Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками: Страница не найдена – Совет Инженера

Содержание

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками, видео

В условиях, когда цены на энергоносители постоянно повышаются, собственники частных домов чаще задумываются об альтернативных источниках энергии. Некоторые домовладельцы вовсе не имеют возможности подключения к магистрали из-за высокой стоимости монтажных работ. Инженеры, а вместе с ними и народные умельцы, обратили внимание на то, что даёт человечеству сама природа и создали ряд устройств, которые можно сделать своими руками для возобновления энергоресурсов. Видео продемонстрирует лучшие наработки в действии.

Генератор из биоотходов

Биогаз – это экологически чистый вид топлива. Используют его аналогично природному газу. Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в ёмкость, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислоты.

Данную технологию активно используют в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы в домашних условиях получать биогаз непрерывно, нужно иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Генератор из биоотходов

Для сооружения такой установки понадобится герметичная ёмкость с вмонтированным шнеком для перемешивания, патрубок для отвода газа, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отработанных отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, то понадобится установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы у ёмкости не сорвало «крышу». Порядок действий следующий.

  1. Выбираем место для обустройства ёмкости. Размер подберите исходя из количества имеющихся отходов. Для эффективной работы целесообразно её заполнение на две трети. Резервуар может быть металлическим или из армированного бетона. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой ёмкости. Из тонны отходов выйдет 100 кубов газа.
  2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, потребуется подогрев содержимого. Его можно осуществить несколькими путями: под ёмкость поместить змеевик, подключенный к системе отопления или установить ТЭНы.
  3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определённой температуре они становятся активными. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит обогрев при поступлении новой партии и отключит, когда отходы прогреются до заданной температуры.
    Полученный газ можно преобразовать в электричество через газовый электрогенератор.

Совет. Отработанные отходы используются в качестве компостного удобрения для садовых грядок.

Энергия из ветра

Наши предки давно научились применять энергию ветра для своих нужд. В принципе, с тех пор конструкция почти не изменилась. Только жернова сменил привод генератора, преобразующий энергию вращающихся лопастей в электричество.

Для изготовления генератора понадобятся следующие детали:

  • генератор. Некоторые используют мотор от стиральной машинки, слегка преобразовав ротор;
  • мультипликатор;
  • аккумулятор и контроллер его заряда;
  • преобразователь напряжения.
Ветрогенератор

Существует множество схем самодельных ветрогенераторов. Все они комплектуются по одному принципу.

  1. Собирается рама.
  2. Устанавливается поворотный узел. За ним монтируются лопасти и генератор.
  3. Монтируют боковую лопату с пружинной стяжкой.
  4. Генератор с пропеллером крепится на станину, затем её устанавливают на раму.
  5. Подсоединяют и соединяют с поворотным узлом.
  6. Устанавливают токосъёмник. Соединяют его с генератором. Провода подводят к батарее.

Совет. От диаметра пропеллера будет зависеть число лопастей, а также количество генерируемого электричества.

Тепловой насос

Чтобы получить энергию из земных глубин, потребуется соорудить достаточно сложное устройство, которое позволит получать альтернативную энергию из грунтовых вод, самого грунта или из воздуха. Чаще всего такие устройства применяют для обогрева помещений. По сути, агрегат представляет собой большую холодильную камеру, которая при охлаждении окружающей среды преобразует энергию и отдаёт в виде тепла с высоким потенциалом. Составляющие системы:

  1. Наружный и внутренний контур с фреоном.
  2. Испаритель.
  3. Компрессор.
  4. Конденсатор.
Схема работы теплового насоса

Коллектор можно установить вертикально, если площадь участка не позволяет установить горизонтальный. Бурят несколько глубоких скважин и опускают в них контур. Горизонтально его располагают в грунт на глубину полтора метра. Если дом расположен на берегу водоёма, теплообменник прокладывают в воде.
Компрессор можно взять от кондиционера. Конденсатор изготавливается из 120 л бака. В ёмкость вставляется медный змеевик, по нему будет циркулировать фреон, и вода из отопительной системы начнёт прогреваться.

Испаритель изготавливается из пластиковой бочки объёмом более 130 литров. В этот бак вставляется ещё один змеевик, его совмещение с предыдущим будет осуществляться через компрессор. Патрубок испарителя делают из обрезка канализационной трубы. Посредством патрубка регулируется поступление воды из водохранилища.

Испаритель опускается в водоём. Вода, обтекая его, побуждает испарение фреона. Газ поднимается в конденсатор и отдаёт тепло воде, которая окружает змеевик. Теплоноситель циркулирует в системе отопления, обогревая помещение.

Совет. Температура воды водоёма не имеет значения, важно лишь её постоянное наличие.

Энергия солнца — в электричество

Солнечные панели впервые начали делать для космических кораблей. В основе устройства лежит способность фотонов создавать электрический ток. Вариаций конструкции солнечных батарей великое множество и каждый год они совершенствуются. Самостоятельно изготовить солнечную батарею можно двумя способами:

Способ №1. Купить готовые фотоэлементы, собрать из них цепь и накрыть конструкцию прозрачным материалом. Работать нужно предельно осторожно, все элементы очень хрупкие. Каждый фотоэлемент имеет маркировку в вольт-амперах. Посчитать нужное количество элементов для сбора батареи необходимой мощности не составит большой сложности. Последовательность работы такая:

  • для изготовления корпуса понадобится лист фанеры. По периметру прибиваются деревянные рейки;
  • в листе фанеры сверлятся отверстия для вентиляции;
  • внутрь помещается лист ДВП со спаянной цепью фотоэлементов;
  • проверяется работоспособность;
  • на рейки прикручивается оргстекло.
Солнечные батареи

Способ №2 требует знаний электротехники. Электрическая цепь собирается из диодов Д223Б. Спаивают их по рядам последовательно. Помещают в корпус, накрытый прозрачным материалом.

Фотоэлементы бывают двух видов:

  1. Монокристаллические пластины обладают КПД 13% и прослужат четверть века. Безупречно работают только в солнечную погоду.
  2. Поликристаллические имеют КПД ниже, их срок службы всего 10 лет, но мощность не падает при облачности. Панель площадью 10 кв. м. способна произвести 1КВт энергии. При размещении на крыше стоит учитывать общий вес конструкции.
Схема солнечной батареи

Готовые батареи размещают на самой солнечной стороне. Панель необходимо оснастить возможностью регулировки наклона угла по отношению к Солнцу. Вертикальное положение устанавливают во время снегопадов, чтобы батарея не вышла из строя.

Солнечную панель можно использовать с аккумулятором или без него. Днём потреблять энергию солнечной батареи, а ночью — аккумулятора. Либо днём пользоваться солнечной энергией, а ночью — от центральной сети электроснабжения.

Самодельная гидроэлектростанция

При наличии на участке ручья или водоёма с плотиной дополнительным источником альтернативной электроэнергии станет самодельная гидроэлектростанция. В основе устройства лежит водяное колесо, а мощность будет зависеть от скорости течения воды. Материалы для изготовления генератора и колеса можно взять от автомобиля, а обрезки уголка и металла найдутся в любом хозяйстве. Кроме этого, понадобится кусок медного провода, фанера, смола полистироловая и неодимовые магниты.

Самодельная гидроэлектростанция

Последовательность работ:

  1. Делается колесо из 11 дюймовых дисков. Из стальной трубы изготавливаются лопасти (режем трубу вдоль на 4 части). Потребуется 16 лопастей. Диски стягиваются болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лопасти привариваются сваркой.
  2. Изготавливается сопло по ширине колеса. Его делают из обрезка металла, выгнув по размеру и соединив сваркой. Сопло настраивают по высоте. Это позволит отрегулировать водяной поток.
  3. Сваривается ось.
  4. Устанавливается колесо на ось.
  5. Делается обмотка, заливаются смолой катушки – статор готов. Собираем генератор. Из фанеры изготавливается шаблон. Устанавливают магниты.
  6. Генератор защищают металлическим крылом от водяных брызг.
  7. Колесо, ось и крепежи с соплом покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
  8. Регулировкой сопла добиваются наибольшей мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капиталовложений и производят энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг ощутимо снизит расходы на электроэнергию. Для сбора агрегата понадобятся только умелые руки и ясная голова.

Альтернативные источники энергии: видео

Источники энергии для дома: фото

Альтернативная энергия для частного дома своими руками

 

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками

Когда не помогает технический прогресс, человечество начинает задумываться о природных источниках необходимой энергии, благодаря которым можно обогреть и осветить свой дом. Вот основные из них:

Рассмотрим идею создания генератора из биоотходов. Действие его будет аналогично природному газу: отходы помещают в закрытую емкость, в результате их разложения выделяются метан и сероводород с углекислотой. Такие источники энергии используются на животноводческих фермах, и тем, кто желает перенять опыт, необходимо либо иметь собственное хозяйство, либо регулярно получать его отходы, и где-то их хранить. Хозяйством занимаются многие, у кого есть частные дома (например, держат кур), так что попробовать вполне можно.

Для создания генератора нужна емкость, которая будет герметично закрываться. В ней должен быть смонтирован специальный шнек для того, чтобы перемешивать отходы. Также, помимо отверстия для загрузки биоматериала, необходима трубка для отвода газа и штуцер для выемки отработанных отходов. Кстати, их можно использовать для удобрения земли и получения хорошего урожая. Повторюсь, что герметичность емкости крайне обязательна, иначе никакой энергии создать не получится. Если емкость не будет использоваться постоянно, то в ней нужен будет еще и клапан для сброса давления.

Итак, подберите размер емкости в зависимости от того, какое количество биоматериала вы планируете использовать. Выберите место для установки конструкции. Имейте в виду, что 1 тонна отходов ориентировочно дает 100 кубов газа. Дабы процесс развивался более динамично – необходимо организовать подогрев емкости. Для этого вам понадобится либо змеевик, либо установка ТЭНа. Бактерии, содержащиеся в отходах, становятся активными при нагревании.

Когда емкость нагреется до нужной температуры – подогрев должен отключиться автоматически. Газ, который получится при этом, преобразовывается в электричество через газовый генератор.

Чтобы использовать энергию ветра, также понадобится генератор, аккумулятор с контроллером для измерения уровня заряда и преобразователь напряжения. Все схемы ветрогенераторов работают по единому принципу. На собранную раму крепятся поворотный узел, лопасти и генератор на станине. Затем монтируется лопата с пружинной стяжкой. Генератор соединяют с поворотным узлом и устанавливают токосъемник. Далее провода подводят к батарее. При выборе пропеллера обратите внимание на его диаметр: от этой величины зависит, какое количество лопастей будет оптимальным для вашего ветрогенератора, и собственно – какое количество энергии он сможет генерировать.

Как вы видите, ничего сложного в монтаже и установке генераторов электроэнергии нет. Необходима, конечно, определенная сноровка, но чего не сделаешь в целях экономии средств! Помните только, что источники энергии (биоотходы и ветер) также должны быть постоянными.

Следующий вид альтернативного источника энергии – тепловой насос. Его устройство сложнее, а монтаж более затратный, поскольку предполагает бурение скважин на участке. Поэтому вряд ли он подойдет неискушенному владельцу загородного дома. Кроме того, будет необходим еще и водоем.

Остановимся лучше кратко на солнечных батареях. Их собрать немного проще, потому, что можно купить готовые фотоэлементы. На них есть отметки о мощности в вольт-амперах, поэтому вы сможете рассчитать, какое количество фотоэлементов вам необходимо.

Чтобы собрать корпус солнечной батареи вам понадобится лист фанеры. К нему вы прибьете деревянные рейки и просверлите отверстия для вентиляции. Внутрь необходимо поместить лист ДВП, на котором будет размещена уже готовая (спаянная) цепь фотоэлементов. Останется только проверить работоспособность цепи и прикрутить оргстекло. Вот, пожалуй, и все.

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками


Экология потребления.Усадьба:Сегодня мы поговорим об альтернативных источниках энергии. Тарифы на электроэнергию растут день ото дня. А в некоторый районах

Источник: econet.ru

 

Собираем альтернативный источник энергии: лучшие идеи для частного дома

Генератор из биоотходов

Биогаз – это экологически чистый вид топлива. Используют его аналогично природному газу. Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в ёмкость, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислоты.

Данную технологию активно используют в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы в домашних условиях получать биогаз непрерывно, нужно иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Для сооружения такой установки понадобится герметичная ёмкость с вмонтированным шнеком для перемешивания, патрубок для отвода газа, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отработанных отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, то понадобится установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы у ёмкости не сорвало «крышу». Порядок действий следующий.

  1. Выбираем место для обустройства ёмкости. Размер подберите исходя из количества имеющихся отходов. Для эффективной работы целесообразно её заполнение на две трети. Резервуар может быть металлическим или из армированного бетона. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой ёмкости. Из тонны отходов выйдет 100 кубов газа.
  2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, потребуется подогрев содержимого. Его можно осуществить несколькими путями: под ёмкость поместить змеевик, подключенный к системе отопления или установить ТЭНы.
  3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определённой температуре они становятся активными. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит обогрев при поступлении новой партии и отключит, когда отходы прогреются до заданной температуры.

Полученный газ можно преобразовать в электричество через газовый электрогенератор.

Совет. Отработанные отходы используются в качестве компостного удобрения для садовых грядок.

Энергия из ветра

Наши предки давно научились применять энергию ветра для своих нужд. В принципе, с тех пор конструкция почти не изменилась. Только жернова сменил привод генератора, преобразующий энергию вращающихся лопастей в электричество.

Для изготовления генератора понадобятся следующие детали:

  • генератор. Некоторые используют мотор от стиральной машинки, слегка преобразовав ротор;
  • мультипликатор;
  • аккумулятор и контроллер его заряда;
  • преобразователь напряжения.

Существует множество схем самодельных ветрогенераторов. Все они комплектуются по одному принципу.

  1. Собирается рама.
  2. Устанавливается поворотный узел. За ним монтируются лопасти и генератор.
  3. Монтируют боковую лопату с пружинной стяжкой.
  4. Генератор с пропеллером крепится на станину, затем её устанавливают на раму.
  5. Подсоединяют и соединяют с поворотным узлом.
  6. Устанавливают токосъёмник. Соединяют его с генератором. Провода подводят к батарее.

Тепловой насос

Чтобы получить энергию из земных глубин, потребуется соорудить достаточно сложное устройство, которое позволит получать альтернативную энергию из грунтовых вод, самого грунта или из воздуха. Чаще всего такие устройства применяют для обогрева помещений. По сути, агрегат представляет собой большую холодильную камеру, которая при охлаждении окружающей среды преобразует энергию и отдаёт в виде тепла с высоким потенциалом. Составляющие системы:

  1. Наружный и внутренний контур с фреоном.
  2. Испаритель.
  3. Компрессор.
  4. Конденсатор.

Коллектор можно установить вертикально, если площадь участка не позволяет установить горизонтальный. Бурят несколько глубоких скважин и опускают в них контур. Горизонтально его располагают в грунт на глубину полтора метра. Если дом расположен на берегу водоёма, теплообменник прокладывают в воде.

Компрессор можно взять от кондиционера. Конденсатор изготавливается из 120 л бака. В ёмкость вставляется медный змеевик, по нему будет циркулировать фреон, и вода из отопительной системы начнёт прогреваться.

Испаритель изготавливается из пластиковой бочки объёмом более 130 литров. В этот бак вставляется ещё один змеевик, его совмещение с предыдущим будет осуществляться через компрессор. Патрубок испарителя делают из обрезка канализационной трубы. Посредством патрубка регулируется поступление воды из водохранилища.

Испаритель опускается в водоём. Вода, обтекая его, побуждает испарение фреона. Газ поднимается в конденсатор и отдаёт тепло воде, которая окружает змеевик. Теплоноситель циркулирует в системе отопления, обогревая помещение.

Совет. Температура воды водоёма не имеет значения, важно лишь её постоянное наличие.

Энергия солнца — в электричество

Солнечные панели впервые начали делать для космических кораблей. В основе устройства лежит способность фотонов создавать электрический ток. Вариаций конструкции солнечных батарей великое множество и каждый год они совершенствуются. Самостоятельно изготовить солнечную батарею можно двумя способами:

Способ №1. Купить готовые фотоэлементы, собрать из них цепь и накрыть конструкцию прозрачным материалом. Работать нужно предельно осторожно, все элементы очень хрупкие. Каждый фотоэлемент имеет маркировку в вольт-амперах. Посчитать нужное количество элементов для сбора батареи необходимой мощности не составит большой сложности. Последовательность работы такая:

  • для изготовления корпуса понадобится лист фанеры. По периметру прибиваются деревянные рейки;
  • в листе фанеры сверлятся отверстия для вентиляции;
  • внутрь помещается лист ДВП со спаянной цепью фотоэлементов;
  • проверяется работоспособность;
  • на рейки прикручивается оргстекло.

Способ №2 требует знаний электротехники. Электрическая цепь собирается из диодов Д223Б. Спаивают их по рядам последовательно. Помещают в корпус, накрытый прозрачным материалом.

Фотоэлементы бывают двух видов:

  1. Монокристаллические пластины обладают КПД 13% и прослужат четверть века. Безупречно работают только в солнечную погоду.
  2. Поликристаллические имеют КПД ниже, их срок службы всего 10 лет, но мощность не падает при облачности. Панель площадью 10 кв. м. способна произвести 1КВт энергии. При размещении на крыше стоит учитывать общий вес конструкции.

Готовые батареи размещают на самой солнечной стороне. Панель необходимо оснастить возможностью регулировки наклона угла по отношению к Солнцу. Вертикальное положение устанавливают во время снегопадов, чтобы батарея не вышла из строя.

Солнечную панель можно использовать с аккумулятором или без него. Днём потреблять энергию солнечной батареи, а ночью — аккумулятора. Либо днём пользоваться солнечной энергией, а ночью — от центральной сети электроснабжения.

Самодельная гидроэлектростанция

При наличии на участке ручья или водоёма с плотиной дополнительным источником альтернативной электроэнергии станет самодельная гидроэлектростанция. В основе устройства лежит водяное колесо, а мощность будет зависеть от скорости течения воды. Материалы для изготовления генератора и колеса можно взять от автомобиля, а обрезки уголка и металла найдутся в любом хозяйстве. Кроме этого, понадобится кусок медного провода, фанера, смола полистироловая и неодимовые магниты.

  1. Делается колесо из 11 дюймовых дисков. Из стальной трубы изготавливаются лопасти (режем трубу вдоль на 4 части). Потребуется 16 лопастей. Диски стягиваются болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лопасти привариваются сваркой.
  2. Изготавливается сопло по ширине колеса. Его делают из обрезка металла, выгнув по размеру и соединив сваркой. Сопло настраивают по высоте. Это позволит отрегулировать водяной поток.
  3. Сваривается ось.
  4. Устанавливается колесо на ось.
  5. Делается обмотка, заливаются смолой катушки – статор готов. Собираем генератор. Из фанеры изготавливается шаблон. Устанавливают магниты.
  6. Генератор защищают металлическим крылом от водяных брызг.
  7. Колесо, ось и крепежи с соплом покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
  8. Регулировкой сопла добиваются наибольшей мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капиталовложений и производят энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг ощутимо снизит расходы на электроэнергию. Для сбора агрегата понадобятся только умелые руки и ясная голова.

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками, видео


Инженеры создали ряд устройств, которые можно сделать своими руками для возобновления энергоресурсов. Статья расскажет об устройствах для получения энергии.

Источник: dachadizain.ru

 

Альтернативное отопление частного дома своими руками

Здесь вы узнаете:

Расценки на коммунальные услуги постоянно растут, что вынуждает людей использовать более экономичные и дешевые источники тепла. Для этого разработано множество технологий, позволяющих вырабатывать тепловую энергию с минимальными денежными затратами. Альтернативные источники энергии для частного дома позволяют оптимизировать затраты и получить недорогое тепло для отопительных систем. Что же это за источники? Об этом мы поговорим в рамках данного обзора.

Самые распространенные альтернативные источники тепла:

  • Солнечная энергия – доступна во многих регионах, причем почти бесплатно;
  • Тепловые насосы – нельзя сказать, что это самый экономичный вариант обогрева, но смысл в использовании все-таки есть;
  • Топливные брикеты и биотопливо – созданны природой;
  • Ветрогенераторы – дорогое оборудование, позволяющее задействовать дармовую энергию ветра;
  • Инфракрасное отопление – отличная альтернатива обычному водяному отоплению.

Поговорим обо всем более подробно и вычислим их сильные и слабые стороны.

Котел на биотопливе

Человечество, в результате своей деятельности, производит гигантское количество отходов. Многие из них имеют биологическую природу и не вредят экологии. К ним относятся древесные щепки, кукурузные початки, солома, торф и многое другое. Все это прекрасно горит, о чем свидетельствуют взрывы на деревообрабатывающих комбинатах и горящие торфяники. Поэтому подобным видам топлива уделяется все большее внимание – на рынке начали появляться прессованные брикеты, пеллеты, торф в гранулах, прессованная древесина и прочие продукты, изготовленные из растительных материалов.

В результате на свет появляется экологически чистое топливо, которое можно использовать для обогрева частных домов. Оно не загрязняет окружающую среду, избавляя ее от гор ненужного мусора. Естественно, что та же древесная стружка может сгнить самостоятельно, никак не повлияв на экологию. Но зачем пропадать столь ценному материалу, который может стать отличным альтернативным источником? Достаточно только спрессовать ее и придать удобную для применения форму.

Тепловые насосы

Тепловая альтернативная энергия окружает нас повсюду. Она есть в земле, воде и даже в воздухе. Поэтому нам ничто не мешает аккумулировать ее и подавать в обогреваемые помещения. Например, тепло может быть извлечено из незамерзающих слоев грунта, начинающихся уже в нескольких метрах под землей. Тепловые насосы закачивают туда специальный теплоноситель, испаряющийся при низких температурах. Наверху он конденсируется и отдает тепло в помещения (примерно таким образом работает холодильник, забирая тепло у продуктов и отдавая его в атмосферу через радиатор).

Тепловые насосы не являются автономными источниками тепла, так как для их работы нужна электроэнергия. Но если сравнивать «прожорливость» классических электрических отопительных систем и систем, построенных на базе тепловых насосов, то экономичность может достигать 20-30%, в зависимости от источника тепловой энергии и эффективности оборудования. Откуда выгоднее брать тепло?

  • Из воздуха – специалисты отмечают невысокую стоимость оборудования, но оно будет эффективным только в теплых регионах, так как падение температуры воздуха приводит к падению эффективности работы теплового насоса;
  • Из грунтовых вод – подводные течения, расположенные ниже линии промерзания грунта, никогда не замерзают и являются отличным источником тепла;
  • Из грунта – тепла в земле очень много, так как на глубине уже нескольких метров температура всегда положительная.

Любой из этих источников можно использовать для обогрева своего жилища.

Солнечные коллекторы

Солнце поставляет на нашу планету гигантское количество тепловой и световой энергии. Человек давно стремится овладеть этой альтернативной энергией, но сталкивается с многочисленными проблемами. Главное проблемой является ограниченное количество энергии, получаемой на 1 кв. м. земной поверхности. Поэтому солнечные коллекторы, используемые для аккумуляции тепла от нашей родной звезды, обладают достаточно большими размерами.

Солнечные коллекторы устанавливаются на крыше и служат для генерации почти дармового тепла. Оно поступает в отопительную систему и передается в обогреваемые помещения. Благодаря достижениям разработчиков, такие системы могут показать неплохую эффективность. Отпугивают только большая стоимость оборудования и низкая эффективность в пасмурную или в очень холодную погоду.

Альтернативой солнечным коллекторам становятся солнечные электрические батареи. Они генерируют электроэнергию, которая потом превращается в тепло, создаваемое электрическими котлами. Но для получения достаточного количества электроэнергии придется заставить солнечными батареями всю крышу, потратив на это приличную сумму денег. Впрочем, для некоторых районов солнечные батареи и коллекторы могут стать наиболее приемлемыми.

Ветряные генераторы тепла

Создавая альтернативное отопление частного дома своими руками, можно обратить внимание не только на биотопливо и солнечные коллекторы/батареи, но и на ветряные генераторы. Они обеспечивают генерацию электроэнергии, которая трансформируется в тепло. Стоимость оборудования не очень высока, но его применение оправдано лишь в том случае, если в данной местности постоянно дуют ветра. Хорошую эффективность показывают ветряные генераторы с вертикальными роторами, вращающимися при любом направлении ветра.

Инфракрасное отопление

Многие знакомы с системами теплых полов – они монтируются не только в кухнях и в ванных, но и в жилых помещениях. В последние годы на рынке появилась альтернатива жидкостным теплым полам, в которых источником обогрева является теплоноситель из отопительной системы – это специальная инфракрасная пленка, работающая от электроэнергии. Она укладывается под напольное покрытие, заставляя его излучать тепло. Таким образом, здесь отсутствуют лишние тепловые потери, присутствующие в традиционных электрических и водяных теплых полах.

Альтернативные источники энергии для частного дома для отопления


Популярные альтернативные источники энергии для частного дома – пробуем обогревать частные дома с помощью нестандартных решений.

Источник: remont-system.ru

 

Энергетика

В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже испо.

Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам.

