الطاقة البديلة لمنزل خاص

يمكن لأصحاب المنازل الخاصة تقليل فواتير الخدمات بشكل كبير أو عدم استخدام خدمات شركات التدفئة والكهرباء والغاز على الإطلاق.يمكنك حتى توفير اقتصاد كبير ، وإذا رغبت في ذلك ، وبيع الفائض.هذا حقيقي وبعضهم قاموا به بالفعل.لهذا ، يتم استخدام مصادر الطاقة البديلة.

يمكن لمصادر الطاقة البديلة توفير جميع الاحتياجات

أين يمكن للمرء الحصول على الطاقة وبأي شكل

في الواقع ، الطاقة ، بشكل أو بآخر ، في الطبيعة هي في كل مكان تقريبًا - الشمس والرياح والماء والأرض - في كل مكان توجد الطاقة.المهمة الرئيسية هي استخراجها من هناك.الإنسانية تفعل هذا منذ أكثر من مائة عام وقد وصلتنتائج جيدة.اليوم ، يمكن لمصادر الطاقة البديلة تزويد المنزل بالتدفئة والكهرباء والغاز والماء الدافئ.علاوة على ذلك ، لا تتطلب الطاقة البديلة أي مهارات تتجاوز المعرفة.كل ما يمكنك القيام به لمنزلك بيديك.لذا ، ما الذي يمكن عمله:

• استخدم الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية أو لتسخين المياه - للحصول على الماء الساخن المنزلي أو التدفئة المنخفضة الحرارة (الألواح الشمسية وهواة جمع الطاقة الشمسية).
• تحويل طاقة الرياح إلى كهرباء (مولدات الرياح).
• استخدام مضخات الحرارة لتدفئة المنزل ، وإزالة الحرارة من الهواء ، والأرض ، والمياه (مضخات الحرارة).
• لتلقي الغاز من النفايات من الحيوانات الأليفة والدواجن (النباتات الغاز الحيوي).
  

  الطاقة البديلة - وسيلة لتوفير احتياجاتهم بشكل مستقل

يمكن لجميع مصادر الطاقة البديلة أن تلبي بالكامل الاحتياجات البشرية ، ولكن هذا يتطلب الكثير من الاستثمار أو/ومساحات كبيرة جدا.لذلك ، من المنطقي إنشاء نظام مشترك: لتلقي الطاقة من مصادر بديلة ، وإذا كان هناك نقص في "الحصول على" من الشبكات المركزية.

استخدام الطاقة الشمسية

يعد الإشعاع الشمسي أحد أقوى مصادر الطاقة البديلة في المنزل.إلىتحويل الطاقة الشمسية هناك نوعان من المنشآت:

• الألواح الشمسية تولد التيار الكهربائي ؛
• مجمعات الطاقة الشمسية تسخين المياه.

  من الممكن تسخين الماء أو الحصول على التيار الكهربائي من الطاقة الشمسية

يجب ألا تعتقد أن المنشآت تعمل فقط في الجنوب وفقط في الصيف.أنها تعمل بشكل جيد في فصل الشتاء.في الطقس الصافي مع تساقط الثلوج ، يكون إنتاج الطاقة أقل قليلاً من الصيف.إذا كانت منطقتك بها عدد كبير من الأيام الصافية ، فيمكنك استخدام هذه التكنولوجيا.

الألواح الشمسية

يتم تجميع الألواح الشمسية من محولات الطاقة الضوئية ، والتي يتم تصنيعها على أساس المعادن التي تنبعث منها الإلكترونات تحت تأثير أشعة الشمس - تولد تيارًا كهربائيًا.للاستخدام الخاص ، يتم استخدام محولات ضوئية من السيليكون.في بنيتها ، فهي أحادية البلورة (مصنوعة من بلورة واحدة) و متعددة الكريستالات (العديد من البلورات).أحادي البلورية لديها كفاءة أعلى (13-25 ٪ حسب الجودة) وعمر خدمة أطول ، لكنها تكلف أكثر.تولد تلك الكريستالات أقل كهرباء (9-15 ٪) وتفشل بشكل أسرع ، ولكن لديها سعر أقل.

