Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками
Альтернативная энергетика для дома своими руками: обзор лучших разработок
Запасы природного топлива не безграничны, а цены на энергоносители постоянно растут. Согласитесь, было бы неплохо взамен традиционных источников энергии использовать альтернативные, чтобы не зависеть от поставщиков газа и электроэнергии в своем регионе. Но вы не знаете, с чего начинать?
Мы поможем вам разобраться с основными источниками возобновляемой энергии — в этом материале мы рассмотрели лучшие эко-технологии. Заменить привычные источники питания способна альтернативная энергия: своими руками можно устроить весьма эффективную установку для ее получения.
В нашей статье рассмотрены простые способы сборки теплового насоса, ветрогенератора и солнечных батарей, подобраны фотоиллюстрации отдельных этапов процесса. Для наглядности материал снабжен видеороликами по изготовлению экологически чистых установок.
Содержание статьи:
- Популярные источники возобновляемой энергии
- Солнечные панели собственноручного изготовления
- Принцип работы системы солнечного электроснабжения
- Изготовление солнечной батареи
- Основные правила установки солнечной панели
- Тепловые насосы для отопления
- Классификация тепловых насосов
- Принцип работы теплового насоса
- Сборка теплового насоса из подручных материалов
- Устройство и использование ветрогенераторов
- Классификация ветряных генераторов
- Устройство ветряного генератора
- Тихоходный ветряной генератор из автогенератора
- Выводы и полезное видео по теме
Популярные источники возобновляемой энергии
«Зеленые технологии» позволят ощутимо сократить бытовые расходы за счет использования практически бесплатных источников.
Еще с древних времен люди использовали в повседневном обиходе механизмы и устройства, действие которых было направлено на превращение в механическую энергию сил природы. Ярким примером тому являются водяные мельницы и ветряки.
С появлением электричества наличие генератора позволило механическую энергию превращать в электрическую.
Водяная мельница — предшественник насоса автомата, не требующий присутствия человека для совершения работы. Колесо самопроизвольно вращается под напором воды и самостоятельно черпает воду
Сегодня значительное количество энергии вырабатывается именно ветряными комплексами и гидроэлектростанциями. Помимо ветра и воды людям доступны такие источники, как биотопливо, энергия земных недр, солнечный свет, энергия гейзеров и вулканов, сила приливов и отливов.
В быту для получения возобновляемой энергии широко используют следующие устройства:
- .
- .
- .
Высокая стоимость, как самих устройств, так и проведения монтажных работ, останавливает многих людей на пути к получению вроде бы бесплатной энергии.
Окупаемость может достигать 15-20 лет, но это не повод лишать себя экономических перспектив. Все эти устройства можно изготовить и установить самостоятельно.
При выборе источника альтернативной энергии нужно ориентироваться на ее доступность, тогда максимальная мощность будет достигнута при минимуме вложений
Солнечные панели собственноручного изготовления
Готовая солнечная панель стоит немалых денег, поэтому ее покупка и установка по карману далеко не каждому. При самостоятельном изготовлении панели расходы можно снизить в 3-4 раза.
Прежде чем приступить к устройству солнечной панели нужно разобраться, как все это работает.
Галерея изображений
Фото из
Расположение солнечной панели на скатной крыше
Монтаж солнечных батарей на пологую крышу
Конструкция для изменения угла наклона приборов
Формирование угла наклона солнечной батареи
Принцип работы системы солнечного электроснабжения
Понимание назначения каждого из элементов системы позволит представить ее работу в целом.
Основные составляющие любой системы солнечного электроснабжения:
- Солнечная панель. Это комплекс соединенных в единое целое элементов, преобразующих солнечный свет в поток электронов.
- Аккумуляторы. Одной надолго не хватит, поэтому система может насчитывать до десятка таких устройств. Количество аккумуляторных батарей определяется мощностью потребляемой электроэнергии. Количество аккумуляторных батарей можно будет увеличить в будущем, добавив в систему необходимое количество солнечных панелей;
- Контроллер солнечного заряда. Это устройство необходимо для обеспечения нормальной зарядки аккумуляторной батареи. Основное его назначение состоит в недопущении повторной перезарядки батареи.
- Инвертор. Прибор, требующийся для преобразования тока. Аккумуляторные батареи выдают ток низкого напряжения, а инвертор преобразует его в ток необходимого для функционала высокого напряжения – выходная мощность.
Для дома достаточно будет инвертора с выдаваемой мощностью 3-5 кВт.
Основная особенность солнечных батарей состоит в том, что они не могут вырабатывать ток высокого напряжения. Отдельный элемент системы способен вырабатывать ток напряжением 0,5-0,55 В. Одна солнечная батарея способна вырабатывать ток напряжением 18-21 В, чего достаточно для зарядки 12-вольтового аккумулятора.
Если инвертор, аккумуляторные батареи и контроллер заряда лучше приобрести готовыми, то солнечные батареи вполне возможно сделать самому.
Качественный контроллер и правильность подключения помогут как можно дольше сохранять работоспособность аккумуляторных батарей и автономность всей солнечной станции в целом
Изготовление солнечной батареи
Для изготовления батареи необходимо приобрести солнечные фотоэлементы на моно- либо поликристаллах. При этом нужно учесть, что срок службы поликристаллов значительно меньше, чем у монокристаллов.
Кроме того КПД поликристаллов не превышает 12%, тогда как этот показатель у монокристаллов достигает 25%.
Для того, чтобы сделать одну солнечную панель необходимо купить как минимум 36 таких элементов.
