. И дори през нощта тази батерия генерира електричество чрез преобразуване на светлина от луната, звездите и уличните светлини.

Датско-исландският художник Олафур Елиасон стартира изключителен проект, наречен Little Sun, който съчетава креативността, технологиите и социалната ангажираност на успелите хора към хората в неравностойно положение. Говорим за малко устройство под формата на слънчогледово цвете, което през деня се пълни с енергия от слънчева светлина, за да внесе осветление вечер в най -тъмните кътчета на планетата.

Всеки може да дари пари, за да се появи слънчевата лампа Little Sun в живота на семейство от държава от Третия свят. Малките слънчеви лампи позволяват на децата от бедните квартали и отдалечените села да прекарват вечерите си за учене или четене, без които успехът в съвременното общество е невъзможен.

Можете също така да закупите лампи Little Sun за себе си, което ги прави част от вашия собствен живот. Тези устройства могат да се използват, когато излизате на открито или за създаване на зашеметяваща вечерна атмосфера на открито.

Много скептици се подиграват на спортистите, твърдейки, че силата, която изразходват по време на тренировка, може да се използва за генериране на електричество. Създателите последваха това мнение и създадоха първия в света комплект оборудване за тренировки на открито, всяко от които е малка електроцентрала.

Първата спортна площадка Green Heart се появи през ноември 2014 г. в Лондон. Електричеството, генерирано от любителите на упражненията, може да се използва за зареждане на мобилни устройства като смартфони или таблетни компютри.

Платформата Green Heart изпраща излишък от енергия към местните електропреносни мрежи.

Парадоксално, но дори децата могат да бъдат накарани да генерират зелена енергия. В края на краищата те никога не са против да направят нещо, по някакъв начин да играят и да се забавляват. Затова холандските инженери са създали необичайна люлка, наречена улична лампа с жираф, която използва неспокойствието на децата в процеса на генериране на електричество.

Уличната лампа на жирафа генерира енергия, когато се използва по предназначение. Чрез люлеене в седалката, децата или възрастните стимулират динамото, вградено в тази конструкция.

Разбира се, получената електроенергия няма да е достатъчна за пълноценното функциониране на частна жилищна сграда. Но енергията, натрупана през деня на игрите, е напълно достатъчна за работата на не много мощна улична лампа за няколко часа след здрач.

Мобилният оператор Vodafone осъзнава, че печалбите му се увеличават, когато телефоните на клиентите са отворени денонощно, а самите собственици не се притесняват къде да намерят контакт за зареждане на батериите на притурката си. Затова тази компания спонсорира разработването на необичайна технология, наречена Power Pocket.

Устройствата, базирани на технологията Power Pocket, трябва да бъдат разположени възможно най -близо до човешкото тяло, за да използват топлината си за генериране на електричество за битови нужди.

В момента, базиран на технологията Power Pocket, са създадени два практични продукта: къси панталони и спален чувал. Те бяха тествани за първи път по време на фестивала на остров Уайт през 2013 г. Опитът се оказа успешен, една нощ на човек в такъв спален чувал беше достатъчна, за да зареди батерията на смартфона с около 50 процента.

В този преглед говорихме само за тези алтернативни източници на енергия, които могат да се използват за битови нужди: у дома, в офиса или по време на свободното време. Но все още има много изключителни съвременни „зелени“ технологии, разработени за използване в промишлен мащаб. Можете да прочетете за тях в прегледа.

Във връзка с развитието на производствените технологии и значително влошаване на екологичната ситуация в много региони по света, човечеството е изправено пред проблема с намирането на нови източници на енергия. От една страна, количеството произведена енергия трябва да бъде достатъчно за развитието на производството, науката и комуналните услуги, от друга страна, производството на енергия не трябва да влияе неблагоприятно върху околната среда.

Тази формулировка на въпроса доведе до търсенето на т. Нар. Алтернативни източници на енергия - източници, които отговарят на горните изисквания. С усилията на световната наука са открити много такива източници, към момента повечето от тях вече се използват повече или по -малко широко. Предлагаме на вашето внимание кратък преглед на тях:

Слънчева енергия

Слънчевите електроцентрали се използват активно в повече от 80 страни; те превръщат слънчевата енергия в електрическа. Съществуват различни начини за такова преобразуване и съответно различни видове слънчеви електроцентрали. Най -често срещаните станции използват фотоволтаични преобразуватели (фотоволтаични клетки), комбинирани в слънчеви панели. Повечето от най -големите фотоволтаични инсталации в света се намират в САЩ.

Вятърна енергия

Вятърните електроцентрали (вятърни паркове) се използват широко в САЩ, Китай, Индия, както и в някои западноевропейски страни (например в Дания, където 25% от цялата електроенергия се произвежда по този начин). Вятърната енергия е много обещаващ източник на алтернативна енергия; в момента много страни значително разширяват използването на електроцентрали от този тип.