تجميع DIY للألواح الشمسية ليس بالأمر الصعب.تحتاج أولاً إلى شراء كمية معينة من خلايا السيليكون الضوئية (يعتمد المبلغ على الطاقة المطلوبة).في أغلب الأحيان يتم شراؤها على منصات التداول الصينية مثل Ali Express. ثم الإجراء بسيط:

• اصنع إطارًا (من ألواح خشبية أو زوايا معدنية).تعيين الركيزة على ذلك.شفاف - زجاج ، زجاج شبكي (بولي كربونات متآلف) - إذا كانت البطارية الشمسية معلقة على النافذة ، ومعتمة (الخشب الرقائقي ، مطلية باللون الأبيض) ، إذا قمت بتثبيت البطارية فلن تكون على السطح.
• باستخدام الموصلات الألومنيوم ، توصيل العناصر في بطارية واحدة (بالتوازي).يمكن لحام الموصلات على الفور باللوحات (تكلفتها أغلى ثمناً قليلاً) أو تضطر إلى الشراء بشكل منفصل ثم لحام نفسك.
• يجب إغلاق البطارية النهائية.يتم سكبها مع راتنجات الايبوكسي أو لصقها مع فيلم إيفا خاص.عند الختم ، من الضروري التأكد من عدم وجود فراغات - فقاعات هواء.إنها تقلل بشكل كبير من أداء البطارية ، لذلك نقوم بإخراجها بعناية.

  هذه بطارية شمسية جاهزة

بضع كلمات حول سبب طلاء الركيزة للوحة الشمسية (البطارية) باللون الأبيض.يتراوح نطاق درجة حرارة تشغيل رقائق السيليكون من -40 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية.العمل في أعلى أو أقلدرجات الحرارة يؤدي إلى الفشل السريع للعناصر.على السطح ، في الصيف ، في مساحة مغلقة ، يمكن أن تكون درجة الحرارة أعلى بكثير + 50 درجة مئوية.لذلك ، هناك حاجة إلى اللون الأبيض - حتى لا يسخن السيليكون.

مجمعات الطاقة الشمسية

باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية ، يمكنك تسخين الماء أو الهواء.حيث يمكنك توجيه الماء الذي يتم تسخينه بواسطة الشمس - إلى الصنابير لتوفير الماء الساخن أو إلى نظام التدفئة - اخترت ذلك.فقط التدفئة ستكون منخفضة الحرارة - للأرضية الدافئة ، ما هو مطلوب.ولكن من أجل ضمان أن درجة الحرارة في المنزل لا تعتمد على الطقس ، يجب جعل النظام زائداً بحيث ، إذا لزم الأمر ، يتم توصيل مصدر حرارة مختلف أو أن المرجل ينتقل إلى مصدر طاقة مختلف.

هناك ثلاثة أنواع من مجمعات الطاقة الشمسية: مسطحة وأنبوبية وهواء.والأكثر شيوعًا هي أنبوبي ، لكن للآخرين أيضًا الحق في الوجود.

البلاستيك المسطح

لوحتان - سوداء وشفافة - متصلة في حالة واحدة.بينهما هو أنابيب النحاس في شكل ثعبان.من الشمس ، ترتفع درجة حرارة اللوحة المظلمة السفلية.يتم تسخين النحاس منه ، ويتم تسخين الماء الذي يمر عبر المتاهة منه.هذه الطريقة في استخدام مصادر الطاقة البديلة ليست هي الأكثر فعالية ، ولكنها جذابة من حيث أنها سهلة التنفيذ للغاية.لذلكبهذه الطريقة ، يمكن تسخين المياه في حوض السباحة .سيكون من الضروري فقط حلقة إمداداته (باستخدام مضخة الدورة الدموية).بنفس الطريقة ، يمكن تسخين الماء في الخزان للاستحمام الصيفي أو استخدامه لتلبية الاحتياجات المنزلية.عيب هذه المنشآت هو انخفاض الكفاءة والإنتاجية.لتسخين كمية كبيرة من الماء ، يستغرق الأمر الكثير من الوقت أو عددًا كبيرًا من مجمعات الشقة