Как уже неоднократно говорилось, существует масса альтернативных источников энергии, обладающих поистине неограниченным потенциалом. Человечество должно научит.

Как ни крути, а все запасы энергии, которые есть на Земле – это результат воздействия Солнца. Соответственно, вся нетрадиционная энергетика основывается на испо.

Казалось бы, солнечной энергии должно хватить человечеству на века. Это практически неисчерпаемый источник энергии. Но дело в том, что непосредственное применение.

Устройство ставится и умещается в выключателе или рядом с ним. Оно позволяет плавно включать эл. лампу, т. е. до номинального значения увеличить ток через лампу.

Если вы когда-нибудь задавались вопросом: что такое тепловой аккумулятор, как он работает и какую пользу можете из этого извлечь лично вы, то читайте эту статью.

Еще в 1988 г., германский доктор Вольфганг Файст вместе с профессором Бо Адамсоном (из Швеции) предложили необыкновенную схему оборудования обычного здания. Сут.

Наш заголовок — не шутка и не опечатка. Ветер действительно может обогреть жилище. Правда, для этого потребуется собрать ветряной генератор, об этом и пой.

Экологически чистая энергия из возобновляемых природных источников – это весьма перспективная тема для ведения рационального хозяйства. Солнечные электростанции.

Я хочу предложить читателям интересное на мой взгляд и полезное устройство – портативную ветроэлектростанцию. В летнее время я с семьей часто отдыхаю на берегу.

Этим вопросом я задался, когда готовился пойти в поход на байдарках на две недели. Электроэнергия требовалась, прежде всего, для восполнения заряда аккумуляторо.

Цена солнечных батарей в России сейчас достаточно высока. Это обуславливается их малой распространенностью и отсутствием собственных производств.

Немаловажную роль в формировании себестоимости выпускаемой продукции играет экономия электрической энергии, а именно рационального использования освещения цехов.

В хозяйстве радиоконструктора всегда найдутся старые диоды и транзисторы от ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. В умелых руках это – богатство, кот.

Это возможно самая важная вещь, которую вы когда-либо читали! Похоже, что изобретатель из США Стэнли Мэйер разработал электрическую ячейку, которая позволяет.

В последнее время все большее внимание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и .

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхрон.

Стандартная схема включения люминесцентных ламп не лишена недостатков: гудит дроссель, глючит стартер, лампы моргают и никак не хотят загораться.

Оказывается этот загадочный обогреватель ВИН устроен очень просто и его легко можно собрать прямо у себя дома. Рассмотрим вкратце принцип действия. В основу ра.

Альтернативная энергия на сайте полезных самоделок


Энергетика В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже испо. Как

Источник: electro-shema.ru

 

Источники альтернативной энергии своими руками

На сегодняшний день вопросы энергосбережения стоят очень жестко, особенно на территории некоторых независимых государств из числа бывших республик Советского Союза. Одна из самых обсуждаемых на многих форумах тем касается финансовой целесообразности монтажа источников, обеспечивающих снижение энергопотребления. Альтернативная энергия своими руками — существует ли эффективное решение? В этом вопросе и попробуем разобраться.

Электростанция своими руками

Типы установок для получения дешевой тепловой и электрической энергии

Стоит сразу оговорить тот факт, что альтернативные источники энергии своими руками создать вряд ли получится. Но существует возможность применения оборудования, выпускаемого в промышленных масштабах. Именно монтаж таких устройств способен не только сократить расходы на электро- и теплоснабжение, но и полностью исключить зависимость от центральных энергетических сетей.

Технологически все установки альтернативной энергии можно разделить на два основных типа:

  • Устройства для получения электрической энергии.
  • Агрегаты, применяемые для получения тепловой энергии в чистом виде или для генерации газообразного топлива для котельного оборудования.

Установки автономного электроснабжения

Среди существующих устройств для получения бесплатной электроэнергии массовое применение нашли следующие виды оборудования:

Альтернативная энергия своими руками


Типы установок для получения дешевой тепловой и электрической энергии: разновидности, достоинства и недостатки. Установки автономного электроснабжения: типы,

Источник: canalizator-pro.ru

 

Альтернативные источники электроэнергии для частного дома: своими руками

На чтение 14 мин Просмотров 183 Опубликовано Обновлено

Энергоносители помогают обеспечивать функции всех коммуникационных линий. При временном отсутствии основных магистралей можно использовать альтернативные источники электроэнергии. Они не так популярны, как традиционные, но выгоднее в плане эксплуатации и практически не вредят окружающей среде.

Откуда и в каком виде получить энергоресурсы

Использование солнечных панелей

Традиционными энергоисточниками являются тепловые, атомные и гидроэлектрические станции. Альтернативное энергоснабжение может самовосстанавливаться, является эффективным, дешевым и экологически безопасным. По факту энергия есть в природных ресурсах, нужно только попытаться ее извлечь. Без специальных навыков можно выполнить следующие работы:

  • устанавливать солнечные коллекторы и батареи, чтобы запитывать освещение или греть воду;
  • монтировать ветрогенераторы;
  • использовать тепловые насосы для отопления дома за счет тепла воды, земли или воздуха;
  • применять биогазовые установки для переработки отходов животных, птиц, человека.

Минус нетрадиционных энергоисточников – большие финансовые вложения для их организации.

Источники возобновляемой энергии

Ветрогенераторы на крыше частного дома

По причине ограниченности топливных ископаемых ученые всего мира разрабатывают и внедряют в эксплуатацию энергоисточники будущего. К возобновляемым относятся:

  • Генераторы электричества – на территории России чаще всего используются электрические, бензиновые и газовые. Последний работает на сжиженном и природном топливе, за счет малошумности применяется в быту и является долговечным.
  • Энергия солнца – человек пользуется электромагнитным излучением. Источник электричества и автономного отопления бесшумный, экологически безопасный.
  • Ветряные установки – функционируют на основании трансформации кинетической энергии ветра в механическое вращение турбины, вырабатывающей переменный ток. Горизонтальные и вертикальные ветряки отличаются высоким КПД.
  • Биотопливо – оптимальными вариантами будут жиры масличных культур, водоросли, газ от брожения органических отходов.
  • Станции с водяным колесом – удобный энергоисточник, если рядом с домом имеется река. Турбинное колесо приводится в движении при помощи водных потоков.
  • Геотермальные решения – на сейсмически активных территориях преобразовывают тепло, возникающее в момент выброса геотермальной воды.

Россия располагает несколькими солнечными станциями – в Оренбургской области (мощность 40 МВт), в Республике Башкортостан (мощность 15 МВт), на территории Крыма (10 штук по 20 МВт каждая).

Применение энергии солнца

Подключение солнечной батареи к домашней электросети

Альтернативное электричество на основе электромагнитного солнечного излучения оправдано для людей, у которых есть дача за городом. Причина – показатель суммарной мощности в хорошую погоду не более 5-7 кВт за час. На сегодняшний день популярны несколько солнечных установок.

Солнечные батареи

Сборка устройств производится из фотоэлектрических преобразователей. Промышленные элементы конструируются из минеров, вырабатывающих ток при воздействии прямого света. В частном секторе популярны кремниевые преобразователи поли- и монокристаллического типа. Последние отличаются КПД 13-25 %, но поликристаллические дешевле. Температурный диапазон пластин – от -40 до +50 градусов.

Солнечные коллекторы

Вакуумные солнечные коллекторы

Используются для нагрева воздуха или воды. Пользователь может задать направление нагретых потоков, организовать резерв на случай плохой погоды. Производители выпускают три модификации коллекторов – воздушные, плоские и трубчатые.

  • Плоские пластиковые. Представляют собой черную и прозрачную панель в одном корпусе с центральным змеевиком из меди. При воздействии солнечных лучей нагревается нижний темный элемент. Он передает тепло медному змеевику, который греет воду. Плоский коллектор подходит для подогрева воды в бассейне или летнем душе. Минус технологии – для нагрева больших объемов требуется много элементов.
  • Трубчатые. Имеют вид вакуумных или коаксиальных трубочек из стекла. По ним стекает вода, нагретая солнцем. Тепло, сосредоточенное внутри специальной системой, нагревает воду в накопительном резервуаре. Для циркуляции водных потоков применяется нанос. Трубчатый коллектор – неплохое решение для подогрева воды в ГВС и отопления.
  • Воздушные солнечные коллекторы. Устройства напоминают плоские пластиковые модели за счет черной нижней и прозрачной верхней панели. Габаритные установки находятся на восточной или юго-восточной стене. В них за счет солнечного тепла нагревает воздух, подаваемый в дом и хозяйственные помещения специальными вентиляторами.

Солнечная энергия лучше всего подходит для теплых полов.

Самостоятельное изготовление солнечных панелей

Солнечные установки – альтернатива традиционному электричеству, которая в готовом виде стоит дорого. При собственноручной сборке можно снизить себестоимость конструкции в 3-4 раза. Перед началом создания солнечной панели нужно понять принцип ее функционала.

Как работает система солнечного электроснабжения

Для представления принципа работы стоит начать с конструкции. Устройство солнечных энергоисточников включает:

  • солнечную панель – комплекс узлов преобразования солнечного света в электронный поток;
  • АКБ – в системе их несколько, количество зависит от мощности потребителей;
  • контроллер заряда – обеспечивает нормальную зарядку АКБ без перезарядки;
  • инвертор – трансформирует ток низкого напряжения с батарей в ток высокого напряжения (для дома хватит 3-5 кВт).

Солнечные батареи по отдельности производят токи с низким напряжением (около 18-21 В), чего хватает для зарядки аккумулятора на 12 вольт.

Создание солнечной батареи

Материалы для изготовления солнечной панели

Сборка батареи производится из модульных фотоэлементов. В одном бытовом модуле находится 30, 36 и 72 элемента. Они соединяются последовательно с источником питания, максимальное напряжение которого – 50 В.

Для корпусной части понадобятся деревянные брусья, ДВП, оргстекло и фанера. Дно бокса вырезается из фанеры и вставляется в рамку из брусков 25 мм в толщину. По периметру рамы проделываются отверстия. Для предотвращения перегрева элементов шаг сверления должен составлять 15-20 см.

Для размера дна подсчитайте количество фотоэлементов и замеряйте каждый.

Сборка солнечной панели

Из ДВП канцелярским ножом вырезается подложка из ДВП с вентиляционными отверстиями. Их изготавливают по квадратно-гнездовой схеме с отступом на 5 см. Затем:

  1. Элементы укладываются верхней частью на подложку и распаиваются.
  2. Соединения производятся последовательно, порядово.
  3. Готовые ряды присоединяют на шины, проводящие ток.
  4. Элементы переворачивают и крепят в посадочном месте силиконом.
  5. Проверяют параметры напряжения на выходе. Его диапазон составляет от 18 до 20 В.
  6. 2-3 дня производят обкатку батареи для тестирования заряжающей способности.
  7. По окончании проверки стыки герметизируют.
Подготовка панели к монтажу

Покрасьте и просушите подложку 2 раза.

После проверки функционирования собирают солнечную панель:

  1. Выводят контакты входа и выхода наружу.
  2. Вырезают крышку из оргстекла и фиксируют ее саморезами на заранее проделанные отверстия.
  3. При использовании диодной цепи из 36 диодов с напряжением 12 В с детали снимают краску ацетоном.
  4. В пластиковой панели проделываются отверстия, вставляют и распаиваются диоды.

На последнем этапе выполняется монтаж и ориентирование солнечной панели для облегчения доступа обслуживания и эффективности получения энергии.

Правила монтажа солнечной панели

Подключение солнечной батареи

Промышленные модификации могут вращаться самостоятельно. Бытовые устройства необходимо выставлять по нескольким параметрам:

  • Удаление от затененных участков – дерево или высокий дом рядом сделают работу прибора неэффективной.
  • Ориентир на солнечную сторону. Жители северного полушария ориентируют конструкцию на юг, южного – на север.
  • Угол наклона – привязывается к географической широте участка. Летом солнечную панель лучше наклонять на 30 градусов к линии горизонта, зимой – на 70 градусов.
  • Наличие доступа для обслуживания – уборки пыли, грязи, налипшего снега.

Устройство будет эффективным в случае прямой направленности лучей солнца на крышку.

Особенности ветрогенераторов

Вертикальный ветрогенератор

Источники ветровой электроэнергии работают по принципу преобразования кинетической энергии в механическую, а затем – в переменный ток. Электричество можно получить при минимальной скорости ветрового потока от 2 м/с. Оптимальной является скорость ветра от 5 до 8 м/с.

Виды ветряных генераторов

По типу крепления ротора существуют модификации:

  • Горизонтальные – отличаются минимальным количеством материалов для изготовления и большим КПД. Минусы прибора заключаются в высокой монтажной мачте и сложности механической части.
  • Вертикальные – работают в большом диапазоне ветровой скорости. Специфика генератора – необходимость дополнительной фиксации мотора.

По количеству лопастей существуют одно- или многолопастные модели. По материалу лопасти классифицируются на парусные и жесткие. Винтовой шаг установки бывает изменяемым (можно выставить рабочую скорость) и фиксируемым.

При строительстве ветровой установки обязательно создается и укрепляется фундамент.

Конструкция ветрогенератора

Конструкция ветрогенератора

Готовый ветряной генератор состоит из таких частей:

  • вышка – ставится в ветреной зоне;
  • лопастный генератор;
  • контроллер лопастей – преобразует переменный ток в постоянный;
  • инвертор – трансформирует постоянный ток в переменный;
  • накопительный аккумулятор;
  • резервуар для воды.

Накопительная АКБ сглаживает разницу в сезон ветров и период штиля.

Изготовление тихоходного ветрогенератора из генератора машины

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора

Поскольку комплект для сборки ветрогенератора стоит от 250 до 300 тыс. руб, конструкцию целесообразно сделать собственноручно. Понадобится генератор автомобиля и аккумуляторная батарея.

Лопасти обеспечивают работу других устройств ветряка. Самостоятельно их можно изготовить из ткани, металла или пластиковой трубы следующим образом:

  1. Выбрать материал с хорошей ветроустойчивостью – толщиной от 4 см.
  2. Рассчитать длину лопасти так, что диаметр трубы равнялся 1/5.
  3. Обрезать трубу и применять ее в качестве шаблонов.
  4. Пройтись по краям всех элементов наждачкой для удаления неровностей.
  5. Зафиксировать пластиковые лопасти на диске из алюминия.
  6. Произвести балансировку колеса посредством фиксирования в горизонтальном положении.
  7. Обточить края ветрового колеса при вращении.

Оптимальная схема лопастей – большое количество, но меньший размер.

Мачта должна быть надежной, прочной и не раскачиваться

Проект изготовления мачты нужно начать с выбора материала. Понадобится стальная труба длиной 7 м и диаметром 150-200 м. При наличии препятствий колесо поднимается выше их на 1 м.

Для дополнительной устойчивости конструкции изготавливаются колышки под растяжку из стального или оцинкованного троса 6-8 мм в толщину. Мачту и колышки нужно забетонировать.

Процесс переделки автогенератора заключается в перемотке старторного узла и создании ротора на основе неодимовых магнитов. В приборе просверливаются отверстия под них. Магниты нужно ставить, чередуя полюса и заполнять пустоты эпоксидкой.

Ротор оборачивается бумагой для перемотки катушки в одном направлении по трехфазной схеме. На последнем этапе генератор тестируется – при 300 оборотах должно показывать 30 В.

Чем больше витков на катушке, тем эффективнее работает генератор.

Альтернативные ветровые источники тепла и электрической энергии собираются после изготовления поворотной оси. Понадобится труба с двумя подшипниками и хвостовая часть из оцинкованного листа 1,2 мм в толщину.

Генератор крепится к мачте посредством рамы их профтрубы. Расстояние от балки до лопастей должно быть больше 25 см. После сборки базовой конструкции монтируются контроллер заряда, инвертор и АКБ.

Отопление дома при помощи тепловых насосов

Отопление с помощью тепловых насосов

Европа уже несколько лет использует тепловые насосы, взаимодействующие со всеми альтернативными видами электроэнергии. В летнее и зимнее время установки забирают тепло из почвы, воздуха, воды и направляют его на обогрев помещения.

Разновидности тепловых насосов

В зависимости от потребностей в обогреве можно подобрать модели с 1, 2, 3 контурами, 1-2 конденсаторами. Они будут работать на нагрев и охлаждение либо исключительно на нагрев.

По типу энергоисточника и способу добычи электроэнергии устройства бывают:

  • Воздух-вода. Тепловые потоки забираются из воздуха и нагревают воду. Системы подходят для климатических зон с зимней температурой -15 градусов.
  • Земля-вода. Актуальны для умеренного климатического пояса. Монтируются в грунт посредством коллектора или зонда без разрешительных документов на бурение.
  • Вода-вода. Устанавливаются рядом с водоемами. Зимой насос за счет нагрева источника обеспечивает теплом большой дом.
  • Вода-воздух. Источник энергии – водоем. Тепловые потоки при помощи компрессора поступают в воздух. Он становится теплоносителем.
  • Земля-воздух. Почва является источником тепла, которое передается в воздух компрессором. Переносчик энергии – жидкости-антифризы.
  • Воздух-воздух. Приборы работают по принципу кондиционера – на охлаждение и обогрев.

Выбор источника тепла зависит от геологии местности и наличия препятствий для земляных мероприятий.

Как работает тепловой насос

Тепловой насос функционирует на основании цикла Карно – повышения температуры при резком сжатии теплоносителя. Поскольку устройства имеют 3 рабочих контура (2 – наружных, 1 — внутренний), конденсатор, испаритель и компрессор, схему их действия можно представить так:

  1. Теплоноситель первого контура (находится в воде, на воздухе, в земле) забирает тепло и источников с низкими потенциалами. Максимальная температура узла около + 6 градусов.
  2. Низкотемпературный носитель с низкой температурой находится во внутреннем контуре. Хладагент при нагреве испаряется, его пар в компрессоре сжимается. В этот момент выделяется тепло. Температура паров – от +35 до +65 градусов.
  3. Тепло в конденсаторе попадает на теплоноситель из контура отопления. Пары становятся конденсатом и направляются в испаритель.

Цикл работы теплонасоса постоянно повторяется.

Тепловой насос из подручных материалов

Самодельный тепловой насос

Самоделка вполне реальна, если у вас имеются рабочие детали от бытовой техники.

Для подготовки конденсатора и компрессора понадобится:

  1. Сделать компрессор насоса из компрессора холодильника либо кондиционера. Деталь фиксируют мягкой подвеской на стене котельной.
  2. Сделать конденсатор. Оптимальный вариант – резервуар из нержавейки на 100 л.
  3. Разрезать емкость болгаркой пополам, а потом вставить змеевик (медная трубка холодильника или кондиционера).
  4. После монтажа змеевика сварить половинки бака.

Для качественного шва пользуйтесь аргоновой сваркой.

Для теплового насоса нужны две скважины

Испаритель изготавливается на основе пластикового бака на 75-80 л со змеевиком из медной трубы ¾ дюйма в диаметре. Она обматывается вокруг стальной трубы 300-400 мм в диаметре. Витки фиксируются перфоуглом.

На змеевике нарезается резьба для сцепки с трубопроводом. В установку закачивается хладагент, после чего испаритель крепится на стену.

Оптимальным источником для данных альтернативных способов получения тепла и электроэнергии будет вода из скважины либо колодца. Жидкость не замерзает даже в зимнее время.

Понадобится 2 скважины:

  • для забора воды и ее подачи к испарителю;
  • для сброса отработанной воды и ее поступления на испаритель.

Автономность теплового насоса обеспечат автоматические механизмы контроля движения теплоносителя по контурам отопления и давления фреона.

Получение тепла из других альтернативных источников

Наружный контур системы прямого теплообмена

При организации первого внешнего контура насоса понадобится эффективный тепловой источник:

  • Кольцеобразные трубы в воде. Водоем без большой глубины промерзания или река обеспечивают эффективность технологии. Трубы закладываются под воду с помощью груза.
  • Термальные поля. Трубы закапывают ниже промерзания почвы – снимается большой пласт грунта.
  • Геотермальные источники. Пробуриваются скважины на большую глубину. В них заводятся контуры с теплоносителями.
  • Забортный воздух. Тепло извлекается из вентиляционных шахт или ветканалов.

Минус теплового насоса – высокая стоимость и затраты на монтаж источников тепла.

Биогазовые установки

Органическая альтернативная электроэнергия добывается с помощью биогазовых систем. Устройства позволяют перерабатывать отходы домашней птицы и животных. Получивший газ проходит очищение и сушку, а затем применяется в качестве теплоносителя. Остаточные массы будут эффективным и безопасным удобрением для грунта.

Принцип технологии

Газы образуются при брожении биологических отходов животных и птиц. Оптимальной будет анаэробная среда без доступа кислорода. В ней повышается активность мезофильные и термофильные бактерии. Для эффективности процесса массу понадобится перемешивать рукой, используя палку или механическими мешалками. В идеальных условиях в 1 л закрытой емкости, нагретой до температуры +50 градусов, получается от 4 до 4,5 л газа.

Биогазовая система для частного дома

Простейшая биогазовая установка

Простейший биореактор – емкость с крышкой и механизмом перемешивания. В крышке проделывается отверстие для шланга отвода газа. Его количества будет достаточно для 1-2 горелок.

Подземный или надземный бункер увеличивает полезный объем. Конструкция под землей изготавливается из железобетона с верхним слоем теплоизоляции. Емкость делится на отсеки. Навоз загружают в транспортер, заполняя бункер на 80-85 %. Остальная площадь используется для скопления газа. Он выводится через специальную трубку, второй конец которой находится в гидрозатворе. После осушения очищенный газ поступает в дом.

Альтернативные виды добычи тепловых ресурсов и электроэнергии в настоящее время недоступны жителям квартир. Их могут использовать жители частных домов и фермерские хозяйства. Единственный недостаток возобновляемых источников – затраты на обустройство системы, но финансовые вложения окупаются через 1-2 года эксплуатации.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Альтернативный источник энергии для дома — это решение многих домовладельцев, продиктованное тремя факторами.

  • Во-первых, далеко не во всех населенных пунктах, особенно — удаленных от областных центров, имеется исправно работающая высоковольтная магистраль;
  • Во-вторых, даже при наличии этой коммуникации, состояние местных электросетей и трансформаторных подстанций часто оставляет желать лучшего, вследствие чего аварийные отключения стали уже практически нормой;
  • В-третьих, соображения энергетической независимости от монопольных государственных тарифов на всех виды энергоресурсов мотивируют владельцев загородного жилья полагаться только на свои возможности.

Сюда же необходимо добавить сервисное обслуживание центральных линий энергоснабжения, методы которого устарели лет тридцать назад, — и тогда решение использовать альтернативные источники энергии в частном доме станет безвозвратным, убедительным и мотивирующим к конкретным действиям.

Интерес к альтернативным источникам прикован и по причине обеспокоенности вопросами экологии. Природные ресурсы, используемые в нынешнее время для продуцирования электроэнергии традиционным способом, постепенно истощаются.

Причем интенсивность уменьшения запасов вызывает тревогу всей мировой общественности. При этом увеличивается спрос на энергию — количество в каждом доме бытовых приборов и оборудования требует огромных ресурсов.

Уже сейчас в среднем расходы на оплату энергии достигают 40% семейного бюджета.

Технологические и эксплуатационные достоинства альтернативных источников энергии 

Так ли необходимы в частном доме подобные системы, если до нынешнего времени удавалось справляться и с эксплуатацией традиционных, хотя и внушающих опасение своим техническим состоянием, ЛЭП?В этом вопросе свою компетентность демонстрируют специалисты компании ИнноваСтрой, проводящие инженерные работы в частных домах, в том числе — и устройство альтернативных энергосистем.

Насколько эффективным и, главное, — необходимым, может оказаться альтернативный источник энергии для дома, можно судить по описанию его эксплуатационных достоинств:

  • Полная энергонезависимость от центральных линий электроснабжения;
  • Возможность своевременно устранять аварийные ситуации и малозначительные неполадки;
  • Возможность контролировать функциональной всех конструктивных элементов альтернативной системы;
  • Отсутствие ограничений в определении номинальной мощности;
  • Отсутствие критических перепадов в потребительской сети электроснабжения;
  • Минимизация рисков выхода из строя бытовых приборов вследствие нарушения рабочих параметров в сети;
  • Контроль безопасности при использовании альтернативных источников;
  • Свободный выбор функционального оборудования с учетом бюджетных приоритетов и технологических параметров.

Последний пункт обычно представляет наибольший интерес для тех, кто решился установить у себя альтернативный источник энергии для дома.

Экономические преимущества

Финансовые достоинства альтернативных источников проявляется, прежде всего, в возможности выбирать систему энергоснабжения в доступном ценовом диапазоне, в зависимости от типа используемых топливных ресурсов, технических характеристик, авторитетности бренда производителя и прочих условий.

При этом домовладелец не несет дополнительных издержек, характерных для централизованных сетей, включающих затраты на содержание и ремонт центральной магистрали — он покупает только то оборудование, которое будет обеспечивать энергией только его дом.

  • Еще один финансовый нюанс — это регулярные платежи. При наличии собственного альтернативного источника нет необходимости оплачивать ежемесячные коммунальные издержки, совершенно необоснованно завышенные.
  • В список экономических преимуществ нужно добавить возможность снизить затраты на монтажные работы, так как они ограничиваются только пределами дома и двора.
  • И наконец, главное достоинство — это низкая стоимость эксплуатации оборудования для альтернативных систем энергообеспечения дома.