Солнечную батарею собирают из модулей. Каждый модуль для бытового использования включает 30, 36 или 72 шт. элементов, соединенных последовательно с источником питания с максимальным напряжением около 50 V
Шаг #1 — сборка корпуса солнечной панели
Начинаются работы с изготовления корпуса, для этого потребуются следующие материалы:
- Деревянные бруски
- Фанера
- Оргстекло
- ДВП
Из фанеры необходимо вырезать днище корпуса и вставить его в рамку из брусков толщиной 25 мм. Размер днища определяется количеством солнечных фотоэлементов и их размером.
По всему периметру рамки в брусках с шагом 0,15-0,2 м необходимо высверлить отверстия диаметром 8-10 мм. Они требуются для предотвращения перегрева элементов батареи во время работы.
Правильно выполненные отверстия с шагом 0,15-0,20 м предохранят от перегрева элементы солнечной панели и обеспечат стабильную работу системы
Шаг #2 — соединение элементов солнечной панели
По размеру корпуса необходимо при помощи канцелярского ножа вырезать из ДВП подложку для солнечных элементов.
При ее устройстве также нужно предусмотреть наличие вентиляционных отверстий, устраиваемых через каждые 5 см квадратно-гнездовым способом. Готовый корпус нужно дважды покрасить и высушить.
Солнечные элементы следует вверх ногами выложить на подложку из ДВП и выполнить распайку. Если готовые изделия уже не были оснащены припаянными проводниками, то работа существенно упрощается. Однако процесс распайки предстоит выполнить в любом случае.
Нужно помнить, что соединение элементов должно быть последовательным. Изначально элементы следует соединять рядами, а уже потом готовые ряды объединять в комплекс путем присоединения к токоведущим шинам.
По завершению элементы нужно перевернуть, уложить как положено и зафиксировать на своих местах при помощи силикона.
Каждый из элементов нужно надежно зафиксировать на подложке с помощью скотча либо силикона, в будущем это позволит избежать нежелательных повреждений
После чего надо проверить величину выходного напряжения. Ориентировочно оно должно находиться в пределах 18-20 В.
Теперь батарею следует обкатать в течение нескольких дней, проверить способность зарядки аккумуляторных батарей. Только после контроля работоспособности производится герметизация стыков.
Шаг #3 — сборка системы электроснабжения
Убедившись в безукоризненном функционале, можно выполнить сборку системы электроснабжения. Входные и выходные контактные провода нужно вывести наружу для последующего подключения прибора.
Из оргстекла следует вырезать крышку и закрепить ее саморезами к бортикам корпуса через предварительно просверленные отверстия.
Вместо солнечных элементов для изготовления батареи можно использовать диодную цепь с диодами Д223Б. Панель из 36 последовательно соединенных диодов способна выдавать напряжение 12 В.
Диоды нужно предварительно замочить в ацетоне для удаления краски. В пластиковой панели следует высверлить отверстия, вставить диоды и произвести их распайку. Готовую панель необходимо поместить в прозрачный кожух и герметизировать.
Правильно ориентированные и установленные солнечные панели обеспечивают максимальную эффективность получения солнечной энергии, а также легкость и простоту обслуживания системы
Основные правила установки солнечной панели
От правильности установки солнечной батареи во многом зависит эффективность работы всей системы.
При установке нужно учесть следующие важные параметры:
- Затенение. Если батарея будет находиться в тени деревьев или более высоких сооружений, то она не только не будет нормально функционировать, но и может выйти из строя.
- Ориентация. Для максимального попадания солнечных лучей на фотоэлементы батарею необходимо направить в сторону солнца. Если Вы живете в северном полушарии, то панель должна быть ориентирована на юг, если же в южном, то наоборот.
- Наклон. Этот параметр определяется географическим положением. Специалисты рекомендуют устанавливать панель под углом, равным географической широте.
- Доступность. Нужно постоянно следить за чистотой лицевой стороны и вовремя удалять слой пыли и грязи. А в зимнее время панель периодически необходимо очищать от налипающего снега.
Желательно, чтобы при эксплуатации солнечной панели угол наклона не был постоянным. Прибор будет работать по максимуму только в случае прямо направленных на его крышку солнечных лучей.
Летом его лучше располагать под уклоном в 30º к горизонту. В зимнее время рекомендовано приподнимать и устанавливать на 70º.
В ряде промышленных вариантов солнечных батарей предусмотрены устройства слежения за движение солнца. Для бытового применения можно продумать и предусмотреть подставки, позволяющие менять угол наклона панели
Тепловые насосы для отопления
Тепловые насосы являются одним и из наиболее прогрессивных технологических решений в получении для вашего дома. Они не только наиболее удобны, но и экологически безопасны.
Их эксплуатация позволит существенно снизить расходы, связанные с оплатой на охлаждение и обогрев помещения.
Галерея изображений
Фото из
Тепловые насосы предназначены для получения практически бесплатной энергии, которой обладают недра земли, вода, воздух
Самый простой в устройстве вариант тепловых насосов работает по принципу кондиционеров, пользуясь энергией воздуха
Тепловые насосы включают внешний и внутренний блоки.
Снаружи устанавливается испаритель, внутри конденсатор
Внутренний блок занимает не слишком много места. Современные модели компактны и практически бесшумны
Тепловой насос с забором тепла земли или подземной воды
Внешний блок теплового насоса воздух-вода или воздух-воздух
Взаимосвязь внешней и внутренней составляющих эко-систем
Оборудование внутреннего блока теплового насоса
Классификация тепловых насосов
Тепловые насосы классифицирую по количеству контуров, источнику энергии и способу ее получения.
В зависимости от конечных потребностей тепловые насосы могут быть:
- Одно-, двух или трехконтурные;
- Одно- или двухконденсаторные;
- С возможностью нагрева или с возможностью нагрева и охлаждения.
По виду источника энергии и способу ее получения различают следующие тепловые насосы:
- Грунт – вода. Применяются в умеренном климатическом поясе с равномерным прогревом земли вне зависимости от времени года.
