אנרגיה חלופית לבית: סקירת מקורות אנרגיה לא סטנדרטיים
"אנרגיה ירוקה" מושכת אנשים פשוט עם הסיכויים הקוסמיים שלה.ניתן להשיג אנרגיה בלתי נדלית מהסביבה בחינם לחלוטין לשירות תקשורת אוטונומית. יתרה מכך, המשאב שלה משוחזר מדי יום ללא התערבות אנושית.
עם זאת, כדי להשתמש במיומנות במתנות האמיתיות של הטבע, אתה צריך לדעת איך הן פועלות והיכן הן משמשות. אתה מסכים?
תוכלו ללמוד הכל על אופן השימוש באנרגיה חלופית לבית מהמאמר שלנו. לאחר עיון במידע שאנו מספקים, תוכלו לבחור באפשרות המתאימה ביותר להפקת חום או חשמל.
תיארנו בפירוט מתקנים המעבדים אנרגיית שמש/רוח/מים/אדמה. תיארנו בקצרה ובפשטות את עיקרון פעולתם. המידע שיסופק יעזור להשוות בין שיטות ומקורות להפקת אנרגיה.
תוכן המאמר:
סוגי מקורות אנרגיה חלופיים
רכישת דגמים תעשייתיים של מכשירים מודרניים להפקת אנרגיה תרמית או חשמלית מהסביבה אינה כל כך קשה.
האפשרויות הפופולריות ביותר עבור ציוד כזה כוללות:
- פנלים סולאריים;
- קולטי שמש;
- גנרטורים רוח;
- משאבות חום;
- מחוללי ביוגז.
המדע אינו עומד במקום; דגמים חדשים של מכשירים להפקת אנרגיה חלופית מופיעים. חשוב לא רק לבחור את האפשרות המתאימה, אלא גם להתקין אותה בצורה נכונה. לעתים קרובות מאוד לא ניתן להסתדר עם יחידה אחת בלבד.ניתן לשלב שימוש במשאבים שונים.
לדוגמה, סוללה סולארית מספקת יותר חשמל בקיץ, וגנרטור רוח מספק יותר חשמל בחורף. השילוב של שני המכשירים הללו מאפשר לספק כמות מספקת של חשמל אוטונומי לאורך כל השנה. ניתן גם לשלב מכשירים אחרים בצורה דומה.
מספר 1: שימוש בפאנלים סולאריים
אלמנטים אלה הופכים פופולריים יותר ומגוונים יותר. הם נמכרים הן כערכות מוכנות והן כתאי צילום בודדים. בעלי מלאכה חובבים שמעדיפים לעשות הכל במו ידיהם עובדים ברצון עם האחרון - זו משימה פשוטה יחסית.
ל לעשות סוללה סולארית עם פרמטרים בודדים, עליך לרכוש את המספר הדרוש של תאי פוטו מוכנים ולהלחים אותם למעגל משותף.
ישנם תאים סולריים חד-גבישיים ופולי-גבישיים. הראשונים פרודוקטיביים ועמידים יותר, אך יעילים רק אם הם מקבלים זרימה יציבה של אנרגיה. לפולי-גבישים יש יעילות נמוכה יותר וחיי שירות קצרים יותר, אך הם יכולים לעבוד בצורה יעילה למדי גם בתנאים מעוננים.
התאים הפוטו-וולטאיים ממוקמים מתחת לשכבה של חומר שקוף עמיד כך שהם יכולים לספוג אנרגיה ועדיין להישאר במקומם. המארז עם משטח חיצוני שקוף נראה כמו מסגרת מתכת. הוא משמש לאבטחת הפאנלים.
לפעמים נעשה שימוש במבנה עץ במקום גוף מתכת.זוהי אפשרות פחות עמידה, אבל די מקובלת.
העיצוב עם פאנלים סולאריים מתברר להיות די מגושם, ולכן לרוב הוא ממוקם ישירות על גג הבית. הדיור מותקן על מעמד כך שניתן לסובב את הפאנל עם תאים פוטו, זה יאפשר לך לעקוב אחר תנועת השמש וללכוד יותר קרני UV בהתאם לתקופת השנה.
כאשר מתרחשים גשם כבד, הפנל הופך למצב אנכי כדי למנוע נזק ולהפחית זיהום אפשרי. התקנת לוחות היא רק השלב הראשון ביישום מערכת כזו.
להפעלתו המלאה, תצטרכו לחבר את תאי הפוטו באמצעות מטען למערכת המהפך הסולארי.
כדי לצבור את מערכת החשמל המתקבלת, תצטרך סוללות לפאנלים סולאריים, לדוגמה, SUNLIGHT PzS. אלמנטים כאלה ניתן להתקין מתחת לאדמה, בעומק משמעותי למדי - עד שלושה מטרים.