Как следствие всех этих приоритетов — очень быстрая окупаемость таких энергетических источников. Если сюда добавить возможность внесения изменений в проект частного дома, и невысокую стоимость таких работ в компании ИнноваСтрой, то приоритетность альтернативных источников станет совершенно очевидной.

Технические преимущества

Главное техническое достоинство состоит в том, что альтернативный источник энергии для дома позволяет регулировать и контролировать эксплуатационные характеристики по усмотрению хозяина дома.Еще один очевидный «плюс» в том, что владелец оборудования всегда может отключить его за ненадобностью — при длительном отсутствии, например.

Обслуживание источников альтернативной энергетики — еще одно преимущество. Плановый технический осмотр зависит только от ответственности и желания домовладельца. При этом не нужно планировать день, чтобы подстраиваться под визит бригады из центральной службы электросетей.

Если понадобится заменить оборудование — это тоже в силах и в возможностях самого владельца.

Полная энергетическая независимость с ее техническими возможностями, которую предоставляют альтернативные источники энергии в частном доме, — это еще и независимость от государственных служб, контролирующих органов, и их не всегда компетентных действий.

Все ли так гладко? 

Казалось бы, такая технология электроснабжения частного дома должна бы уже давно вытеснить с рынка традиционные централизованные методы обеспечения энергией.

Почему же этого не происходит? Есть несколько аргументов, которые свидетельствуют не в пользу альтернативной энергетики.

Но их значимость определяется в индивидуальном порядке — для части владельцев загородных домов актуальны одни недостатки и совсем не представляют интереса другие.

Для больших загородных коттеджей может стать проблемой не слишком высокий КПД альтернативных энергетических установок.

Естественно, локальные гелиосистемы, тепловые насосы или геотермальные установки не могут сравниваться с продуктивностью даже самых старых ГЭС, ТЭЦ и тем более — атомных электростанций.

Впрочем, этот недостаток часто минимизируется за счет установки двух или даже трех систем, использованием их больше мощности. Следствием этого может стать другая проблема — для их монтажа потребуется более обширная площадь, выделить которую получается не во всех проектах домов.

Для бесперебойного обеспечения привычного для современного дома числа бытовых приборов и отопительной системы требуется большая мощность. Поэтому в проекте должны предусматриваться такие источники, которые смогут продуцировать такую мощность. А это требует солидных капиталовложений — чем мощнее оборудование, тем оно дороже.

Кроме того, в некоторых случаях (например, при использовании энергии ветра) источник может не гарантировать постоянства выработки энергии.

Поэтому необходимо оснастить всю коммуникацию накопительными устройствами.

Обычно с этой целью устанавливаются аккумуляторы и коллекторы, что влечет все те же дополнительные расходы и необходимость в выделении большего количества квадратных метров в доме.

Классификация альтернативных источников энергии 

Пока традиционные методы требуют сжигания угля в объемах, измеряемых тоннами за одну минуту, прогрессивная часть человечества пытается найти выход из вполне прогнозируемого энергетического коллапса в доступных естественных ресурсах.

Порывы ветра, энергия морских волн, невероятная мощность солнечного излучения и прочие факторы постепенно становятся на службу человека.

Уже сейчас существует классификация самих источников альтернативной энергетики и, соответственно, — оборудования для комплектации проектов частных домов.

Энергия ветра

Приручить ветер людям удалось уже 40 лет назад, когда появились первые ветрогенераторы. В сегодняшних реалиях такие установки становятся не только актуальными и востребованными — в некоторых странах оснащение ветроэлектростанциями стало тенденцией для целых регионов. В Новой Зеландии существуют целые районы, потребляющие мощность энергии ветра.

В наших условиях такая тенденция пока не приобрела признаков такой актуальности и находится в стадии становления. Тем не менее, в некоторых частных домах уже появились ветряки, продуцирующие электроэнергию даже при слабом движении ветра — от 2 до 6 метров в секунду.

В регионах с сильными порывами ветра достаточно установить мачту высотой до 15 метров, чтобы обеспечивать доступной электроэнергией несколько домов.

Там, где таких ветров мало, используются более высокие мачты — до 30-45 метров с большим размахом лопастей и их численностью до 30 штук.

Поражает энергоэффективность и экономическая рентабельность этого типа альтернативной энергетики.

Например, всего один ветрогенератор, продуцирующий 1 мВт энергии, способен за двадцатилетний период сэкономить 90 000 тонн нефти! Это же устройство избавит от необходимости сжечь за тот же период 30 тысяч тонн угля! При этом затраты на установку и эксплуатацию окупаются гораздо быстрее, чем при сооружении традиционных источников энергии.

Несколько омрачает эффективность источников с ветряной энергией необходимость использования аккумуляторов. При непостоянстве и разнице в силе ветра продуцирование электроэнергии этим источником нельзя назвать стабильным.

Поэтому приходится накапливать ее излишки в аккумуляторных батареях. Недостаток этого метода в том, что стоимость самих аккумуляторов занимает 25-30% всего бюджета на оснащение этого альтернативного источника энергии.

К тому же при частой эксплуатации аккумуляторы имеют непродолжительный период жизни.

Энергия солнца

Солнечные альтернативные источники энергии для частного дома более продуктивны и более прогрессивны в сравнении даже с ветрогенераторами. Гелиосистемы состоят из солнечных коллекторов, принимающих солнечную энергию и распределяющих ее, а также из системы аккумуляторов и емкости для теплоносителя.

Существует два типа гелиоустановок:

  • С плоскими коллекторами;
  • С вакуумными коллекторами.

В средней полосе более актуальны трубчатые вакуумные коллекторы.

Эффективность гелиосистемы практически безгранична — по подсчетам ученых, на 1 квадратный метр попадает примерно 150-300 Вт солнечной энергии в сутки, что эквивалентной использованию 100 метров кубических газа или 100-120 литров дизельного топлива.Достоинством этой системы является том, что подобные альтернативные источники энергии для частного дома могут работать даже в пасмурную погоду, несмотря на отсутствие солнца.

Геотермальная энергетика

Использование энергии недр земли — еще одно перспективное направление в современной энергетике. Продуцирование энергии осуществляется с помощью специальных устройств — тепловых насосов. Перекачивая теплую подземную воду и охлаждая ее, такие насосы отбирают у нее тепловую энергию, преобразуя ее в электрическую энергию.

При этом они способны сами себя обеспечить электричеством для поддержания функциональности. Коэффициент расхода и производства электроэнергии составляет 1,6 единиц.

Поэтому выделенной энергии вполне хватает на обеспечение потребительской сети и для работы самого насоса.

Любопытно и то, что во время вырабатывания электроэнергии может одновременно происходить подогрев теплоносителя для отопительной системы за счет нагрева вращательных элементов в конструкции теплового насоса.

Биологические источники

Эту категорию представляют альтернативные источники энергии в частном доме, которые используют в качестве сырья биологические компоненты растительного или животного происхождения.

Например, для продуцирования биогаза разработаны автономные системы и целые производственные комплексы, работающие за счет выделения энергии из навоза, отходов растительности и даже древесных отходов.Наука обнаруживает все новые возможности использования биоресурсов для продуцирования энергии.

Например, недавно начались исследования по аккумулированию солнечной энергии с участием обычных водорослей.Из сахарной свеклы можно вырабатывать биотопливо, на котором могли бы работать бензиновые или дизельные электрогенераторы.

Аналогично такое альтернативное топливо вырабатывается и из рапса, сои и кукурузы.

Другие виды альтернативной энергетики 

В последние годы интерес к использованию альтернативных источников энергии вырос, вследствие чего начали реализовываться проекты с использованием космических технологий — многочисленные спутники могут аккумулировать и передавать на землю энергию уже со стабильными характеристиками. Кроме того, в приморских регионах устанавливаются станции, вырабатывающие энергию за счет движения волн. Еще одно направление современной энергетики — получение электричества при разряде грозы.

Проектирование домов с альтернативными источниками энергии 

Как видно, уже сейчас человечество имеет в своем распоряжении вполне реальные, эффективные, обладающие высокой продуктивностью современные источники альтернативной энергии для дома.

Задача проектировщиков, строителей и даже самого застройщика — в том, чтобы выбрать максимально выгодную альтернативную систему с учетом климатических условий, технических особенностей проекта, доступности того или иного источника.

И только опытные и компетентные специалисты из профессионального штата сотрудников компании ИнноваСтрой могут наиболее рационально справиться с этой задачей.

Ведь недостаточно просто спроектировать дом — необходимо оформить его ввод в эксплуатацию при наличии альтернативных источников энергии.

Да и сам проект необходимо подготовить таким образом, чтобы эти источники могли гармонично вписываться в общую концепцию стиля, и полностью соответствовали проектным нормативам, требованиям государственной стандартизации и соображениям безопасности.Узнать немного больше о принципах, классификации и методах альтернативных источников энергии можно из предлагаемых видеоматериалов, размещенных ниже:

Альтернативные источники энергии

Пост опубликован: 30 ноября, 2017

Когда запасы традиционных источников энергии, таких как нефть, газ и уголь, неумолимо уменьшаются и их стоимость достаточно высока, а использование приводит к образованию парникового эффекта на планете, все большее количество стран в своей энергетической политике, обращают свои взоры в сторону альтернативных источников энергии.

Что это такое

Альтернативные источники энергии – это экологически чистые, возобновляемые ресурсы, при преобразовании которых, человек получает электрическую и тепловую энергию, используемую для своих нужд.

К таким источникам относятся энергия ветра и солнца, воды рек и морей, тепло поверхности земли, а также биотопливо, получаемое из биологической массы животного и растительного происхождения.

Виды альтернативной энергетики

В зависимости от источника энергии, который в результате преобразования позволяет получать человеку электрическую и тепловую энергии, используемые в повседневной жизни, альтернативная энергетика классифицируется на несколько видов, определяющих способы ее генерации и типы установок служащих для этого.

Энергия солнца

  • Солнечная энергетика основана на преобразовании энергии солнца, в результате которого получается электрическая и тепловая энергии.
  • Получение электрической энергии основано на физических процессах, происходящих в полупроводниках под воздействием солнечных лучей, получение тепловой – на свойствах жидкостей и газов.
  • Для генерации электрической энергии комплектуются солнечные электростанции, основой которой служат солнечные батареи (панели), изготавливаемые на основе кристаллов кремния.
  • Основой тепловых установок — служат солнечные коллекторы, в которых энергия солнца преобразуется в тепловую энергию теплоносителя.
  • Мощность подобных установок зависит от количества и мощности отдельных устройств, входящих в состав тепловых и солнечных станций.

Энергия ветра

Ветровая энергетика основана на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в электрическую энергию, используемую потребителями.

Основой ветровых установок служит ветровой генератор.Ветровые генераторы различаются по техническим параметрам, габаритным размерам и конструкции: с горизонтальной и вертикальной осью вращения, различным типом и количеством лопастей, а также по месту их расположения (наземное, морское и т.д.).

Сила воды

Гидроэнергетика основана на преобразовании кинетической энергии водных масс в электрическую энергию, которая также используемую человеком в своих целях.

К объектам данного вида относятся гидроэлектростанции различной мощности, устанавливаемых на реках и иных водных объектах. В таких установках, под воздействием естественного течения воды, или путем создания плотины, вода воздействует на лопасти турбины вырабатывающей электрический ток. Гидротурбина, является основой гидроэлектростанций.

Еще один способ получения электрической энергии путем преобразования энергии воды – это использование энергии приливов, посредством строительства приливных станций. Работа таких установок основана на использовании кинетической энергии морской воды в период приливов и отливов, происходящих в морях и океанах под воздействием объектов солнечной системы.

Тепло земли

  1. Геотермальная энергетика, основана на преобразовании тепла, излучаемого поверхностью земли, как в местах выброса геотермальных вод (сейсмически опасные территории), так и в иных регионах нашей планеты.
  2. Для использования геотермальных вод используются специальные установки, посредством которых внутреннее тепло земли преобразуется в тепловую и электрическую энергии.

Использования теплового насоса позволяет получать тепло из поверхности земли, вне зависимости от места его расположения. Его работа основана на свойствах жидкостей и газов, а также законах термодинамики.

Тепловые насосы различаются по мощности и своей конструкции, зависящей от первичного источника энергии, определяющей их тип, это системы: «грунт-вода» и «вода-вода», «воздух-вода» и «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух», «фреон-вода» и «фреон-воздух».

Биотопливо

Виды биотоплива различаются по способам его получения, его агрегатному состоянию (жидкое, твердое, газообразное) и видам использования. Объединяющим все виды биотоплива показателем, служит то, что основой для их производства служат органические продукты, посредством переработки которых получается электрическая и тепловая энергии.

Твердые виды биотоплива — это дрова, топливные брикеты или пеллеты, газообразные – это биогаз и биоводород, а жидкие – биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир и биодизель.

Плюсы и минусы использования

  • Как у каждого конкретного источника энергии, вне зависимости от того, к какому типу он относится, традиционному или альтернативному, свойственны относящееся именно к нему достоинства и недостатки использования.
  • Кроме этого, в каждой группе энергоресурсов свойственны общие плюсы и минусы. Для альтернативных источников, к таковым относятся:
  • Плюсами использования являются:
  • Возобновляемость альтернативных источников энергии;
  • Экологическая безопасность;
  • Доступность и возможность использования в широком спектре применения;
  • Низкая себестоимость энергии, получаемой в результате преобразования.
  • Минусы использования:
  • Высокая стоимость оборудования и значительные материальные затраты на этапах строительства и монтажа;
  • Низкий КПД установок;
  • Зависимость от внешних факторов, как-то: погодные условия, сила ветра и т.д.;
  • Относительно не большая установленная мощность генерирующих установок, за исключением гидроэлектростанций.

Альтернативные источники энергии в России

В нашей стране, как и во многих технически развитых странах мира, использованию альтернативных источников энергии уделяется особое внимание. Это обусловлено большими территориями, на которых и в настоящее время нет централизованных источников энергии, а также общемировой тенденцией, связанной с борьбой за экологию планеты и экономией традиционных видов топлива.

В разных регионах страны получили развитие разные виды альтернативной энергетики. Это связано с географическим положением и возможностью использования того или иного первичного источника получения энергии.

Солнечная энергетика

  1. Солнечные электростанции в настоящее время, получают все большее распространение среди различных слоев населения, как альтернативный или резервный источник электрической и тепловой энергии.
  2. В промышленных масштабах, данный вид энергетики, также присутствует в нашей стране.
  3. Общая установленная мощность солнечных электростанций превышает 400,0 МВт, из них наиболее крупными являются:
  • Орская им. А. А. Влазнева, установленной мощностью 40,0 МВт в Оренбургской области;
  • Бурибаевская, мощностью 20,0 МВт и Бугульчанская, мощностью 15,0 МВт, в Республике Башкортостан;
  • На полуострове Крым функционирует более десяти солнечных электростанций мощностью 20,0 МВт каждая.

На стадии разработки проектной документации и различных этапах строительства, находятся более 50 объектов солнечной генерации, расположенных в различных регионах, от Дальнего Востока и Сибири, до центральных и южных областей нашей страны.

Общая мощность проектируемых и строящихся объектов составляет более 850,0 МВт.

Ветровая энергетика

Ветровые энергетические установки, работающие для получения электрической энергии в промышленных масштабах, также существуют на территории нашей страны, хотя их доля, в общей мощности энергетической системы, значительно ниже, чем солнечных электростанций.

Общая установленная мощность ветровых генераторов составляет немногим больше 100,0 МВт, из них наиболее мощные, это:

  • Зеленоградская ветровая установка, мощностью 5,1 МВт, расположенная в Калининградской области;
  • Останинская (25,0 МВт), Тарханкутская (22,0 МВт) и Сакская (20,0 МВт) – на полуострове Крым.

На стадии проектирования и строительства, находятся 22 ветровые энергетические установки, общей мощностью более 2500,0 МВт.

Гидроэнергетика

Этот вид альтернативной энергетики наиболее распространен на территории России. В настоящее время доля вырабатываемой электрической энергии ГЭС установленными на реках, в разных регионах страны, превышает 20,0 % от общей генерации всей энергосистемы РФ.

Суммарная установленная мощность гидроэлектростанций, на начало 2017 года, составляет 48085,94 МВт, а их количество – 191объект генерации, различной мощности и конструкции.

Энергию приливов также используют в нашей стране, для производства электрической энергии. В Мурманской области со второй половины ХХ века работает Кислогубская приливная электростанция, которая в 2007 году была реконструирована и в настоящее время, ее установленная мощность составляет 1,7 МВт.

В настоящее время ведется разработка экономического обоснования и проектной документации по строительству подобных станций в Охотском (Пенжинская и Тугурская ПЭС) и Белом (Мезенская) морях.

Геотермальная энергетика

Энергия недр нашей планеты, ее тепло, широко используется в ряде стран, где присутствует вулканическая деятельность. В нашей стране, этот вид энергетики, в силу ее особенностей, распространен на Дальнем Востоке.

В настоящее время успешно работает 5 геотермальных электрических станций установленной мощностью 80,1 МВт, три из которых расположены на Камчатке (Мутновская, Паужетская и Верхне-Мунтовская) и по одной на островах Кунашир (Менделеевская) и Итуруп (Океанская).

Использование биотоплива

Данный вид энергоресурсов не так широко распространен, как традиционные виды топлива или гидроэнергетика. Тем не менее, в связи с тем, что в нашей стране развита лесная и деревообрабатывающая промышленности и большие территории заняты выращиванием сельскохозяйственных культур, то и на этот вид энергетики обращается все большее внимание.

Последние годы построено большое количество заводов по переработке отходов древесины, из которых изготавливаются топливные брикеты и гранулы (пеллеты). Брикеты и пеллеты, в свою очередь, используются в качестве топлива для различного типа котлов в результате сжигания которых, вырабатывается тепловая и электрическая энергии.

Из отходов сельскохозяйственных культур производится биогаз и жидкое топливо для дизельных двигателей и установок, где они сжигается, в результате чего осуществляется производство тепловой и электрической энергий.

Данный вид топлива не получил широкого распространения в нашей стране, но тем не менее перспективы его развития, достаточно обширны и успешны.

Использование для частного дома

Использование альтернативных источников для отопления загородного дома или дачи, а также для его электроснабжения, может быть осуществлено достаточно успешно. В этом случае все зависит от региона проживания пользователя и места расположения объекта потребления энергии.

  • Способность вырабатывать электрический ток солнечными станциями и ветровыми установками зависит от активности солнца и скорости ветра в месте их размещения, а также прочих погодных явлений, характеризующих этот регион.
  • Устройство микро ГЭС возможно только при наличии вблизи объекта потребления реки или иного водоема, а геотермальной станции – при присутствии близко расположенных к поверхности земли геотермальных вод.
  • Биотопливо в виде дров и продуктов отходов деревопереработки, возможно в регионах страны богатых лесами, с развитой промышленностью данного направления.
  • Получение биогаза и жидкого топлива — доступно там, где большие территории отведены под выращивание сельскохозяйственных культур, что позволяет иметь большой запас биомассы, используемой для производства этих видов топлива.

Можно ли сделать своими руками в домашних условиях

  1. При наличии свободного времени, желания, а также умения работать ручным инструментом, можно создать установки, с помощью которых использовать альтернативные источники для своих нужд, как в виде электрической, так и тепловой энергии.
  2. Это касается всех выше перечисленных видов альтернативной энергетики, так для:
  • Солнечных электростанций – можно самостоятельно изготовить солнечные батареи, используя фотоэлементы заводского производства, а также собрать контроллер заряда и инвертор, являющиеся элементами таких установок.
  • Ветровых установок – также, как и для солнечных станций, электронные устройства (контроллер, инвертор) собираются достаточно просто с использованием существующих электрических схем и из элементов заводского производства. Самый важный элемент, ветрогенератор – можно изготовить из имеющихся запасных частей и материалов.
  • Микро ГЭС – изготовить и смонтировать может каждый, если есть река или водоем, где можно соорудить плотину. Конструкция и вид гидротурбины, зависят от типа водоема и рельефа местности.
  • Биогазовую установку – создать не составит труда любому сельскому жителю, условиями для этого будут – наличие необходимого количества биомассы и температура окружающего воздуха, позволяющая происходить процессу ее брожения.

Альтернативные источники энергии для частного дома — Лучшее отопление

Как ни грустно звучит, но это связано с “коммерческой” монополизацией всего, что связано с энергетикой и нежеланием Правительства менять положение в этой области.

Тем не менее, существуют способы снизить финансовое давление энергетиков на бюджет семьи, а в ряде случаев, полностью отказаться от их централизованных услуг.

Общий принцип работы инвертора и системы энергообеспечения

Как ни странно, но продвижению альтернативной энергетики для жилища с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) препятствует неосведомленность потенциальных потребителей о технологии получения энергии таким способом, показателей долговечности и надежности системы.

Главным элементом всех систем с ВИЭ является инвертор — электронное устройство преобразования низкого постоянного напряжения в переменное с характеристиками сети. Для управления параметрами выходного сигнала (напряжения сети) используется два “чудесных” качества инвертора:

  • Обратная связь — возможность средствами электроники реагировать на изменение состояния потребителей.
  • Импульсная генерация выходного сигнала электроникой инвертора. Импульсы с частотой несколько тысяч герц формируют синусоиду переменного тока, а обратная связь позволяет учитывать величину нагрузки потребителя. Кроме этого, высокочастотные импульсы позволили снизить потери на перемагничивание железа трансформатора, что привело к значительному уменьшению его размеров.

Другой важной частью электронного управления потоками электрической энергии является контроллер, который играет роль шлюза, распределяющего поток энергии от генерирующего устройства к накопителю или инвертору.

Судить об энергетических возможностях системы аккумулятор-инвертор-потребитель можно по следующим цифрам:

  • Мощность потребителя — 14 кВт (с учетом одновременной загрузки 60% получаем 8,4 КВт).
  • Характеристики АКБ — 24 В, 225 А*ч, 4 шт.
  • Инвертор — 9-12 КВт.

Система с такими характеристиками может работать двое суток без подзарядки до разрядки АКБ на 70%.

Альтернативные источники энергии для дома будут рассмотрены отдельно.

Способы получения энергии

Основные принципы получения энергии “из воздуха” открыты давно, но для практического применения не хватало уровня технического развития. С развитием электроники и материаловедения это стало возможным. В техническом и материальном плане солнечные батареи и ветрогенераторы доступны большинству потребителей, но сказывается определенный консерватизм населения России. Тепловой насос или биоэнергетическая установка — это уже серьезная инженерная и техническая задача. Но все они достойны внимания.

Фотоэлектронные источники (солнечные батареи)

В странах Средиземноморья солнечная энергетика настолько развита, что правительства Испании и Италии закрывают государственные программы субсидирования частных потребителей.

Эффективность солнечной батареи зависит от длительности освещения и угла падения света. Оба фактора на территории России не совсем благоприятные. В чистом виде фотоэлектронные источники энергии применимы для специального назначения, в качестве вспомогательного устройства для подзарядки аккумулятора.

К примеру, это может быть удаленный контрольно-измерительный прибор, который передает данные телеметрии на базу (трубопроводы, энергосети, метеорологические станции и т.п.).

Кроме этого, солнечные батареи хорошо зарекомендовали себя в системах охраны, аварийного освещения и системах с низкой энергоемкостью.

Солнечный коллектор

Один из самых распространенных и отработанных вариантов теплового насоса является солнечный коллектор. Контур с низкокипящей жидкостью представляет собой большое количество очень тонких трубок, которые размещены в плоской светопоглощающей панели.

Компрессор прокачивает жидкость через панель, что обеспечивает её постоянный нагрев солнечным светом и эффективную работу контура отбора тепла.

Солнечный коллектор может быть использован, как самостоятельный элемент системы ГВС, так и совместно с тепловым насосом подземного размещения или с электрическим котлом (от ветряка) для автономного отопления жилого дома.

Эффективность солнечного коллектора достаточно высокая даже в пасмурную погоду. Следует предусматривать термоаккумулятор.

Электромеханические источники (ветрогенераторы)

Сила ветра давно служит человеку, но только с появлением электроники и новых материалов стало возможным использовать легкий ветер (2 балла, до 3,3 м/с по шкале Бофорта) и не бояться штормовых нагрузок (10-11 баллов, 30 м/с и более).

Ветрогенератор с закрытыми металлокерамическими подшипниками, неодимовыми магнитами, стеклопластиковыми лопастями и прочным корпусом представляет собой абсолютно надежный и неприхотливый механизм, который хорошо подходит к жестким климатическим условиям России. Альтернативная энергетика для загородного дома, построенная на базе ветрогенератора, обладает высоким уровнем стабильности характеристик.

Термодинамические источники (тепловой насос)

Неисчислимые объемы энергии низкопотенциального тепла, которые “скрыты” в цикле Карно (Сади Карно, 1824 год), не дают покоя инженерам с момента его открытия. Современные технологии, материалы и достижения машиностроителей с электронщиками позволяют реализовать теоретические основы этого принципа на практике.