Биогорива

Основните предимства на този енергиен източник пред другите видове гориво са неговата екологичност и възобновяемост. Не всички видове биогорива принадлежат към алтернативни източници на енергия: традиционните дърва за огрев също са биогорива, но не са алтернативен източник на енергия. Алтернативни биогорива са твърди (торф, дървообработващи и селскостопански отпадъци), течни (биодизел и масло от биомаса, както и метанол, етанол, бутанол) и газообразни (водород, метан, биогаз).

Енергия на приливи и отливи

За разлика от традиционната водна енергия, която използва воден поток, алтернативната водна енергия все още не е широко разпространена. Основните недостатъци на приливните електроцентрали са високата цена на тяхното изграждане и ежедневните промени в мощността, за които е препоръчително да се използват електроцентрали от този тип само като част от електроенергийните системи, които използват и други източници на енергия. Основните предимства са висока екологичност и ниска цена на производството на енергия.

Топлинна енергия на Земята

За разработването на този енергиен източник се използват геотермални електроцентрали, използващи енергията на високотемпературни подземни води, както и вулкани. В момента хидротермалната енергия е по -разпространена, като се използва енергията на горещи подземни извори. Петротермичната енергия, базирана на използването на "суха" топлина на земните недра, в момента е слабо развита; основният проблем се счита за ниската рентабилност на този метод за получаване на енергия.

Атмосферно електричество

(Светкавици на земната повърхност се появяват почти едновременно на различни места на планетата.)

Енергията от гръмотевични бури, базирана на улавяне и натрупване на светкавична енергия, все още е в начален стадий. Основните проблеми на гръмотевичната енергия са подвижността на гръмотевичните фронтове, както и скоростта на атмосферните електрически разряди (мълния), което затруднява акумулирането на тяхната енергия.

Днес целият свят се снабдява с електричество чрез изгарянето на въглища и газ (изкопаеми горива), експлоатацията на водните потоци и контрола на ядрените реакции. Тези подходи са доста ефективни, но в бъдеще ще трябва да ги изоставим, като се обърнем към такава посока като алтернативна енергия.

Голяма част от тази нужда се дължи на факта, че изкопаемите горива са ограничени. Освен това традиционните методи за производство на електроенергия са един от факторите на замърсяването на околната среда. Ето защо светът се нуждае от "здравословна" алтернатива.

Ние предлагаме нашата версия на ТОП на неконвенционални методи за генериране на енергия, които в бъдеще може да станат заместител на обичайните електроцентрали.

7 -мо място. Разпределена енергия

Преди да разгледаме алтернативните източници на енергия, нека разгледаме една интересна концепция, която в бъдеще може да промени структурата на енергийната система.

Днес електричеството се генерира в големи станции, предава се в разпределителните мрежи и се доставя до домовете ни. Разпределеният подход предполага постепенно отказ от централизирано производство на електроенергия... Това може да се постигне чрез изграждане на малки енергийни източници в непосредствена близост до потребител или група потребители.

Следните могат да се използват като източници на енергия:

• микротурбинни електроцентрали;
• газотурбинни електроцентрали;
• парни котли;
• слънчеви панели;
• вятърни турбини;
• термопомпи и др.

Такива мини електроцентрали за дома ще бъдат свързани към общата мрежа. Излишната енергия ще тече там и ако е необходимо, електрическата мрежа може да компенсира липсата на енергия, например, когато слънчевите панели се представят по -лошо поради облачно време.

Прилагането на тази концепция днес и в близко бъдеще обаче е малко вероятно, ако говорим за глобален мащаб. Това се дължи главно на високата цена на прехода от централизирана към разпределена енергия.

6 -то място. Енергия от гръмотевични бури

Защо да генерирате електричество, когато можете просто да го "хванете" от въздуха? Средно един удар от мълния е 5 милиарда джаула енергия, което е еквивалентно на изгарянето на 145 литра бензин. Теоретично гръмотевичните централи ще намалят значително разходите за електроенергия.

Всичко ще изглежда така:станциите са разположени в райони с повишена гръмотевична активност, „събират“ разряди и акумулират енергия. След това енергията се подава към мрежата. Възможно е да се улови мълния с помощта на гигантски гръмоотводи, но основният проблем остава - да се акумулира възможно най -много мълниена енергия за части от секундата. На настоящия етап не може да се направи без суперкондензатори и преобразуватели на напрежение, но в бъдеще може да се появи по -деликатен подход.

Ако говорим за електричество „от въздуха“, дори не можем да си припомним привържениците на образуването на свободна енергия. Например, Никола Тесла по едно време уж демонстрира устройство за получаване на електрически ток от етера за управление на автомобил.

5 -то място. Изгаряне на възобновяеми горива

Вместо въглища, електроцентралите могат да изгорят т.нар. биогориво ". Това са преработени растителни и животински суровини, отпадъчни продукти от организми и някои промишлени отпадъци от органичен произход. Примерите включват обикновени дърва за огрев, дървени стърготини и биодизел, които се намират на бензиностанции.

В енергийния сектор най -често се използват дървени стърготини. Събира се от дърводобивна или дървообработваща промишленост. След раздробяване се пресова в горивни пелети и в тази форма се изпраща в ТЕЦ.

До 2019 г. Белгия трябваше да завърши строителството на най -голямата електроцентрала, която ще работи на биогорива. Според прогнозите тя ще трябва да произвежда 215 MW електроенергия. Това е достатъчно за 450 000 жилища.