Для монтажа используют коллектор либо зонд в зависимости от типа грунта. Для бурения неглубоких скважин не требуется получения разрешительных документов. - . Тепло аккумулируется из воздуха и направляется на нагрев воды. Установка будет уместной в климатических зонах с зимней температурой не ниже -15 градусов.
- . Монтаж обусловлен наличием водоемов (озера, реки, грунтовые воды, скважины, отстойники). Эффективность такого теплового насоса является весьма внушительной, что обусловлено высокой температурой источника в холодное время года.
- Вода – воздух. В данной связке в роли источника тепла выступают те же водоемы, но при этом тепло посредством компрессора передается непосредственно воздуху, используемому для обогрева помещений. В данном случае вода не выступает в качестве теплоносителя.
- Грунт – воздух. В данной системе проводником тепла является грунт. Тепло из грунта через компрессор передается воздуху.
В роли переносчика энергии применяют незамерзающие жидкости. Данная система считается наиболее универсальной. - . Работа данной системы сходна с работой кондиционера, способного обогревать и охлаждать помещение. Данная система является наиболее дешевой, так как не требует производства земляных работ и прокладки трубопроводов.
При выборе вида источника тепла нужно ориентироваться на геологию участка и возможность беспрепятственного проведения земляных работ, а также на наличие свободной площади.
При дефиците свободного места придется отказаться от таких источников тепла, как земля и вода и забирать тепло из воздуха.
От правильности выбора вида теплового насоса во многом зависит эффективность работы системы и затраты на ее устройство
Принцип работы теплового насоса
Принцип работы тепловых насосов основан на использовании цикла Карно, который в результате резкого сжатия теплоносителя обеспечивает повышение температуры.
По такому же принципу, но с противоположным эффектом, работает большинство климатических устройств с компрессорными установками (холодильник, морозильная камера, кондиционер).
Главный рабочий цикл, который реализуется в камерах данных агрегатов, полагает обратный эффект – в результате резкого расширения происходит сужение хладагента.
Именно поэтому один из наиболее доступных методов изготовления теплового насоса основан на использовании отдельных функциональных узлов, используемых в климатическом оборудовании.
Так, для изготовления теплового насоса может быть использован бытовой холодильник. Его испаритель и конденсатор будут играть роль теплообменников, отбирающих тепловую энергию из среды и направляющие ее непосредствен на нагрев теплоносителя, который циркулирует в системе отопления.
Низкопотенциальное тепло из грунта, воздуха или воды вместе с теплоносителем попадает в испаритель, где превращается в газ, а далее еще больше сжимается компрессором, в результате чего температура становится еще выше
Сборка теплового насоса из подручных материалов
Используя старую бытовую технику, а точнее, ее отдельные узлы, можно самостоятельно собрать тепловой насос.
Как это можн сделать, рассмотрим далее.
Шаг #1 — подготовка компрессора и конденсатора
Работы начинаются с подготовки компрессорной части насоса, функции которой будут отведены соответствующему узлу кондиционера либо холодильника. Данный узел необходимо закрепить с помощью мягкой подвески на одной из стен рабочего помещения там, где это будет удобно.
После этого необходимо изготовить конденсатор. Для этого идеально подойдет бак из нержавеющей стали объемом 100 л. В него необходимо вмонтировать змеевик (можно взять готовую медную трубку от старого кондиционера либо холодильника.
Подготовленный бак нужно с помощью болгарки разрезать вдоль на две равные части – это необходимо для установки и закрепления змеевика в теле будущего конденсатора.
После монтажа змеевика в одной из половинок обе части емкости нужно соединить и сварить между собой таким образом, чтобы получился замкнутый бак.
Для изготовления конденсатора использован бак из нержавеющей стали объемом 100 л, с помощью болгарки он был разрезан пополам, вмонтирован змеевик и произведена обратная сварка
Учтите, что при сварке нужно использовать специальный электроды, а еще лучше применять аргоновую сварку, только она может обеспечить максимальное качество шва.
Шаг #2 — изготовление испарителя
Для изготовления испарителя потребуется герметичный пластиковый бак объемом 75-80 литров, в который нужно будет поместить змеевик из трубы диаметром ¾ дюйма.
Для изготовления змеевика достаточно обмотать медную трубку вокруг стальной трубы диаметром 300-400 мм с последующей фиксацией витков перфорированным уголком
На концах трубки необходимо нарезать резьбу для последующего обеспечения соединения с трубопроводом. После завершения сборки и проверки герметизации испаритель следует закрепить на стене рабочего помещения при помощи кронштейнов соответствующего размера.
Завершение сборки лучше доверить специалисту. Если часть сборки можно выполнить самостоятельно, то с пайкой медных труб и закачкой хладагента должен работать профессионал. Сборка основной части насоса заканчивается подключением обогревательных батарей и теплообменника.
Нужно отметить, что данная система является маломощной. Поэтому будет лучше, если тепловой насос станет дополнительной частью существующей системы отопления.
Шаг #3 — обустройство и подключение внешнего устройства
В качестве источника тепла лучше всего подойдет вода из колодца или скважины. Она никогда не замерзает и даже зимой ее температура редко опускается ниже +12 градусов. Потребуется устройство двух таких скважин.
Из одной скважины будет происходить забор воды с последующей подачей в испаритель.
Энергию подземной воды можно использовать круглогодично. На ее температуру не влияют погодные условия и времена года
Далее отработанная вода будет сбрасываться во вторую скважину. Остается все это подключить к входу в испаритель, к выходу и герметизировать.
В принципе, система готова к эксплуатации, но для ее полной автономности потребуется система автоматики, контролирующая температуру движущегося теплоносителя в отопительных контурах и давление фреона.