Компрессорная и насосная техника, низкокипящие теплоносители, система трубопроводов и электронная система управления — этот не простой технический набор элементов дополняется разнообразием конкретных условий применения. Этим объясняется сложность массового внедрения систем отопления на основе принципа теплового насоса.

Но интерес к ТН в России нарастает. С развитием малоэтажного строительства количество предлагаемых моделей увеличивается.

Но беда в том, что даже Финляндия (Ultimate), наиболее близкая к нам по климату, поставляет устройства, рассчитанные на среднегодовую температуру отопительного периода минус 7 град.

, а на 70% территории России она составляет минус 12-15. Доводка до нужных параметров — дело не простое.

Биоэнергетические источники

Источник этого класса относится к категории источников со сложными технологическими и техническими требованиями.

Биологическая составляющая процессов предъявляет требования к температуре и давлению в зоне брожения, состав и консистенция сырья имеет свои параметры, а конечный продукт (метан) требует специальных условий для работы. Все это требует больших капиталовложений.

Современные технологии подготовки сырья (коагуляция, центрифугирование, биодобавки) позволили уменьшить размеры метантенка более чем в два раза. Этот альтернативный источник энергии экономически целесообразен для фермерских хозяйств со стабильной и достаточной сырьевой базой.

Очень интересно дополнение биоэнергетической установки промышленным ветрогенератором. Зависимость от внешних сетей исчезает полностью, с высокой степенью энергобезопасности.

Варианты компоновки альтернативных источников

Предложенные в таблице варианты компоновки альтернативных возобновляемых источников энергии не может быть догмой. С подпиткой из сети вариантов становится еще больше.

Альтернативная энергетика для загородного дома
Комплексное решение для полной энергонезависимости загородного дома или дачи

Источник: energystock.ru

Не каждый дом, расположенный в пригородной зоне или в сельской местности, можно подключить к системе газоснабжения или наладить отопление при помощи источника энергоснабжения.

Для этого могут существовать многие причины, среди которых одна из основных – постоянно растущие расходы на подключение, обустройство и содержание отопительной системы с использованием природного газа.

В таких ситуациях наиболее рациональный выход – альтернативные источники тепла для дома, которые можно выбрать, исходя из конкретных условий и местонахождения объекта.

  • В качестве альтернативных источников тепла предлагаются многочисленные технологии отопления с использованием различных видов энергии, включая такие, которые дарит людям сама природа – энергия, ветра, земли, солнечная электроэнергия, биологические виды топлива, а также ставшая привычной энергия сгорания твердого и жидкого топлива.
  • Выбирая альтернативные системы отопления частного дома, следует учитывать специфику местных условий, отталкиваясь при расчетах от критериев:
  • Рассмотрим альтернативные способы обогрева помещений и системы отопления частных домов, применяемые как альтернатива газу.

КОТЛЫ НА БИОТОПЛИВЕ – АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ОТОПЛЕНИЯ ЧАСТНОГО ДОМА И КВАРТИРЫ

Котлы на биотопливе – распространенные альтернативные источники энергии для частного дома, которые отличает высокое качество исполнения.

Биотопливо в виде брикетов и пеллет из сырья растительного происхождения (опилки, стружка, отходы пиломатериалов, лузга подсолнечника) – альтернативное отопление, которое может служить идеальной заменой газовому отоплению в частном доме благодаря высокой теплоотдаче, которая может достигать 6-8 тыс. кКал/кг.

Котел для биотоплива – универсальное отопительное устройство с высоким КПД, оснащенное автоматической системой управления, и может с успехом применяться и для отопления другими видами твердого топлива, в том числе углем, дровами, угольными брикетами.

Котлы на биотопливе, как альтернативные источники отопления частного дома, могут использоваться не только для отопления (одноконтурные котлы), но и обеспечивать горячее водоснабжение помещений – для этого можно приобрести двухконтурный котел или добавить к существующему устройству второй контур с бойлером соответствующего типа (проточный или накопительный). Несложное устройство котлов для биотоплива дает возможность обустроить альтернативное отопление дома своими руками, сэкономив, таким образом, часть средств семейного бюджета.

СИСТЕМА ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ — ХОРОШИЙ ВАРИАНТ

Рассматривая альтернативные виды отопления частного дома, стоит обязательно остановиться на тепловых насосах, использующих энергию природных источников тепла, в том числе, подземных и наземных вод, грунта, воздуха. В зависимости от того, какие альтернативные источники тепла используются, различаются тепловые насосы:

Конструктивно тепловой насос состоит из следующих компонентов:

Фреон, попадая в испаритель через капиллярное отверстие, испаряется в результате резкого падения давления. Стенки испарителя, нагретые за счет геотермальных вод, отдают тепло хладагенту.

Компрессор, всасывая и сжимая хладагент, способствует его нагреву до температуры до 85-125о С, после чего выталкивает его в конденсатор, отдавая тепло через конденсатор в отопительный контур. Остывший хладагент вновь превращается в жидкость. Процесс повторяется до тех пор, пока помещение не прогреется до установленной температуры.

Получив сигнал, терморегулятор останавливает работу теплонасоса и вновь включает его, когда температура в доме опускается до соответствующей отметки.

Если вам удалось обеспечить электричество в частном доме своими руками (или с привлечением мастера) – установка теплового насоса поможет сократить расходы на теплоснабжение в сравнении газовым отоплением.

К достоинствам тепловых насосов относятся:

Схема подогрева воды с помощью теплового насоса

СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ — ОТЛИЧНЫЙ ВИД АЛЬТЕРНАТИВЫ

Современное отопление частного дома может быть обеспечено за счет многочисленных альтернативных способов обогрева, среди которых солнечный коллектор является одним из наиболее эффективных.

В отличие от солнечных батарей, где вырабатывается солнечная электроэнергия, устройство солнечных коллекторов позволяет концентрировать тепловую энергию Солнца и направлять ее на нагревание теплоносителя (воды, масла, воздуха, антифриза и пр.).

Циркулирующий в коллекторе теплоноситель нагревается, после чего накопленное тепло передается в резервуар-накопитель для последующего расходования в системе отопления и горячего водоснабжения.

ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ

Источники тепла — инфракрасные излучатели, именуемые как эко обогреватели, — еще один вариант обогрева помещений в частном доме, в офисе или на производстве.

Принцип действия инфракрасного излучателя основан на передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения предметам, которые, нагреваясь, отдают направленное тепло в воздух помещения, в окружающее пространство на открытых площадках и т.д.

Наиболее эффективно ИК излучатели, как альтернативные системы отопления, способны обогревать конкретные предметы или части помещений. Таким образом, ИК излучателемможно обогреть людей, работающих на открытом воздухе или в конкретной части помещения.

Использование ИК обогревателей создает экономию на отоплении, позволяя обогревать только полезную часть пространства.

По способу установки и крепления различаются обогреватели настенные, потолочные, напольные, с направленным действием инфракрасного излучения.

ВОДОРОДНЫЕ КОТЛЫ — НАНОСПОСОБ

Водородные котлы как эффективные системы альтернативного отопления появились сравнительно недавно. Водородный котел, как источник тепла, использует тепловую энергию, образующуюся при реакции между водородом и кислородом, в результате которой образуются молекулы Н2О с одновременным выделением значительного количества теплоты (до 40о С). Полученное тепло передается на обогрев помещений.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ЛУЧШЕ ЧЕМ ГАЗ

Электрические котлы как альтернативное отопление частного дома – наиболее простой выход в поисках недорогих способов отопления помещений. Подобрать электрический котел, несложно, достаточно заглянуть в соответствующие каталоги, с помощью специалистов выполнить расчеты необходимой мощности оборудования, соответствующей объемам помещений.

Важно: перед установкой электрического котла проверьте сопротивление изоляции электропроводки и ее соответствие мощности нового оборудования. Во избежание скачков напряжения понадобится стабилизатор напряжения.

6 источников альтернативного отопления частного дома
Экологичная усадьба:Не каждый дом, расположенный в пригородной зоне или в сельской местности, можно подключить к системе газоснабжения или наладить отопление

Источник: econet.ru

Альтернативная энергия для дома – основные варианты использования современных источников энергии. Обзор лучших идей и схем для Вас!

Отсутствие в удалённых районах развитой инфраструктуры часто вынуждает хозяев искать источники альтернативной энергии для своего дома. Технологии не стоят на месте, подобные вещи уже не являются чем-то экзотическим и труднодоступным. В данной статье вы узнаете, что сегодня предлагает рынок в качестве замены подключения к центральным электросетям.

Какие бывают

В окружающей среде энергия присутствует всегда в том или ином виде. Это ветер, излучение солнца, потоки воды, тепло земли. Остаётся лишь воспользоваться ими и преобразовать в ту, которая необходима. Рассмотрим, какие источники альтернативной энергии позволяют это сделать.

Солнечные батареи

Принцип работы основан на способности электронных приборов, называемых фотоэлементами, преобразовывать энергию фотонов солнечного света в электрическую. Данный пример альтернативной энергии является самым распространённым.

В батареях, выпускаемых для частного применения, используются кремниевые фотоэлементы. Они бывают двух видов:

  • Поликристаллические. Очень хрупкие, поэтому требуют аккуратного обращения. Обладают малым КПД – не более 15%. Средний срок службы 20 лет. Преимущество – низкая цена.
  • Монокристаллические. Более надёжны. Срок службы может достигать 50 лет. КПД 25%. Недостатком является дороговизна.

Преимущества солнечных батарей:

  • неисчерпаемый источник энергии на несколько десятилетий;
  • простота установки и обслуживания, для работы нет необходимости в ежедневном участии человека;
  • долговечность;
  • отсутствие вредного воздействия на окружающую среду и человека.

Их недостатками являются высокая стоимость оборудования, которое окупается довольно долго, и зависимость от интенсивности солнечного света. Если небо затягивает тучами, мощность фотоэлементов снижается.

Ветрогенераторы

Представляют собой комбинацию установленной на специальной мачте ветротурбины с лопастями и электрогенератора. При прохождении потоков воздуха через данную установку лопасти под их воздействием начинают вращаться и приводят в движение соединённый с редуктором внутренний вал.

Такая конструкция позволяет увеличить первоначальную скорость вращения. Редуктор подключён к генератору, который при вращении ротора вырабатывает электрический ток. Его излишки накапливаются в установленных аккумуляторах.

В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Первый тип более популярен. Многие модели оснащены системой автоматического разворота по направлению ветра, значительно увеличивающей эффективность работы установки.

Преимущества данных устройств во многом аналогичны солнечным батареям. КПД может составлять от 25% до 47% в зависимости от конкретной модели и погодных условий.

Работа ветрогенератора не зависит от времени суток. Нужен только ветер, и чем сильнее он будет, тем лучше. Стоимость оборудования относительно невысока, но затраты на монтаж могут выйти гораздо большими.

Основными недостатками являются шум во время работы и низкочастотный инфразвук, негативно влияющий на состояние здоровья. По этой причине устанавливать мачту с устройством следует как можно дальше от жилья.

Биогазовые установки

Используют для работы различные отходы жизнедеятельности, например, от домашних или сельскохозяйственных животных и птиц. В герметичной ёмкости они подвергаются обработке анаэробными бактериями, которые в свою очередь выделяют биогаз.

Чтобы процесс шёл быстрее, отходы нужно периодически перемешивать, для чего используется ручная или механическая мешалка.

Биогаз попадает в специальное хранилище, называемое газгольдер, где подвергается усушке. Дальше он используется как обычный природный газ. Из оставшихся после переработки отходов можно сделать удобрение.

Современные технологии для получения энергии с помощью биогазовых установок позволяют это делать без выполнения неприятных действий. Их главные преимущества:

  • независимость от погодных условий;
  • экономия на утилизации отходов;
  • возможность использовать множество видов сырья.

К недостаткам можно отнести следующие:

  • хоть это и биологически чистый вид топлива, при его сжигании в атмосферу выделяется небольшое количество вредных выбросов;
  • использовать установку удобно только в районах, богатых необходимым сырьём;
  • стоимость оборудования достаточно высока.

Тепловые насосы

Их правильнее назвать альтернативным источником тепла. Предназначены для организации отопления и горячего водоснабжения дома. Потребляют электричество, поэтому их необходимо использовать в комбинации с другими видами альтернативной энергии.

Принцип действия основывается на способности таких веществ, как фреон, закипать при низких температурах. Когда оно переходит в газообразное состояние, выделяется тепловая энергия. Установка состоит из внешнего и внутреннего контуров, а также контура насоса. Внешний закапывается под землю или опускается на дно водоёма.

Циркулирующий по нему фреон нагревается под воздействием окружающей среды, в контуре насоса под большим давлением переходит в газообразное состояние, в результате чего температура поднимается до 70 С°. Внутренний разносит нагретый в насосе теплоноситель по дому.

Тепловые насосы очень эффективны и способны обеспечивать горячей водой и отоплением круглый год. Затраты на электроэнергию при этом минимальны – при расходе 1 кВт электричества выделяется в среднем 4 кВт энергии тепла.

Что выбрать

Давайте разберёмся, какой вариант альтернативной энергии лучше. Солнечные батареи являются наиболее предпочтительным вариантом из-за простоты и экологичности. Однако они не работают в ночное время суток.

Ветрогенераторы хорошо подходят для местностей, где постоянно дуют сильные ветры. Функционируют и днём, и ночью, но если потоки воздуха ослабевают – эффективность становится равна нулю. Наилучшим вариантом является комбинация этих двух устройств. Тогда вы можете быть почти на 100% уверенными, что никогда не останетесь без электричества.

Остановите свой выбор на биогазовой установке, если держите в хозяйстве коров, свиней или кур, или неподалёку есть ферма, откуда можно брать отходы для переработки.

А если вы нуждаетесь в горячем водоснабжении и отоплении, дополните систему дома тепловыми насосами. Они не требовательны в обслуживании, отсутствует необходимость покупать и где-то складировать топливо, как в случае, например, с твердотопливным котлом.

Фото видов альтернативной энергии

источники энергии и тепла для частного дома

Качество отопительной системы напрямую влияет на комфортность частного дома. Системе отопления необходимо уделить должное внимание, поскольку находиться в помещении, особенно в зимний период, придется долго. На сегодня все больше потребителей выбирают альтернативные источники тепла для своего дома.

Альтернативные источники отопления представляют собой системы, работающие с теплогенераторами на возобновляемых источниках энергии. Это солнечная, геотермальная и биологическая энергия. Используются котлы, тепловые насосы и солнечные батареи, которые аккумулируют тепло и вырабатывают электричество.

Так выглядит котел на биотопливе.

Альтернативные системы отопления каждого типа имеют свои сложности и особенности. Меньше проблем возникает при использовании газовых и электрических котлов. Основной плюс – постоянная подача топлива. Достаточно один раз подключить котел, настроить его своими руками, и не переживать что посреди ночи топливо закончится. Конечно, нет страховки в случае перебоев, аварийных ситуаций, но такое редко случается.

Отопление дома тепловыми насосами по типу вода-вода

Данные способы обогрева предусматривают необходимость иметь скважину для забора грунтовой воды и для обратного слива отработанной воды в грунт. Потребителю для небольшого частного дома придется пробурить таких скважин 2-3 штуки для водозабора и 1-2 для отработанного слива. Глубина бурения должна составлять 50 м. Также необходимо получить разрешение государственных служб контроля.

Внешний вид насоса вода-вода.

Обогрев тепловыми насосами по типу рассол-вода

Для осуществления проекта необходимо пробурить скважину до 200 м в глубину. В ней должны располагаться трубы по U-образной форме вместе с раствором. Можно устроить теплообменник, который будет размещаться на глубине не меньше 5 м. Это необходимо для снижения разницы получаемого тепла в различные месяцы в году.

Схема отопления на основе насоса рассол-вода.

Глубину и количество скважин определяют на основе возможности получить необходимые 50 Вт тепловой энергии. Она получается с каждого погонного метра пробуренной скважины. В итоге альтернативное отопление частного дома при помощи тепловых насосов по схеме вода-вода или рассол-вода характеризуется минимальными затратами на отопления по сравнению с показателями, характеризующими другие виды отопительных систем.

Отопление дома солнечными теплоаккумулирующими коллекторами

Альтернативное отопление при помощи солнечных теплоаккумулирующих панелей будет напрямую зависеть от интенсивности солнечных лучей, которая является разной в различное время года. В ночное время и в пасмурную погоду солнечного излучения не хватает для работы коллекторов.

Для чего используют

Солнечные панели зачастую используются для подогрева воды или для бытовых и хозяйственных нужд. Горячая вода принимает участие в теплообмене в моновалентных накопительных баках. Солнечные панели могут выступать в роли дополнительного источника выработки тепловой энергии для систем подогрева воды и отопления в биовалентных баках накопления.

Типы солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы разделяют на два типа:

  • плоские;
  • имеющие вакуумную трубу.

Отопление солнечными батареями.

Если оборудование применять в летнюю пору, то коэффициент производительности обоих видов будет одинаковым. Для зимы рекомендуется использовать вакуумные коллекторы. Они могут работать при температуре до -35 градусов.

Плоские коллекторы способны нагревать воздух до +60 градусов. Вакуумные коллекторы рассчитаны на нагрев до +90. В остальных параметрах приборы схожи.

Коллекторы с вакуумными трубами отлично применяются в виде альтернативного отопления загородного дома. Одновременно приборы могут нагревать воду.

ТЕК

Гидродинамическая водонагревательная установка – еще одна неплохая альтернатива газовому отоплению. Большой известности у нее еще нет, но простота, выгодность использования при отоплении дома делает ее заметной. Кроме воды, установки позволяют подогревать нефть, соленую, грязную воду.

Конструкция

Установка состоит из расширительного бака нагрева воды, помпы, электрического насоса. Нагрев происходит, когда потоки воды, подающиеся в бак, соударяются между собой – выделяется тепловая энергия. При отоплении помещения водонагревательная установка подключается к отопительной системе частного дома, дополнительной установки циркуляционного насоса не требуется, для нагрева воды подключают бойлер.

Принцип работы.

Вентиляция

Использование вентиляции, как источника отопления, по крайне мере, звучит интересно, ведь назначение вентиляции — удалять из помещений воздух, в котором содержится пыль, ощущается дефицит кислорода и наличие неприятных запахов. Но ведь с воздухом удаляется и часть теплоты. Как это может быть использовано? Также в систему вентиляции (в ее приточную часть) можно своими руками установить ТЭН для подачи в дом подогретого воздуха.

Наибольшая эффективность у системы приточно-вытяжной вентиляции, при принудительной циркуляции и утилизации тепла.

Системы используют теплый отходящий воздух для подогрева холодного, приточного воздуха. Лучшая экономичность, показатели использования оборудования достигаются при регулировании расхода воздуха согласно его действительной потребности.

Биотопливо

Из биомассы, которая включает в себя органические отходы, навоз, растения, сточные воды, получается биогаз в результате разложения при помощи бактерий. Малоэтажные дома целесообразно отапливать щепой из древесных гранул, поленьями, прессованными отходами деревообрабатывающей промышленности. В котлы топливо поступает, используя различные способы автоматизированной подачи. Что касается котлов, работающих на поленьях, то в них топливо загружается вручную.

Альтернатива газовому отоплению также включает в себя котлы, работающие на паллетах. Они могут быть как с ручной, так и с автоматической подачей топлива. Это способствует тому, что возле котла не нужно постоянно находиться человеку. Система автоматического контроля поддерживает температуру на определенном параметре.

Так выглядит биотопливо.

Отопление дома котлами, которые работают на отработанных маслах

Отработанные масла не имеют отношения к возобновляемым источникам энергии, однако, они принимают участие в формировании материалов, которые необходимо утилизировать.

Система «теплый пол»

Для отопления загородного дома отлично подойдет известная схема отопления – «теплый пол». Во время монтажа не потребуется проведение дополнительных перепланировок. Можно экономить значительные суммы денег на отоплении. Система укладывается под напольное покрытие. При наличии необходимых знаний и навыков монтаж теплого пола можно выполнить своими руками.

Процесс монтажа теплого пола.

Потолочные обогреватели

Еще один альтернативного отопления загородного дома – это установка потолочных специальных пленочных нагревателей. Например, фольга, которая монтируется просто на потолке. Под действием электрического тока происходит равномерное распределение тепла по помещению.

Альтернативная энергия дома – 3 самых выгодных источника: как сделать своими руками

Потомки ветряных мельниц, вырабатывающие киловатты

В устройстве ветряков ничего сложного нет. Не зря наши предки использовали энергию ветра так обыденно. Принципиально ничего не изменилось. Просто вместо жернов мельницы был установлен привод на генератор, который преобразует вращательную энергию лопастей в электричество.

Так выглядят большинство современных ветрогенераторов.

Для изготовления ветрогенератора понадобится: высокая башня, лопасти, генератор и накопительная батарея. Придумать надо и простейшую систему управления и распределения электричества. Рассмотрим один из способов сооружения ветряка самостоятельно

Не будем фокусировать внимание на устройстве башни и лопастей, здесь нет ничего сложного для того, кто хоть что-то смыслит в механике. Остановимся на генераторе

Можно, конечно, приобрести готовый генератор с необходимыми параметрами, но наша задача создать ветряк самостоятельно. Если у вас есть двигатель от старой стиральной машины, и он работает, то дело решено. Нам нужно будет переделать его в генератор. Для этого приобретем неодимовые магниты.

Ротор генератора растачиваем на токарном станке, делая углубления для магнитов. В них на суперклей приклеиваем магниты. Заворачиваем ротор в бумагу, а расстояние между магнитами заливаем эпоксидной смолой. Когда она засохнет – убираем бумагу, а ротор шлифуем наждачкой

Внимание! Чтобы магниты не залипали, их нужно установить с небольшим наклоном. Теперь при вращении ротора, магниты будут образовывать разность потенциалов, которую снимают с помощью клемм

Так приклеиваются магниты на ротор двигателя стиральной машины.

Вариант #2 — насос, который качает тепло

Действие теплового насоса основано на обратном принципе Карно. Это довольно большое и достаточно сложное устройство, которое собирает низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды и преобразовывает ее в энергию с высоким потенциалом. Чаще всего тепловые насосы используют для обогрева помещений. Устройство состоит из:

  • наружного контура с теплоносителем;
  • внутреннего контура с теплоносителем;
  • испарителя;
  • компрессора;
  • конденсатора.

В системе также используется фреон. Наружный контур теплового насоса может поглощать энергию из различной среды: земли, воды, воздуха. Затраты труда на его создание зависят от типа насоса и его конфигурации. Сложнее всего устроить насос типа «земля-вода», в котором наружный контур горизонтально располагается в толще грунта, поскольку это требует масштабных земляных работ. Если возле дома есть водоем, имеет смысл сделать тепловой насос типа «вода-вода». В этом случае наружный контур просто опускают в водоем.

Тепловой насос преобразует низкопотенциальную энергию земли, воды или воздуха в высокопотенциальную тепловую энергию, которая позволяет вполне эффективно обогреть здание

Эффективность работы теплового насоса зависит не столько от того, как высока температура среды, сколько от ее постоянства. Правильно спроектированный и установленный тепловой насос может обеспечить дом достаточным количеством тепла в зимнее время, даже при очень низкой температуре воды, земли или воздуха. В летнее время тепловые насосы могут выполнять роль кондиционера, охлаждая жилище.

Отопление дома при помощи тепловых насосов


Отопление с помощью тепловых насосов

Европа уже несколько лет использует тепловые насосы, взаимодействующие со всеми альтернативными видами электроэнергии. В летнее и зимнее время установки забирают тепло из почвы, воздуха, воды и направляют его на обогрев помещения.

Разновидности тепловых насосов

В зависимости от потребностей в обогреве можно подобрать модели с 1, 2, 3 контурами, 1-2 конденсаторами. Они будут работать на нагрев и охлаждение либо исключительно на нагрев.

По типу энергоисточника и способу добычи электроэнергии устройства бывают:

  • Воздух-вода. Тепловые потоки забираются из воздуха и нагревают воду. Системы подходят для климатических зон с зимней температурой -15 градусов.
  • Земля-вода. Актуальны для умеренного климатического пояса. Монтируются в грунт посредством коллектора или зонда без разрешительных документов на бурение.
  • Вода-вода. Устанавливаются рядом с водоемами. Зимой насос за счет нагрева источника обеспечивает теплом большой дом.
  • Вода-воздух. Источник энергии – водоем. Тепловые потоки при помощи компрессора поступают в воздух. Он становится теплоносителем.
  • Земля-воздух. Почва является источником тепла, которое передается в воздух компрессором. Переносчик энергии – жидкости-антифризы.
  • Воздух-воздух. Приборы работают по принципу кондиционера – на охлаждение и обогрев.

Как работает тепловой насос

Тепловой насос функционирует на основании цикла Карно – повышения температуры при резком сжатии теплоносителя. Поскольку устройства имеют 3 рабочих контура (2 – наружных, 1 — внутренний), конденсатор, испаритель и компрессор, схему их действия можно представить так:

  1. Теплоноситель первого контура (находится в воде, на воздухе, в земле) забирает тепло и источников с низкими потенциалами. Максимальная температура узла около + 6 градусов.
  2. Низкотемпературный носитель с низкой температурой находится во внутреннем контуре. Хладагент при нагреве испаряется, его пар в компрессоре сжимается. В этот момент выделяется тепло. Температура паров – от +35 до +65 градусов.
  3. Тепло в конденсаторе попадает на теплоноситель из контура отопления. Пары становятся конденсатом и направляются в испаритель.