Интересен факт!Много страни практикуват отглеждането на така наречената „енергийна гора“ - дървета и храсти, които са най -подходящи за енергийни нужди.

Все още е малко вероятно алтернативната енергия да се развие в посока биогорива, защото има по -обещаващи решения.

4 -то място. Приливни и вълнови електроцентрали

Традиционните водноелектрически централи работят на следния принцип:

1. Налягането на водата се подава към турбините.
2. Турбините започват да се въртят.
3. Ротацията се предава на генератори, които генерират електричество.

Изграждането на водноелектрическа централа е по -скъпо от ТЕЦ и е възможно само на места с големи запаси от водна енергия. Но най -големият проблем е увреждането на екосистемите поради необходимостта от изграждане на язовири.

Приливните електроцентрали работят на подобен принцип, но използвайте силата на отлив и отлив за генериране на енергия.

"Водните" видове алтернативна енергия включват такава интересна област като енергията на вълните. Същността му се свежда до генерирането на електричество чрез използване на енергията на океанските вълни, която е много по -висока от приливната вълна. Най -мощната вълнова електроцентрала днес е Pelamis P-750 , който генерира 2,25 MW електроенергия.

Размахвайки се по вълните, тези огромни конвектори ("змии") се огъват, в резултат на което вътре се движат хидравлични бутала. Те изпомпват масло чрез хидравлични двигатели, които от своя страна превръщат електрическите генератори. Получената електроенергия се доставя до брега по кабел, който минава по дъното. В бъдеще броят на конвекторите ще се увеличи многократно и станцията ще може да генерира до 21 MW.

3 -то място. Геотермални станции

Алтернативната енергия е добре развита в геотермална посока. Геотермалните централи генерират електричество, като действително преобразуват енергията на земята, или по -скоро топлинната енергия на подземните източници.

Има няколко вида такива електроцентрали, но във всички случаи те се основават на еднакви принцип на работа: пара от подземен източник се издига нагоре в кладенеца и завърта турбина, свързана към електрически генератор. Днес практиката е широко разпространена, когато водата се изпомпва в подземен резервоар на голяма дълбочина, където се изпарява под въздействието на високи температури и навлиза в турбините под формата на пара под налягане.

Райони с голям брой гейзери и открити термални извори, които се нагряват от вулканична дейност, са най -подходящи за геотермални енергийни цели.

Така че в Калифорния има цял геотермален комплекс, наречен " Гейзери ". Той обединява 22 станции, генериращи 955 MW. Източникът на енергия в този случай е магма камера с диаметър 13 км на дълбочина 6,4 км.

2 -ро място. Вятърни електроцентрали

Вятърната енергия е един от най -популярните и обещаващи източници за производство на електроенергия.

Принципът на работа на вятърна турбина е прост:

• под влияние на силата на вятъра лопатките се въртят;
• въртенето се предава на генератора;
• генераторът генерира променлив ток;
• получената енергия обикновено се съхранява в батерии.

Мощността на вятърния генератор зависи от разстоянието на лопатките и височината му. Следователно те се инсталират на открити площи, полета, хълмове и в крайбрежната зона. Инсталациите с 3 лопатки и вертикална ос на въртене работят най -ефективно.

Интересен факт!Всъщност вятърната енергия е вид слънчева енергия. Това се обяснява с факта, че ветровете възникват поради неравномерно нагряване на земната атмосфера и повърхност от слънчевите лъчи.

За да направите вятърна турбина, не се нуждаете от дълбоки инженерни познания. Така че много занаятчии са могли да си позволят да се изключат от общата електрическа мрежа и да преминат към алтернативна енергия.

Vestas V-164 е най-мощната вятърна турбина до момента. Той генерира 8 MW.

За производството на електроенергия в промишлен мащаб се използват вятърни паркове, състоящи се от много вятърни турбини. Най -голямата е електроцентралата " Виола „Намира се в Калифорния. Капацитетът му е 1550 MW.

1 -во място. Слънчеви електроцентрали (SES)

Слънчевата енергия има най -големи перспективи. Технологията за преобразуване на слънчевата радиация с помощта на фотоволтаични клетки се развива от година на година, като става все по -ефективна.

В Русия слънчевата енергия е сравнително слабо развита. Някои региони обаче показват отлични резултати в тази индустрия. Вземете например Крим, където работят няколко мощни слънчеви електроцентрали.

В бъдеще може да се развие космическа енергия... В този случай SES ще бъде изградена не на повърхността на земята, а в орбитата на нашата планета. Най -голямото предимство на този подход е, че фотоволтаичните панели ще могат да получават много повече слънчева светлина, защото няма да бъде възпрепятствано от атмосферата, времето и сезоните.

Заключение

Алтернативната енергия има няколко обещаващи области. Постепенното му развитие рано или късно ще доведе до замяна на традиционните методи за производство на електроенергия. И абсолютно не е необходимо само една от изброените технологии да се използва по целия свят. За повече подробности вижте видеото по -долу.

