фото обзор и видео пример готовых решений по получению электричества

Неэффективная работа отечественных линий электропередач давно стала проблемой номер один. Особенно это чувствуется в загородных поселках, где пониженное напряжение и постоянные отключения электричества стали просто нормой. Но как говорится, проблемы утопающих – это их проблемы, которые они сами и должны решать. Так и получается в жизни, потому что альтернативные источники энергии для частного дома – единственно правильное решение, которое и решает проблемы с электричеством.

Их-то и приходится устанавливать в частных домах, иногда даже полностью отказываясь от потребления электроэнергии централизовано. Правда, современные альтернативные источники электроэнергии, как говорится, не без греха. То есть, у каждого способа замены ЛЭП есть и свои достоинства, и свои недостатки. Поэтому разберемся в этом вопросе досконально, рассмотрев готовые решения.

Виды альтернативного электричества

Всегда перед потребителем стоит выбор, основанный на вопросе, что лучше? И в этом плане подразумевается, во-первых, затраты на приобретение нового вида источника электричества, во-вторых, как долго этот прибор будет работать. То есть, будет ли это выгодно, окупится ли вся затея, а если окупится, то через какой промежуток времени? Скажем так, экономию денежных средств еще никто не отменял.

Как видите, вопросов и проблем и здесь хватает, потому что электричество своими руками – дело не только серьезное, но и достаточно затратное.

Электрогенератор

Начнем именно с этой установки, как с самой простой. Простота ее заключается в том, что вам необходимо приобрести электрогенератор, установить его в надежном закрытом помещении, которое будет соответствовать правилам пожарной безопасности. Далее, проводите подключение электрической сети частного дома к нему, заливаете жидкое топливо (бензин или солярку) и включаете. После чего в вашем доме появляется электричество, которое зависит лишь от наличия топлива в баке генератора. Если продумать автоматическую систему подачи топлива, то вы получаете маленькую тепловую электростанцию, которая от вас будет требовать минимального присутствия.

Бензиновый генератор

К тому же электрогенераторы – это надежные и удобные установки, которые работают практически вечно, если правильно их эксплуатировать. Но тут есть один момент. В настоящее время на рынке присутствует два вида генераторов:

• Бензиновый.
• Дизельный.

Какой лучше? Скажем так, если вам требуется альтернативный источник энергии, который будет эксплуатироваться постоянно, тогда выбирайте дизельный. Если для временного использования, тогда бензиновый. И это еще не все. Дизельный электрогенератор имеет большие габаритные размеры, по сравнению с бензиновым, он сильно шумит при работе и выделяет огромное количество дыма и выхлопных газов. Плюс ко всему он дороже.

Появились недавно на рынке газовые генераторы, которые могут работать и от природного газа, и от сжиженного. Неплохой вариант, экологичный, не требующий специального помещения для установки. Можно к одному генератору подключить, к примеру, сразу несколько газовых баллонов, которые в автоматическом режиме будут подключаться к установке.

Газовый электрогенератор

Альтернатива углеводородному топливу

Среди трех видов электрогенераторов газовый самый лучший и эффективный. Но стоимость топлива (жидкого или газообразного) – удовольствие не из дешевых, поэтому стоит задуматься над тем, что самостоятельно вырабатывать топливо, вкладывая в него минимум денежных средств. К примеру, биогаз, который можно получить из биомассы.

Кстати, альтернативные виды энергии, которые сегодня называются биологическими, могут заменить практически все альтернативные источники электроэнергии. К примеру:

• Биогаз получается при помощи брожения навоза, птичьего помета, сельскохозяйственных отходов и так далее. Главное – установить оборудование, которое используется для улавливания метана.
• Из мусора, к примеру, на свалках, добывается так называемый целлюлозный эталон. Или как его называют специалисты, свалочный газ.

Внимание! Ученые уже подсчитали, что если перерабатывать все свалки мира, то можно получить до 84 миллиардов литров свалочного топлива, которое можно использовать для получения электроэнергии.

ИБГУ-1 – установка для получения биогаза

• Из сои и рапса, а точнее, из их семян, вырабатываются жиры, из которых можно получить биосолярку.
• Из свеклы, сахарного тростника, кукурузы можно изготавливать биоэталон (биобензин).
• Ученые доказали, что с помощью обычных водорослей можно аккумулировать солнечную энергию.

То есть, существует большой ряд научных разработок, которые выдают альтернативные виды энергии. И многие из них уже получили практическое применение. К примеру, установка ИБГУ-1, с помощью которой из навоза можно получить в сутки до двенадцати кубометров биогаза. Отечественные фермеры по достоинству оценили труд ученых, поэтому это оборудование раскупается быстро.

Ветрогенераторы

В тех регионах, где ветер всегда в наличии (приморские районы, горные, степные), оптимальный вариант альтернативного источника электрического тока – ветровой генератор. В Америки эти установки применяются почти везде. Стоят, правда, они недешево, то именно с их помощью можно решать проблемы отсутствия электроэнергии.

Принцип получения тока здесь достаточно простой. Ветер давит на лопасти, которые приводя во вращение ротор электрического генератора. Последний выдает электрический ток. То есть, в установке используется принцип преобразования механической энергии в электрическую. Самое главное, что ветрогенераторы работают при минимальных порывах ветра, свыше 2 м/с. Если скорость не будет ниже 8 м/с, то генератор можно подключать к дому напрямую.

Принцип работы альтернативных источников энергии

Самая уязвимая часть оборудования – это аккумулятор, в котором скапливается электроэнергия. Он быстро выходит из строя, а стоит 25% от цены всей установки. Поэтому этот вариант получения альтернативной энергии лучше всего использовать не на накопление, а на потребление. Поэтому чаще всего ветровые генераторы подключаются к системам отопления и горячего водоснабжения напрямую. Кстати, оправданный и превосходный выход из положения.