Цикл работы теплонасоса постоянно повторяется.

Тепловой насос из подручных материалов


Самодельный тепловой насос

Самоделка вполне реальна, если у вас имеются рабочие детали от бытовой техники.

Для подготовки конденсатора и компрессора понадобится:

  1. Сделать компрессор насоса из компрессора холодильника либо кондиционера. Деталь фиксируют мягкой подвеской на стене котельной.
  2. Сделать конденсатор. Оптимальный вариант – резервуар из нержавейки на 100 л.
  3. Разрезать емкость болгаркой пополам, а потом вставить змеевик (медная трубка холодильника или кондиционера).
  4. После монтажа змеевика сварить половинки бака.

Для качественного шва пользуйтесь аргоновой сваркой.

Для теплового насоса нужны две скважины

Испаритель изготавливается на основе пластикового бака на 75-80 л со змеевиком из медной трубы ¾ дюйма в диаметре. Она обматывается вокруг стальной трубы 300-400 мм в диаметре. Витки фиксируются перфоуглом.

На змеевике нарезается резьба для сцепки с трубопроводом. В установку закачивается хладагент, после чего испаритель крепится на стену.

Оптимальным источником для данных альтернативных способов получения тепла и электроэнергии будет вода из скважины либо колодца. Жидкость не замерзает даже в зимнее время.

Понадобится 2 скважины:

  • для забора воды и ее подачи к испарителю;
  • для сброса отработанной воды и ее поступления на испаритель.

Получение тепла из других альтернативных источников


Наружный контур системы прямого теплообмена

  • Кольцеобразные трубы в воде. Водоем без большой глубины промерзания или река обеспечивают эффективность технологии. Трубы закладываются под воду с помощью груза.
  • Термальные поля. Трубы закапывают ниже промерзания почвы – снимается большой пласт грунта.
  • Геотермальные источники. Пробуриваются скважины на большую глубину. В них заводятся контуры с теплоносителями.
  • Забортный воздух. Тепло извлекается из вентиляционных шахт или ветканалов.

Минус теплового насоса – высокая стоимость и затраты на монтаж источников тепла.

Какие виды автономного питания и энергоснабжение применимы на собственном участке?

Поскольку купить дорогостоящее оборудование для преобразования энергии солнца или ветра в электрическую или тепловую не представляется возможным для большинства населения, стоит рассмотреть другие варианты обеспечения себя необходимыми ресурсами по гораздо меньшей стоимости.

Например, стоит рассмотреть такие варианты:

  • Генератор из биоотходов;
  • Тепловой насос;
  • Созданная в домашних условиях солнечная батарея;

Все вышеперечисленное оснащение будет в разы дешевле купленного специального оборудования. Конечно, его продуктивность может быть не такой высокой, как у промышленно изготовленных устройств, тем не менее, для обеспечения энергии на одном среднестатистическом жилом участке этого может быть вполне достаточно.

Резервное электроснабжение: принцип работы

Энергоснабжение частного дома может осуществляться несколькими способами. В первую очередь, это сетевая линия, подающая электричество, генерируемое городской станцией. Преимуществом данной системы является то, что ток, поставляемый от организации, имеет хорошие характеристики, большую мощность и устойчивые показатели. К тому же собственнику жилья нет необходимости следить за электрооборудованием, все обслуживание системы проводят электроэнергетики со специализированной организации.

Также нередко применяется индивидуальное снабжение электроэнергией с применением альтернативных источников питания, таких как солнечные батареи или генераторы. Преимущества данной системы – это ее независимость от сетевой организации и бесперебойное снабжение током жилого помещения. Но для устройства подобной схемы понадобятся определенные знания и опыт, поэтому при планировании обеспечения дачи или частного дома электричеством именно от независимого источника стоит обратиться к квалифицированным специалистам.

Не важно, какой вид энергоснабжения выбран, обязательно нужно предусмотреть резервное питание для частного дома. Эта система позволяет организовать данный тип коммуникации таким образом, что даже во время отключения основной линии электропередачи или возникновения аварийной ситуации вместо генератора включается аккумулятор, который на протяжении некоторого времени позволяет пользоваться электричеством для поддержания хотя бы минимального комфорта и работы основных бытовых приборов. В каждой из систем предусмотрен свой тип АКБ, в зависимости от решаемой задачи

В каждой из систем предусмотрен свой тип АКБ, в зависимости от решаемой задачи.

Принцип работы резервного питания весьма прост: он заключается в непрерывном накоплении тока в емкости аккумулятора при рабочей сети. То есть в системе имеется зарядное устройство, которое подключено к АКБ и общей линии. Во время отключения тока происходит обратная реакция, и накопленная энергия устремляется на потребителя, после возникновения подачи электричества все процессы возвращаются в исходный вариант.

Тепловые насосы

Самое универсальное альтернативное отопление частного дома – установка тепловых насосов. Они работают по известному всем принципу холодильника, отбирая тепло у более холодного тела и отдавая в отопительной системе.

Состоит сложная на первый взгляд схема из трех устройств: испаритель, теплообменник и компрессор. Вариантов реализации тепловых насосов огромное множество, но наиболее востребованными считаются:

  • Воздух-воздух
  • Воздух-вода
  • Вода-вода
  • Грунт-вода

Воздух-воздух

Самый дешевый вариант реализации – «воздух-воздух». По сути он напоминает классическую сплит-систему, однако электроэнергия затрачивается лишь на перекачивание тепла с улицы в дом, а не на обогрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, при этом прекрасно обогревая дом на протяжении всего года.

КПД систем очень высок. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы прекрасно работают даже при температурах -25 градусов и ниже.

Воздух-вода

«Воздух-вода» – одна из распространенных реализаций теплового насоса, у которой роль теплообменника играет змеевик большой площади, установленный на открытой местности. Дополнительно он может обдуваться вентилятором, заставляя остывать воду внутри.

Такие установки характеризуются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но они способны работать с высоким КПД исключительно при температурах от +7 до +15 градусов. Когда столбик опускается до отрицательной отметки, эффективность падает.

Грунт-вода

Самой универсальной реализацией теплового насоса является «грунт-вода». Она не зависит от климатической зоны, так как непромерзающий на протяжении всего года слой почвы имеется повсюду.

В данной схеме трубы погружаются в землю на глубину, где на протяжении всего года температура удерживается на уровне 7-10 градусов. Коллекторы могут располагаться вертикально и горизонтально. В 1-ом случае предстоит бурить несколько очень глубоких скважин, во втором – укладывать змеевик на определенной глубине.

Недостаток очевиден: сложные монтажные работы, которые потребуют высоких финансовых вложений. Прежде чем решаться на подобный шаг, следует посчитать экономическую выгоду. В районах с непродолжительными теплыми зимами стоит подумать и других вариантах альтернативного отопления частных домов. Еще одно ограничение – необходимо большая свободная площадь – до нескольких десятков кв. м.

Вода-вода

Реализация теплового насоса «вода-вода» практически ничем не отличается от предшествующей, однако трубы коллектора прокладываются в грунтовых водах, незамерзающих на протяжении года, или близлежащем водоеме. Она обходится дешевле за счет следующих преимуществ:

  • Максимальная глубина бурения скважины – 15 м
  • Можно обойтись 1-2 погружными насосами

Котлы, работающие на биологическом топливе

Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:

  1. Биогаз
  2. Гранулы из соломы
  3. Гранулы торфа
  4. Щепа и т. д.

Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.

Основные достоинства

Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:

  • Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
  • Высокий КПД

Однако следует помнить о высоких первоначальных материальных затратах, которые могут достигать десятка тысяч долларов. Монтаж подобных установок назвать простым нельзя, поэтому проведение работ доверяется исключительно профессиональной бригаде, которая способна предоставить гарантию на результат.

Подводим итоги

Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.

Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть

Самостоятельное изготовление солнечных панелей

Солнечные установки – альтернатива традиционному электричеству, которая в готовом виде стоит дорого. При собственноручной сборке можно снизить себестоимость конструкции в 3-4 раза. Перед началом создания солнечной панели нужно понять принцип ее функционала.

Как работает система солнечного электроснабжения

Для представления принципа работы стоит начать с конструкции. Устройство солнечных энергоисточников включает:

  • солнечную панель – комплекс узлов преобразования солнечного света в электронный поток;
  • АКБ – в системе их несколько, количество зависит от мощности потребителей;
  • контроллер заряда – обеспечивает нормальную зарядку АКБ без перезарядки;
  • инвертор – трансформирует ток низкого напряжения с батарей в ток высокого напряжения (для дома хватит 3-5 кВт).

Солнечные батареи по отдельности производят токи с низким напряжением (около 18-21 В), чего хватает для зарядки аккумулятора на 12 вольт.

Создание солнечной батареи

Материалы для изготовления солнечной панели

Сборка батареи производится из модульных фотоэлементов. В одном бытовом модуле находится 30, 36 и 72 элемента. Они соединяются последовательно с источником питания, максимальное напряжение которого – 50 В.

Для корпусной части понадобятся деревянные брусья, ДВП, оргстекло и фанера. Дно бокса вырезается из фанеры и вставляется в рамку из брусков 25 мм в толщину. По периметру рамы проделываются отверстия. Для предотвращения перегрева элементов шаг сверления должен составлять 15-20 см.

Сборка солнечной панели

Из ДВП канцелярским ножом вырезается подложка из ДВП с вентиляционными отверстиями. Их изготавливают по квадратно-гнездовой схеме с отступом на 5 см. Затем:

  1. Элементы укладываются верхней частью на подложку и распаиваются.
  2. Соединения производятся последовательно, порядово.
  3. Готовые ряды присоединяют на шины, проводящие ток.
  4. Элементы переворачивают и крепят в посадочном месте силиконом.
  5. Проверяют параметры напряжения на выходе. Его диапазон составляет от 18 до 20 В.
  6. 2-3 дня производят обкатку батареи для тестирования заряжающей способности.
  7. По окончании проверки стыки герметизируют.

Подготовка панели к монтажу

Покрасьте и просушите подложку 2 раза.

После проверки функционирования собирают солнечную панель:

  1. Выводят контакты входа и выхода наружу.
  2. Вырезают крышку из оргстекла и фиксируют ее саморезами на заранее проделанные отверстия.
  3. При использовании диодной цепи из 36 диодов с напряжением 12 В с детали снимают краску ацетоном.
  4. В пластиковой панели проделываются отверстия, вставляют и распаиваются диоды.

На последнем этапе выполняется монтаж и ориентирование солнечной панели для облегчения доступа обслуживания и эффективности получения энергии.

Правила монтажа солнечной панели

Подключение солнечной батареи

Промышленные модификации могут вращаться самостоятельно. Бытовые устройства необходимо выставлять по нескольким параметрам:

  • Удаление от затененных участков – дерево или высокий дом рядом сделают работу прибора неэффективной.
  • Ориентир на солнечную сторону. Жители северного полушария ориентируют конструкцию на юг, южного – на север.
  • Угол наклона – привязывается к географической широте участка. Летом солнечную панель лучше наклонять на 30 градусов к линии горизонта, зимой – на 70 градусов.
  • Наличие доступа для обслуживания – уборки пыли, грязи, налипшего снега.

Варианты для дачи

При необходимости создания независимого электроснабжения дачи, вариант использования солнечной электростанции, также наиболее приемлем. В этом случае, при сезонном характере использования оборудования, можно законсервировать устройства или вывести их из работы, на период отсутствия необходимости в эксплуатации.

Вариант строительства ветрового генератора, также вполне доступен и оправдан. Потому как понеся, некоторые разовые финансовые расходы, в дальнейшем можно, в зависимости от потребности, получать свое электричество.

Вариант применения схемы «ветровой генератор + солнечная электростанция», в этом случае, также актуален, и позволяет создать полностью автономную и надежную схему электроснабжения.

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.

Тепловые насосы для отопления

Тепловые насосы – это емкость, заполненная фреоном. Весь режим работы альтернативного устройства основан на цикле Карно, когда тепло забирается из окружающей среды.

Принцип работы теплового насоса

В состав насоса входят:

  • Внешний контур, который заполняется теплоносителем природного происхождения.
  • Внутренний контур, который заполняют проточной водой.
  • Испаритель.
  • Компрессор.
  • Конденсатор.

Принцип работы заключается в том, что наружный контур помещается в любой тип теплоносителя, например, в водоем. При перепадах температуры (между дневными и ночными показателями) происходит выделение тепла водой. Этот выделенный излишек забирается внутренним контуром и преобразуется в энергию.

Сборка теплового насоса из подручных материалов

Для того, чтобы в домашних условиях изготовить альтернативный тепловой насос необходим в первую очередь компрессор мощностью не менее 7 кВт. Вторым элементом является конденсатор, который должен быть выполнен из нержавеющего металла. Внутрь бака помещается медный змеевик

Важно – там, где змеевик выходит из бака необходимо продумать элементы крепления, которые позволят подсоединить шланг. Суть змеевика заключается в том, что в нем будет находиться фреон

Пластиковый испаритель должен иметь приблизительно такой же объем бака, как и накопитель. В нем устанавливают продолжение змеевика, по которому в дальнейшем будет циркулировать фреон.

Вход в бак снабжается канализационной трубой. Бак будет наполняться водой из природного резервуара.

Схема работы и последовательность шагов:

  • Испаритель устанавливается в водоеме. Он заполняется водой.
  • Хладагент испаряется.
  • Он поднимается по трубам и переходит в емкость испарителя.
  • Из-за перепада температуры он конденсируется и выделяет тепло.

Самодельная гидроэлектростанция

При наличии на участке ручья или водоёма с плотиной дополнительным источником альтернативной электроэнергии станет самодельная гидроэлектростанция. В основе устройства лежит водяное колесо, а мощность будет зависеть от скорости течения воды. Материалы для изготовления генератора и колеса можно взять от автомобиля, а обрезки уголка и металла найдутся в любом хозяйстве. Кроме этого, понадобится кусок медного провода, фанера, смола полистироловая и неодимовые магниты.

  1. Делается колесо из 11 дюймовых дисков. Из стальной трубы изготавливаются лопасти (режем трубу вдоль на 4 части). Потребуется 16 лопастей. Диски стягиваются болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лопасти привариваются сваркой.
  2. Изготавливается сопло по ширине колеса. Его делают из обрезка металла, выгнув по размеру и соединив сваркой. Сопло настраивают по высоте. Это позволит отрегулировать водяной поток.
  3. Сваривается ось.
  4. Устанавливается колесо на ось.
  5. Делается обмотка, заливаются смолой катушки – статор готов. Собираем генератор. Из фанеры изготавливается шаблон. Устанавливают магниты.
  6. Генератор защищают металлическим крылом от водяных брызг.
  7. Колесо, ось и крепежи с соплом покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
  8. Регулировкой сопла добиваются наибольшей мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капиталовложений и производят энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг ощутимо снизит расходы на электроэнергию. Для сбора агрегата понадобятся только умелые руки и ясная голова.

Электроснабжение частного дома солнечными батареями

В частных и загородных домах все более широкое распространение получают солнечные батареи, используемые в качестве основных или резервных источников питания. Основной функцией этих устройств является преобразование солнечной энергии в электрическую.

Существуют различные способы применения постоянного тока, вырабатываемого солнечными батареями. Он может использоваться напрямую, сразу же после выработки или накапливаться в аккумуляторных батареях и расходоваться по мере необходимости в темное время суток. Кроме того, постоянный ток с помощью инвертора может быть преобразован в переменный ток, напряжением 110, 220 и 380 вольт и применяться для различных групп и типов потребителей.

Вся автономная система электроснабжения на солнечных батареях функционирует по определенной схеме. На протяжении светового дня они производят электроэнергию, которая затем подается к контроллеру заряда. Основной функцией контроллера является управление зарядом аккумуляторов. Если их емкость заполнена на 100%, то подача заряда от солнечных батарей прекращается. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный с заданными параметрами. При включении потребителей, этот прибор забирает энергию из аккумуляторов, преобразует ее и направляет в сеть к потребителям.

Солнечная энергия, в зависимости от времен года, не бывает постоянной и не всегда рассматривается в качестве основного источника. Кроме того, объем электроэнергии, потребляемой ежесуточно, тоже изменяется в разные стороны. Поэтому при наступлении полного разряда аккумуляторов, происходит автоматическое переключение системы домашнего электроснабжения с солнечных батарей на другие резервные источники питания или на центральную электрическую сеть.

Солнечные батареи делают хозяев дома абсолютно независимыми от центрального электроснабжения. В этом случае не требуется подводка электрических сетей, исключаются дополнительные траты на оформление разрешительных документов и оплату электроэнергии. Данная система не зависит от перебоев централизованной подачи электричества, на нее не влияет рост тарифов, отсутствуют ограничения в подключении дополнительных мощностей.

Солнечные батареи могут эксплуатироваться в течение длительного периода времени, составляющего 20-50 лет. Серьезные финансовые вложения делаются только один раз, после чего система будет работать и постепенно окупать себя. Вся работа батарей осуществляется на полном автомате. Существенным плюсом является полная безопасность солнечной энергии для человека и окружающей среды. Для получения нужного экономического результата следует правильно выбирать оборудование, монтировать и вводить его в эксплуатацию.

Когда может возникнуть необходимость в альтернативном отоплении

  • Участок, на котором расположен дом, не подключен к газовой магистрали.
  • Газ поставляется с перебоями.
  • Владелец дома хочет сэкономить на отоплении.
  • Подключение к газовой магистрали невозможно ввиду высокой стоимости.

Отопление дома альтернативными источниками условно можно разделить на два вида:

  • Оборудование, которое работает в дополнение к газовому котлу. Оно не способно полноценно обеспечить жилище теплом, поэтому используется для поддержки работы котла в пиковые нагрузки.
  • Оборудование, которое заменяет газовый котел. Вырабатывает достаточную отопительную мощность для обогрева здания.

Альтернативные источники энергии для дома сделать самому своими руками. Виды и проблемы альтернативных источников энергии

Тарифы на «классические» энергоносители (газ, уголь, бензин, нефть) день ото дня неуклонно повышаются. И это понятно. Ведь человечество давно уже традиционно использует невозобновляемые источники энергии. А их в природе хотя и много, но все же ограниченное количество. Когда-нибудь настанет то время, когда они иссякнут. И придется переключаться, по крайней мере на приватном уровне, на что-либо иное. Сделать альтернативные источники энергии для дома своими руками – лучший вариант для частника, владельца небольшого строения или компактного производства, не требующего огромных энергозатрат.

Прогнозы экономистов и ученых

Некоторые ученые предупреждают: природных ресурсов, используемых человечеством, может не хватить уже представителям ныне живущих поколений, не говоря о потомках! Подсчитано, что в современных условиях обычная семья тратит на оплату света, отопления, бензина для автомобиля до 40 процентов своего бюджета. А по скромным прогнозам экономистов эта доля может вырасти и до 70%! Поэтому для многих представителей так называемого среднего класса (и не только) альтернативные источники энергии для дома, своими руками созданные, – отличный и весьма экономичный выход из складывающейся ситуации.

Наиболее популярные

Вообще-то, практически любой природный фактор можно превращать в энергию. Например, ветер, солнце, силу воды, тепло земных недр, разложение биомасс. Наиболее популярно использование альтернативных источников энергии солнца и ветра. Однако этот вопрос не проработан в достаточной мере на законодательном уровне. Теоретически все ресурсы принадлежат государству. Поэтому, используя такие виды альтернативных источников энергии, как сила ветра или излучение солнца, скорее всего, придется заплатить налог.

Ветер

Подобного рода энергию люди используют давно (яркий пример – ветряные мельницы, существовавшие еще в древние времена). Лет сорок назад активно начали строить ветряные электростанции. Альтернативные источники энергии для дома, своими руками созданные (миниветрогенераторы), как правило, состоят из специальных лопастей для улавливания ветра, соединенных с генератором напрямую или же через редуктор. Надо иметь в виду, что такой прибор эффективен только в местности, где есть постоянные ветра (например, на побережье моря). Также нужно помнить, что ветряки будут эффективными только при высоте мачты от пятнадцати метров (что довольно проблематично в условиях частного сектора).

Разновидности

Есть ветряки тихоходные. Они предназначены для скорости ветра до шести метров в секунду и характеризуются наличием множества лопастей (иногда до тридцати). Такие приборы малошумные, запускаются и при несильном ветре, но зато имеют низкий КПД при довольно большой парусности. Быстроходные ветряки используют ветер до пятнадцати метров в секунду. Они имеют три или четыре лопасти, достаточно шумно работают и обладают высоким КПД. Из всех видов они самые распространенные в мире. Роторные ветрогенераторы имеют вид бочки с вертикальным расположением лопастей. Они не требуют ориентировки по ветру, но зато у них самый низкий КПД.

Как использовать

Установить ветряки как альтернативные источники энергии своими руками довольно несложно. Вначале необходимо разметить место под мачту во дворе или в удобном месте на участке, где дует постоянно ветер (проанализировав расположение предварительно). Требуется заложить прочный фундамент, чтобы высокая (лучше – более 15 метров) мачта прочно держалась на земле. Ветряк (или несколько приборов) следует выбирать быстроходный. Можно купить в магазине, а тем, у кого руки «правильно выросли», — сделать по соответствующим чертежам самому. Такой информации сейчас довольно много в СМИ и специальной литературе.

Советы

Выбирайте тот вариант, который, по отзывам пользователей, покажется самым надежным и посильным в эксплуатации. В момент подключения машины, как показывает опыт, лучше позвать профессионального электрика. Он-то наверняка подскажет, как ваш ветряк правильно подключается, даже если имеется самоучитель и инструкция. И еще: для того чтобы запитать от этой энергии несколько лампочек и приборов (например, телевизор или компьютер), будет необходимо установить сразу несколько ветряков. Так что думайте, насколько вам это по карману. Не забывайте и об основном условии — наличии постоянно дующего ветра. Ведь устанавливать ветрогенератор в глухом лесу, как говорится, пустая трата времени и денег. А вообще-то, ветряки как альтернативные источники энергии своими руками сделать и установить в частном доме представляется вполне возможным и в финансовом, и в физическом плане.

Солнце

Его энергия является поистине неиссякаемой. И к тому же довольно перспективной в использовании. Все мы видели по телевизору европейские варианты «умного дома», где и отопление, и освещение, и нагрев воды производятся за счет применения солнечной энергии. Интересно, что за один год на поверхность почвы и воды попадает столько солнечного излучения, что его (если полностью использовать для получения энергии) хватило бы всему человечеству на многие тысячи лет! Остается, как обычно, только взять то, что «валяется» под ногами. А это бывает не так уж и просто. Загвоздка кроется в довольно низком КПД фотоэлектрических преобразователей и гелиоустановок, придуманных человечеством. Но в этом направлении ведутся постоянные работы ученых.

Гелиоустановки

Такие высокотехнологические приборы, как солнечные альтернативные источники энергии для дома, своими руками изготовить, безусловно, можно (и даже нужно). Только приготовьтесь к тому, что сделать это будет, скорее всего, не так-то просто, и без определенных навыков или помощи специалиста не обойтись!

Для нагрева воды

Наиболее целесообразное и простое использование приборов – для нагрева воды. Разделяют прямой и косвенный нагрев. К прямому относятся разнообразные теплицы, баки для подогрева воды на солнце, парники, застекленные лоджии, веранды, например. Такой вид нагрева позволяет использовать бесплатную солнечную энергию для выработки тепла в любом удобном месте: на крыше, на каком-либо открытом пространстве. В качестве теплоносителя применяют незамерзающие жидкости (антифриз), а последующая передача энергии происходит в теплообменниках-накопителях. Из них же и производится забор воды на отопление и бытовые нужды.

Это интересно

Кстати, существует детский конструктор «Альтернативные источники энергии» («Знаток»), позволяющий собрать до 130 проектов. Дети в возрасте от пяти лет также могут приобщиться к созданию ветряков, использовать механическую, водную, солнечную энергию для получения электричества.

Солнечные батареи

Развитие альтернативных источников энергии привело к созданию солнечных батарей как наиболее эффективному способа использования излучения Солнца. Такого рода панель представляет собой систему полупроводников, преобразующих солнечную энергию в электричество. Подобные системы обеспечивают бесперебойное и надежное, экономически выгодное снабжение частного дома электроэнергией. Особенно эффективны они в труднодоступных районах. Например, в горах, где много солнечных дней в году, а «официальное» снабжение электричеством отсутствует или страдает нерегулярностью. Или в местности, где есть частые перебои с поставкой электроэнергии от основного источника.

Преимущества установки

Подобная установка обладает следующими достоинствами:

  • не требует прокладывания кабеля к опорам, что значительно удешевляет производство;
  • минимизированы затраты на установку и обслуживание батарей;
  • экологическая чистота добываемой энергии;
  • малый вес солнечных батарей;
  • полнейшая бесшумность при эксплуатации;
  • довольно длительный срок использования.

Недостатки

Проблемы альтернативных источников энергии, таких как солнечные батареи, заключаются:

  • в трудоемком процессе сборки;
  • в том, что они занимают много места;
  • чувствительны к механическим повреждениям и загрязнением;
  • не функционируют в ночное время;
  • их эффективность сильно зависит от солнечной или пасмурной погоды.