Дори учениците знаят, че запасите от нефт, газ и въглища не са безкрайни. Цените на енергията непрекъснато се покачват, принуждавайки платците да въздишат тежко и да мислят за увеличаване на собствения си доход. Въпреки постиженията на цивилизацията, има много места извън градовете, които не се снабдяват с газ, а на някои места дори няма електричество. Когато има такава възможност, разходите за инсталиране на системата понякога абсолютно не съответстват на нивото на доходите на населението. Не е изненадващо, че алтернативната енергия „направи си сам“ днес представлява интерес както за собствениците на големи и малки селски къщи, така и за гражданите.

Целият свят около нас е пълен с енергия, която се съдържа не само в недрата на земята. Още в училище, по уроци по география, научихме, че е възможно да се използва енергията на вятъра, слънцето, отливите и отливите, падащата вода, земното ядро ​​и други подобни източници на енергия с висока ефективност в мащаба на цели държави и континенти. Въпреки това, той може да се използва и за отопление на отделна къща.

Видове алтернативни източници на енергия

Сред възможностите за естествени източници на частно енергийно снабдяване трябва да се отбележи:

• слънчеви панели;
• слънчеви колектори;
• термопомпи;
• вятърни генератори;
• инсталации за абсорбиране на енергията на водата;
• биогазови инсталации.

Имайки достатъчно количество средства, можете да закупите готов модел на едно от тези устройства и да поръчате неговата инсталация. Отговаряйки на желанията на потребителите, индустриалците отдавна са усвоили производството на слънчеви панели, термопомпи и т.н. Въпреки това цената им остава постоянно висока. Такива устройства могат да бъдат направени независимо, спестявайки известна сума пари, но изразходвайки повече време и усилия.

Видео: каква естествена енергия може да се използва

Принципът на работа и използването на слънчеви панели в частна къща

Физическото явление, на което се основава принципът на действие на този източник на енергия, е фотоелектричният ефект. Слънчевата светлина, падаща върху повърхността му, освобождава електрони, което създава излишен заряд вътре в панела. Ако свържете батерия към него, тогава благодарение на мълнията ще се появи ток в броя на зарядите във веригата.

Принципът на действие на слънчевата клетка е фото ефект.

Структурите, способни да улавят и трансформират енергията на слънцето, са многобройни, разнообразни и постоянно се подобряват. За много занаятчии усъвършенстването на тези полезни дизайни се превърна в чудесно хоби. На тематични изложби такива ентусиасти с готовност демонстрират много полезни идеи.

За да направите слънчеви панели, трябва да закупите монокристални или поликристални фотоклетки, да ги поставите в прозрачна рамка, която е фиксирана със здрав калъф.

Видео: правене на слънчева батерия със собствените си ръце

Готовите батерии се поставят, разбира се, от най-слънчевата страна на покрива. В този случай трябва да се осигури възможност за регулиране на наклона на панела. Например, по време на снеговалежи, панелите трябва да се поставят почти вертикално, в противен случай слой сняг може да попречи на работата на батериите или дори да ги повреди.

Изграждане и използване на слънчеви колектори

Примитивен слънчев колектор е черна метална плоча, поставена под тънък слой прозрачна течност. Както знаете от училищния курс по физика, тъмните предмети се нагряват повече от светлите. Тази течност се движи с помощта на помпа, охлажда плочата и се нагрява. Контурът с гореща течност може да бъде поставен в резервоар, свързан към източник на студена вода. Чрез нагряване на водата в резервоара, течността от колектора се охлажда. И след това се връща. По този начин тази система за захранване ви позволява да получите постоянен източник на топла вода, а през зимата и горещи радиатори.

Има три вида колектори, които се различават по устройството

Днес има 3 вида такива устройства:

• въздух;
• тръбен;
• апартамент.

Въздух

Въздушните колектори се състоят от плочи с тъмен цвят

Въздушните колектори са черни плочи, покрити със стъкло или прозрачна пластмаса. Въздухът циркулира естествено или принудително около тези плочи. Топлият въздух се използва за отопление на помещенията в къщата или за сушене на дрехи.

Предимството е изключителната простота на дизайна и ниската цена. Единственият недостатък е използването на принудителна циркулация на въздуха. Но можете и без него.

Тръбни

Предимството на такъв колектор е простотата и надеждността.

Тръбните колектори имат формата на няколко стъклени тръби, подредени в един ред, покрити отвътре със светлопоглъщащ материал. Те са свързани към общ колектор и течността циркулира през тях. Такива колектори имат 2 начина за прехвърляне на получената енергия: директен и индиректен. Първият метод се използва през зимата. Вторият се използва целогодишно. Има вариант с използване на вакуумни тръби: едната се поставя в другата и между тях се създава вакуум.

Това ги изолира от околната среда и запазва по -добре генерираната топлина. Предимствата са простота и надеждност. Недостатъците включват високата цена на инсталацията.

Апартамент

За да накарат колекторите да работят по -ефективно, инженерите предложиха използването на концентратори

Плоският колектор е най -често срещаният тип. Именно той послужи като пример за обяснение на принципа на работа на тези устройства. Предимството на този сорт е неговата простота и ниска цена в сравнение с други. Недостатъкът е значителна загуба на топлина, отколкото други подтипове не страдат.