Тепловые насосы

Следующий вариант из категории «альтернативные виды энергии» – энергия из недр земли. Для частного дома – это идеальный вариант. Он простой, эффективный и экономичный. Для этого на участке около дома бурится скважина (чем глубже, тем лучше), куда устанавливается тепловой насос.

Подземные воды имеют всегда положительную температуру. При охлаждении насосом этой воды, выделяется энергия, которую и приходиться использовать. Но у некоторых может возникнуть вопрос, как же работает насос, ведь для него также необходима электрическая энергия? Все правильно, но данная установки имеет определенное соотношение потребленной энергии и выделенной, которая находится вот в такой зависимости – 1:6. Так что эффективность налицо.

Солнечные батареи

Альтернативное электричество от солнца в частном домостроении используется редко. Все дело в дороговизне солнечных элементов, которые устанавливаются в батареях. Отсюда и высокая стоимость всей установки. Хотя необходимо отметить, что это перспективное направление, от которого нельзя отказываться. Ведь ежегодно на один квадратный метр поверхности земли падает 1000 кВт энергии. Представляете, сколько человечество теряет. Если сравнить с другими видами топлива, то это 100 м³ газа или 100 литров солярки.

Конечно, таким способом получить электрический ток еще дорого. А вот нагреть так воду – это очень дешево. Вот почему солнечные коллекторы сегодня так востребованы у жителей загородных поселков.

Морская вода

Не стоит сбрасывать со счетов приливы и отливы моря. Здесь огромный склад энергии, которую уже давно жители приморских регионов используют себе во благо. Начнем с того, что вода плотнее воздуха почти в 900 раз, поэтому небольшое ее движение заставляет крутиться турбины. Конечно, такое сооружение не под силу хозяину частного дома, поэтому на нем не стоит останавливаться. Но для информации примите это во внимание. Тем более мы рассматриваем альтернативные виды энергии.

Монтаж солнечных панелей на крыше жилого дома

Заключение по теме

Итак, был сделан небольшой обзор по теме – альтернативная энергетика частного дома. Как видите, вариантов на сегодняшний день немало. А вот, какой выбрать, каждый решает, как всегда, сам. Здесь важно правильно подойти к условиям эксплуатации, учесть регион, климатические условия и так далее. Может быть, даже продумать вариант, в котором можно было бы скомбинировать некоторые альтернативные источники энергии для дома, сделать их взаимозаменяемыми.

Альтернативное энергоснабжение частного дома — znayteplo.ru

Оглавление статьи

Добрый день или вечер, всем читателям моего блога! Эту статью я решил посвятить обзору альтернативных источников электричества для вашего дома. Не секрет, что свет в любой момент могут отключить, а без него даже пищу сейчас проблематично приготовить. По этой причине не плохо обзавестись альтернативным источником электричества. Давайте начнем разбираться в этом вопросе вместе.

Дизельные или бензиновые генераторы.

Наиболее распространенный и известный независимый источник электрической энергии — это дизельный или бензиновый генератор. Их используют повсеместно и во всех широтах нашей планеты. В Арктике или Антарктике это вообще единственный и жизненно важный источник электричества. Давайте подробнее разберемся в том как устроены генераторы.

Как устроен генератор?

Дизельный или бензиновый генератор состоит из двух основных частей:

• Двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный).
• Генератор переменного тока.

ДВС вращает ротор генератора переменного тока и в результате на выходе мы имеем нужное нам напряжение. Для лучшего понимания о чем идет речь, посмотрите следующий ролик:

Кроме этого, в состав дизельного генератора входит аппаратура, которая калибрует амплитуду и частоту напряжения. О том как оно работает мы говорить не будем, но знать о том, что она там есть необходимо.

Плюсы и минусы дизельного/бензинового генератора.

Несомненным плюсом таких устройств является быстрота их монтажа. От привоза на место до начала работы могут пройти считанные минуты. Поэтому их часто используют медики, пожарные, военные и другие специальные службы. Для начала работы нужно только залить топливо и подключить провода.

Теперь перейдем к минусам. Для удобства приведу их в виде списка:

1. Дороговизна топлива — всем известно, что в РФ и в СНГ в целом цены на горючее постоянно растут. А это в свою очередь увеличивает стоимость одного киловатт-часа, выработанного с помощью таких генераторов.
2. Высокий уровень шума — работающий двигатель издает громкие звуки и может помешать спать вам и вашим соседям.
3. Выхлопные газы — данный вид оборудования можно располагать только вне обитаемых помещений. Размещают их обычно на открытом воздухе или в открытых пристройках к зданиям, из которых выхлопные газы удаляются естественным путем.

Выбор мощности дизельного/бензинового генератора.

Теперь давайте выясним как выбирать мощность. Тут все достаточно просто. Нужно сложить суммарную мощность всех потребителей у вас дома, то есть холодильника, телевизора, насосов, автоматики, освещения и так далее. После этого полученный результат умножаем на 1,3 и получаем искомую мощность оборудования. Также при выборе нужно помнить, что есть оборудование способное работать как резервный источник энергии, а есть те, которые могут работать как постоянные источники. 

Что такое ветряк и как он работает.

Еще одним источником электроэнергии для вас может стать ветер. Особенно это актуально для местностей, в которых есть устойчивые и достаточно сильные ветра. Все смотрели американские фильмы и там часто показывают следующий вид:

На рисунке выше изображен бытовой ветрогенератор (далее ветряк) их применяют для электроснабжения частных домов отстоящих далеко от ЛЭП. Сам ветряк является только частью системы следующего вида:

Все, что изображено выше — общий вид системы. Тут могут быть различные варианты исполнения в зависимости от того, для каких целей она предназначена. То есть для постоянного энергоснабжения будет один вариант, а для резервного питания другой.