בחירה נכונה אינוורטר לפאנלים סולאריים ובקר סוללה - נקודה חשובה בהבטחת יעילות מירבית של המערכת כולה. ככל שכל הרכיבים נבחרים טוב יותר, ככל שהחישובים המיוחדים יבוצעו טוב יותר, הפסדי האנרגיה החשמליים יהיו קטנים יותר.
סוג מעניין של פאנלים סולאריים - גרסת סרט גמישה, שכבת העבודה שלהם מוחלת על סרט פולימר. הם מותקנים על חלונות הזכוכית של בניינים רבי קומות, כמובן, בצד שטוף השמש.
היעילות של אלמנטים כאלה נמוכה במקצת מזו של הגרסה המסורתית - רק 7%. אבל נוחות השימוש בהם וחיסכון במקום מפצים על החיסרון הזה.
המכשיר התקשר בטאראי. זהו כדור זכוכית גדול למדי, שכמו עדשה אוסף את קרני השמש ומכוון אותן ללוח עם תאי פוטו. המתקן מסוגל להסתובב אוטומטית כדי לקבל מקסימום אור שמש.
כתוצאה מכך, אתה יכול להסתדר עם פחות תאי פוטו ולהפוך את זרימת אור השמש ליציבה יותר. בלילה, Betaray מסוגל לספוג אור ירח ואור כוכבים. זה לא הרבה, אבל מספיק כדי לספק תאורת רחוב מלאה. בסך הכל, למכשיר זה יש יעילות מרשימה של 35% עבור פאנלים סולאריים.
טיפים שימושיים לבחירה, התקנה והפעלה של פאנלים סולאריים מוצגים כאן:
#2: יישום של קולטי שמש
זוהי וריאציה מודרנית ופרודוקטיבית יותר של מקלחת הקיץ. אפילו לדאצ'ה הצנועה ביותר יש חבית מים, שמתחממת במהלך היום לרמה הגונה למדי.
אם אתה מתקין מערכת של צינורות צרים על הגג שדרכו זורמים מים, אתה יכול לקבל כמות בולטת של חום, לספק באופן מלא את הבית עם אספקת מים חמים ואפילו חימום הגון למדי.
פעולתו של מקור אנרגיה חלופי זה מבוססת על יכולתם של מים ואוויר להסתובב בעת חימום. מיכל מחליף החום מותקן ברמה גבוהה יותר מצינורות הקולט. המים המחוממים עולים ונכנסים לחלק העליון של סליל מחליף החום.
מתקרר במגע עם מי ברז, נוזל הקירור של קולט השמש נופל ושוב עובר לתוך הצינורות, אשר מחוממים על ידי השמש.
המחזור הטבעי של מי חימום וקירור מייתר את הצורך במשאבות מיוחדות או ציוד חשמלי אחר.
אתה יכול לעשות את הגרסה הפשוטה ביותר של מערכת כזו מחומרים זמינים: צינורות בקטרים שונים, גיליון מתכת כבסיס. המעמד אליו מחובר הבסיס יכול להתבצע מפינה או מאלמנטים מתכתיים אחרים.
בדרך כלל, החלק של המערכת שנמצא מבחוץ נצבע בשחור כדי להגביר את יכולת קליטת החום שלה. הבסיס עם הצינורות קבוע בצורה כזו שתוכל לשנות את זווית הנטייה שלו.
כל שנותר הוא להתקין מיכל מחליף חום, להניח בו סליל ולחבר את אלמנטי המערכת זה לזה ולמערכת אספקת המים ו/או החימום.
טכנולוגיה מפורטת לייצור קולט שמש לחימום מתוארת ב המאמר הזה.
כמובן, קולטי שמש תעשייתיים מודרניים מורכבים יותר ועובדים ביעילות רבה יותר. מכשירים מסוימים משתמשים בפריאון כנוזל קירור, המאפשר לך להשיג אנרגיה תרמית גם במזג אוויר קר.
יחידות תעשייתיות יכולות להיות מצוידות בצינורות ואקום, בלוק עם תאי פוטו, חיישני טמפרטורה, מערכת בקרה אוטומטית וכו'. העלות של אספן כזה יכולה להיות די מרשימה.
מס' 3: ניצול אנרגיית רוח
גנרטורים רוח הם מכשירים ידועים כבר זמן רב והם פופולריים למדי בקרב חובבי אנרגיה ידידותית לסביבה. זהו מכשיר מסורבל למדי, במיוחד אם להבי טחנת הרוח מסתובבים במישור אופקי. לכן, גרסאות עם להבים אנכיים פופולריות יותר.
טחנת הרוח ממוקמת על מעמד גבוה ועמיד. תנועת הלהבים מועברת לגנרטור, והאנרגיה המתקבלת מאוחסנת בסוללה. לאחר מכן החשמל מועבר למערכת החשמל הפנימית של הבית או בשימוש אחר.