За да подобрят вече съществуващите слънчеви системи, инженерите предложиха използването на един вид огледала, наречени концентратори. Те ви позволяват да повишите температурата на водата от стандартните 120 на 200 C °. Този подвид на колекционерите се нарича концентрация. Това е един от най -скъпите варианти, който несъмнено е недостатък.

Пълни инструкции за инсталиране на слънчев колектор в следващата ни статия:

Използване на вятърна енергия

Ако вятърът е в състояние да прогони стада облаци, защо да не използва енергията си за други полезни неща? Търсенето на отговор на този въпрос накара инженерите да създадат вятърен генератор. Това устройство обикновено се състои от:

• генератор;
• висока кула;
• остриета, които се въртят, за да уловят вятъра;
• батерии;
• електронни системи за управление.

Принципът на работа на вятърна турбина е доста прост. Остриетата, въртящи се от силния вятър, въртят трансмисионните валове (в обикновените хора - скоростната кутия). Те са свързани към алтернатор. Трансмисията и генераторът са разположени в люлка или, с други думи, в гондола. Може да има въртящ се механизъм. Генераторът е свързан към автоматиката за управление и трансформатора за повишаване на напрежението. След трансформатора напрежението, което е увеличило стойността си, се прехвърля към общата система за захранване.

Вятърните турбини са подходящи за райони, където вятърът непрекъснато духа

Тъй като въпросите за създаването на вятърни генератори се изучават дълго време, има проекти за голямо разнообразие от дизайни на тези устройства. Моделите с хоризонтална ос на въртене заемат доста голямо пространство, но вятърните турбини с вертикална ос на въртене са много по -компактни. Разбира се, необходим е достатъчно силен вятър, за да може устройството да работи ефективно.

Предимства:

• без емисии;
• автономия;
• използване на един от възобновяемите ресурси;

Недостатъци:

• необходимостта от постоянството на вятъра;
• висока начална цена;
• шум от въртене и електромагнитно излъчване;
• заемат големи площи.

Вятърният генератор трябва да бъде поставен възможно най -високо, за да работи ефективно. Моделите с вертикална ос на въртене са по -компактни от хоризонталното въртене

Поетапно ръководство за направата на вятърна турбина със собствените си ръце на нашия уебсайт:

Водата като източник на енергия

Най -известният начин за използване на вода за производство на електричество са, разбира се, водноелектрическите централи. Но той не е единственият. Има и енергията на приливите и отливите и енергията на теченията. И сега, по ред.

Водноелектрическа централа е язовир, който има няколко брави за контролирано изпускане на вода. Тези шлюзове са свързани към лопатките на турбинния генератор. Течаща под налягане, водата я върти, като по този начин генерира електричество.

Недостатъци:

• наводняване на крайбрежните зони;
• намаляване на броя на обитателите на реките;

Строят се специални станции за използване на водна енергия

Силата на токовете

Този метод за генериране на енергия е подобен на вятърния генератор, с единствената разлика, че генератор с огромни лопатки е поставен върху голямо морско течение. Като Гълфстрийм например. Но това е много скъпо и технически трудно. Следователно всички големи проекти все още са на хартия. Въпреки това има малки, но активни проекти, демонстриращи възможностите на този вид енергия.

Енергия на приливите и отливите

Дизайнът на електроцентралата, която преобразува този вид енергия в електричество, е огромен язовир, разположен в морски залив. Той има дупки, през които водата прониква на противоположната страна. Те са свързани чрез тръбопроводи към електрогенератори.

Приливната електроцентрала работи по следния начин: по време на прилива нивото на водата се повишава и се създава налягане, което може да завърти вала на генератора. В края на прилива входовете се затварят и по време на отлива, който настъпва след 6 часа, изходите се отварят и процесът се повтаря в обратна посока.

Предимства на този метод:

• евтина услуга;
• стръв за туристи.

Недостатъци:

• значителни строителни разходи;
• увреждане на морската фауна;
• грешките при проектирането могат да причинят наводнения на близките градове.

Приложение за биогаз

По време на анаеробната обработка на органични отпадъци се отделя т. Нар. Биогаз. Резултатът е смес от газове, състояща се от метан, въглероден диоксид и сероводород. Генераторът на биогаз се състои от:

• запечатан резервоар;
• винт за смесване на органични отпадъци;
• разклонител за разтоварване на отпадъчната маса от отпадъци;
• дюзи за пълнене на отпадъци и вода;
• разклонител, през който постъпва полученият газ.

Често контейнер за преработка на отпадъци не е подреден на повърхността, а в дебелината на почвата. За да се предотврати изтичането на получения газ, той се затваря напълно. Трябва да се помни, че в процеса на отделяне на биогаз, налягането в резервоара непрекъснато се увеличава, следователно газът трябва редовно да се взема от резервоара. В допълнение към биогаза, преработката произвежда отличен органичен тор, който е полезен за отглеждане на растения.