Внутреннее устройство ветрогенератора.

Теперь давайте рассмотрим внутреннее устройство самого ветряка. Здесь я не предлагаю схему для самостоятельного изготовления. Это все в качестве ликбеза:

Выбор мощности ветряка.

Скажу сразу, что выбор этот делается от конца к началу. То есть мы сначала выбираем необходимую нам мощность, а потом, исходя из нее, выбираются параметры ветряка. Здесь существует нюансы, о которых необходимо знать. Давайте посмотрим на следующую формулу:

Данная формула показывает какую полезную мощность можно получить от ветрогенератора. Чтобы вас не пугать греческими буквами я сразу расшифрую эту формулу:

• P — полезная мощность, получаемая от ветряка.
• ξ — коэффициент, показывающий на сколько полно используется энергия ветра.
• R — радиус винта ветряка.
• v — скорость ветра.
• ρ — плотность воздуха.

Как видим, мощность сильно зависит от скорости ветра и радиуса винта. Здесь и кроется загвоздка, ведь если радиус винта вещь во времени постоянная, то скорость ветра ничем предсказать нельзя. А значит сегодня вы можете получить 20 киловатт-часов, а завтра 2. Потому что, ветра не будет.

Если в вашей местности ветер слабый, то вам придется увеличивать радиус винта и поднимать ветряк выше. Для накопления энергии необходимо использовать аккумуляторные батареи, а для ее преобразования нужен инвертор. Все это достаточно сильно увеличивает цену всей этой истории. Но стоит оно того или нет надо считать обстоятельно и отдельно для каждого объекта. Рекомендую посмотреть следующее видео:

Теперь давайте поговорим про солнечную энергетику.

Солнечные батареи. Как они работают?

Эта технология сейчас широко известна и так же широко применяется в развитых странах Европы и Северной Америки. Там правительственные структуры субсидируют переход на применение экологически чистых и возобнавляемых источников энергии. Но это у них, а у нас ситуация иная… Ну ладно, не будем о грустном, лучше разберемся в том, как это все работает.

Виды солнечных батарей (панелей).

Существуют несколько видов солнечных панелей:

• Монокристаллические.
• Поликристаллические.
• Аморфные.
• Арсенид-галиевые.
• Теллуридовые.

Это далеко не полный список. Новые технологии преобразования энергии света в электричество появляются постоянно. Но для нас важными будут только первые 2 вида панелей. Связано это с их длительным сроком службы и относительно высоким КПД.

Делают их из кремния. В одном случае он монокристаллический, то есть это единый кристалл, а в другом поликристаллический, то есть состоящий из разных кристаллов. Первый вид панелей обладает бОльшим КПД, чем второй. Если у монокристалла КПД равен от 17 до 25 %, то у поликристалла этот параметр лежит в пределах от 12 до 18%. Но технология изготовления монокристаллических панелей сложнее, а значит дороже, чем технология применяемая в изготовлении поликристаллических панелей. Разница в цене привела к тому, что в бытовых нуждах применяют в основном более дешевые панели. Срок эксплуатации у обоих видов панелей равен 25 годам.

Физические принципы работы солнечных батарей.

Как написано выше, солнечные батареи изготавливаются из особых полупроводниковых материалов, в которых под действием солнечного света появляются свободные электроны. А как известно электрический ток — направленное движение этих самых электронов. Чтобы придать направление движению электронов нужно электрическое поле, которое возникает само из-за разного количества электронов в разных слоях полупроводника (извиняюсь за тавтологию). Для пояснения смотрите ниже на рисунок:

Для ликбеза этого будет достаточно. Но если вам мало, то можете посмотреть следующее видео:

 

Правила установки солнечных батарей (панелей).

Существует ряд правил, соблюдая которые вы сможете добиться максимальной отдачи от солнечных панелей:

1. Солнечные панели должны быть обращены на юг!!!! Это правило разумеется работает только в северном полушарии.
2.  Солнечные лучи должны падать на панель под углом максимально близким к прямому. Это поможет уменьшить количество отраженного от поверхности панели света.
3. Необходимо обеспечить охлаждение панелей, иначе КПД всей установки существенно снижается.
4. Необходимо избегать затенения! То есть не стоит устанавливать солнечные батареи на тенистой поляне за высокими деревьями. Место должно быть как можно более открытым.

Итоги статьи.

Здесь я привел 3 схемы альтернативного энергоснабжения частного дома. Все их можно применять как для организации резервного питания, так и для создания полностью независимой энергосистемы удаленных объектов. Здесь стоит только вопрос техники и цены, а она в любом случае будет немалой. Так, например, самый простой комплект оборудования для сборки ветряка обойдется в тысячи американских долларов. Тут нужно осторожно считать экономику, чтобы не прогореть. На этом все, жду ваших вопросов в комментариях.

 

Экономичное альтернативное энергоснабжение

Большинство продаваемых и рекомендуемых систем альтернативной энергетики по надёжности и экономичности не могут конкурировать с традиционными источниками энергии. В целом ряде случаев, если правильно определить цели и потребности, используя принцип разумной достаточности, можно и нужно использовать технические средства для повышения надёжности энергоснабжения

Большинство продаваемых и рекомендуемых систем альтернативной энергетики по надёжности и экономичности не могут конкурировать с традиционными источниками энергии. Перед применением сложных и дорогих систем необходимо провести анализ и расчёт для согласованной работы всех узлов системы. Однако правильные технические и экономические расчёты, как правило, показывают экономическую нецелесообразность их применения. В целом ряде случаев, если правильно определить цели и потребности, используя принцип разумной достаточности, можно и нужно использовать технические средства для повышения надёжности энергоснабжения. Для повышения надёжности энергоснабжения рекомендую использовать экономичные способы повышения надёжности энергоснабжения.