טחנת רוח תוצרת בית יכולה לכסות את צרכי החשמל של קוטג' קיץ קטן:
תַעֲשִׂיָתִי דגמים של גנרטורים מודרניים מצויד בדרך כלל בלוח בקרה אלקטרוני נוח.
מכשירים תוצרת בית נבנים על פי דיאגרמות וציורים פשוטים למדי. באינטרנט ניתן למצוא אפשרויות רבות מסוגים וסוגים שונים. אתה צריך לבחור מקום נוח למקם מבנה כזה, שבו רוח חזקה נושבת, והיחידה לא תפריע לאף אחד. ככל שהלהבים מותקנים גבוה יותר, כך ייטב.
לא מזמן החברה התקוממות הציג פיתוח מקורי - טורבינת רוח המותקנת על פלטפורמה ניידת.אם תרצה, ניתן להרכיב את המכשיר לגודל קומפקטי, ולאחר מכן להעביר באמצעות רכב שטח רגיל ולהתקין במקום אחר.
הספק של טורבינת הרוח הניידת Uprise הוא 50 קילוואט. לטענת מומחים בתחום האנרגיה החלופית, זה מספיק כדי לספק חשמל לבית הפרטי לא הגדול ביותר, ואפילו כדי לחלוק את החשמל העודף עם השכנים.
אפשרות מקורית עוד יותר להמרת אנרגיית רוח לקילוואט היא מטוס Makani Power.
זוהי וריאציה מדעית ביותר של עפיפון שעליו מותקנות טורבינות רוח קטנות. הרעיון הוא להעביר את הגנרטור לאטמוספירה העליונה, שבה מהירות זרימת האוויר גבוהה בהרבה מזו של הקרקע. האנרגיה זורמת במורד הכבל, שמתפקד גם כחבל המחזיק את "העפיפון".
סקירה מעניינת של תיקון גנרטור רוח SF-600-5 (סין) מאפשרת לך לקבל מושג על בעיות אפשריות עם מכשירי חשמל במחלקת תיירים:
רעיונות מעניינים להכנת טחנת רוח בעצמך מתוארים במאמר - איך להכין מחולל רוח במו ידיך: מכשיר, עיקרון הפעלה + המוצרים הביתיים הטובים ביותר
#4: חימום על בסיס משאבות חום
מכשירים אלו תופסים מקום מזמן במשפחת המכשירים להפקת אנרגיה ידידותית לסביבה. משאבת חום פועלת באותה צורה כמו מקרר או מזגן, אבל הפוך.
מכשירים מסוג זה משמשים בעיקר לחימום הבית, וכן לחימום מים.אמנם ישנם דגמים המתמודדים בהצלחה עם חובות המזגן בקיץ.
מערכות כאלה משתמשות באנרגיית אוויר, בחום אדמה ובמים כמקור חום. אנרגיה נמצאת בכל מקום, אבל במשאבים האלה יש לה פוטנציאל נמוך. המעגל החיצוני של משאבת החום אוסף את הפירורים המפוזרים הללו של אנרגיה תרמית ומעביר אותם לתוך המערכת.
כדי להפוך אנרגיה למצב בעל פוטנציאל גבוה, נעשה שימוש בחומר קירור, בדרך כלל פריאון. הוא סופג את האנרגיה המתקבלת, מתחמם ונכנס למדחס. כאן נוזל הקירור נדחס ועובר דרך המאייד לתוך מחליף החום של מעגל החימום הפנימי.
נוזל הקירור סופג אנרגיה תרמית מרוכזת, פריאון עובר דרך המאייד וחוזר למצב נוזלי. כעת הוא מקבל אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך, מתחמם וכו'.
בהתאם למקור האנרגיה התרמית, כמו גם בסוג נוזל הקירור, נבחר סוג משאבת החום: "מי אדמה", "מים מים", "אוויר-מים", "אוויר לאוויר" וכולי. באמצעות מכשיר כזה, אתה יכול ליישם לא רק חימום מים מסורתי, אלא גם חימום אוויר.
אומנים רבים שלטו בהצלחה בייצור עצמאי של יחידה כזו; אפשרויות מעניינות מתוארות במאמרים הבאים:
- איך להכין משאבת חום במו ידיך ממקרר ישן: שרטוטים, הוראות וטיפים להרכבה
- משאבת חום גיאותרמית עשה זאת בעצמך לחימום בית: מכשיר, עיצוב, הרכבה עצמית
הפקת חום מהאדמה אינה המשימה הקלה ביותר, שכן היא תדרוש מגרש רחב ידיים ועבודות חפירה נרחבות. צינורות המעגל החיצוניים מונחים בתעלות ומכוסים באדמה. ברור שהשימוש באתר זה יהיה מוגבל בעתיד.