مجمعات أنبوبي

هذه أنابيب زجاجية - فراغية أو متحدة المحور - تتدفق عبرها المياه.يسمح لك نظام خاص بزيادة التركيز في أنابيب الحرارة التي يتم نقلها إلى المياه المتدفقة من خلالها.

يحتوي النظام بالضرورة على خزان تخزين يتم فيه تسخين المياه.يتم توفير دورة المياه في النظام بواسطة مضخة.لا يمكن صنع مثل هذه الأنظمة من تلقاء نفسها - إن صناعة الأنابيب الزجاجية بأيديها يعد مشكلة ، وهذا هو العيب الرئيسي.جنبا إلى جنب مع ارتفاع الأسعار ، فإنه يعيق اعتماد واسع النطاق لهذا المصدر للطاقة للمنزل.والنظام نفسه فعال للغاية ، مع اثارة ضجة يتكيف مع تسخين المياه للحصول على المياه الساخنة المنزلية ويسهم مساهمة جيدة في التدفئة.

جامعي الهواء

في بلدنا فهي نادرة للغاية وعبثا.إنها بسيطة ، ويمكن بسهولة صنعها بيديك.السلبية الوحيدة هي أن هناك حاجة إلى مساحة كبيرة: يمكنهم شغل كامل الجدار الجنوبي (الشرقي ، الجنوبي الشرقي).يشبه النظام إلى حد كبير المجمعات المسطحة - لوحة سفلية سوداء ، لوحة شفافة أعلى ، لكنها تسخن الهواء مباشرة ، والتي يتم فرضها (بواسطة مروحة) أو إرسالها بشكل طبيعي إلى الغرفة.على الرغم من التهور الظاهر ، فمن الممكن بهذه الطريقة تسخين غرف صغيرة خلال ساعات النهار ، بما في ذلك غرف فنية أو مرافق: مرآب ، مراسي ، حظائر للماشية.

هذا مصدر بديل للطاقة حيث أن الشمس تعطينا الحرارة ، ولكن معظمه لا يذهب "إلى أي مكان".إن الحصول على حصة صغيرة منه واستخدامها لتلبية الاحتياجات الشخصية هو المهمة التي تحلها جميع هذه الأجهزة.

مولدات الرياح

تعد المصادر البديلة للطاقة جيدة من حيث أنها تتعلق في الغالب بالموارد المتجددة.الأكثر أبدية ، وربما الرياح.طالما أن هناك جوًا وشمسًا ، فهناك ريح.ربما ستكون فترة قصيرة من الهواء بلا حراك ، لكنها قصيرة جدًا.استخدم أسلافنا طاقة الرياح في المطاحن ، ويقوم الإنسان الحديث بتحويلها إلى كهرباء.كل هذاهذا يتطلب:

• برج مثبت في مكان عاصف ؛
• مولد ذو شفرات ملحقة به ؛
• بطارية تخزين ونظام توزيع التيار الكهربائي.

تم بناء أي برج ، من أي مادة.بطارية التخزين هي بطارية ، ولا يمكنك تخيل أي شيء ، وحيث يتم توفير الكهرباء حسب اختيارك.يبقى فقط لصنع مولد.يمكن أيضًا شراؤها جاهزة ، ولكن يمكن تصنيعها من محرك من الأجهزة المنزلية - غسالة ملابس ، مفك البراغي ، إلخ.المغناطيس النيوديميوم والإبوكسي ، وسوف تكون هناك حاجة مخرطة.