Обычное энергоснабжение, особенно городских систем чаще всего достаточно надёжное. Но, в любом случае необходимо как минимум иметь источники аварийного освещения. Такими источниками могут быть обычные или лучше светодиодные фонари с запасными источника питания, фонари типа «жучёк» или свечи, которые помогут при нечастых и кратковременных перерывах в работе электроснабжения. Выпускаются фонари, которые могут постоянно находиться в режиме подзарядки и автоматически включаться при пропадании электрической энергии.

При работе на компьютере с важной документацией необходимо использовать блоки бесперебойного питания компьютеров. При их отсутствии может быть нанесён серьёзный ущерб от потери или искажения информации. Большинство блоков бесперебойного питания имеют небольшой срок службы, и через 3-5 лет у них заметно снижается ёмкость аккумуляторов. Для повышения эффективности использования, блоки бесперебойного питания можно применять и для питания экономичных светильников.

Для некоторых ответственных устройств, например, для сигнализации, видеонаблюдения, некоторых замков, радио и других видов связи, необходимы собственные источники или блоки бесперебойного питания.

В зимний период отключение электроснабжения опасно и тем, что современные котлы отопления имеют циркуляционные насосы и автоматику, которая позволяет включать газовое отопление только при наличии электрической энергии. Автоматика газовых котлов и циркуляционные насосы потребляют небольшую мощность, поэтому их можно также запитать от блока бесперебойного питания, энергии которого может хватить для работы газового котла до нескольких часов. Если предполагается, что отключение централизованного электроснабжения продлиться долго, то для экономии запаса электроэнергии подключать блок бесперебойного питания нужно после заметного снижения температуры в помещении. Когда температура в помещении повысится, снова отключить блок бесперебойного питания. Самое главное, не допустить замерзания жидкости в системе отопления, тогда восстановить работу отопительной системы будет сложно.

В некоторых случаях как аварийные источники энергии можно использовать автомобильные аккумуляторы, для которых продаются преобразователи напряжения, которые выдают переменное напряжение 220 В. Но, у таких аккумуляторов при сильном разряде быстро уменьшается срок службы, поэтому необходимо периодически заводить двигатель автомобиля для подзарядки аккумуляторов.

В небольших населённых пунктах, довольно много старых линий электропередач большой протяженности. Там основная проблема, это снижение напряжения ниже допустимого, особенно в вечернее и ночное время. Пониженное напряжение в сети часто бывает причиной выхода из строя оборудования, например, электродвигателей холодильников, стиральных машин и т.д. Повысить надёжность таких сетей электроснабжения можно при помощи стабилизаторов напряжения. Лучше всего использовать стабилизаторы напряжения, рассчитанные на мощность не меньше, чем максимальная мощность всех потребителей, которые могут работать одновременно. Чаще всего в продаже встречаются стабилизаторы рассчитанные на работу с напряжением в интервале 140 В – 250 В. Иногда встречаются стабилизаторы напряжения, которые могут работать от напряжения начиная с 110 В. При использовании стабилизаторов напряжения необходимо у читывать их особенности работы. Чтобы обеспечить стабильную работу своего потребителя при пониженном напряжении в сети, стабилизатор увеличивает потребление тока из сети. При этом падении напряжения в сети прямо пропорционально квадрату потребляемого тока. Если общее потребление тока в линии вечером увеличилось в два раза, то падение напряжения в линии увеличится в четыре раза. Поэтому желательно проверить состояние линии электропередачи и квартирной разводки. Применение стабилизаторов одними потребителями, несколько увеличивает колебания напряжения у тех, кто стабилизаторами не пользуется. Иногда улучшить состояние линий энергоснабжения помогают регулярные жалобы, лучше коллективные.

При довольно частых отключениях электрической энергии или отключениях на длительный период, целесообразно использовать бензиновые или дизельные генераторы электрической энергии. Их применение в ряде случаев позволяет без существенных ограничений продолжать работу офиса, магазина, склада и избежать существенных экономических потерь. Бензиновые или дизельные генераторы также удобно и необходимо использовать на стройках, если нет возможности подключения к другим источникам энергии. Они практически незаменимы при чрезвычайных обстоятельствах для питания важных объектов, например, больниц, штабов при чрезвычайных обстоятельствах.

Использование ветряков, солнечных батарей, а также их комбинации с генераторами от двигателей внутреннего сгорания или между собой, рекомендую при отсутствии централизованного электроснабжения. Можно рассматривать целесообразность их установки при очень нерегулярном или явно недостаточном энергоснабжении, если нормальное обеспечение энергией очень затруднено или невозможно.

Более широкое использование ветряков и солнечных батарей в западных странах связано не с экономической выгодой от их использования, а носит больше рекламный характер и видимо связано с желанием иметь хоть и небольшую и дорогую, но свою, независимую от традиционных энергоносителей энергетику.

Альтернативные источники энергии для дома

Альтернативные источники энергии для дома — возможность навсегда забыть о необходимости оплаты крупных счетов за электроэнергию, газ или теплоснабжение. При правильном подходе к решению вопроса можно обеспечить хозяйство всем необходимым и даже продавать «излишки» соседу, получая при этом стабильный доход. На этом фоне возникает множество вопросов:

• Что можно применять в качестве источника энергии?
• Насколько эффективными являются солнечные батареи?
• Какие виды солнечных коллекторов бывают, и в чем их особенности?
• В чем тонкости ветрогенераторов и тепловых насосов?
• Можно ли использовать биогазовые установки дома, и как они работают?

Альтернативных источников энергии сегодня предостаточно. Остается определить подходящий вариант.