Повишените изисквания за безопасност се налагат върху устройството и правилата за експлоатация на такова устройство, тъй като е опасно да се вдишва биогаз и той може да експлодира. Въпреки това, в редица страни по света, например в Китай, този метод за получаване на енергия е доста разпространен.

Биогазова инсталация като тази може да бъде скъпа

Този отпадъчен продукт може да се използва като:

• суровини за ТЕЦ и когенерация;
• подмяна на природен газ в печки, горелки и котли.

Силната страна на този вид гориво е неговата възобновяемост и наличието, особено в селата, на суровини за преработка. Този вид гориво има и редица недостатъци, като например:

• емисии при изгаряне;
• несъвършена производствена технология;
• цената на апарат за създаване на биогаз.

Конструкцията на генератор за производство на биогаз е много проста, но трябва да се внимава при експлоатацията му, тъй като биогазът е запалимо вещество, опасно за здравето.

Съставът и количеството биогаз, произведен от отпадъци, зависи от субстрата. По -голямата част от газа се получава при използване на мазнини, зърно, технически глицерин, прясна трева, силаж и др. Обикновено в резервоара се зарежда смес от животински и растителни отпадъци, към които се добавя определено количество вода. През лятото се препоръчва да се увеличи влагосъдържанието на масата до 94-96%, а през зимата е достатъчна 88-90% влага. Водата, подавана в резервоара за отпадъци, трябва да се нагрее до 35-40 градуса, в противен случай процесите на разлагане ще се забавят. За да се запази топлината, слой от топлоизолационен материал е монтиран от външната страна на резервоара.

Използването на биогорива (биогаз)

Термопомпата се основава на обратния принцип на Карно. Това е доста голямо и доста сложно устройство, което събира нискокачествена топлинна енергия от околната среда и я превръща в енергия с висок потенциал. Най -често термопомпите се използват за отопление на помещения. Устройството се състои от:

• външна верига с охлаждаща течност;
• вътрешна верига с охлаждаща течност;
• изпарител;
• компресор;
• кондензатор.

Системата използва и фреон. Външната верига на термопомпата може да абсорбира енергия от различни среди: земя, вода, въздух. Разходите за труд за създаването му зависят от вида на помпата и нейната конфигурация. Най-трудното нещо е да се организира помпа земя-вода, при която външният контур е хоризонтално разположен в почвената колона, тъй като това изисква мащабни земни работи. Ако в близост до къщата има резервоар, има смисъл да се направи термопомпа вода-вода. В този случай външният контур просто се спуска в резервоара.

Термопомпата преобразува нискокачествената енергия на земята, водата или въздуха във висококачествена топлинна енергия, което ви позволява да отоплявате сградата доста ефективно

Ефективността на термопомпата зависи не толкова от това колко висока е температурата на средата, а от нейната постоянство. Правилно проектираната и монтирана термопомпа може да осигури на дома достатъчно топлина през зимата, дори когато температурата на водата, земята или въздуха е много ниска. През лятото термопомпите могат да действат като климатик, охлаждайки дома.

За да използвате такива помпи, първо трябва да извършите пробивни операции.

Предимствата на тези инсталации включват:

• енергийна ефективност;
• Пожарна безопасност;
• многофункционалност;
• дългосрочна експлоатация до първия основен ремонт.

Слабите страни на тази система са:

• висока начална цена в сравнение с други методи за отопление на сградата;
• изискване за състоянието на електрозахранващата мрежа;
• по -шумен от класически газов котел;
• необходимостта от пробиване.

Видео: как работят термопомпите

Както можете да видите, за да осигурите на дома си топлина и електричество, можете да използвате слънчева енергия, силата на вятъра и водата. Всеки метод има своите предимства и недостатъци. Но въпреки това от всички съществуващи опции може да се използва метод, който е едновременно евтин и ефективен.

Електричеството е един от най -важните източници на енергия за частен дом. Електричеството помага при готвене, отопление на помещение, изпомпване на вода в него и просто осветление. Той е в състояние напълно да замени подаването на газ и централното водоснабдяване. Без електричество модерен дом не се счита за удобен и функционален. Линиите с високо напрежение достигат дори до най-отдалечените села и градове, снабдявайки ги с електричество. Но все пак има места, където комуникациите не се полагат, а инсталирането им ще струва прилична сума. В тази ситуация алтернативните източници на енергия ще помогнат. Те са екологично чисти, напълно автономни и финансово изгодни. Собственикът на собствен източник на електрическа енергия не зависи от планираните ремонти, повреди и прекъсвания, които оставят цели села без електричество. Най -често срещаните и не съвсем познати неконвенционални източници на енергия са разгледани подробно по -долу.

Електрически генератори

Първият и най -популярен домашен енергиен източник, който най -често се среща в частни домове, са електрическите генератори. Според вида на използваното гориво те се делят на дизел, бензин и газ.

Дизеловите генератори имат много предимства, включително икономичност, надеждност и нисък риск от пожар. При редовна ежедневна употреба дизеловият генератор е много по -изгоден от моделите с разход на газ или бензин. Разходът на гориво на дизеловото оборудване не е голям, цената на горивото също не е висока, не изисква скъпи ремонти и финансови инвестиции. Недостатъците на дизеловите генератори са голямо количество газове, отделяни по време на работа, шум и висока цена за самото устройство. Цената на оборудването с мощност 5 kW е средно $ 850.