На первых порах можно обойтись обыкновенным пускателем, но следует учесть, что запуск системы после отключения компрессора можно выполнять через 8-10 минут – это время необходимо для выравнивания давления фреона в системе.
Устройство и использование ветрогенераторов
Энергию ветра использовали еще наши предки. С тех далеких времен, в принципе, ничего не изменилось.
Отличие состоит лишь в том, что жернова мельницы заменены генератором и приводом, обеспечивающими преобразование механической энергии лопастей в электрическую энергию.
Галерея изображений
Фото из
Основные детали будущего ветряка позаимствованы в беспроводной дрели, которой перестали пользоваться в хозяйстве
Для изготовления ветряного генератора понадобится двигатель и патрон, к которому крепятся насадки
Для крепления агрегата к площадке потребуется узел, в изготовлении которого потребуется стальная скоба и пластиковые детали с вкладышем из разрезанной стальной трубы
К патрону от дрели через крепежный узел подсоединяется металлическая пластина, на которой будут зафиксированы лопасти ветрогенератора
С тыльной стороны металлической пластины установлен подшипник, обеспечивающий ее вращение вместе с лопастями
Отдельные детали ветрогенератора собираются и устанавливаются на площадку из пенопласта (доски, фанеры)
К внешней стороне круглой пластины шурупами крепятся лопасти ветрогенератора.
Систему с двигателем и патроном желательно закрыть кожухом
Небольшой ветрогенератор, сделанный собственными руками, пригодится для зарядки мобильных устройств и бытовой техники
Шаг 1: Подбор деталей для изготовления ветрогенератора
Шаг 2: Извлечение двигателя и патрона из ненужной дрели
Шаг 3: Детали для устройства крепежного узла ветрогенератора
Шаг 4: Установка крепежного узла в собранном виде
Шаг 5: Установка подшипника с внутренней стороны пластины
Шаг 6: Сборка ветрогенератора и установка на площадкуСборка ветрогенератора и установка на площадку
Шаг 7: Крепление лопастей ветрогенератора к пластине
Шаг 8: Небольшой самодельный ветрогенераторНебольшой самодельный ветрогенератор
Установка ветрогенератора считается экономически выгодной, если среднегодовая скорость ветра превышает 6 м/с.
Монтаж лучше всего производить на возвышенностях и равнинах, идеальными местами считаются побережья рек и крупных водоемов вдали от различных инженерных коммуникаций.
Для преобразования энергии воздушных масс в электрическую применяются ветрогенераторы, наиболее продуктивные в прибрежных регионах
Классификация ветряных генераторов
Классификация ветряных генераторов зависит от следующих основных параметров:
- В зависимости от размещения оси могут быть и горизонтальные. Горизонтальная конструкция предусматривает возможность автоповорота основной части для поиска ветра. Основное оборудование вертикального ветрогенератора расположено на земле, поэтому его легче обслуживать, при этом КПД вертикально расположенных лопастей ниже.
- В зависимости от количества лопастей различают одно-, двух-, трех- и многолопастные ветряные генераторы. Многолопастные ветрогенераторы используют при малой скорости воздушного потока, применяются редко из-за необходимости установки редуктора.
- В зависимости от материала, используемого для изготовления лопастей, лопасти могут быть парусными и жесткими.
Лопасти парусного типа просты в изготовлении и монтаже, но требуют частой замены, так как быстро выходят из строя под воздействием резких порывов ветра. - В зависимости от шага винта, различают изменяемый и фиксируемый шаги. При использовании изменяемого шага можно добиться значительного увеличения диапазона рабочих скоростей ветрогенератора, но это приведет к неминуемому усложнению конструкции и увеличению ее массы.
Мощность всех видов приборов, преобразующих энергию ветра в электрический аналог, зависит от площади лопастей.
Для работы ветрогенераторам практически не нужны классические источники энергии. Использование установки мощностью около 1 мВт позволит сэкономить 92 000 баррелей нефти или 29 000 т угля за 20 лет
Устройство ветряного генератора
В любой ветряной установке присутствуют следующие основные элементы:
- Лопасти, вращающиеся под действием ветра и обеспечивающие движение ротора;
- Генератор, который вырабатывает переменный ток;
- Контроллер управления лопастями, отвечает за образование переменного тока в постоянный, который требуется для зарядки аккумуляторов;
- Аккумуляторные батареи, нужны для накопления и выравнивания электрической энергии;
- Инвертор, выполняет обратное превращение постоянного тока в переменный, от которого работают все бытовые приборы;
- Мачта, необходима для подъема лопастей над поверхностью земли до достижения высоты перемещения воздушных масс.
При этом генератор, и мачта считаются основными частями ветрогенератора, а все остальное – дополнительные компоненты, обеспечивающие надежную и автономную работу системы в целом
В схему любого даже самого простого ветряного генератора обязательно должны быть включены инвертор, контроллер заряда и аккумуляторные батареи
Тихоходный ветряной генератор из автогенератора
Считается, что данная конструкция является наиболее простой и доступной для самостоятельного изготовления. Она может стать как самостоятельным источником энергии, так и взять на себя часть мощности существующей системы электроснабжения.
При наличии автомобильного генератора и аккумуляторной батареи все остальные части можно изготовить из подручных материалов.
Шаг #1 — изготовление ветрового колеса
Лопасти считаются одной из наиболее важных частей ветрогенератора, так как их конструкцией определяется работа остальных узлов. Для изготовления лопастей могут быть использованы самые разные материалы – ткань, пластик, металл и даже дерево.
Мы изготовим лопасти из канализационной пластиковой трубы. Основные преимущества данного материала – дешевизна, высокая влагоустойчивость, простота обработки.