مخطط تزويد منزل خاص بالكهرباء من مصادر الطاقة البديلة (مولد الرياح والألواح الشمسية)

على دوار المحرك ، نحتفل بأماكن تثبيت المغناطيس.يجب أن تكون متباعدة بالتساوي عن بعضها البعض.نحن نطحن دوار المحرك المختار ، ونشكل "مقاعد".يجب أن يكون لقاع العطلة ميل طفيف بحيث يميل سطح المغناطيس.يتم لصقها بالمغناطيس على أماكن مخدد على الأظافر السائلة ومليئة الايبوكسي.ثم يتم تنعيم السطح باستخدام ورق الصنفرة.بعد ذلك ، تحتاج إلى إرفاق فرش ستزيل التيار.وهذا كل شيء ، يمكنك تجميع وتشغيل مولد الرياح.

هذه المنشآت فعالة للغاية ، لكن قوتها تعتمد على العديد من العوامل.: شدة الرياح ، وكيفية عمل المولد بطريقة صحيحة ، ومدى فعالية إزالة الفروق المحتملة بواسطة الفرش ، وعلى موثوقية التوصيلات الكهربائية ، إلخ.

مضخات الحرارة لتدفئة المنزل

تستخدم المضخات الحرارية جميع مصادر الطاقة البديلة المتاحة.يأخذون الحرارة من الماء والهواء والتربة.بكميات صغيرة ، توجد هذه الحرارة حتى في فصل الشتاء ، ويتم جمعها بواسطة مضخة الحرارة وإعادة توجيهها لتدفئة المنزل.

كيف تعمل

ما الذي يجعلها جذابة جدًامضخات الحرارة؟من خلال إنفاق 1 كيلوواط من الطاقة لضخها ، في أسوأ سيناريو ، ستحصل على 1.5 كيلوواط من الحرارة ، ويمكن أن تنتج التطبيقات الأكثر نجاحًا ما يصل إلى 4-6 كيلوواط.وهذا لا يتعارض مع قانون الحفاظ على الطاقة ، لأن الطاقة لا تنفق على الحرارة ولا تضخها.لذلك لا تضارب.

دائرة المضخات الحرارية لاستخدام مصادر الطاقة البديلة

تحتوي المضخات الحرارية على ثلاث دوائر عمل: دورتان داخليتان وواحد داخلي ، بالإضافة إلى مبخر وضاغط ومكثف.يعمل المخطط على النحو التالي:

• ينتشر سائل التبريد في الدائرة الأولى ، مما يزيل الحرارة من المصادر ذات الإمكانات المنخفضة.يمكن غمسه في الماء ،دفن في الأرض ، ويمكن أن يسلب الحرارة من الهواء.أعلى درجة حرارة يتم الوصول إليها في هذه الدائرة حوالي 6 درجات مئوية.
• يدور سائل التبريد ذو نقطة الغليان المنخفضة جدًا (عادةً 0 درجة مئوية) في الدائرة الداخلية.بعد التسخين ، يتبخر المبرد ، ويدخل البخار إلى الضاغط ، حيث يتم ضغطه لضغط عالٍ.عند ضغطه ، يتم توليد الحرارة ، يسخن بخار التبريد إلى درجة حرارة متوسطة تتراوح من + 35 درجة مئوية إلى + 65 درجة مئوية.
• في المكثف ، يتم نقل الحرارة إلى سائل التبريد من دائرة التسخين الثالثة.تتكثف أبخرة التبريد ، ثم تسقط في المبخر.ثم تتكرر الدورة.

من الأفضل القيام بدائرة التدفئة كأرضية دافئة.درجات الحرارة هي الأكثر ملاءمة لهذا الغرض.بالنسبة لنظام الرادياتير ، ستكون هناك حاجة إلى عدد كبير من الأقسام ، وهو أمر قبيح وغير مناسب.