Общие положения

Практически все вокруг нас в определенной степени является источником энергии. Человек может использовать яркие лучи солнца, силу ветра, энергию земли или воды. Главной сложностью является извлечение имеющегося потенциала природы в своих интересах. При грамотном подходе к реализации проекта с помощью альтернативных источников энергии удается «добыть» все необходимое для частного дома — тепло, электричество, газ и теплую воду.

Альтернативная энергетика доступна каждому. Она не требует большого опыта или особых талантов. При знании определенного алгоритма все манипуляции можно сделать своими руками, без привлечения специалистов.

Варианты следующие:

1. Преобразование силы ветра в электрическую энергию. Это несложно  реализовать с помощью ветряного генератора.
2. Применение лучей солнца для получения электричества или нагрева воды. Во втором случае удается создать низкотемпературную отопительную систему.
3. Использование биогазовых аппаратов. С их помощью удается получить газ из навоза домашней птицы или животных.
4. Подключение тепловых насосов, обеспечивающих комфортную температуру в доме. Нагрев в этом случае производится за счет тепла основных природных стихий — земли, воды и воздуха.

Альтернативные источники энергии открывают новые перспективы в решении любых вопросов, связанных с обустройством комфортной жизни. Сложность в том, что для обеспечения дома всем необходимым, потребуются большие инвестиции. Лучшим вариантом является применение возможностей альтернативной энергетики без отключения от общей сети газо-, водо- или электроснабжения. При таком подходе удается сэкономить семейный бюджет, окупить расходы на внедрение новой технологии в жизнь и обеспечить резервирование на случай форс-мажора.

Солнечная энергия: общие положения

Энергия окружает нас везде, а одним из главных ее источников является солнце и его излучение. Чтобы извлечь максимальную пользу от «огненного диска», можно использовать одно из следующих устройств:

• Солнечные батареи. С помощью таких аппаратов удается получить электрический ток.
• Солнечные коллекторы. Эти устройства предназначены для нагрева воды, которая впоследствии с помощью насосов подается в дом.

Существует ложное заблуждение, что применение энергии солнца возможно только в регионах с южным климатом, где преобладает теплая погода. На самом деле для получения электричества достаточно ярких лучей, а сезон не имеет значения. Практика показывает, что солнечные батареи хорошо справляются с обязанностями и зимой. Единственной разницей является объем выдаваемой энергии (летом он немного выше).

Как определить, что применение солнца в качестве альтернативного источника энергии будет актуально? Здесь стоит ориентироваться на количество солнечных дней в году. Чем их больше — тем лучше.

Солнечные батареи

​

Установка такого устройства позволяет раз и навсегда решить вопрос с электричеством для дома, забыв о незапланированных отключениях, ненормированном уровне напряжения, а также необходимости оплачивать крупные суммы за израсходованные киловатты. В основе устройства лежат фотоэлектрические преобразователи, которые производятся с применением специальных минералов. Последние активируются под действием лучей солнца и вырабатывают электричество.

Если главной задачей стоит энергоснабжение частого дома, достаточно фотопреобразователей кремниевого типа. Конструктивно они бывают двух видов:

1. Монокристаллические. В этом случае применяется один кристалл. К преимуществам такого преобразователя стоит отнести достойный КПД (13-25%), а также повышенный ресурс. Минус в том, что стоимость таких изделий достаточно высока.
2. Поликристаллические — более доступные по цене преобразователи, в основе которых лежит большое число кристаллов. Из недостатков стоит выделить более низкий КПД (на уровне 9-15%), а также частые поломки.

Как самостоятельно сделать солнечную батарею?

Для самостоятельной сборки альтернативного источника энергии потребуется несколько кремниевых фотоэлементов, которые можно заказать в Китае по доступной цене. Общее число приобретаемых элементов зависит от необходимой мощности (в среднем 5-7 кВт).

Далее алгоритм действий следующий:

1. Используйте металлические уголки или планки из дерева для сборки каркаса. После монтируйте подложку, которая может быть двух видов:

• Прозрачная (здесь стоит использовать органическое или обычное стекло). Такой вариант подходит для случаев, когда батарея устанавливается на окне.
• Непрозрачная — обложка, в качестве которой может применять лист фанеры, выкрашенный сверху в белый цвет. Этот способ актуален для монтажа альтернативного источника на крыше дома.

2. Объедините все элементы в одну цепь с помощью паяльника. Схема соединения — параллельно. Если проводники уже припаяны к пластинкам, это только плюс, но затраты на покупку таких изделий будут выше. В противном случае сделайте работу своими руками.
3. Обеспечьте герметичность готовой солнечной батареи. Для решения этой задачи подойдет эпоксидная смола или специальная EVA-пленка. При выполнении работы следите, чтобы на поверхности отсутствовали прослойки воздуха. В противном случае на этих участках производительность батареи будет снижена. Если такие пузырьки были обнаружены в процессе осмотра, сразу выгоните их.

Если солнечная батарея устанавливается на крыше, а в качестве подложки применяется фанера, окрашивание поверхности в белый цвет обязательно. Это необходимо для защиты кремниевых элементов от перегрева. Здесь все просто. Температурный диапазон рабочих устройств составляет от -40 до +50  градусов Цельсия. Выход из этих границ приводит к быстрой поломке дорогостоящих деталей. В сильную жару поверхность может нагреться выше +50 градусов Цельсия, что несет риск для кремниевой пластины. Белый цвет защищает от солнечных лучей и не дает перегреваться поверхности.

Солнечные коллекторы

​

Альтернативные источники энергии отлично справляются с нагревом воздуха или воды для дома. Здесь пригодятся солнечные коллекторы, в которых теплая жидкость может направляться в узел отопления или кран. Для центральной системы подогрева такой вариант не подойдет, а вот для создания теплых полов в самый раз. Эта рекомендация обусловлена небольшой температурой воды на выходе.