Работы выполняются в следующем порядке:
- Производится расчет длины лопасти, при этом диаметр пластиковой трубы должен составлять 1/5 от необходимого метража;
- С помощью лобзика трубу следует разрезать вдоль на 4 части;
- Одна часть станет шаблоном для изготовления всех последующих лопастей;
- После обрезки трубы заусеницы на краях необходимо обработать наждачной бумагой;
- Вырезанные лопасти необходимо зафиксировать на заранее приготовленном алюминиевом диске с предусмотренным креплением;
- Также к этому диску после переделки нужно прикрутить генератор.
Учтите, что труба из ПВХ не обладает достаточной прочностью и не сможет противостоять сильным порывам ветра. Для изготовления лопастей лучше всего применять трубу из ПВХ толщиной не менее 4 см.
Далеко не последнюю роль на величину нагрузки оказывает размер лопасти.
Поэтому не лишним будет рассмотреть вариант снижения размера лопасти за счет увеличения их количества.
Лопасти ветрогенератора изготовлены по шаблону из ¼ ПВХ канализационной трубы диаметром 200 мм, разрезанной вдоль оси на 4 части
После сборки следует произвести балансировку ветрового колеса. Для этого требуется закрепить его горизонтально на штативе в закрытом помещении. Результатом правильной сборки будет неподвижность колеса.
Если же происходит вращение лопастей, необходимо выполнить их подточку абразивом доя уравновешивания конструкции.
Шаг #2 — изготовление мачты ветрогенератора
Для изготовления мачты можно использовать стальную трубу диаметром 150-200 мм. Минимальная длина мачты должна составлять 7 м. Если на участке есть препятствия для перемещения воздушных масс, то колесо ветрогенератора нужно поднять на высоту, превышающую препятствие не менее, чем на 1 м.
Колышки для закрепления растяжек и саму мачту необходимо забетонировать. В качестве растяжек можно использовать стальной либо оцинкованный трос толщиной 6-8 мм.
Растяжки мачты придадут ветрогенератору дополнительную устойчивость и снизят расходы, связанные с устройством массивного фундамента, их стоимость гораздо ниже остальных типов мачт, но требуется дополнительная площадь для растяжек
Шаг #3 — переоборудование автомобильного генератора
Переделка состоит лишь в перемотке провода статора, а также в изготовлении ротора с неодимовыми магнитами. Для начала нужно высверлить отверстия, необходимые для фиксации магнитов в полюсах ротора.
Установка магнитов выполняется с чередованием полюсов. По завершению работ межмагнитные пустоты нужно заполнить эпоксидной смолой, а сам ротор обернуть бумагой.
При перемотке катушки нужно учесть, что эффективность работы генератора будет зависеть от количества витков. Катушку необходимо мотать по трехфазной схеме в одном направлении.
Готовый генератор нужно испытать, результатом правильно выполненной работы будет показатель в 30 В при 300 оборотах генератора.
Переоборудованный генератор готов к проведению испытаний по выдаваемому номинальному напряжению перед финальным монтажом всей системы тихоходного ветрогенератора
Шаг #4- завершение сборки тихоходного ветрогенератора
Поворотная ось генератора выполняется из трубы с насаженными двумя подшипниками, а хвостовая часть вырезается из оцинкованного железа толщиной 1,2 мм.
Перед креплением генератора к мачте необходимо изготовить раму, лучше всего для этого подойдет профильная труба. При выполнении крепления нужно учесть, что минимальное расстояние от мачты до лопасти должно быть больше 0,25 м.
Под действием потока ветра происходит движение лопастей и ротора, в результате достигается вращение редуктора и получается электрическая энергия
Для работы системы после ветрогенератора нужно установить контроллер заряда, аккумуляторные батареи, а также инвертор.
Емкость батареи определяется мощностью ветрогенератора. Данный показатель зависит от размеров ветряного колеса, количества лопастей и скорости ветра.
Выводы и полезное видео по теме
Изготовление солнечной панели с пластмассовым корпусом, перечень материалов и порядок выполнения работ
Принцип работы и обзор геотермальных насосов
Переоборудование автогенератора и изготовление тихоходного ветрогенератора своими руками
Отличительной чертой альтернативных источников энергии является их экологическая чистота и безопасность.
Довольно малая мощность установок и привязка к определенным условиям местности позволяют эффективно эксплуатировать только комбинированные системы традиционных и альтернативных источников.
Ваш дом использует альтернативную энергетику в качестве источников тепла и электроэнергии? Вы самостоятельно собрали ветрогенератор или изготовили солнечные батареи? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом в комментариях к нашей статье.
Альтернативные источники энергии для частного дома – советы от девелоперской компании ЯРД
История Статьи Фотогалерея Видеогалерея Отзывы Управляющая компания
Вернуться к списку статей
11 Июля 2022 г.
Виды альтернативных источников энергии
С помощью источников «зеленой энергетики» владельцы частной недвижимости могут сэкономить на оплате коммунальных услуг. Источники возобновляемой энергии, основанные на использовании бесплатных природных ресурсов:
- системы солнечного электроснабжения;;
- ветрогенераторы;
- тепловые насосы;
- биогазовые установки.
Чтобы определить, какой источник возобновляемой энергии использовать, нужно провести расчеты, сколько энергии требуется для частного дома. Такие расчеты, как и сам монтаж, лучше доверить профессионалам. В нашем материале «Как найти подрядчика для установки инженерных систем в коттедже» мы делимся советами по выбору компании.
Солнечная энергия
Использование солнечной энергии возможно благодаря солнечным батареям и коллекторам. Для загородного дома применяются фотоэлектронные источники солнечных батарей:
- монокристаллические — дороже, но с КПД 13-25%, особенно в ясную погоду;
- поликристаллические — дешевле, с КПД 9-15%, но при этом способны вырабатывать энергию в облачную погоду.