Генератор на бензин - този уред е идеален като резервен или сезонен източник на енергия. Генераторите, работещи с този вид гориво, са с малки размери, произвеждат малко шум по време на работа, а самото устройство има по -ниска цена от своя дизелов колега. Средната цена на бензинов генератор с мощност 5 kW е 500 долара. Недостатъците на използването на бензинов електрически генератор - въпреки че нивото на шума е ниско, то е налице, по време на работа се отделя голямо количество въглероден диоксид, поради което устройството трябва да бъде поставено в отделни помещения с добра звукоизолация.

Газовите генератори на електроенергия са се доказали добре от всички страни. Те работят както от природен газ, така и от втечнено гориво в бутилки. Нивото на шум на тези устройства е най -ниското, експлоатационният живот е много висок. Средната цена за устройство с мощност 5 kW е 600 долара.

Използването на слънчева енергия

Друг алтернативен източник на електрическа енергия е слънчевата енергия. Използва се не само за генериране на електричество, но и за осигуряване на автономно отопление. За получаване на електричество от слънцето са инсталирани слънчеви панели с различни размери, които са оборудвани с батерия и инвертор. Предимствата от използването на източници на електроенергия със слънчева енергия включват:

• Способността да се подновява.
• Абсолютна безшумна работа.
• Безопасност за човешкото здраве и околната среда, тъй като устройствата, използвани в тази технология, не отделят никакви вещества в атмосферата.
• Лесен за инсталиране при самостоятелно инсталиране.

Всички тези качества правят източниците на слънчева енергия един от най -популярните. Но този метод за производство на електроенергия има и недостатъци:

• За къщи с висока степен на консумация на електроенергия ще е необходимо да се инсталира оборудване с голяма площ, което да заема много място в местната зона. Площта на гарата трябва да бъде най -малко 10 м2. Тоест, този вид производство на енергия не е наличен за собствениците на малки парцели земя.
• Вторият недостатък е зависимостта от дневните и сезонните промени в слънчевата радиация.
• Третото - по време на работа тези инсталации не отделят вредни вещества, но за производството на фотоклетки и хелиосистеми, които съставляват слънчевата батерия, се използват силно токсични вещества, които трудно се изхвърлят.

Готовата станция има цена от $ 3500 до $ 7000. По -достъпен начин за получаване на енергия от слънцето е чрез колектори за нагряване на вода. Това оборудване улавя слънчевата топлина дори в дните, когато звездата е скрита зад облаците. Използва се само за отопление на вода, не генерира електричество. Един колектор покрива дневните нужди от топла вода за тричленно семейство. Цената варира от $ 1000 до $ 4000. Има само един недостатък на този тип оборудване, присъщ на слънчевите батерии - невъзможността за функциониране в райони с ниска слънчева активност и през нощта.

Използване на вятърна енергия

Инсталациите за преобразуване на енергията на въздушния поток в електричество също вече не са фантазия и се използват навсякъде. Те работят на принципа на вятърните турбини, които преобразуват кинетичната енергия на вятъра в механична енергия от въртенето на турбината. Тази енергия се събира и преобразува в променлив ток от инвертора. Минималната скорост на вятъра, при която се генерира електричество от маховика, е 2 m / s. Оптималната скорост на вятъра е 8 m / s. Според вида на конструкцията вятърните генератори са разделени на модели с хоризонтален ротор и вертикален.

Хоризонталният дизайн на генератора има висок коефициент на ефективност; по време на монтажа се използва малко количество материали. Недостатъци - за монтаж се изисква висока мачта, самият генератор има сложна механична част, не е удобен за поддръжка. Вертикалните се отличават с по -широк диапазон от скорости на вятъра, при които работят. Но в същото време вертикалните вятърни генератори не са икономични, тъй като изискват използването на повече оборудване и материали.

Използването на вятърния парк е ограничено от показателите за вятъра в контекста на всеки сезон. Ако в извън сезона, с повишена въздушна активност, станцията ще бъде много ефективна, тогава в дни на затишие няма да се генерира електричество. За да се изглади тази разлика и да се снабди къщата с електрически ток непрекъснато, вятърният парк е оборудван със акумулаторна батерия. Тази мярка помага да се съхранява енергия при ветровито време и да се използва през периоди на затишие.

Алтернатива на инсталирането на акумулаторна батерия във вятърна електроцентрала е превръщането на енергията в топлина. Използва се както за отопление, така и за топла вода. При този дизайн батерията се заменя с резервоар за вода. Използването на вятърна електроцентрала по този начин може да намали общите й разходи с 25%. Цената на вятърна ферма с батерия е средно 10 000 долара, без батерия - 1000-2000 долара.

Сред не особено приятните нюанси на използването на вятърна електроцентрала е необходимостта от подреждане на основа за оборудване. Укрепва се особено внимателно, така че по време на силен вятър мачтата заедно с вятърната мелница да не бъдат извадени от земята. Вторият нюанс е възможността за глазура на остриета през зимата, това намалява ефективността на станцията. По време на работа това оборудване генерира шум и вибрации, поради което се монтира далеч от жилищни сгради.