Главной задачей при обустройстве системы является возможность резервирования — перехода на другой источник тепла (котел или бойлер). Такая предусмотрительность позволит избежать проблем при ухудшении погодных условий.

Солнечные коллекторы выпускаются трех типов. Рассмотрим каждый из них более подробно:

1. Пластиковые (плоские) — коллекторы, которые состоят из двух панелей (прозрачной и черной), объединенных  в одном корпусе. Между ними установлен медный трубопровод, изгибающийся в виде «змеи» для покрытия максимальной площади. Нижняя (черная) панель нагревается под действием солнечных лучей, после чего тепло передается на медные трубки.
   1. Единственным преимуществом конструкции является простота исполнения, но ее эффективность находится на низком уровне. Альтернативный источник тепла подойдет для нагрева воды в душе или бассейне. В последнем случае жидкость прогоняется по замкнутому циклу с помощью насоса.
   2. Недостатком конструкции является низкая производительность, ведь для нагрева большого объема воды требуется время и несколько устройств.
2. Воздушные — наиболее дефицитные в России коллекторы. Устройство отличаются простотой исполнения и эффективностью. Недостаток в том, что для установки и настройки потребуется много места. Конструктивно воздушный тип аппарата похож на плоский коллектор, ведь здесь также присутствует прозрачная и черная панели. Разница в том, что они греют не воду, а воздух, который с помощью вентилятора направляется в дом. На первый взгляд такая конструкция кажется малоэффективной, но с ее помощью можно в течение года прогревать небольшое помещение. Для этого достаточно одного альтернативного источника энергии — солнца. Устройство может использоваться для нагрева сараев с животными, дачного домика или гаража.
3. Трубчатые — коллекторы, которые состоят из группы трубок (коаксиальных или вакуумных). Через них протекает вода, которая прогревается и подается в дом. Обязательный компонент конструкции — накопительная тара, где и происходит нагрев воды.
   1. Одним из элементов системы является насос, обеспечивающий циркуляцию жидкости. Его также можно запитать от солнечных батарей. Недостаток системы заключается в необходимости покупки цельной конструкции, ведь сделать ее своими руками не получится. Купить устройство также не всегда удается из-за слишком большой цены. Из преимуществ стоит выделить эффективность и возможность обогрева всего дома.

Солнце — альтернативный источник энергии, который при правильном применении способен на чудеса. С его помощью удается получить электричество и тепло. Остается только подобрать оборудование и реализовать задуманное.

Энергия ветра и ветрогенераторы

Еще одним возобновляемым источником является ветер, который присутствует практически всегда. Периоды полного штиля бывают, но очень редко. Интересно, что сила ветра использовалась еще нашими предками — например, в тех же мельницах для изготовления муки. На современном этапе этот альтернативный источник энергии можно применять для получения электричества. Чтобы покрыть потребности дома, потребуется:

• Генератор с закрепленными на нем лопастями.
• Вышка, которая монтируется в специальном месте (где в большей степени преобладает ветряная погода).
• Накопительная АКБ, а также система передачи электрической энергии.

Схема обеспечения дома энергией от ветрогенератора:

​

Как самостоятельно сделать ветрогенератор?

Сначала строится вышка, для чего может применяться любой материал (дерево, металл, кирпич и прочий). На следующем этапе стоит приобрести аккумулятор, после чего приступить к подготовке генератора. Последний также можно приобрести, но при наличии под рукой старого двигателя его несложно сделать самостоятельно. «Исходный материал» для переделки можно взять со стиральной машинки, дрели или других устройств. Также потребуется эпоксидная смола, магниты (желательно неодимового типа), а также токарный станок.

Далее действуйте так:

1. Делайте разметку на роторе для последующего монтажа магнитов, которые должны быть равноудалены.
2. Обточите ротор выбранного двигателя, создав таким способом специальные углубления. Проследите, чтобы днище выемки было слегка наклонено.
3. В подготовленные места устанавливайте магниты с помощью жидких гвоздей, а после заливайте их эпоксидкой.
4. Используйте наждачную бумагу для доведения поверхности до идеала.
5. Крепите токосъемные щетки, после чего соберите и проверьте работоспособность ветрогенератора.

Преимущество таких установок заключается в повышенной эффективности. Недостаток в том, что итоговая мощность зависит от многих нюансов:

• Правильности сборки генератора.
• Скорости ветра.
• Эффективности снятия разности потенциалов с помощью щеток.
• Надежности контактов и прочих факторов.

Отопление с помощью тепловых насосов

В отличие от рассмотренных выше устройств, тепловые насосы применяют весь спектр альтернативных источников, а именно воду, воздух и землю (кроме солнца). Необходимое тепло можно получить даже в холодную погоду (хоть и в меньшем количестве). На практике этого достаточно для обогрева дома.

Главное преимущество тепловых насосов заключается в эффективности. Наиболее продвинутые аппараты, забирая всего 1кВт энергии, отдают до 5-6 кВт тепла.

Насосы оборудуются следующими элементами — тремя контурами (внутренний и два наружных), конденсатор, компрессор и испаритель. Принцип действия следующий:

1. Вода проходит по первому контуру и отбирает тепло (у воздуха, земли или воды). На этом этапе удается достичь температуры 5-6 градусов Цельсия.
2. Во втором (внутреннем контуре) присутствует другой теплоноситель, имеющий меньшую температуру кипения (0 градусов Цельсия). После нагрева происходит испарение жидкости, а получившийся пар направляется в компрессор. Там он повергается сжатию до максимального давления. В этот момент выделяется большой объем тепла, обеспечивающий прогрев рабочей жидкости до 35-65 градусов Цельсия.
3. Полученное тепло передается жидкости в третьем контуре, выполняющем функцию отопления.
4. Оставшиеся пары, температура которых постепенно снижается, конденсируются, а далее направляются в испаритель. После этого происходит повторение цикла.