Фото: creativeart - ru.freepik.com
Солнечные коллекторы нагревают воздух или воду, которую можно направить в краны, в систему отопления. Они бывают:
- плоские — из двух панелей с медным трубопроводом-змеевиком между ними, эффективнее работают при ярком солнце;
- трубчатые — вакуумные трубки, соединенные с накопительной емкостью, сохраняют до 95% улавливаемой энергии, хорошо работают в том числе при пасмурной погоде;
- воздушные — требуют большой площади, могут занимать всю стену, состоят из плоских панелей, основное их назначение — греть воздух для отопления.
Выработка солнечной энергии зависит от местоположения дома или коттеджа, времени года, погоды. Желательно предусмотреть комбинированные системы энергосбережения, с возможностью подключения другого источника тепла и электричества.
Ветрогенераторы
Ветрогенераторы — электромеханические источники альтернативной энергии, похожие на ветряные мельницы.
Вращение лопастей на мачте-вышке заставляет вращаться вал генератора. Полученная энергия скапливается в аккумуляторных батареях с системой распределения тока.
Фото: wirestock - ru.freepik.com
Ветрогенераторы бывают:
- малолопастные — обладают высоким КПД, при скорости ветра от 5,5 м/с;
- многолопастные — работают при скорости ветра от 2 м/с, КПД более низкий;
- роторные — их лопасти движутся по кругу, работают при постоянном ветре, КПД от 18%.
Тепловые насосы для отопления частного дома
Альтернативные источники тепловой энергии позволяют обогревать загородные дома в любой местности. Тепловой насос для отопления способен собирать низкопотенциальную тепловую энергию у воды, воздуха, грунта.
Фото: freepik - ru.freepik.com
Принцип работы термодинамического источника — теплового насоса:
- в первом контуре теплоноситель собирает энергию, получает температуру выше 0 и передает ее во второй контур;
- фреон во втором контуре поглощает собранную энергию, нагревается, сжимается в компрессоре, выделяя тепло;
- тепло из конденсатора передается внешней батарее.
Биогазовые установки
Биогазовые установки преобразуют в газ отходы растительного и животного происхождения. Биоэнергетические источники — это биореакторы в виде закрытых анаэробных емкостей. Масса отходов содержит концентрацию бактерий для обеспечения брожения и перемешивается с помощью механических мешалок.
Сгенерированный газ переходит в резервуар — емкость с водой, где очищается, а затем по другой трубе поступает конечному потребителю. Биогазовая установка снабжена люком выгрузки, откуда извлекают переработанное сырье. Его можно использовать как безопасное и бесплатное удобрение.
Оборудование альтернативных источников энергии для дома имеет высокую цену и срок окупаемости, исчисляемый 5—20 годами, но позволяет впоследствие пользоваться полученной энергией практически бесплатно. Технологии продолжают развиваться, поэтому стоимость устройств для получения возобновляемой энергии будет уменьшаться.
Вернуться к списку статей
7 способов обеспечить свой дом возобновляемой энергией – Key Life Homes
Перейти к содержимомуПредыдущий Следующий
- Посмотреть увеличенное изображение
Если вы не очень богаты, вы, вероятно, всегда ищете способы сэкономить пару долларов.
Один из лучших способов сократить ежемесячные счета — инвестировать в возобновляемые источники энергии. Не от электростанции, а то, что можно и самому напугать.
Использование возобновляемых источников энергии для питания вашего дома может сократить или полностью исключить ваши счета за коммунальные услуги, а налоговые льготы для установки возобновляемых источников энергии могут сделать их еще более рентабельными. Вот семь различных способов обеспечить ваш дом возобновляемой энергией.
Солнечные панели на крыше
Это, вероятно, самый распространенный и очевидный метод, если вы ищете возобновляемые источники энергии. Солнечные панели обычно устанавливаются на крыше, хотя вы также можете установить их во дворе. В зависимости от вашей широты и ориентации панелей вы можете генерировать 10 или более ватт на квадратный фут. Типичный дом потребляет не менее киловатта энергии, поэтому нескольких квадратных футов солнечных панелей должно быть достаточно для обеспечения большинства или всех ваших потребностей.
Если срок службы вашей нынешней крыши подходит к концу, вы также можете подумать о покупке солнечной черепицы. Там, где стандартные солнечные панели на крыше устанавливаются поверх вашей текущей крыши, солнечная черепица фактически заменяет вашу черепицу. SolarCity Илона Маска недавно объявила о планах начать производство солнечной черепицы, и другие компании, такие как SunTegra, производят их уже много лет.
Конечно, один большой недостаток солнечной энергии заключается в том, что она работает только тогда, когда солнце встает. Если вы хотите снабжать свой дом энергией, когда солнце садится, вам нужно будет платить за электроэнергию в сети или инвестировать во второй тип возобновляемой энергии.
Ветряные турбины
Ветряные турбины чаще всего устанавливаются на ветряных электростанциях или на плавучих объектах в открытом море, но если у вас достаточно недвижимости, вы можете установить небольшую ветряную турбину на своем участке для питания своего дома.
У ветряных турбин есть несколько недостатков, которые делают их менее популярными в жилых районах. Они могут быть некрасивыми и создавать много шума. Они занимают место, и в зависимости от того, где вы живете, местные законы и правила зонирования могут прямо запрещать это.
Но если эти недостатки вас не касаются или не беспокоят, энергия ветра может оказаться большим преимуществом. Энергия ветра более стабильна, чем солнечная, и ветряная турбина хорошего размера может легко обеспечить большую часть или все ваши потребности в электроэнергии. В зависимости от вашего региона, ветер может быть лучшим вложением в возобновляемые источники энергии, чем солнечная энергия.