المصادر البديلة للطاقة الحرارية: أين وكيفية الحصول على الحرارة

ولكن أكبر الصعوبات ناتجة عن ترتيب الدائرة الخارجية الأولى التي تجمع الحرارة.نظرًا لأن المصادر منخفضة الاحتمال (هناك القليل من الحرارة في القاع) ، فالمساحات الكبيرة مطلوبة لجمعها بكميات كافية.هناك أربعة أنواع من الدوائر:

• حلقات موضوعة في أنابيب المياه مع سائل التبريد.يمكن أن يكون أي شيء بركة - نهر ، بركة ، بحيرة.الشرط الرئيسي هو أنه لا ينبغي تجميد حتى في أشد الصقيع.أكثرالمضخات التي تضخ الحرارة من النهر تعمل بفعالية ؛ يتم نقل حرارة أقل بكثير في المياه الراكدة.يتم تحقيق مثل هذا المصدر للحرارة بكل بساطة - لرمي الأنابيب ، لربط الحمل.فقط احتمال وقوع أضرار عرضية عالية.

  أسهل طريقة لإنشاء حقل حراري في الماء هي

• الحقول الحرارية مع أنابيب مدفونة تحت عمق التجميد.في هذه الحالة ، هناك عيب واحد فقط - كميات كبيرة من الأعمال الترابية.يتعين علينا إزالة التربة على مساحة كبيرة ، وحتى على عمق صلب.

  كمية كبيرة من الأعمال الترابية

• استخدام درجات الحرارة الأرضية.حفر عدد معين من الآبار ذات عمق كبير ، فإنها تخفض الدائرة مع المبرد.لماذا يكون هذا الخيار جيدًا - فهو يتطلب مساحة صغيرة ، ولكن ليس في كل مكان هناك فرصة للتنقل إلى أعماق كبيرة ، وتكلفة خدمات الحفر كثيرًا.صحيح ، أنه من الممكن إنشاء منصة حفر بنفسك ، لكن العمل لا يزال غير سهل.
  

  مساحة أقل مطلوبة مع الآبار

• استخراج الحرارة من الهواء.هذه هي الطريقة التي تعمل بها مكيفات الهواء مع إمكانية التدفئة - فهي تسلب الحرارة من الهواء الخارجي.حتى في درجات حرارة دون الصفر ، تعمل هذه الوحدات ، على الرغم من "ناقص" غير عميق - يصل إلى -15 درجة مئوية.للعمل بشكل أكثر كثافة ، يمكنك استخدام الحرارة من مهاوي التهوية.رمي في بيريت قليلة مع سائل التبريد والمضخة من هناكحرارة.
  

  المضخات الحرارية الأكثر ضغطًا ، ولكن أيضًا المضخات الحرارية غير المستقرة التي تأخذ الحرارة من الهواء

العيب الرئيسي لمضخات الحرارة هو ارتفاع سعر المضخة نفسها ،تركيب حقول جمع الحرارة مكلف.في هذه الحالة ، يمكنك التوفير بجعل المضخة بنفسك وأيضًا تحديد ملامحها بنفسك ، ولكن سيظل المبلغ كبيرًا.زائد هو أن التدفئة ستكون غير مكلفة وسوف يستمر النظام لفترة طويلة.

النفايات في الإيرادات: محطات الغاز الحيوي

جميع مصادر الطاقة البديلة هي من أصل طبيعي ، ولكن لا يمكن الحصول على فوائد مضاعفة إلا من محطات الغاز الحيوي.يعيدون تدوير نفايات الحيوانات الأليفة والدواجن.والنتيجة هي حجم معين من الغاز ، والذي يمكن استخدامه بعد التنقية والتجفيف للغرض المقصود منه.يمكن بيع أو إعادة استخدام النفايات المتبقية المعاد تدويرها في الحقول لزيادة الإنتاجية - حيث يتضح أنها سماد فعال وآمن للغاية.

باختصار حول التكنولوجيا

يحدث تكوين الغاز أثناء التخمير ، وتشارك البكتيريا التي تعيش في السماد في هذا.النفايات من أي من الماشية والدواجن مناسبة لإنتاج الغاز الحيوي ، ولكن روث الماشية هو الأمثل.يضاف حتى إلى البقيةمضيعة ل "ثقافة بداية" - أنه يحتوي على البكتيريا اللازمة للمعالجة.