​

Возможности отопительного контура лучше использовать для создания теплых полов, что обусловлено оптимальным температурным режимом для решения подобной задачи. Если же применять радиаторы, потребуется большое число секций, что очень невыгодно.

Тонкости использования тепловой энергии

Если рассматривать альтернативные источники применительно к получению тепла, наибольшие сложности вызывает обустройство первого контура. Именно он берет на себя задачу сборки тепловой энергии. Для достижения наилучших результатов могут потребоваться большие площади.

Всего существует четыре типа контуров:

1. Термальные поля. Их особенность заключается в закапывании труб на большую глубину, до которой земля не промерзает. Такая конструкция отличается эффективностью, но для ее реализации приходится провести большой комплекс земляных работ.
2. Тепло из воздуха. Этот механизм известен, благодаря обычному кондиционеру, принцип действия которого очень похож. Интересно, что даже на морозе такие устройства способны «добывать» тепло. Главное, чтобы температура на улице была не ниже 15 градусов мороза.
3. Трубы в воде. Особенность конструкции заключается в кольцевой форме исполнения и наличии внутри теплоносителя. Тип водоема не имеет значения. Это может быть озеро или речка. Главное — наличие достаточной глубины, чтобы исключить полное промерзание. Для повышения эффективности допускается применение насосов, которые будут выкачивать тепло из водоема. Для реализации такого замысла потребуется собрать систему из труб, привязать к ней груз и затопить. Единственным недостатком является риск случайного повреждения.
4. Применение геотермальных температур. Принцип действия прост. Сначала пробуривается несколько скважин на определенную глубину, после чего в нее опускается контур с рабочей жидкостью. Этот вариант хорош тем, что здесь не нужно много места. Но имеется и недостаток. Бурение производится на большую глубину, а сегодня такие услуги предоставляются далеко не бесплатно.

Тепловые насосы имеют один общий минус — высокую стоимость и сложность сборки конструкции. В целях экономии некоторые работы можно сделать самостоятельно, без привлечения специалистов, но суммарные затраты все равно оказываются высокими. Преимущество — в долговечности готовой системы.

Применение биогазовых установок

Многие концентрируют внимание на использовании природных альтернативных источников. Но энергию можно получить и искусственным путем, например, с применением биогазовых установок. Эти устройства позволят «добыть» газ для дома из навоза — отходов жизнедеятельности кур, свиней и прочей домашней живности. С помощью специального аппарата удается получить определенный объем газа, который проходит очистку и может применяться по назначению (для приготовления пищи, питания котла и прочих нужд). Оставшиеся элементы после переработки используются в качестве удобрения.

Как это работает? После сбора фекалий и складывания их в определенном месте запускается процесс брожения. Чтобы получить необходимый газ, подойдут отходы птицы или домашнего скота, но наиболее эффективным является последний вариант.

Чтобы ускорить процесс брожения, создается специальная среда, не подразумевающая доступа кислорода. Это значит, что отходы находятся в полностью герметичной емкости. Также для активизации процесса производится смешивание состава, для чего монтируются мешалки с электрическими приводами. В простейших устройствах управление может быть ручным.

​

Газ образовывается, благодаря двум типам бактерий:

• Мезофильные (проявляются активность при 30-40 градусах Цельсия).
• Термофильные — подключаются к процессу при достижении 42-53 градусов Цельсия.

Второй вариант бактерий более продуктивен. С одного литра площади исходного материала получается до 4-4,5 литров газа. Минус в том, что приходится поддерживать высокую температуру в установке, а это требует больших затрат.

Конструктивно биогазовый аппарат — это емкость с мешалкой. Самый простой вариант представляет собой бочку с крышкой и ручкой для перемешивания. Сверху делается вывод для подключения шланга. Именно по нему газ направляется в отдельную емкость. При таком варианте исполнения много газа не получить, но для приготовления пищи его будет достаточно.

Перспективы будут больше, если обустроить специальный бункер. Бывает двух типов:

1. Подземный.
2. Надземный.

Подземный бункер изготавливается с применением железобетона. Емкость делится на ряд отсеков, а стенки отделяются от земли с помощью теплоизоляции. Процесс переработки занимает 12-30 суток. Подача навоза происходит через специальный загрузочный бункер, а с другой стороны делается люк для выгрузки переработанной составляющей. Пятая часть полости остается свободной — именно здесь и собирается газ, который далее отводится через специальную трубку. Перед подачей потребителю природное горючее очищается путем прохода через гидрозатвор с водой.

Применение альтернативных источников энергии — отличный способ обеспечить все необходимое для комфортного проживания в своем доме. Главная сложность заключается в поиске денег для первоначальных инвестиций и желание воплотить замысел.

Альтернативное электроснабжение

Альтернативное энергоснабжение жилого дома: ветряки (ветрогенераторы) и солнечные панели. Выбор готовых и как сделать своими руками из запчастей, устройство, применение и эксплуатация.