Солнечная печь
Возможно, вы не готовы обеспечивать весь свой дом возобновляемой энергией. Это большой проект, и, возможно, он просто неосуществим по разным причинам. Вы все еще можете обеспечить часть своего дома возобновляемой энергией, построив солнечную печь.
Солнечные печи, как правило, проект научной выставки, но на самом деле печи потребляют довольно много электроэнергии.
Использование солнца для пассивного нагрева пищи — хороший способ начать работу в мире возобновляемых источников энергии. Солнечные печи работают, улавливая солнечный свет для нагревания пищи. Вы можете купить солнечную печь или построить свою собственную из нескольких распространенных материалов.
Печи на солнечных батареях имеют ряд преимуществ: они бесплатно разогревают пищу и работают даже при отключении электроэнергии или в чрезвычайной ситуации. Вам никогда не придется есть холодную еду из-за нехватки энергии.
Гидроэнергетика
Это не сработает для большинства людей, но если в вашем доме есть источник проточной воды, вам повезло. Вы можете направить часть или весь ручей или реку, чтобы течь через турбину и питать свой дом.
Есть несколько способов сделать это, но в самом простом случае вам нужно найти наибольшее расстояние по вертикали, которое пройдет вода, и отвести эту воду, чтобы она проходила через турбину контролируемым образом.
В зависимости от количества воды и расстояния по вертикали вы можете таким образом производить значительное количество энергии. Установить гидрогенератор непросто, и вам может понадобиться профессиональная установка. Однако, если у вас есть некоторые инженерные знания, вы можете даже построить его самостоятельно с нуля.
Преимущества гидроэнергетики огромны. В отличие от солнца и ветра, гидроэнергетика стабильна и непрерывна, а это означает, что вы всегда будете получать один и тот же вход, несмотря ни на что. Вам никогда не придется беспокоиться о том, что ваш генератор не сможет обеспечить электричеством ваш дом. Эта часть ума может стоить небольшого инженерного проекта.
Солнечное водонагревание
Солнечная энергия не должна просто генерировать электричество. Вы также можете использовать энергию солнца для обогрева дома.
Солнечные водонагреватели используют солнце для нагрева запаса воды, которую затем можно прокачивать через радиаторы, краны или душевые насадки.
Эта система намного дешевле, чем использование газа или электричества для нагрева воды, и ее проще установить, чем солнечные панели. Если вы не готовы полностью посвятить весь свой дом возобновляемым источникам энергии, хорошей альтернативой может стать солнечное водонагревание.
Существует множество различных типов солнечных водонагревателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, поэтому обязательно выберите тот тип системы, который лучше всего подходит для вас.
Солнечный кондиционер
Может показаться странным использовать солнечное тепло для охлаждения дома, но именно это и делает солнечный кондиционер. Солнечный кондиционер использует те же принципы, что и солнечный водонагреватель, но использует эту горячую воду в системе кондиционирования воздуха.
Кондиционер потребляет больше электроэнергии, чем что-либо еще в вашем доме. Кондиционер может стоить вам значительную сумму денег каждый год, особенно если у вас есть система кондиционирования и вы живете в жарком климате.
Использование горячей воды для охлаждения вашего дома может сэкономить ваши деньги и помочь окружающей среде.
В качестве бонуса, горячая вода, произведенная для кондиционирования воздуха, также может быть использована для других целей в вашем доме. В зависимости от вашей установки вы также можете получить преимущества солнечного нагрева воды с дополнительным кондиционированием воздуха.
Tesla Powerwall
Технически Powerwall (или другая аналогичная большая перезаряжаемая батарея) не является источником возобновляемой энергии, но он хорошо работает с любым домашним возобновляемым генератором и даже может сэкономить вам деньги без какой-либо другой возобновляемой системы.
Powerwall — большая перезаряжаемая батарея, способная хранить несколько киловатт-часов электроэнергии. Сам по себе он может быть запрограммирован на зарядку от сети, когда цены на электроэнергию низкие, и на разрядку, когда цены высокие, чтобы сэкономить ваши деньги в часы пик.
Тем не менее, Powerwall лучше всего использовать в сочетании с источником возобновляемой энергии, таким как солнечная энергия или энергия ветра. Powerwall может накапливать избыточную электроэнергию, которую вы не используете сразу, поэтому вы всегда можете использовать возобновляемую солнечную или ветровую энергию, даже когда солнце садится или ветер не дует.
Powerwall может сгладить колебания вашего производства возобновляемой энергии, устраняя один из основных недостатков возобновляемой энергии. Кроме того, благодаря предстоящему законодательству вы можете получить налоговый вычет за подключение вашего Powerwall к сети.
Статья предоставлена Popular Mechanics
mccadmin2018-07-10T05:30:26+00:00Альтернативная энергия своими руками для вашего дома
Основными альтернативными источниками энергии своими руками, позволяющими сэкономить на ваших счетах, являются солнечные батареи, ветряные турбины и гидроэлектростанции.
Поскольку счета за электричество становятся все более и более дорогими, а цена на нефть неуклонно растет, становится все более популярным смотреть на альтернативные источники энергии для снабжения домохозяйств электроэнергией.
Жизнеспособными возобновляемыми зелеными источниками , доступными для обычных домашних хозяйств, являются солнечные батареи, ветряные турбины и гидроэлектростанции.
Солнечные батареи и ветряные турбины занимают львиную долю рынка альтернативной энергии своими руками, но в зависимости от условий окружающей среды вы также можете рассмотреть возможность использования гидрогенератора. Готовые приложения, как известно, дороги для начала, хотя они стоят каждого цента и окупаются в долгосрочной перспективе.