Монтаж

Альтернативные источники энергии – солнечные батареи – монтируются при определенных навыках достаточно легко. Вначале нужно осуществить подбор необходимых материалов для конструкции. Нам понадобятся качественные фотоэлементы (из моно- или поликристаллического кремния). Лучше взять те, работа которых эффективна и при пасмурной погоде – поликристаллы, легкодоступные в наборе. Ячейки покупаем одной фирмы-производителя, чтобы все было совместимо и взаимозаменяемо. Также нужны будут проводники, соединяющие фотоэлементы. Корпус изготавливается из алюминиевых уголков. Его габариты определяем по количеству ячеек. Для внешнего покрытия – оргстекло. Для крепления на крышу дома используем саморезы. Для пайки проводов – обыкновенный паяльник. В общем, ничего «военного». При помощи хорошей инструкции, как правило, прилагаемой к набору, можно разобраться самому. На крайний случай пригласить в помощники соседа по даче.

4 способа перехода от ископаемого топлива к чистой энергии

Мир сильно недооценивает преимущества борьбы с изменением климата. Недавнее исследование Глобальной комиссии по экономике и климату показало, что смелые меры по борьбе с изменением климата могут принести экономическую выгоду не менее чем на 26 триллионов долларов к 2030 году. Это новаторское исследование, проведенное Глобальной комиссией и более чем 200 экспертами, подчеркивает доказательства глобального сдвига. к низкоуглеродной экономике и определяет пути ускорения действий в пяти секторах: энергетика, города, продовольствие и землепользование, водное хозяйство и промышленность.В нашей серии блогов «Возможность на 26 триллионов долларов» эти экономические возможности рассматриваются более подробно.


Несмотря на растущее внимание к экологически чистой энергии, на ископаемое топливо по-прежнему приходится 80 процентов мирового потребления энергии и 75 процентов выбросов парниковых газов. Наша энергетическая система, основанная на ископаемом топливе, обходится очень дорого. Ископаемое топливо повышает экономическую уязвимость, когда страны и предприятия зависят от неустойчивых цен на топливо; многие зависят от дорогостоящего импорта энергии.Уголь, нефть и газ также повышают уязвимость человека: по данным Всемирной организации здравоохранения, опасное загрязнение атмосферного воздуха из-за сжигания ископаемого топлива ежегодно убивает 4,2 миллиона человек во всем мире.

Возобновляемые источники энергии могут устранить эти риски, предоставляя ряд экономических возможностей для процветания бизнеса и сообществ. Вот четыре способа экономичного перехода от ископаемых к более чистым энергетическим системам:

1. Отменить субсидии на ископаемое топливо и установить цену на углерод.

Субсидии и другая поддержка производства и потребления ископаемого топлива в последнее время сократились, но в 2015 году по-прежнему составляли 373 млрд долларов в год.  Реформа субсидий в сочетании с установлением цен на выбросы углерода может обеспечить к 2030 году примерно 2,8 триллиона долларов ежегодных государственных доходов или сбережений.  Доказательства из 70 национальных и субнациональных экономик, которые установили цену на углерод или собираются установить цену, показывает, что это не замедляет экономический рост, а дает четкий и устойчивый сигнал для бизнеса, промышленности и потребителей изменить курс.Даже там, где ценообразование на углерод еще не введено, предприятия и учреждения, занимающиеся финансированием развития, могут ввести теневые цены на углерод, чтобы отвлечь инвестиции от все более рискованных вариантов ископаемого топлива. Эти меры помогут раскрыть ценностное предложение возобновляемых источников энергии и энергоэффективности и уравнять правила игры для инвестиций.

 

Цены на углерод в мире

 

2. Увеличить инвестиции в энергоэффективность.

Инновационное финансирование для повышения энергоэффективности в зданиях уже способствует экономическому росту, но нам нужно активизироваться и расширить сферу политики, чтобы обеспечить приток инвестиций.Установление стандартов эффективности зданий и оборудования, улучшение государственных закупок в сочетании с инновационным финансированием и использованием государственно-частного партнерства продемонстрировали результаты во всем мире. В Индии поддерживаемая государством компания Energy Efficiency Services Limited объединяет закупки для расширения рынков высокоэффективного освещения и бытовой техники. Соглашение обеспечивает более 35 миллиардов киловатт-часов годовой экономии энергии и 2,3 миллиарда долларов экономии средств. Другие программы, такие как Программы чистой энергии с оценкой собственности (PACE) в США и программы KfW в Германии, обеспечивают низкозатратное финансирование инвестиций в энергоэффективность с впечатляющими результатами.В совокупности эти две инициативы сэкономили миллиарды долларов менее чем за десятилетие работы. Инвестиции в энергоэффективность также создают в три раза больше рабочих мест, чем такие же инвестиции в ископаемые виды топлива.

3. Создать условия для отказа от угля.

Диверсифицировать экономику, особенно ту, которая богата ископаемым топливом, непросто. Хотя в 2017 году компании, работающие в сфере возобновляемых источников энергии, наняли 10,3 миллиона человек по всему миру и сегодня являются самым быстрорастущим источником рабочих мест в нескольких странах, на региональном и местном уровнях будут возникать временные последствия.Даже предприятия, которые выиграют от поэтапного отказа от угля, выиграют от инициатив правительства, направленных на обеспечение справедливого перехода. Поскольку Китай, например, отложил или остановил работы на 151 угольной электростанции, он также создал фонд в размере 15 миллиардов долларов для переподготовки, перераспределения и досрочного выхода на пенсию примерно 5-6 миллионов человек, которые будут уволены из-за угольной или сталелитейной промышленности. избыточная мощность.

Предприятия также могут играть активную роль. Итальянская коммунальная компания ENEL отказывается от угля, но делает это, создавая рабочие места в затронутых сообществах.Закрытие ENEL 23 угольных электростанций произошло по согласованию с отраслевыми профсоюзами. ENEL гарантировала отсутствие вынужденных увольнений и перераспределение рабочей силы внутри компании. ENEL также искала решения для создания рабочих мест в сообществах, обслуживаемых углем, таких как строительство возобновляемых источников энергии или технологических центров.

Политика раскрытия информации о финансовых рисках, связанных с климатом, также может помочь переориентировать частные инвестиции. Более 500 компаний обязались поддерживать рекомендации Целевой группы по раскрытию финансовой информации, связанной с климатом, и некоторые из них начинают их применять.Такая политика предоставляет инвесторам информацию, необходимую для разработки планов перехода и стратегий управления рисками, например, в отношении активов в энергетическом секторе, оказавшихся в затруднительном положении из-за продолжающихся инвестиций в уголь.

4. Улучшить доступ к электричеству и чистой кухне.

Ожидается, что к 2030 году рост населения в сочетании с политическими и финансовыми пробелами оставит почти 700 миллионов человек без электричества и более 2 миллиардов без чистой кухни. Потенциал всеобщего доступа к чистой энергии для обеспечения экономических выгод и выгод для здоровья человека огромен.Солнечные прорывы в сочетании с высокоэффективным освещением и бытовой техникой снижают стоимость электроэнергии для домашних хозяйств, а инновационное потребительское кредитование повышает доступность и расширяет рынки децентрализованных решений. По данным МЭА, только всеобщий доступ к чистой кулинарии может предотвратить 1,8 миллиона преждевременных смертей ежегодно к 2030 году, высвободить миллиарды часов, затрачиваемых на приготовление пищи или сбор дров, и улучшить условия жизни сотен миллионов женщин.

Политические реформы могут стимулировать частное финансирование и инвестиции.Существует также возможность лучше ориентировать и сочетать государственное финансирование с масштабированием инвестиций и привлечением частного сектора к следующему рубежу технологий доступа к энергии, в частности к возобновляемым мини-сетям и экологически чистой кухне. Финансирование развития может поддерживать широкий спектр возобновляемых источников энергии, включая автономные и мини-сетевые варианты, а также может привлечь внимание к экологически чистой кухне.

В сфере экологически чистой энергетики обучение и поддержка женщин-предпринимателей дали многообещающие результаты. Если сделать занятость женщин приоритетом, это может ускорить рост рынка и выгоды от действий.Например, Грамин Шакти в Бангладеш обучила 3 000 женщин в качестве технических специалистов по установке и обслуживанию солнечных домашних систем в сельской местности. С 2003 года было установлено 4,12 миллиона солнечных систем, что увеличило доход на душу населения на 9-12 процентов, создало 115 000 рабочих мест и сократило выбросы углерода на 160 000 тонн в год.

Переход от коричневой к зеленой энергии — это направление будущего, которое созрело для деловых возможностей и краткосрочных выгод, таких как более чистый воздух и новые рабочие места.Это не вариант; необходимо добиться лучшей экономики и лучшей жизни.

Версия этого сообщения в блоге первоначально появилась на Foresight Climate and Energy.

Индонезия должна вкладывать больше энергии в возобновляемые источники энергии

Загрязнение воздуха ухудшается в Джакарте и на Западной Яве, в то время как в начале этого месяца десятки миллионов людей пережили однодневное отключение электроэнергии из-за выхода из строя газовых электрогенераторов, а значительная часть восточной Индонезии была отключена. не имеют надежных источников питания.Так почему же Индонезия по-прежнему так зависит от ископаемого топлива?

Для архипелага размером с Индонезию, расположенного вдоль экватора и на вершине кольца действующих вулканов, вы не ошибетесь, если подумаете, что страна может стать одним из мировых лидеров в области возобновляемых источников энергии.

Фактически, Индонезия имеет потенциал для производства 788 000 мегаватт (МВт) электроэнергии из возобновляемых источников энергии, таких как ветер, солнце, приливы и геотермальные источники. Это более чем в 14 раз превышает текущее потребление электроэнергии в стране.Благодаря магме, горячим камням и горячей воде под ее поверхностью Индонезия обладает 40% мировых запасов геотермальной энергии, что достаточно для производства 29 000 МВт энергии. Между тем, его огромная морская территория может обеспечить 75 760 МВт электроэнергии за счет таких проектов, как приливный мост через пролив Ларантука, проект стоимостью 550 миллионов долларов США, который обеспечит электроэнергией 250 000 домов в Восточном Флоресе. После завершения строительства это будет крупнейшая в мире приливная электростанция.

Тем не менее, в 2018 году из примерно 60 000 МВт электроэнергии, ежегодно потребляемой в Индонезии, только 12% приходилось на возобновляемые источники энергии.Остальное поступает из угля (55%), газа (26%) и нефти (7%), и именно эти ископаемые виды топлива ответственны за проблемы с загрязнением воздуха в Джакарте (угольные электростанции в Бантене и на Западной Яве), а также отключение электроэнергии 4 августа (вызванное авариями на газовых заводах в Чилегоне). Государственный поставщик электроэнергии PLN теперь предлагает 839 миллиардов рупий (58,7 миллиона долларов США) в качестве компенсации за отключение электроэнергии.

Продавцы продуктов питания обслуживают покупателей при свете фонарей во время отключения электроэнергии в этом месяце в деревне Ванасари, Западная Ява (Фото: Адитья Ираван через Getty)

Прогнозируется, что потребности Индонезии в электроэнергии будут расти примерно на 7% каждый год до 2027 года.Это среднее значение по всей стране, поэтому важно отметить, что от 10 до 20 миллионов индонезийцев до сих пор не имеют доступа к электричеству. Например, только 60% жителей Восточной Нуса-Тенгара имеют электричество, в то время как в Папуа этот показатель составляет всего 50%. Во многих районах электричество также недоступно 24 часа в сутки, а вместо этого доступно только в течение нескольких часов ночью.

Даже если бы была захвачена только половина потенциальной ветровой энергии страны, это покрыло бы текущие потребности в энергии.

Даже если бы была захвачена только половина потенциальной ветровой энергии страны, это покрыло бы текущие потребности в энергии. Первая ветряная электростанция в Индонезии была построена только в 2018 году в Сидрапе, Южный Сулавеси. Ее 30 турбин обеспечивают 75 МВт энергии для 70 000 домашних хозяйств и занимают 100 гектаров земли, что делает ее крупнейшей ветряной электростанцией в Юго-Восточной Азии. При его запуске президент Джоко «Джокови» Видодо пошутил: «Я чувствую, что мы в Нидерландах, но мы в Сидрапе».

Так почему же не используется больше возобновляемых источников энергии? В конце концов, и национальное правительство, и PLN стремятся увеличить использование возобновляемых источников энергии с целью к 2025 году довести долю возобновляемых источников энергии до 23%.Индонезия также привержена соблюдению Парижского соглашения 2015 года, хотя и угрожает выйти из соглашения из-за планов Европейского союза по поэтапному отказу от использования пальмового масла в качестве транспортного топлива.

Часть проблемы заключается в регулировании. В 2003 году Конституционный суд постановил, что электроэнергия является важным государственным продуктом и должна управляться государством либо через государственные предприятия, либо через государственно-частные партнерства. Это означает, что никакие независимые энергетические компании не могут продавать электроэнергию напрямую потребителям; вместо этого они должны сначала продать свою электроэнергию за польские злотые.

Как отмечает Абида Сетьовати на Восточноазиатском форуме, ситуация не так проста. Каждый год выпускается несколько новых энергетических полисов — только в 2017 году было выпущено 20 полисов, некоторые из которых впоследствии были отозваны. Одна политика требует, чтобы частные инвесторы переводили свои проекты в польские злотые по истечении договорных периодов, что в сочетании с тем фактом, что министр энергетики и минеральных ресурсов устанавливает потребительскую цену на энергию, вызвало обеспокоенность по поводу возврата инвестиций.

Угольная баржа в Самаринде, Калимантан (Фото: Эд Рэй/Getty)

Финансирование — еще одна проблема.Чтобы к 2025 году достичь цели 23% использования возобновляемых источников энергии, Индонезии необходимы инвестиции в размере 2000 триллионов рупий (154 миллиарда долларов США). Государство не в состоянии выделить эту огромную сумму, а это означает, что необходимо частное финансирование, однако неопределенность в регулировании и противоречивая политика вызывают значительное нежелание как потенциальных инвесторов, так и банков-кредиторов вмешиваться.

Третья проблема связана с огромными запасами угля в Индонезии. Уголь не только в изобилии, но и дешев: внутренняя цена ограничена 70 долларами США за тонну, что намного ниже, чем мировая рыночная цена, которая достигла пика в 100 долларов США в январе.Это затрудняет конкуренцию возобновляемым источникам энергии, особенно если учесть, насколько укоренившейся и мощной является индустрия ископаемого топлива. Отсутствие необходимости импортировать уголь означает, что ситуация сильно отличается от ситуации в соседних странах, таких как Вьетнам, где гидроэнергетика удовлетворяет 38% национальных потребностей в энергии в 2016 году, а уголь — на 33%.

Несмотря на все это, потребители, обеспокоенные изменением климата, все чаще требуют, чтобы их электроэнергия поступала из возобновляемых источников. Министр энергетики Игнасиус Йонан даже был готов столкнуться с гневом интересов злотых и ископаемого топлива, не только продвигая солнечные панели на крыше в качестве решения как для дома, так и для бизнеса, но и устанавливая их в своем собственном доме.

Благодаря высоким целям, растущему потребительскому спросу и значительным природным ресурсам Индонезия может стать ведущей страной в области возобновляемых источников энергии. Однако проблем также много, особенно с мощными игроками на ископаемом топливе, которые, вероятно, сделают все возможное, чтобы противостоять «угрозам» возобновляемых источников энергии. Но с загрязнением воздуха, изменением климата и отключениями электроэнергии, как долго это действительно может считаться вопросом выбора?

Солнечная или ветровая энергия лучше для дома?

Все большее число домовладельцев в Соединенных Штатах обращаются к возобновляемым источникам энергии, чтобы обеспечить электроэнергией свои дома.Наиболее практичными системами возобновляемой энергии являются фотоэлектрическая (PV) солнечная энергия и небольшие ветряные мельницы.

Оба источника зависят от сил природы, но в целом солнечные панели — отличный вариант для стабильного производства электроэнергии. Кроме того, солнечные энергетические системы не содержат движущихся компонентов, которые требуют частого обслуживания, как большие движущиеся ветряные турбины.

Мы расскажем вам об основных различиях между ветровой и солнечной энергией, чтобы помочь вам определить, какой вариант экологически чистой энергии подходит для ваших бытовых потребностей в электричестве.

Что эффективнее – солнечная энергия или энергия ветра?

В Соединенных Штатах большинство домовладельцев исторически предпочитали использовать солнечные панели на крышах в качестве устойчивой энергии для питания своих домов, в то время как все большее число коммерческих организаций переходят на крупномасштабные ветряные электростанции.

Одно из преимуществ ветра перед солнцем для вашего дома заключается в том, что ветряные турбины могут генерировать энергию 24 часа в сутки, поскольку они не зависят от солнечного света. Одна ветряная турбина может генерировать такое же количество электроэнергии в кВтч (или киловатт-часах), как и тысячи солнечных панелей.

Таким образом, с технической точки зрения энергия ветра более эффективна, чем солнечные батареи, но извлечь выгоду из ресурсов ветра не так просто, как использовать энергию солнца.

Ветер имеет смысл для домовладельцев, только если они имеют большой участок земли и живут в районе с сильным ветром, который может питать турбины .

Можно ли сочетать солнечную и ветровую энергию?

Сочетание солнечной и ветровой энергии дает уникальную возможность. Это действительно практично только в том случае, если у вас много акров земли, например, ферма, вы практикуете энергоэффективность и хотите быть вне сети.

Включая солнечную и ветровую энергию, вы можете быть уверены, что ваш дом всегда будет снабжаться электричеством, когда вы находитесь вне сети. Если солнца не так много, ветер может помочь вам получить энергию. И наоборот, если нет ветра, солнце обеспечит ваш дом энергией.

С такими гибридными системами (особенно если вы работаете в автономном режиме) имеет смысл установить солнечную батарею для накопления избыточной энергии. Эта накопленная мощность может помочь в обеспечении энергией, если ваши возобновляемые источники не производят достаточно электроэнергии в дни с неоптимальными погодными условиями.

Комбинированная система, безусловно, будет дорогой, но есть потенциал для продажи дополнительной энергии обратно в сеть в процессе, называемом чистым измерением.

Комбинация солнечной и ветровой энергии имеет смысл только для сельских населенных пунктов, где достаточно свободного места .

Плюсы и минусы солнечной энергии по сравнению с энергией ветра

Солнечные панели — отличный способ получения возобновляемой энергии, но у них есть несколько недостатков, наиболее заметным из которых является потребность в солнце для выработки электроэнергии.

Плюсы и минусы солнечной энергии по сравнению с энергией ветра
Плюсы Минусы
Солнце — богатый источник энергии Солнечные панели нуждаются в солнце для выработки электроэнергии
Солнечные панели становятся дешевле в установке Высокая начальная стоимость
Солнечные панели лучше подходят для бытового использования, чем ветряные турбины Если ваши расходы на электроэнергию низкие, возможно, оно того не стоит

Где лучше всего работает солнечная энергия?

«Солнечная энергия» — это термин, используемый для определения процесса преобразования солнечных элементов в солнечных панелях в полезную электроэнергию.Солнечные панели — отличный вариант для вашего дома, потому что количество панелей, которое вам понадобится для обеспечения всей выработки электроэнергии для вашего электричества, может легко поместиться на вашей крыше.

Солнце является одним из самых распространенных источников энергии, хотя некоторые места естественным образом подвергаются большему количеству часов солнечного света, чем другие. Более солнечные штаты, такие как Техас и Калифорния, позволяют солнечным панелям генерировать больше электроэнергии, чем такие штаты, как Вашингтон, где чаще бывает облачно.

Направления, в которых установлены солнечные панели, также могут увеличивать или уменьшать эффективность.В северном полушарии лучше всего размещать солнечные панели лицом к югу, не накрывая их тенью.

В то время как солнечные системы, установленные в любом штате, могут обеспечить количество энергии, необходимое вашему дому, если вы живете в более облачном штате, оставаясь подключенным к сети или установив резервную батарею, вы сможете работать на чистом электричестве в течение всего дня.

Узнайте, сколько будет стоить электроснабжение вашего дома с помощью солнечных батарей

Плюсы и минусы энергии ветра по сравнению с солнечной энергией

Несмотря на то, что энергия ветра предлагает потрясающий потенциал в коммунальном масштабе, у нее есть некоторые недостатки.

Плюсы и минусы энергии ветра по сравнению с солнечной энергией
Плюсы Минусы
Может вырабатывать электроэнергию ночью Зависит от ветра и большого пространства
Может быть размещен как на суше, так и на море Требуется специализированное обслуживание
Огромный потенциал в коммунальном масштабе Визуальное загрязнение и опасность для птиц

Где энергия ветра работает лучше всего?

Ветряные турбины улавливают энергию ветра, которая питает генератор внутри турбины и превращает эту энергию в электричество.Ветер не всегда доступен, но у него есть небольшое преимущество перед солнцем, потому что он может генерировать электричество ночью, когда дует ветер.

Эффективность энергии ветра измеряется фактическим количеством преобразованной кинетической энергии, что означает, что когда ветер попадает в турбину, турбина движется, производя энергию. Большинство ветряных турбин могут преобразовывать около половины падающего на них ветра в электроэнергию, причем коэффициент преобразования для морских ветряных турбин выше из-за более высоких скоростей ветра.

При рассмотрении вопроса об использовании ветряных турбин географическое положение является наиболее важным фактором. Ветряные системы требуют среды, почти лишенной больших ветрозащитных полос и зданий, поэтому их размещение в океане, на великих озерах США или на Среднем Западе имеет наибольший смысл.

Согласно последним данным, в 2018 году в США было выработано 275 миллионов мегаватт-часов энергии ветра. Из-за ветреной среды половина этой энергии была произведена в Техасе, Оклахоме, Айове и Канзасе.

Энергия ветра становится все более популярной в США и начинает использоваться как на суше, так и на море.

Солнечная и ветровая энергия: что лучше для домовладельцев?

В конечном счете, солнечные панели имеют больше смысла, потому что солнечная энергия более популярна, гораздо проще найти специалистов по установке солнечных батарей, чем подрядчиков по ветряным турбинам. Кроме того, в большем количестве домов можно легко установить солнечные батареи, но не в каждом доме можно установить ветряную турбину для выработки электроэнергии.

Оба метода предлагают чистую и недорогую альтернативу растущей стоимости энергии на ископаемом топливе как с финансовой, так и с экологической точки зрения.Возобновляемая энергия позволяет вам управлять собственным производством энергии и экономит ваши деньги в долгосрочной перспективе, не вызывая загрязнения окружающей среды.

Будущие электрические сети будут иметь как ветровую, так и солнечную энергию, но роль ветра будет в основном коммунальной, потому что установка и обслуживание ветряной турбины не так практичны с финансовой точки зрения, как солнечная. Для домовладельцев, которые ищут экономичный вариант возобновляемой энергии, солнечные батареи остаются лучшим вариантом.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить с солнечными батареями

Основные выводы

  • Солнечные батареи являются более практичным вариантом для домовладельцев, поскольку ветряные турбины слишком дороги и требуют большего обслуживания.
  • Если вы хотите быть автономным или иметь много земли, сочетание солнечной и ветровой энергии может иметь смысл для обеспечения стабильной, чистой, возобновляемой энергии 24/7.
  • Энергия ветра имеет наибольший потенциал в местах с небольшим количеством структур, блокирующих ветер, например, в районе Великих равнин, где они могут обеспечивать стабильную возобновляемую энергию.

Ищете списки плюсов и минусов для других типов источников энергии?

Революции в области возобновляемых источников энергии потребуются возобновляемые хранилища

Контент

Этот контент также можно просмотреть на сайте, откуда он взят.

Немецкое слово Dunkelflaute означает «темное уныние». Это леденит сердца инженеров по возобновляемым источникам энергии, которые используют его для обозначения затишья, когда солнечные батареи и ветряные турбины не работают из-за облаков, ночи или неподвижного воздуха. В ясный безоблачный день солнечная ферма может генерировать огромное количество электроэнергии; когда порывисто, ветряные турбины оживляют окрестности. Но ночью солнечные батареи мало что делают, а в безветренную погоду турбины сидят бесполезно. Эти возобновляемые источники энергии перестают возобновляться до тех пор, пока не изменится погода или планета.

Темная депрессия мешает электрической сети полностью полагаться на возобновляемые источники энергии. Энергетические компании должны планировать не только отдельные штормы или безветренные ночи, но и Dunkelflaute , которые растянутся на несколько дней или дольше. В прошлом году Европа пережила недельную «ветровую засуху», а в 2006 году на Гавайях шесть недель подряд шли дождливые дни. В меньшем масштабе фабрики, центры обработки данных и удаленные сообщества, которые хотят перейти на полностью возобновляемые источники энергии, должны заполнить пробелы. Германия выводит из эксплуатации свои атомные электростанции и усердно работает над внедрением возобновляемых источников энергии, но из-за проблемы «прерывистости» в своих возобновляемых источниках энергии она по-прежнему зависит от ископаемого топлива, включая импортируемый российский газ.