Один из существующих автономных источников энергии – солнечная электростанция для дома. Ее отличия от других автономных электростанций – экологическая чистота (отсутствуют продукты сгорания) и нет необходимости в затратах на топливо. Солнечные…

Наряду с другими автономными источниками энергии в последнее время пользуются большой популярностью готовые солнечные электростанции для дачи. Такой способ получения электричества экологически чистый (в отличие от бензиновых, дизельных и прочих генераторов), совершенно…

Популярный и экологически чистый источник энергии для загородных участков и не только – генератор для ветряка. Ветряная мельница – одно из древнейших изобретений человечества – актуальна и…

Один из возможных резервных источников энергии в загородных условиях – ветрогенератор. Это самая экономичная конструкция, для ее эксплуатации не требуется топливо. Но и самая ненадежная, т.к. для работы требуется ветер, а это от нас не зависит. В то же время такие агрегаты

Альтернативные источники энергии: проблемы внедрения

Переход человечества на альтернативные источники энергии неизбежен. Многие ученые уже сейчас предрекают скорый отказ от нефти, газа и угля в пользу новых источников. Ожидается, что переход может занять не более 10 лет. При этом лидеры мировых государств должны всерьез подойти к решению этой задачи. Но, несмотря на все перспективы энергетической революции, существуют определенные проблемы массового перехода на новые источники энергии.

Что относится к альтернативным источникам энергии

Использование альтернативных источников основано на получении энергии из возобновляемых природных ресурсов: солнечного света, приливов, ветра и др. Они станут достойной заменой традиционных источников энергии, запасы которых постепенно иссякают. Но эффективность применения таких источников зависит от особенностей климата, что несколько осложняет ситуацию.

На сегодняшний день известны такие источники:

• энергия солнца;
• энергия ветра;
• геотермальная энергия;
• энергия приливов и волн
• возобновляемое (растительное) топливо.

Основные проблемы альтернативной энергетики

Отсутствие государственной поддержки

Главная проблема использования альтернативных источников энергии – дотационность. К примеру, внедрение новых технологий в странах с прохладным климатом и недостаточным количеством солнечного света потребует значительных финансовых затрат. Без серьезной государственной поддержки использование альтернативной энергетики будет убыточным и бессмысленным. Значительных затрат потребует не только производство, но и транспортировка энергии.

Альтернативная энергетика не подходит для промышленного производства

Энергия, получаемая из природных источников, нуждается в «страховочном» дублировании другими типами электростанций. Это связано с тем, что ее производство зависит от времени суток, погодных условий и прочих факторов. К сожалению, в большинстве стран альтернативная энергетика способна выполнять функцию дополнительного источника, но заменить собой традиционную энергию она пока что не может.

Зависимость от погодных условий

Непостоянство природных явлений – это еще одна серьезная проблема альтернативных источников энергии. Солнце может в любой момент скрыться за тучами, ветер утихнуть, а высота приливов уменьшиться. Установив на крыше дома солнечные батареи, его владелец отдается на милость природы: если в течение нескольких дней будет солнечная погода – в доме будут работать все электроприборы. Но если погода будет пасмурной – жителям дома придется приготовиться к отсутствию самых необходимых благ цивилизации. Даже если до этого были накоплены избыточные запасы энергии – в период простоя электростанций они иссякнут.

Низкий КПД

Низкий уровень выработки энергии природными источниками пока что не позволяет превратить их в основной источник питания. К примеру, для обеспечения жилого дома электричеством в объеме 200-300 Вт площадь солнечных батарей должна составлять не менее 20 м².

Длительный процесс оформления документов

Людям, желающим открыть частную электростанцию, придется столкнуться с необходимостью в получении большого количества бумаг и разрешений. Перед началом выполнения работ по установке электростанции в обязательном порядке надо получить разрешение местных властей на постройку, согласие соседей и пр. Также необходимо ознакомиться с перечнем условий и требований к техническим характеристикам строящихся объектов. Если этого не сделать – владельцу электростанции придется отвечать в суде.

Шумная работа электростанций

Шумная работа характерна не для всех видов альтернативных источников энергии, но игнорировать наличие этого фактора нельзя. При работе ветряных электростанций сила шумового эффекта достигает 34-45 дБ на расстоянии 20 метров. Непрерывный шум будет неприятен как владельцу дома, так и его соседям. Еще один минус альтернативных источников энергии – неприятный запах. Он характерен для биомассовой энергетики, основанной на разложении отмерших растений, навоза и др. Решить проблему неприятного запаха не поможет даже использование герметичных контейнеров.

Высокая стоимость оборудования и обслуживания

Производство оборудования для электростанций – это сложный и трудоемкий процесс, требующий значительных финансовых вложений. Высокая стоимость солнечных батарей обусловлена тем, что в их состав входит фотоэлемент, разработанный на основе кремния. Кремний должен пройти предварительное очищение и преобразование, а это обходится производителям недешево. Так же дела обстоят и с другими источниками энергии, основанной на использовании природных ресурсов.

5 причин медленного отказа от нефти, газа и угля

Несмотря на то, что существуют определенные проблемы внедрения новых источников энергии, у них есть большие перспективы в будущем. Стремительное развитие научно-технического прогресса позволит создать более дешевые и экологичные установки, благодаря чему существенно снизится стоимость такой энергии.

Отказ от традиционных источников энергии (нефти, природного газа, угля) неизбежен по таким причинам:

• Традиционные энергодобывающие технологии оказывают пагубное влияние на окружающую среду. Катастрофическое изменение климата вследствие их использования будет заметно уже в первые десятилетия XXI века.
• Запасы нефти и других полезных ископаемых ограничены, процесс их восстановления займет длительный период времени.
• Переход на альтернативные источники энергии позволит сберечь топливные ресурсы планеты для переработки в химической и других отраслях промышленности.
• Цены на некоторые виды альтернативной энергии уже сегодня заметно ниже стоимости на традиционную энергию.
• Страна, которая первой во всем мире освоит альтернативную энергетику, сможет диктовать цены на топливные ресурсы.

Использование альтернативных источников энергии во всем мире набирает обороты. Они практически неисчерпаемы и не наносят вред окружающей природе. Отказ от нефти и газа потребует слаженной работы многих людей, междисциплинарных исследований и положительного отношения политиков к этому вопросу.