Для большинства людей эти начальные затраты являются серьезным препятствием на пути к освобождению от тирании сети. Тем не менее, самодельные устройства альтернативной энергии могут значительно сократить ваш инвестиционный бюджет и помочь вам сократить или даже полностью исключить счета за электроэнергию .
Ниже вы найдете информацию о 3 основных вариантах: солнечная энергия, энергия ветра и гидроэлектроэнергия.
Diy Альтернативная энергия от солнца
Photo by Vivint Solar on Unsplash
Солнечная энергия является наиболее популярным видом альтернативной энергии для домашнего электричества и получается благодаря нескольким наборам фотогальванических элементов , составляющих солнечных панелей для преобразования солнечного света в электричество с помощью явления, называемого фотоэлектрическим эффект. Фотоэлектрический эффект заключается в высвобождении электронов с поверхности при попадании на нее света.
Сам свет можно рассматривать как поток частиц, называемых фотонами. Каждому электрону нужен фотон, который должен быть испущен с поверхности, при условии, что частота света достаточно короткая, как в случае видимого или ультрафиолетового света. Если частота слишком высока, свет может иметь высокую интенсивность, но все же не способен производить фотоэлектрический эффект, при этом электроны не высвобождаются.
Чтобы возник фотоэффект, фотон должен быть достаточно энергичным, чтобы высвободить электрон с поверхности. Следовательно, это частота света ключевой элемент для проявления фотоэффекта. Без достаточно короткой частоты вся интенсивность в мире не заставит фотоны высвобождать электроны.
Фотогальваническая энергия является наиболее распространенным и жизнеспособным способом получения бесплатного электричества в домашних условиях (бесплатно, за исключением затрат на установку), поскольку реализовать проект «сделай сам» стало относительно легко и очень дешево. Все больше и больше людей прибегают к самодельным солнечным батареям , чтобы компенсировать высокие затраты на покупку, связанные с готовыми решениями, часто в пределах 20 000 долларов США для среднего домохозяйства, в то время как солнечную панель Diy можно собрать из деталей, найденных в Интернете или на местном оборудовании, всего за 200 долларов США, а некоторые Свободное время.
Далее вы можете найти подробный план проектов самостоятельной солнечной энергетики, наиболее распространенной альтернативной энергии в домашних условиях.
Самодельная альтернативная энергия от ветра
фото Тоби Келлнер через Wikimedia
Энергия ветра является вторым по распространенности альтернативным источником энергии для бытовых нужд, он прост в реализации и часто используется в качестве источника электроэнергии, дополняющего солнечную энергию. Это связано с тем, что эти два источника возобновляемой энергии являются прерывистыми, в зависимости от времени суток или сезона, что делает их полезными, когда другой непродуктивен. Однако, в зависимости от географического положения и местного климата, для электроснабжения всех домов подойдет только одна из двух технологий.
Ветровая электроэнергия вырабатывается с помощью ветряных турбин с вертикальной или горизонтальной осью . Наиболее распространенным типом является турбина с горизонтальной осью, как для коммерческого, так и для домашнего использования.
Для обычного домохозяйства лучше сначала рассчитать, сколько ветра доступно, чтобы определить, сколько турбин необходимо. Для этого вам необходимо оценить плотность энергии ветра в вашем регионе, которая представляет собой годовую мощность, доступную на квадратный метр турбины, рассчитанную на разных высотах.
Также лучше построить несколько ветряных турбин меньшего размера, чем один большой из-за дополнительных затрат, связанных с возведением большой опорной мачты, как на материалы, так и на рабочую бригаду. Большинство современных турбин имеют конструкцию с 3 лопастями, поскольку она оказалась наиболее эффективной, и располагают их с наветренной стороны, перед мачтой, чтобы создаваемая ею турбулентность не мешала лопастям, заставляя турбину более эффективным.
Ветряные турбины преобразуют энергию ветра в электричество. Традиционные турбины с горизонтальной осью состоят из 3 основных частей.
- Ротор , включая лопасти для преобразования энергии ветра в низкоскоростное вращение.
- Генератор , который включает в себя электрический генератор, органы управления и редуктор для преобразования низкой скорости вращения лопастей в высокую скорость вращения, таким образом вырабатывая электроэнергию.
- Башня и механизм рыскания.
Энергия ветра является вторым наиболее распространенным источником альтернативной энергии в домашних условиях и особенно подходит, если вы живете в ветреном месте, например, у моря. Его можно легко реализовать с помощью проекта ветроэнергетики «Сделай сам», помогая сократить счета за электроэнергию очень экологичным способом.
Альтернативная энергия из воды своими руками
Photo by Sharon Pittaway on Unsplash
С коммерческой и статистической точки зрения, гидроэлектростанции на сегодняшний день являются наиболее успешными из всех доступных возобновляемых источников энергии, составляя 88% всех альтернативных источников энергии.
энергии произведено в мире . Гидроэлектростанции являются нормой для снабжения электросетей. Однако для удовлетворения потребностей в электроэнергии одного домохозяйства гидроэлектроэнергию следует рассматривать как дополнительный источник энергии к солнечной и ветровой энергии.
Это связано с тем, что микрогидрогенераторы , такие как самодельные устройства , не имеют резервуаров на разных высотах для хранения энергии, как большие электростанции. Резервуары существуют для хранения энергии, когда спрос низкий, и высвобождения ее позже, когда происходит всплеск. Из-за присущей им простоты они обеспечивают прерывистый источник энергии, который колеблется в зависимости от времени года и течения воды.
Гидроэлектрический генератор будет обеспечивать наибольшую мощность зимой, когда поток воды в изобилии, хорошо дополняя солнечную энергию (и/или энергию ветра), которая будет минимально эффективной в это время года.