Очевидное решение — батарейки. Наиболее распространенная разновидность называется литий-ионной, или Li-ion, по названию химического процесса, благодаря которому она работает. Такие батареи питают все, от мобильных телефонов до электромобилей; они относительно недороги в производстве и становятся все дешевле. Но типичные модели истощают накопленную энергию всего через три-четыре часа максимальной производительности, и, как знает каждый владелец iPhone, их емкость постепенно уменьшается с каждой перезарядкой. Собрать достаточное количество батарей, чтобы покрыть более длительные разряды, дорого.А батареи могут загореться — за последние несколько лет объекты в Южной Корее загорались десятки раз.

Венкат Шринивасан, ученый, который руководит Аргоннским совместным центром по изучению накопления энергии ( ACCESS ) в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе, сказал мне, что одной из самых больших проблем с литий-ионными батареями является их цепочка поставок. Батареи зависят от лития и кобальта. В 2020 году около семидесяти процентов мирового объема кобальта приходилось на Демократическую Республику Конго.«Если у нас не будет разнообразия, у нас будут проблемы», — сказал Шринивасан. Любое нарушение цепочки поставок может сильно повлиять на цены и доступность. Кроме того, для добычи металлов требуется много воды и энергии, что может нанести ущерб окружающей среде, а некоторые операции по добыче кобальта связаны с детским трудом. Эксперты сомневаются, что цены на литий-ионные аккумуляторы упадут более чем на 30% по сравнению с текущим уровнем без значительных технологических достижений — падение, по мнению Министерства энергетики, все еще слишком мало.Нам нужно расширить наши возможности; по некоторым оценкам, к 2040 году нам потребуется как минимум в сто раз больше хранилищ, если мы хотим перейти в основном на возобновляемые источники энергии и избежать климатической катастрофы. Мы можем каким-то образом найти чистые и надежные способы добычи, распространения и переработки компонентов для литий-ионных аккумуляторов. И все же это кажется маловероятным. Хотя мы обычно думаем о возобновляемых источниках энергии с точки зрения их источников, таких как ветряные турбины и солнечные батареи, это только половина картины. В идеале мы бы объединили возобновляемую энергию с возобновляемым хранилищем.

У нас уже есть один вид хранения возобновляемой энергии: более девяноста процентов мировых запасов энергии находится в резервуарах, являющихся частью замечательной, но малоизвестной технологии, называемой гидроаккумулирующей электростанцией. Среди прочего, «насосная гидроэнергетика» используется для сглаживания скачков спроса на электроэнергию. Двигатели качают воду вверх из реки или водоема в более высокий водоем; когда вода спускается вниз по склону, она вращает турбину, снова вырабатывая электроэнергию. Гидронасосная установка похожа на гигантскую постоянную батарею, которая заряжается, когда вода поднимается в гору, и разряжается, когда она стекает вниз.Сооружения могут внушать благоговейный трепет: гидроаккумулирующая станция округа Бат в Вирджинии состоит из двух раскинувшихся озер, расположенных на высоте около четверти мили друг от друга среди покрытых деревьями склонов; в периоды повышенного спроса тринадцать миллионов галлонов воды могут протекать каждую минуту через систему, которая обеспечивает электроэнергией сотни тысяч домов. Некоторые страны расширяют использование насосных гидроэлектростанций, но пик строительства новых объектов в Соединенных Штатах пришелся на десятилетия назад. Трудно найти подходящую географию, трудно получить разрешения, а строительство идет медленно и дорого.Идет поиск новых подходов к хранению энергии.

[ Поддержите отмеченную наградами журналистику The New Yorker. Подпишитесь сегодня » ]

Quidnet, стартап из Хьюстона, является одной из многих компаний, изучающих возможности. В прошлом месяце я сидел в пикапе F-150 King Ranch со Скоттом Райтом, его вице-президентом по операциям, и Джейсоном Крейгом, его главным управляющим, когда мы ехали на один из его испытательных полигонов на ферме к западу от Сан-Антонио. Поля и рекламные щиты пронеслись мимо, когда Крейг объяснил с заднего сиденья, что Quidnet запатентовал новый вид гидронасоса.Вместо того, чтобы качать воду в гору, система компании направляет ее под землю по трубе, уходящей не менее чем на тысячу футов вниз. Позже система позволяет Земле снова выжимать воду под давлением, используя ее для привода генераторов. Райт и Крейг — ветераны нефтяной и газовой промышленности, а технология Quidnet похожа на зеленую шутку о фрекинге. В этом методе жидкость закачивается под землю, где создается давление, которое разрушает горные породы, высвобождая природный газ. Quidnet использует то же оборудование и опыт, но с другой целью: вода должна быть зажата между слоями горных пород, образуя подземные резервуары, которые могут быть выпущены по требованию.

Пока мы ехали, я спросил об отключениях электричества в Техасе в феврале 2021 года, когда из-за зимнего шторма на несколько дней были отключены газовые заводы и миллионы людей остались без электричества. Погибло более двухсот человек. У кризиса было много причин, в том числе тот факт, что Техас — единственный штат, энергосистема которого не подключена к сетям других штатов. «Мы таскали ведра воды из бассейна соседа, чтобы смыть туалеты», — сказал Райт. «Это определенно кричит о каком-то способе накопления энергии, чтобы уменьшить нагрузку на сеть в такие времена.

Искусственные подземные резервуары, созданные такими компаниями, как Quidnet, известны инженерам как «линзы» из-за их формы. («Я говорю «подушка-подушка», и людям это не нравится», — сказал Крейг.) Первоначально Quidnet столкнулся со скептицизмом по поводу его способности формировать линзы нужного размера и формы. Однако к моменту моего визита он успешно завершил несколько циклов откачки в Техасе, Огайо и Альберте. Компания получила тридцать восемь миллионов долларов частного и государственного финансирования, включая вклады от Breakthrough Energy Ventures, основанной Биллом Гейтсом.

Quidnet выиграл от золотой лихорадки по накоплению энергии. В 2018 году Министерство энергетики выделило тридцать миллионов долларов финансирования десяти группам, в том числе Quidnet, в рамках программы под названием «Дополнительная продолжительность хранения электроэнергии, или ДНЯ ». Перед тем, как покинуть свой пост, президент Дональд Трамп подписал Закон об энергетике от 2020 года, который включал двухпартийный Закон о лучших технологиях хранения энергии ( BEST ), разрешающий потратить миллиард долларов в течение пяти лет на «исследования, разработки и демонстрации». ” новой технологии накопления энергии.Многие штаты в настоящее время устанавливают целевые показатели емкости хранения, и в 2018 году Федеральная комиссия по регулированию энергетики издала Приказ 841, который интегрирует накопленную энергию в оптовый рынок электроэнергии. «Было признано, что время этой технологии пришло», — сказал мне Джейсон Бервен из Американской ассоциации чистой энергии. Но огромное расстояние отделяет доску инженера от реальности. Многие технологии возобновляемого хранения, получающие финансирование, окажутся слишком непрактичными, дорогими или неэффективными для широкого внедрения.

Пока мы подходили к ферме, Крейг размышлял о грубой физической природе подходов многих компаний. Основные принципы — это те, которые вы, возможно, помните из школьного курса физики. Если вы приложите усилие, чтобы поднять предмет, он сохранит потенциальную энергию; если затем вы позволите этому объекту упасть, его потенциальная энергия станет кинетической энергией, которая способна питать генератор и производить электричество. То же самое относится и ко многим физическим действиям. Помимо поднятия тяжестей, компании по хранению энергии сжимают воздух или воду, заставляют предметы вращаться или нагревают их.Если вы используете чистую энергию для выполнения первоначальной работы и найдете экологически чистый способ ее хранения и высвобождения, вы создали экологически ответственную альтернативу батарее.

«Я немного удивлен и воодушевлен тем, что решения проблемы долговременного хранения энергии могут быть найдены пещерным человеком», — сказал Крейг. Батареи зависят от «довольно сложной электрохимии, которая быстро выходит за рамки того, что я понимаю. И все же решения могут заключаться в подъеме тяжелых грузов с помощью кранов, подъеме земли с помощью гидравлического домкрата.Я думаю, что в Неваде есть ребята, которые кладут камни в поезд и катят его в гору, а потом возвращаются обратно. Мол, Фреду Флинтстоуну было бы комфортно с большинством этих вещей. Это может быть выходом».

Мы выехали на длинную дорогу фермы. Котел стервятников кружил над головой.

«Вы знаете, что это значит?» — спросил Крейг.

«Последний репортер, который вышел сюда?» Я сказал.

Они рассмеялись. «Это верно. Слишком много плохих вопросов».

Я уже придумал один.Собиралась ли я увидеть часть будущего зеленой энергии или любопытный и недолговечный эксперимент в сельской местности Техаса?

До недавнего времени нам не приходилось много думать о новых способах хранения энергии. Ископаемое топливо — это доисторическое хранилище энергии, и мы могли бы высвободить их энергию, сжигая их и приводя в действие генераторы. Топлива всегда было больше. «Почти вся электроэнергия в мире используется в том виде, в котором она производится», — сказал мне Билл Гросс, давний инвестор в солнечную энергетику и соучредитель Energy Vault, одной из самых высококапитализированных новых компаний по хранению энергии.Большая часть энергии, которая не потребляется немедленно, теряется. Проблема в том, что со многими технологиями «на самом деле хранение электроэнергии обходится дороже, чем ее производство», — сказал он. Во многих случаях солнечная энергия и ветер стали менее дорогими, чем уголь и газ. Но добавьте стоимость хранения, и возобновляемые источники энергии могут проиграть ископаемому топливу.

Энергия хранится вокруг нас самыми разными способами. Бутылка газированной воды в вашем холодильнике удерживает энергию под давлением; башня из книг содержит энергию, которая высвобождается при падении.В более широком масштабе извержения вулканов и лавины высвобождают накопленную энергию. Но хранение энергии наиболее полезно, когда оно предсказуемо, удобно и компактно, вмещая много энергии в маленьком пространстве. Несмотря на изменение климата, ископаемое топливо отвечает всем этим требованиям: сжигая всего один галлон легко транспортируемого бензина, вы можете высвободить достаточно энергии, чтобы переместить тысячи галлонов воды со дна насосной гидростанции наверх.

Сегодняшние литий-ионные аккумуляторы имеют низкую плотность по сравнению с ними, и возобновляемые системы хранения также изо всех сил пытаются достичь плотности, удобства и масштаба.Базовая технология хранения энергии на сжатом воздухе насчитывает десятилетия и может включать закачку воздуха в подземные полости, естественные или искусственные, с последующим выпуском его наружу. Первая подземная установка сжатого воздуха была построена в 1978 году в Германии; такие системы могут хранить и высвобождать огромное количество энергии. Но, как и насосные гидростанции, установки сжатого воздуха требуют правильного географического положения и дороги в строительстве. Они также неэффективны — как правило, можно извлечь только половину энергии, затраченной на повышение давления газа.

Инженеры пытаются повысить плотность и эффективность. Компания Hydrostor из Торонто получила более трехсот миллионов долларов финансирования и разрабатывает проекты в Калифорнии, Австралии и других странах, которые будут запущены в онлайн в ближайшие пять лет. Он хранит сжатый воздух в резервуарах и удерживает тепло, выделяемое в процессе сжатия воздуха, которое затем повторно применяется к воздуху во время расширения, повышая его способность приводить в действие турбину и генерировать электроэнергию.Британская компания Highview Power применяет более экстремальный подход, охлаждая воздух до более чем трехсот градусов ниже нуля, после чего он становится жидкостью. Жидкий воздух плотный, и когда Хайвью его нагревает, он быстро испаряется, вращая лопасти турбины. Колин Рой, исполнительный председатель Highview, сказал мне, что, когда компания открывает резервуары, воздух «вырывается наружу с огромной силой». Компания построила прототип жидкостно-воздушной системы и строит коммерческие установки в Англии и Испании.

Quidnet также производит усовершенствование технологии, основанной на давлении.На испытательном полигоне компании нас встретили Джейкоб и Сэди Швирс, владельцы фермы. Примерно годом ранее Quidnet отправил буровую установку — семидесятифутовую мачту, прикрепленную к грузовику, — на их территорию. Теперь голубой колодец стоял около десяти футов высотой, рядом с насосной станцией размером с транспортный контейнер, несколькими желтыми резервуарами и кучей шлангов. Воду можно было перекачивать из резервуаров в колодец, где она хранилась под давлением; затем его можно было выпустить обратно в танки. В прошлом месяце Quidnet объявила о пилотной программе по предоставлению технологии накопления энергии коммунальному предприятию в Сан-Антонио.

Мы вошли в насосную, чтобы полюбоваться поршнями, маховиком и чем-то, что называется гасителем пульсаций. Желтый пятисотсильный дизельный двигатель тихо стоял сзади, готовый запустить насос. «Я люблю большие машины, громкие звуки и запах масла», — сказал Райт. В коммерческой версии системы электродвигатель, в идеале работающий от чистой энергии, будет качать воду и действовать как генератор, когда вода вернется.

Когда мы вышли наружу, под палящее солнце, Райт указал на десять отдельных труб из ПВХ, торчащих из земли.Они указали на наличие под землей наклономеров, инструментов для оценки размера и характера линзы путем отслеживания смещения породы; они даже могут ощущать приливные колебания луны. Мы стояли и болтали, и Крейг сказал, что со временем аквариумы заменят привлекательным прудом. Сэди Швирс рассказала нам, что ей нравится представлять всю ферму, работающую на солнечных батареях и колодце Quidnet.

Люди, работающие в сфере энергетики, часто говорят о сети так, как будто у нее есть свои собственные пристрастия и причуды.«Сеть требует разнообразия активов», — говорит Матео Харамильо, генеральный директор. из Form Energy, которая производит «железо-воздушные» аккумуляторы. (Технология, которая накапливает энергию за счет циклического окисления и окисления металла, является одной из теоретических альтернатив литий-ионным батареям). в то же время ландшафт гиперконкурентен. «Все конкурируют с гидроаккумулирующими и литий-ионными аккумуляторами, — сказал мне Скотт Литцельман, директор программы DAYS Министерства энергетики.«Литий-ион настолько доминирует, учитывая такую ​​​​значительную цепочку поставок и производственную базу». Говоря о стартапах, не связанных с батареями, он сказал: «У вас есть другие зарождающиеся технологии, которые могут быть более конкурентоспособными, если они смогут масштабироваться. Это вызов всей отрасли. Все пытаются добраться до этой точки, чтобы сначала доказать техническую жизнеспособность и потенциальную стоимость, а затем доказать это не в лаборатории, а на огромной полевой площадке».

Ширли Менг, материаловед и инженер из Чикагского университета, сказала мне, что миру нужен «целый набор методов хранения.Не все методы найдут свою нишу, но, по ее словам, «я думаю, что мы очень, очень мало инвестируем. Потому что мы действительно представляем себе попытку перестроить всю систему сетки». Натан Рэтледж, исследователь чистой энергии из Стэнфорда, сказал мне, что хранение энергии может сыграть особенно важную роль в тех местах, где электрические сети все еще строятся. У многих стран развивающегося мира есть шанс полностью отказаться от ископаемого топлива, направившись прямо к возобновляемым источникам энергии, которые дешевле и меньше загрязняют окружающую среду.Но сеть с большей долей ветра и солнца требует большей емкости для преодоления перемежаемости. Возобновляемые хранилища — это «беспроигрышный вариант для глобального Юга», — сказал Рэтледж. «По сути, это позволяет людям очень быстро прыгнуть в двадцать первый век, не имея дело со всем устаревшим хламом, который мы создали в семидесятых, восьмидесятых и девяностых».

Возвращаясь в грузовике Райта, я думал о том, как все может выглядеть, если колодцы Квиднета будут продвигаться вперед. Современные ГЭС образуют живописные озера на поверхности Земли, но такие подходы, как у Квиднета, создадут под ними резервуары сжатой энергии.Компания предполагает, что местность будет усеяна устьями колодцев примерно в полумиле друг от друга и прудом на каждые четыре. Ветряные турбины могут подняться ввысь. Сама Земля была бы чем-то вроде гигантской батареи.

Билл Гросс, соучредитель Energy Vault, начал заниматься хранением энергии после долгой карьеры в сфере технологий Западного побережья, во время которой он основал ряд успешных компаний, занимающихся доткомами и солнечной энергией. Он задался вопросом, сможет ли он построить систему, основанную на тех же принципах, что и насосная гидроэнергетика, но с твердыми веществами вместо жидкостей.Вместо того, чтобы качать воду в гору и выпускать ее вниз, могли бы вы складывать грузы, используя чистую энергию, а затем генерировать энергию, используя шкивы для их опускания? «Я хотел сделать что-то вроде виртуальной горы», — сказал он мне.

Гросс и инженер-строитель Андреа Педретти начали рассматривать варианты. Они хотели «дешево нарастить высоту», сказал Гросс. Сталь была дорогой. Таким же был бетон, и при его производстве выделялся углерод. Они начали работать с компанией под названием Cemex над использованием «суперпластификатора» — полимера, способного скреплять грязь, часто используемого для строительства дорог в странах с низким уровнем дохода.Смешайте суперпластификатор с местной грязью, водой и небольшим количеством цемента, и вы сможете делать дешевые блоки прямо на месте. «По сути, мы можем сделать гору из грязи», — сказал Гросс. «И мы можем строить эту гору каждый день и каждый день восстанавливать эту гору». Сопоставление насосной гидроэнергетики по масштабу было бы амбициозной задачей. Но даже горы среднего размера могут хранить энергию, произведенную на расположенных рядом солнечных фермах или атомных электростанциях, или поддерживать работу серверов в центрах обработки данных. Гросс и Педретти основали Energy Vault в 2017 году вместе с Робертом Пикони, руководителем компании C.Э.О. У него есть офисы в Лос-Анджелесе и Швейцарии.

Первой попыткой Energy Vault создать систему был EV1, вырисовывающийся трансформатороподобный башенный кран с шестью рычагами. Идея заключалась в том, что такой кран укладывал блоки в стену вокруг себя, а затем раскладывал их. Наблюдатели в Интернете устроили полевой день, указывая на то, что они считали непрактичностью системы. (Видео на YouTube под названием «Энергетическое хранилище — глупая идея, вот почему» было просмотрено два миллиона раз.) В любом случае компания перешла на новый закрытый дизайн, названный EVx.В рендерах он напоминает квадратный автоматизированный склад высотой в сорок этажей. Лифты будут использовать чистую энергию, чтобы поднимать блоки весом до тридцати тонн и помещать их на тележки, которые будут перемещать их к середине конструкции. Когда потребуется энергия, блоки будут перемещены обратно в лифты. По мере спуска лифты будут питать генераторы, производящие новую электроэнергию. Energy Vault утверждает, что система будет иметь высокую эффективность в обоих направлениях, регенерируя большую часть потребляемой электроэнергии.Тем не менее, даже в этом случае EVx придется перемещать тысячи тяжелых блоков, чтобы хранить и высвобождать значительное количество энергии. Обычно наше потребление энергии является абстракцией; Подход Energy Vault раскрывает это в суровых физических терминах.

Демонстрационная версия EVx разрабатывается в пасторальной швейцарской горной долине в тени EV1. В марте Пикони дал мне рекламное предложение. Надев каски, жилеты и защитные очки, мы остановились у машины для изготовления блоков, большой синей стальной коробки. Он сжимает ингредиенты блоков, используя силу в семь тысяч тонн, а затем переворачивает их вертикально, создавая новый каждые пятнадцать минут.«Вы не пойдете покупать это в Walmart», — сказал Пикони.

Рядом мы увидели две тележки, которые будут перевозить блоки к лифтам EVx и обратно. Я положил руку на одно из жестких пластиковых колес. По словам Пикони, компания все еще экспериментировала с материалами для тележек: «Многое из того, что мы делаем, — это наука о материалах». Мы направились в диспетчерскую, которая оказалась трейлером, оснащенным компьютерами, где Фрэнк Тайбор, вице-президент Energy Vault по инженерным вопросам, сидел со своей австралийской овчаркой Сидни.Ранее Тайбор был главным инженером по стартовым и посадочным площадкам в SpaceX. (Сидни «побывала в достаточном количестве пунктов управления ракетами, и если вы сосчитаете в обратном порядке от десяти до нуля и ничего не произойдет, она расстроится», — сказал Тайбор.) Energy Vault был похож на SpaceX, сказал он мне, тем, что «кажется большим и промышленным». , но секретный соус заключается в том, как мы заставляем все это работать надежно». На большом экране мы увидели блок размером с автомобиль, который катился туда-сюда на тележке, пока датчики собирали данные об износе.

Снаружи мы с Пикони пошли искать тележку, которую видели на экране. Мы прошли мимо высотных блоков различной композиции, как будто были на стройке пирамид, прежде чем наткнулись на Ваге Габучяна, инженера-испытателя, который управлял тележкой. Он изучал механику разрушения в Калифорнийском технологическом институте и хотел знать, треснет ли какой-либо из компонентов во время тысяч миль прокатки и вибрации. Неподалеку четырехэтажное сооружение из двутавровых балок предлагало крошечный предварительный просмотр того, как может выглядеть окончательный вариант EVx.Склад, если он заработает, будет движущейся головоломкой. Программное обеспечение должно будет управлять движениями лифтов и тележек, чтобы поддерживать постоянную мощность, когда блоки ускоряются, замедляются, поднимаются и опускаются.

Что такое умная энергия? Как это может помочь вам сэкономить деньги сегодня

Для начала пора проверить, является ли ваш дом энергоэффективным. Ниже мы рассмотрим восемь различных способов, с помощью которых вы можете обеспечить максимальную энергоэффективность своего дома.

Изоляция

Прежде чем делать что-либо еще, пришло время убедиться, что ваш дом хорошо изолирован.Это оказывается особенно важной проблемой в старых домах, которые могут иметь плохую изоляцию.

Чем хуже утеплен ваш дом, тем больше возможностей для утечки энергии. С помощью надлежащей изоляции вы можете защитить свой дом и сократить потребление энергии.

Даже в новых домах есть места, которые нужно проверить. Чердаки, в частности, должны быть проверены, чтобы убедиться, что они имеют надлежащий уровень изоляции. Тепло и воздух могут легко выходить через мансардные крыши, увеличивая ваш счет и заставляя вас использовать больше энергии, чем необходимо.

Получить интеллектуальный счетчик

Интеллектуальный счетчик — это необходимое устройство, если вы хотите контролировать потребление энергии в вашем доме. В отличие от традиционных счетчиков, интеллектуальные счетчики предоставляют гораздо более подробные результаты об энергопотреблении вашего дома.

В частности, они обеспечивают более быстрое и точное измерение энергии. Благодаря ежечасным отчетам об энергопотреблении вашего дома интеллектуальные счетчики дают вам подробное представление о том, сколько энергии вы используете.

Это открывает двери для поиска новых экономичных способов сократить потребление энергии и сделать ваш дом более эффективным.

Однако при покупке интеллектуального счетчика следует соблюдать осторожность, так как сначала необходимо убедиться, что он совместим с энергосистемой вашего дома. Обычно эти интеллектуальные счетчики также подходят для мониторинга использования природного газа, что делает их отличным дополнением к любому дому, который хочет использовать интеллектуальную энергию.

Модернизированная солнечная батарея

Если у вас есть финансовые возможности, подумайте о том, чтобы добавить в свой дом несколько солнечных батарей. Хотя они еще не очень доступны по цене, стоимость солнечных панелей снизилась благодаря достижениям в их разработке и увеличению потребительского спроса.

Однако, в зависимости от вашего пространства, вы можете обнаружить, что стоимость приобретения солнечных батарей будет возмещена в виде сэкономленных затрат на электроэнергию. Это может быть довольно сложным процессом, поэтому обязательно найдите время, чтобы поговорить с профессионалами о том, как оптимизировать использование энергии с помощью возобновляемых источников энергии.

Со временем эти возобновляемые обновления должны сократить ваши счета за электроэнергию — и в зависимости от того, где вы живете, вы можете просто обнаружить, что они уменьшают ваши счета за электроэнергию почти до нуля.

Замена устаревшего оборудования

Но модернизация солнечных панелей — это лишь один из вариантов, который вы можете выбрать, чтобы сделать свой дом более энергоэффективным.

Если у вас есть старые, устаревшие устройства, рассмотрите возможность их обновления. Старые бытовые приборы, скорее всего, не соответствуют текущим стандартам энергопотребления, и они могут стоить вам больше энергии, чем вы думаете.

В связи с этим попробуйте заменять устройства по одному или все вместе, если это возможно. Это гарантирует, что вы не используете больше энергии, чем должны, и дает вам максимальную отдачу от затраченных средств.

Сократив потребление энергии, вы также примете участие в глобальном стремлении к лучшему, более эффективному использованию энергии и интеллектуальному энергопотреблению.

Обновление Windows

Знаете ли вы, что даже наши окна могут влиять на то, сколько энергии вы используете? Если ваши окна старые, вполне вероятно, что есть протечки и трещины, которые могут стоить вам энергии.

При этом эксперты по-прежнему осторожно относятся к замене окон в целях энергосбережения.Вместо этого они согласны с тем, что модернизация окон, например, исправление проблемных областей, оказывается более рентабельным. Однако, если вы все равно планируете заменить свои окна, вы можете воспользоваться шансом и убедиться, что покупаете энергоэффективную марку.

Начало ландшафтного дизайна

Вы даже можете использовать энергоэффективность в качестве предлога для украшения своего двора.