لخلق الظروف المثالية ، من الضروري وجود بيئة لاهوائية - يجب أن يحدث التخمير بدون أكسجين.لذلك ، المفاعلات الحيوية الفعالة عبارة عن حاويات مغلقة.لجعل العملية أكثر نشاطًا ، من الضروري الخلط المنتظم للكتلة.في المصانع الصناعية ، يتم تثبيت محركات كهربائية لهذا الغرض ، وفي مصانع الغاز الحيوي التي يتم تصنيعها ذاتياً ، تكون هذه الأجهزة الميكانيكية عادةً - بدءًا من أبسط العصي إلى أدوات التحريك الميكانيكية التي "تعمل" من قوة اليدين.

ويشارك نوعان من البكتيريا في عملية تكوين الغاز من السماد: ميزوفيلى والحرارية.تنشط درجات الحرارة المتوسطة في درجات حرارة تتراوح من + 30 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية ، وتنشط درجات الحرارة المتوسطة في درجة حرارة + 42 درجة مئوية إلى + 53 درجة مئوية.تعمل البكتيريا المحبة للحرارة بشكل أكثر كفاءة.في ظل الظروف المثالية ، يمكن أن يصل إنتاج الغاز من 1 لتر من المساحة القابلة للاستخدام إلى 4-4.5 لتر من الغاز.لكن الحفاظ على درجة حرارة 50 درجة مئوية في التثبيت أمر صعب ومكلف للغاية ، على الرغم من أن التكاليف تبرر نفسها.

قليلاً عن التصميمات

أبسط مصنع للغاز الحيوي هو برميل مع غطاء ومحرك.في الغطاء ، يتم استنتاج لربط خرطوم يدخل الغاز من خلاله إلى الخزان.لن تحصل على كمية كبيرة من الغاز من هذا الحجم ، لكن هذا يكفي لموقد غاز واحد أو اثنين.

المزيديمكن الحصول على وحدات تخزين خطيرة من مخبأ تحت الأرض أو فوق الأرض.إذا كنا نتحدث عن مخبأ تحت الأرض ، فهو مصنوع من الخرسانة المسلحة.يتم فصل الجدران عن التربة بطبقة من العزل الحراري ، ويمكن تقسيم الخزان نفسه إلى عدة مقصورات ، حيث سيحدث التجهيز مع تحول في الوقت المناسب.ونظرًا لأن الثقافات متوسطة الحجم تعمل عادة في مثل هذه الظروف ، فإن العملية برمتها تستغرق من 12 إلى 30 يومًا (تتم معالجة الثقافات المحبة للحرارة في 3 أيام) ، وبالتالي فإن التحول الزمني أمر مرغوب فيه.

رسم تخطيطي لمحطة وقود مستودعات الغاز الحيوي

تدخل السماد من خلال مستودع التحميل ، على الجانب المقابل ، يتم عمل فتحة تفريغ ، والتي يتم أخذ المواد الخام المعالجة منها.النطاط ليس ممتلئًا تمامًا بالبيوميكس - حوالي 15-20٪ من المساحة لا تزال خالية - يتراكم الغاز هنا.لإزالتها ، يتم تركيب أنبوب في الغطاء ، ويتم تخفيض الطرف الثاني منه في القفل الهيدروليكي - حاوية مملوءة جزئيًا بالماء.وبهذه الطريقة ، يتم تصريف الغاز - حيث يتم جمع الغاز المنقى بالفعل في الجزء العلوي ، ويتم تفريغه باستخدام أنبوب آخر ويمكن بالفعل اختناقه للمستهلك.

يمكن للجميع استخدام مصادر بديلة للطاقة.يصعب على مالكي الشقق تنفيذ ذلك ، لكن في منزل خاص يمكنك على الأقل إدراك جميع الأفكار.هناك حتى أمثلة حقيقية على ذلك.الناس تلبية احتياجاتهم بالكامل والأسر الكبيرة.