Използване на геотермална енергия

Геотермалната енергия е сравнително нов източник на енергия за частен дом. В този случай се използва топлина, която се образува в недрата на планетата. Ядрото на земното кълбо има висока температура, която излиза на повърхността във вулканични области, източници на вода и пара, а също така се намира в дълбоките слоеве на планетата. Геотермалната топлина се използва като източник на енергия за електричество и топлина.

Принципът на действие на източник на геотермална енергия в частна къща е доста прост - пробива се кладенец, в който е монтирана термопомпа. Инсталацията изпомпва топла вода от дълбоки слоеве; когато се охлади, генерира енергия, която след това се превръща в електричество. По време на работа тази инсталация консумира електрически ток, но в същото време за всеки изразходван кВт генерира 5-6 kW ток. Средната инсталационна цена за 150 м2 дом е 30 000 долара. Ползите от използването - неизчерпаем източник на енергия, който не зависи от сезона, времето на деня и метеорологичните условия.

Недостатъци на използването на енергията на Земята - термалната вода често е силно минерализирана и съдържа токсични примеси, поради което не може да се изпраща в обикновени канализационни канали. Отпадъчните води се връщат в дълбокия хоризонт, от който са изпомпвани. Някои учени смятат, че този вид производство на енергия води до увеличаване на сеизмичната активност в земната кора.

Използване на енергия от биомаса

Много хора вече са чували за биогорива. Около този тип горещи се разпалват много противоречия и противоречиви отзиви. Като гориво за автомобили, той има атрактивна цена, но ефектът му върху двигателя и мощността му не са напълно изяснени. Но горивото се използва не само като гориво за превозни средства, но и като източник на електрически ток. Това гориво замества газ, бензин и дизел при зареждане на оборудване за производство на електроенергия.

Биогоривата се произвеждат чрез преработка на различни растения. За производството на биологични дизелови мазнини се използват от семената на маслодайните култури, а бензинът се получава чрез ферментация на царевица, захарна тръстика, цвекло и други растения. Водораслите са признати за най -оптималния източник на биологична енергия, тъй като са непретенциозни и лесно се превръщат в боймас с маслени свойства, подобни на маслото.

Тази технология позволява и производството на биологичен газ, който се улавя по време на ферментацията на органични отпадъци от хранително -вкусовата промишленост и животновъдството. В този случай се получава метан. Чрез улавяне на газа в депата се получава целулозен етанол. 1 тон безполезни отпадъци произвежда до 500 м3 полезен газ.

Що се отнася до домашното използване на биогорива за производство на електроенергия, за тази цел се закупува индивидуална инсталация за биогаз. Такова устройство генерира природен газ от отпадъци. Стандартна инсталация IBGU-1 на ден дава от 3 до 12 м3 газ, който след това се използва за отопление на къща, зареждане с гориво на различно оборудване, включително газов генератор на електричество. Цената на инсталация за биогаз е средно 9 000 долара.

Миниатюрна водноелектрическа централа

Друг вид алтернативна енергия, която се използва успешно в частни къщи, са отделни водноелектрически централи. В инсталацията този тип електрогенератори е един от най -трудните, но в същото време ефективността му е много по -висока от тази на вятърните и слънчевите източници. Строят се язовирни и безсилни водноелектрически централи, като вторият вариант е най -простият и достъпен. Такива инсталации се наричат ​​още поточни станции. Според устройството те са разделени на станции с колело, гирлянда, ротор на Дарие и витло.

• Станцията с водно колело има централна кръгла секция с перки, перпендикулярна на водната повърхност. При движение водата притиска остриетата и завърта колелото. Принципът на действие е същият като при вятърна електроцентрала, като вода действа само като източник. По -сложни проекти на колесни водни електроцентрали - турбинно колело със специални лопатки за струя вода.

• Станция с гирлянда е кабел, върху който роторите са здраво фиксирани. Кабелът е прикрепен от противоположните страни на водния поток, роторите са потопени във вода. При движение водата върти роторите и те предават това движение на кабела.
• Станция с ротор Darrieus - конструкцията е подобна на предишната, но тук роторът е разположен вертикално и се върти поради различни показатели за налягане в лопатките му. Този индикатор се създава поради сложната форма на повърхността.

• Витлова станция - подводна инсталация с вертикален ротор. Външно тази инсталация е подобна на вятърна мелница с малки остриета.

Сред представените видове водноелектрически централи инсталацията на гирлянда се счита за най -неудобната. Той има ниска производителност, самият дизайн представлява опасност за хората наоколо, инсталирането на станцията изисква консумация на голямо количество материали. Роторът Darrieus е по -удобен, тъй като оста е разположена вертикално и може да се монтира над водата. Но е доста трудно да се монтира такава станция и роторът трябва да се завърти в началото. Най -оптималният вариант за изработка със собствените си ръце е станция с витло или колело. Средната цена на станция с мощност 6 kW е 8 000-10 000 долара.