Верно: правильное озеленение может сделать ваш дом более энергоэффективным, защитив окна от прямых солнечных лучей.Это снижает температуру в вашем доме и позволяет вам использовать меньше энергии в долгосрочной перспективе.

Отключение неиспользуемых приборов

Давайте будем честными — сколько приборов вы оставляете включенными, которых не должно быть? Ты действительно пользуешься этим тостером, когда весь день на работе? Вам действительно нужно, чтобы ваш холодильник был включен в гараже, даже если вы им не пользуетесь?

Убедившись, что ваши неиспользуемые приборы остаются отключенными от сети, вы можете сократить потребление энергии в вашем доме и оставаться более энергоэффективным.  

Подумайте об обновлении фар

И, наконец, стремясь повысить энергоэффективность дома, подумайте об обновлении освещения. Новые, более энергоэффективные светильники могут сократить потребление энергии, обеспечивая еще более яркое и мощное освещение.

В сочетании с другими советами, изложенными здесь, модернизация освещения может обеспечить максимально эффективную работу вашего дома.

Может ли мир работать на возобновляемых источниках энергии?

Несомненно, возобновляемая энергия набирает обороты.Дания производит 43% своей энергии из возобновляемых источников, и к 2020 году она планирует достичь 70%. % к 2035 году и невероятные 80% к 2050 году. Китай, несмотря на множество проблем, является ведущим в мире источником инвестиций в возобновляемые источники энергии, а также крупнейшим производителем солнечной энергии.

Соединенным Штатам, производящим около 13% возобновляемой энергии, есть что наверстать, хотя Калифорния (где некоторые девелоперы включают солнечную энергию в каждый строящийся дом) указывает путь вперед.Ассоциация производителей солнечной энергии сообщает, что рынок солнечной энергии в США вырос на 41% в 2013 году и составил 20% всех новых генерирующих мощностей в этом году.

И солнце, и ветер делают успехи. Глобальный опрос Bloomberg предсказал, что солнечная энергия вырастет более чем на 20% в мире в 2014 году (как это было в период с 2012 по 2013 год). И Глобальный совет по ветроэнергетике прогнозирует, что 2014 год будет очень хорошим годом и для ветроэнергетики на международном уровне, с резким увеличением по сравнению с 2013 годом и по меньшей мере 47 гигаватт ветровой энергии, установленной по всему миру.

Место для роста

Но все это позитивное движение может затмить тот факт, что возобновляемые источники энергии по-прежнему составляют очень небольшую часть как в США, так и во всем мире. Большой процентный рост начинается с небольшой базы (даже при ее быстром росте солнечная энергия по-прежнему составляет менее 1% от генерации в США, и официальный консенсус заключается в том, что в обозримом будущем мир будет работать на энергии ископаемого топлива). В отчете Международного энергетического агентства «World Energy Outlook 2013» сообщается: «Сегодняшняя доля ископаемого топлива в мировом балансе, составляющая 82%, такая же, как и 25 лет назад; сильный рост возобновляемых источников энергии снижает этот показатель примерно до 75% в 2035 году.

Производство электроэнергии из возобновляемых источников с помощью технологий, которые сегодня коммерчески доступны, в сочетании с более гибкой системой электроснабжения более чем достаточно для обеспечения 80% от общего объема производства электроэнергии в США в 2050 году. — Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии

В США также прогнозируется «обычное развитие» Управление энергетической информации США (EIA) действительно предусматривает постепенное сокращение выбросов за счет повышения энергоэффективности и использования возобновляемых источников энергии. Агентство заявило: «Повышение эффективности использования энергии в жилом и транспортном секторах и отказ от более углеродоемких видов топлива, таких как уголь, для производства электроэнергии помогают стабилизировать U.S. Выбросы двуокиси углерода (CO2), связанные с энергетикой». Но прогнозы агентства по выработке электроэнергии за счет топлива до 2040 года по-прежнему показывают подавляющее преобладание природного газа, атомной энергии и угля. В лучшем случае возобновляемая энергетика может достичь паритета с ядерной энергетикой, но останется значительно ниже прогнозов агентства по природному газу и углю. Нынешние низкие цены на нефть являются еще одним вызовом для роста использования возобновляемых источников энергии.

Что теоретически возможно

По словам Сарбджита Нахала, главы отдела тематических инвестиций подразделения глобальной стратегии Bank of America Merrill Lynch, и Бейджиа Ма, руководителя группы, для развития возобновляемых источников энергии необходимы значительные изменения.Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК) заявила в отчете за конец 2014 года: «Продолжающийся выброс парниковых газов вызовет дальнейшее потепление и долгосрочные изменения во всех компонентах климатической системы, увеличивая вероятность серьезных, всеобъемлющих и необратимых воздействий». ». По их словам, из-за 40-процентного увеличения спроса на энергию к 2035 году мы «находимся на траектории выбросов углекислого газа (CO2), согласующейся с повышением глобальной температуры на 2–4,5 градуса по Цельсию, что делает необратимое изменение климата реальностью.

Едва ли они одиноки в этой оценке. «Зарождается новая мировая энергетическая экономика, — сказал Лестер Браун, президент Института политики Земли. «Наша цивилизация должна использовать возобновляемые источники энергии в масштабах и темпах, которых мы никогда раньше не видели».

И это хотя бы теоретически возможно. В исследовании, проведенном Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL), сделан вывод: «Производство электроэнергии из возобновляемых источников с помощью технологий, которые сегодня коммерчески доступны, в сочетании с более гибкой электрической системой более чем достаточно для обеспечения 80% общего количества U.S. выработка электроэнергии в 2050 году при почасовом обеспечении спроса на электроэнергию в каждом регионе страны».

По словам Брауна, в соответствии с программой быстрого расширения к 2020 году в мире будет около пяти миллионов мегаватт ветровой энергии. Он добавил: «В сочетании с амбициозным расширением солнечной и геотермальной энергетики, а также с новыми гидроэнергетическими проектами в стадии разработки, это составит 7,5 млн мегаватт возобновляемых генерирующих мощностей, что позволит нам отказаться от всего угля, нефти и большей части природного газа сейчас. используется для выработки электроэнергии.

Марк Джейкобсон, профессор гражданской и экологической инженерии в Стэнфорде, и Марк Делукки, научный сотрудник Института транспортных исследований Дэвиса Калифорнийского университета, разработали амбициозный сценарий поглощения возобновляемых источников энергии. «Наш план предусматривает миллионы ветряных турбин, водяных машин и солнечных установок», — писали они в журнале Scientific American . «Цифры большие, но масштаб не является непреодолимым препятствием; общество уже достигло масштабных преобразований.

В частности, их глобальный план предусматривает 3,8 миллиона больших ветряных турбин, 90 000 солнечных электростанций коммунального масштаба, 490 000 приливных турбин, 5 350 геотермальных установок и 900 гидроэлектростанций. По их оценкам, стоимость производства электроэнергии с помощью этой сети будет меньше за киловатт-час, чем с использованием ископаемого топлива или ядерной энергии.

Другие планы совпадают. «Технически возможно достичь почти 100% возобновляемых источников энергии в течение следующих четырех десятилетий», — говорится в отчете Всемирной федерации дикой природы (WWF) об энергетике за 2011 год, в котором в будущем основными игроками считаются ветер, солнечная энергия, биомасса и гидроэнергетика.«Энергия, полученная от солнца, ветра, земного тепла, воды и моря, может во много раз удовлетворить мировые потребности в электроэнергии, даже с учетом колебаний спроса и предложения».

Согласно отчету WWF, к 2050 году миллион наземных и 100 000 морских ветряных турбин могут удовлетворить четверть мирового спроса на энергию.

Движение мимо угля

Эксперты считают, что для предотвращения повышения глобальной температуры более чем на два градуса Цельсия по сравнению с доиндустриальным уровнем, что является целью Копенгагенского соглашения, мировые выбросы энергии должны достичь пика к 2020 году, а затем быстро снизиться, достигнув почти нуля примерно к 2050 году.

Одним из часто упоминаемых препятствий на пути к достижению этой цели является зависимость мира от угля как для получения энергии, так и для создания рабочих мест. По словам Чарльза Манна в The Atlantic , уголь вызывает на 25% больше выбросов, чем нефть во всем мире, но очистка сектора может быть не такой сложной, как кажется на первый взгляд. Сорок процентов мировых выбросов в атмосферу приходится на 7000 угольных электростанций. А истощение угля уже происходит. Управление энергетической информации сообщает, что сочетание более дешевого природного газа и строгих стандартов EPA для электростанций наносит ущерб.В первой половине года в США не было открыто ни одной угольной электростанции, а в 2013 году на уголь приходилось лишь 39% производства электроэнергии в США по сравнению с более чем 50% в 2004 году. ожидается к 2016 году.

Неопределенность, возникающая из-за прерывистых возобновляемых источников энергии, может быть уменьшена за счет наращивания сетевых подключений, позволяющего распределять нагрузку. –Абыд Кармали

Продолжающееся снижение добычи угля уже снизило занятость в промышленности США, ослабив опасения, что низкоуглеродное будущее убьет рабочие места.Так же повысилась эффективность. Отчасти из-за широко распространенной горной выемки, в которой занято гораздо меньше рабочих, чем в подземной добыче, занятость на угольных месторождениях США сократилась с более чем 280 000 рабочих мест в 1978 году до менее 100 000 сегодня, даже несмотря на то, что добыча угля увеличилась за тот же период почти до миллиарда тонн. .

Общая картина сложная. Хотя добыча угля на международном уровне по-прежнему стабильно растет, и Международное энергетическое агентство прогнозирует рост спроса в 2 раза.1% в год до 2019 года, занятость — семь миллионов рабочих мест по всему миру — повлекла за собой некоторые потери. Согласно Vital Signs Института Worldwatch, «многие сотни тысяч рабочих мест в угледобывающей промышленности были сокращены в Китае, Соединенных Штатах, Германии, Великобритании и Южной Африке за последние пару десятилетий, иногда в условиях роста производства. ”

Возобновляемые источники энергии уже помогают компенсировать потерю рабочих мест в угольной промышленности: Solar Foundation сообщает о 142 698 рабочих местах в этой отрасли в 2013 году, что почти на 20% больше, чем в 2012 году.В 2030 году в мировой ветроэнергетике может быть занято 2,1 миллиона человек, тогда как солнечная фотоэнергетика могла бы создать еще 6,3 миллиона рабочих мест.

Во всем мире в сфере возобновляемых источников энергии занято 2,3 миллиона человек, либо напрямую, либо в вспомогательных отраслях, отчасти, говорится в отчете NREL «Доллары и смысл», потому что эта технология трудоемка (на каждый вложенный доллар больше рабочих мест, чем в обычную электроэнергию). В целом, по оценкам Центра американского прогресса (CAP), сокращение выбросов парниковых газов на 40% по сравнению с уровнем 2005 года к 2035 году создаст 4.2 миллиона рабочих мест в целом, из которых 2,7 миллиона нетто, если учесть «оценочное сокращение в секторах ископаемого топлива». CAP заявила, что общий эффект будет заключаться в снижении уровня безработицы на 1,5%.

Несмотря на сокращение использования угля и прогнозируемое увеличение занятости в экологически чистой энергетике, зависимость Китая от угля остается серьезным препятствием. Уголь производит 70% энергии в Китае, и в 2012 году там было сожжено почти четыре миллиарда тонн — основная причина того, что Китай стал крупнейшим в мире источником выбросов парниковых газов.С 2005 по 2011 год Китай (с огромными природными запасами угля) каждую неделю добавлял эквивалент двух электростанций мощностью 600 мегаватт, а с 2010 по 2013 год он добавлял угольные электростанции примерно на половину всей генерации в США. (В то же время Китай привержен возобновляемым источникам энергии — включая гидроэнергетику, она уже составляет 20% по сравнению с 13% в США. Но спрос растет, как и производство: Китай планирует удвоить свои генерирующие мощности на 2030.)

Технологические и нормативные препятствия сохраняются

Непостоянство ветровой и солнечной энергии остается серьезной проблемой, на которую обращают внимание Джейкобсон и Делукки.Чтобы решить проблему перебоев в возобновляемых источниках энергии, Джейкобсон предлагает объединить географически разбросанные ветряные, солнечные и водные ресурсы (через интеллектуальную сеть) и, где это возможно, использовать гидроэнергию для заполнения пробелов в энергоснабжении. Он также выступает за управление реакцией на спрос, чрезмерное пиковое производство (и производство водорода с избытком) и хранение электроэнергии на месте (в батареях) или в электромобилях, подключенных к сети.

Абид Кармали, управляющий директор по климатическому финансированию в Bank of America Merrill Lynch, согласился с тем, что неопределенность, связанную с прерывистыми возобновляемыми источниками энергии, можно уменьшить за счет наращивания межсетевых соединений, что позволит распределить нагрузку.«Кроме того, ключевое значение имеет правильное сочетание, например, использование гидроэлектростанций для получения базовой энергии, где это возможно», — сказал он. «И, конечно, также ошибочно говорить, что только возобновляемые источники энергии страдают от волатильности — заводы, работающие на ископаемом топливе, выходят из строя по разным причинам, и это не прогнозируется заранее».

Дэниел Эсти, директор Йельского центра экологического права и политики, считает, что лучшее хранение батарей — святой Грааль для ученых всего мира — является ключом к решению проблемы перемежаемости.

По словам Артура ван Бентема, доцента кафедры экономики бизнеса и государственной политики Уортонской школы Пенсильванского университета, нынешняя политика регулирования представляет собой еще одно серьезное препятствие на пути к низкоуглеродному будущему. «Стимулы для реагирования на спрос, такие как ценообразование в режиме реального времени для конечных пользователей, часто отсутствуют, но они могли бы способствовать смещению потребления с пиковых часов на непиковые». Кроме того, говорит ван Бентем, «индустрия возобновляемых источников энергии будет постоянно находиться в невыгодном положении, пока мы не уберем слона из комнаты: электроэнергетический сектор, работающий на ископаемом топливе, должен полностью оплачивать социальные издержки своей деятельности.Проще говоря, нам нужен налог на выбросы углерода».

A Вид с уровня земли

Некоторые страны уже работают над поэтапным отказом от ископаемого топлива, наиболее ярким примером является Германия. Страна, которая сейчас получает 15% своей энергии от ядерной энергетики, хочет постепенно отказаться от нее к 2021 году — с помощью таких законов, как Закон о возобновляемых источниках энергии, который предусматривает льготные тарифы и другую финансовую поддержку. И его цель — поставлять 80% электроэнергии из возобновляемых источников к 2050 году.

В первом квартале 2014 года чистые источники произвели 27% электроэнергии в Германии, выработав 40,2 миллиарда киловатт-часов. По данным Института солнечной энергии GW Университета Джорджа Вашингтона, почти половина всего нового производства электроэнергии в Европе приходится на энергию ветра или солнца. Но одним из препятствий на пути к успеху Германии являются надбавки к ценам на электроэнергию, которые привели к увеличению счетов за коммунальные услуги для некоторых (и привели к волнениям среди немецких производителей), а также, по крайней мере, краткосрочное увеличение использования угля и импорта возобновляемых источников энергии.

«Самый простой способ уменьшить наш крупномасштабный углеродный след — это стать намного более эффективным, и бизнес все еще начинает осознавать множество низко висящих плодов». – Эрик Ортс

Портфель возобновляемых источников энергии в Германии примерно вдвое превышает 13% в США, и обязательство Европы по сокращению выбросов углерода на 40% к 2030 году существенно активизирует ее усилия. Тем не менее, некоторые штаты получают большую часть своей энергии из возобновляемых источников энергии, часто из-за больших гидроэнергетических ресурсов.

Управление энергетической информации США ожидает, что производство электроэнергии из возобновляемых источников вырастет до 16% в 2040 году. стимул, если к ним прислушиваются.

Корпорации

также лидируют. Возобновляемые источники энергии уже обеспечивают электроэнергией 94% корпоративных операций Apple. В 2005 году Walmart запустила локальную солнечную энергию для своих операций в США, а в следующем году заключила первое крупное соглашение о ветроэнергетике в Мексике.К 2013 году у Walmart было 335 проектов по возобновляемым источникам энергии по всему миру, производящих 2,2 миллиарда киловатт-часов в год и удовлетворяющих почти четверть потребностей компании в энергии. Цель Walmart — достичь семи миллиардов киловатт-часов и приблизиться к 100% возобновляемой энергии к концу 2020 года.

Небольшие компании также добиваются значительных успехов. Стив Мелинк из Милфорда, штат Огайо, в 1987 году основал компанию Melink Corporation, изначально занимавшуюся тестированием систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. В 2004 году он посетил конференцию по экологическому строительству и испытал на себе «момент вдохновения».Это открыло мне глаза на то, что мы не на пути устойчивого развития». На сегодняшний день компания Melink применила более 100 стратегий, чтобы достичь текущего состояния с нулевым энергопотреблением. Фактически, стремление компании к устойчивому развитию привело к созданию нового прибыльного бизнеса по аренде солнечной энергии, включая установку двух трехмегаваттных систем в Индианаполисе и систему солнечного навеса мощностью 1,56 мегаватт стоимостью 12 миллионов долларов, которую она недавно построила над парковкой в ​​Цинциннати. Зоопарк. По словам Софии Сифуэнтес, координатора по устойчивому развитию зоопарка, наличие солнечной системы привело к тому, что 50 дней в году фактически отключены от сети.

  Трудность достижения цели

Транспорт на самом деле является самым быстрорастущим источником CO2 в мире, и поэтому он может компенсировать выгоды от установленных возобновляемых источников энергии. В 2011 году количество автомобилей в мире превысило один миллиард, и, по мнению Международного транспортного форума, к 2050 году оно может достичь 2,5 миллиардов. Очевидно, что это неустойчивое число. Дэниел Сперлинг, директор-основатель Института транспортных исследований Калифорнийского университета в Дэвисе, считает, что при таком сценарии 87 миллионов баррелей нефти, добываемых в мире каждый день, могут возрасти до 120 миллионов баррелей.

Переход на электромобили может снизить расход масла и влияние автомобилей на климат, но впереди еще долгий путь. В США в 2014 году было продано 119 710 автомобилей с подключаемыми модулями из 16,5 миллионов, а во всем мире это число меньше. Электромобили в настоящее время дороги, но с падением цен на батареи их импульс, вероятно, увеличится. Недорогие автомобили (с увеличенным запасом хода), стоимость эксплуатации которых намного меньше, чем у обычных автомобилей, будут привлекательны для покупателей во всем мире.Снижение выбросов становится эффективным циклом, когда электромобили с нулевым уровнем выбросов получают энергию от электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии.

Сделать автомобили более энергоэффективными, как и в США, к 2025 году поставить средний показатель расхода топлива в 54,5 мили на галлон, так же важно, как и полный отказ от автомобилей. Общественный транспорт играет ключевую роль, но путь вперед указывает и другая инновационная городская политика: США по-прежнему в значительной степени автоцентричны, но такие города, как Хельсинки и Гамбург в Европе, имеют амбициозные, технологические планы по отказу от автомобилей или как можно ближе к ним. к этому насколько это возможно.На смену частным автомобилям придут автобусы с диспетчерской телефонной связью, райдшеринг, муниципальные велосипеды и несколько вариантов железных дорог.

Практически все эксперты сходятся во мнении, что переход к чистой энергетике будет сложным. Карл Поуп, бывший исполнительный директор Sierra Club, отмечает, что если инвестиции в чистую энергетику приведут к сокращению мирового спроса на ископаемое топливо на 5%, то закон спроса и предложения приведет к резкому падению ископаемого топлива на 25-30%. цены на топливо, повышая привлекательность невозобновляемых источников энергии для потребителей.

Роберт Гигенгак, почетный профессор наук о земле и окружающей среде Школы искусств и наук Пенсильванского университета, согласен с тем, что переход будет непростым, «но он неизбежен».

По словам Эсти, переход на возобновляемые источники энергии может занять до 100 лет. Эрик Ортс, директор Уортонской инициативы глобального экологического лидерства (IGEL) и профессор права Пенсильванского университета, также видит впереди довольно трудный путь, но это достижимая цель.«Я не думаю, что это легкий переход», — сказал он. «Но я думаю, что это возможно, и нам определенно нужно двигаться в этом направлении».

Ортс добавляет: «Даже с ветром и солнцем это не просто нулевые выбросы — есть производственные затраты, проблемы с добычей полезных ископаемых и обслуживанием. Следует сказать, что переход к возобновляемым источникам энергии должен сопровождаться усилиями по повышению энергоэффективности. Самый простой способ уменьшить наш крупномасштабный углеродный след — стать намного более эффективным, и у бизнеса все еще есть много низко висящих плодов, которые начинают осознавать.

5 практических советов по использованию возобновляемых источников энергии

Кажется, мир не останавливается, когда дело доходит до потребления энергии. По мере того, как каждая страна переживает рост и развитие как общество, их потребности во власти возрастают, чтобы не отставать от темпов их расширения. Процесс естественный. Это даже поощряется обществом, но это не меняет того факта, что это наносит ущерб нашей планете. Все больше мировых ресурсов эксплуатируется и перерабатывается в топливо.

Хотя многие из этих отраслей долгое время отрицали неприглядную сторону энергопотребления, она была выставлена ​​на всеобщее обозрение.Это повысило осведомленность о необходимости использования альтернативных источников энергии и отходов, которые являются возобновляемыми и более чистыми, чтобы избежать загрязнения и замедлить деградацию наших многочисленных природных экосистем.

Многие инициативы по использованию чистой энергии поддерживаются во многих странах. Некоторые из них поддерживаются правительствами и частными предприятиями, стремящимися сохранить нашу планету и исправить часть ущерба, вызванного нашей постоянной потребностью в ресурсах. Многие люди считают, что индивидуальные усилия не учитываются.Дело в том, что каждая крупица помощи, которую они могут получить, имеет большое значение. Вот 5 практических советов, которым вы можете следовать, чтобы правильно использовать возобновляемую энергию в вашем помещении:

1. Использование технологий на солнечной энергии

Если вы еще не поняли, что солнце является самым мощным источником энергии в мире, и никто не может брать плату за его использование. Вот почему многие разработчики сосредоточились на создании технологий, которые наилучшим образом используют энергию света и излучения главной звезды нашей Солнечной системы.

В настоящее время вы можете получить транспортные средства на солнечных батареях и солнечные панели для распределения энергии в вашем доме. Такие солнечные технологии могут быть немного дорогими, но долговечными, как ничто другое на рынке, плюс это в лучшем случае единовременная инвестиция!

2. Краудфандинг проектов чистой энергии

Многие сообщества готовы стать экологичными и использовать экологически чистые источники энергии, когда им будет представлен правильный проект. В большинстве случаев соседям просто нужно увидеть хорошо продуманный план, объясняющий, почему использование возобновляемых источников энергии будет для них более доступным в долгосрочной перспективе.

Общественный проект на солнечной энергии в Лаосе

Экологический аспект также может быть полезен, особенно для тех домовладельцев, которые живут рядом с природными водоемами и хотят сохранить ценность своей собственности, заботясь об окружающей среде.

3. Поддержите Общество неравнодушных ученых

Это удивительная инициатива, направленная на то, чтобы бизнес и мир стали более образованными и использовали больше возобновляемых источников энергии. Я вообще не связан с обществом, но это может быть один из самых действенных способов помочь окружающей среде, потому что они накопили большую поддержку и активы.

Посмотрите, что они здесь делают.

4. Использование технологии обработки воды

Многие домохозяйства и современные жилищные проекты могут использовать эту технологию для повторного использования источников воды, которые они используют, и избежать ненужных отходов такой жизненно важной жидкости.

Основные принципы этой инициативы требуют инвестиций в перерабатывающие установки и большие резервуары, которые можно установить на фундаменте вашего дома или сбоку от него. В вашем доме всегда будет чистая проточная вода, а из природных источников рядом с домом вы много не возьмете.

5. Ветроэнергетика для дома или бизнеса

Многие места по всему миру используют ветряные турбины для выработки электроэнергии, и это стало возможностью для бизнеса для многих предпринимателей по всему миру. Установки просты в установке, а производство энергии очень дешево.

Энергия ветра произвела избыток энергии в определенных местах, таких как Китай, Германия, Австралия и некоторые регионы США, где эти электростанции продают перепроизводство обычным электростанциям.Энергия, обеспечиваемая этими альтернативами, чище большинства и очень легка для семейного бюджета.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Родственные

О Салмане Зафаре

Салман Зафар является генеральным директором BioEnergy Consult, а также международным консультантом, советником и тренером, обладающим опытом в области управления отходами, получения энергии из биомассы, преобразования отходов в энергию, защиты окружающей среды и сохранения ресурсов. Его географические области включают Азию, Африку и Ближний Восток.Салман успешно реализовал широкий спектр проектов в области биогазовых технологий, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, переработки и управления отходами. Салман участвовал во многих национальных и международных конференциях по всему миру. Он является плодовитым экологическим журналистом и является автором более 300 статей в известных журналах, журналах и на веб-сайтах. Кроме того, он активно занимается распространением информации о возобновляемых источниках энергии, утилизации отходов и экологической устойчивости через свои блоги и порталы.С Салманом можно связаться по электронной почте [email protected] или [email protected] .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.