אך בדרך זו ניתן להבטיח טמפרטורה יציבה של נוזל הקירור במעגל החיצוני, וזהו תנאי חשוב לפעולה מוצלחת של משאבת החום. זה מאוד נוח אם יש בריכה ליד הבית; ניתן לטבול את המעגל החיצוני במים ללא בעיות. כחלופה למאגר, נעשה שימוש בבאר מים.
כדי להפיק חום מהאוויר, לא נעשה שימוש בצינורות עם נוזל קירור נוזלי, אלא במאווררים חזקים השואבים אוויר לתוך מחליף החום. טמפרטורת האוויר החיצונית אינה כמעט קבועה כמו באפשרויות עם מים או אדמה, אך בחירת מיקום היחידה וביצוע ההתקנה היא הרבה יותר קלה.
למרבה הצער, מכשירים כאלה אינם יעילים באזורים הצפוניים, שכן חימום בלתי אפשרי אפילו בטמפרטורה של -20 מעלות בחוץ. הבעיה נפתרת על ידי שילוב של שתי מערכות חימום שונות.
#4: ביוגז בעבודת תקשורת
פסולת היא משאב מעניין נוסף להפקת אנרגיה תרמית. בעיבוד פסולת בעזרת חיידקים אנאירוביים משתחררים חומרים כמו מתאן, מימן גופרתי, פחמן דו חמצני וכמות מסוימת של זיהומים.
תערובת גז זו נקראת ביוגז והיא יכולה להיחשב גם כמקור אנרגיה חלופי מודרני.
כמובן שחומר דליק זה אינו מתקבל מתכולת הביוב. לשם כך משתמשים בפסולת אורגנית ממקור מן החי או הצומח. הם מונחים במיכל מיוחד, עמיד מאוד ותמיד אטום. מועמסים שם גם תרבויות חיידקים.
בתוך המכשיר מותקן מקדחה כדי לערבב את המסה הביולוגית. זה יגביר את מהירות התגובה ויהפוך את הגנרטור ליעיל יותר.
המסה המיועדת לעיבוד מדוללת במים, אותם יש לחמם לכ-40 מעלות צלזיוס.בקיץ יש להוסיף יותר מים, אך בחורף תכולת הלחות של הביומסה יכולה להיות בסביבות 90%.
כדי לשמור על טמפרטורה נוחה לכל החיים של מיקרואורגניזמים, מיכל הביוגנרטור מכוסה בחומרי בידוד תרמי. כל חומרי המוצא נטענים דרך הצוואר, אשר לאחר מכן סגור היטב. ביוגז מצטבר בחלקו העליון של המכשיר ומוסר ממנו דרך צינור מיוחד.
פסולת ממוחזרת נפרקת דרך צינור נפרד; היא מייצגת דשן יקר ערך שניתן להשתמש בו באתר. נקודה חשובה בעת יצירת ביוגנרטור בעצמך היא בטיחות. ככל שהגז מצטבר כל הזמן במיכל, הלחץ שם גדל כל הזמן.
תהליך יצירת ביוגנרטור מחבית מתכת בעצמך מתואר בסרטון זה:
אם תהליך זה אינו נשלט, המכשיר עלול פשוט להתפוצץ. זה נחשב בטוח יותר למקם את הביוגנרטור מתחת לאדמה ולא על פני השטח. יש צורך להבטיח בחירה קבועה של הגז המתקבל מהמיכל על מנת לנרמל את הלחץ.
יש לטפל גם בתערובת הגז בזהירות. לחומר דליק זה יש ריח חריף ולא נעים והשאיפה עלולה להיות מסוכנת לבריאות האדם.
בנוסף למקורות האנרגיה החופשית שתוארו לעיל, ישנם גם פתרונות הנדסיים מעניינים שיש להם הרבה אפשרויות מעשיות:
מטרה ויישום של התרמוגנרטור
מכשירים מסוג זה ידועים מאמצע המאה הקודמת. הם מאפשרים לך להמיר אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית. גרסה מודרנית של תרמוגנרטור המיוצר באופן תעשייתי מיועדת להתקנה על דוודי גז או תנורי עצים בעלי הספק של לפחות 200 וואט.
אחת מאפשרויות התרמוגנרטור המפורסמות והפופולריות בחיי היומיום פועלת במקביל למנורת נפט:
מכשיר כזה מאפשר לקבל כ-150 קילוואט/שעה חשמל בחודש בחורף, כאשר מכשירי החימום פועלים ברציפות.
אתה יכול לשקול זאת כאפשרות נוספת בשילוב עם פאנלים סולאריים או כדרך לפצות על הפסקות חשמל תכופות.
ישנם גם דגמי קמפינג של מחוללי חום שיכולים לעבד את האנרגיה התרמית של שריפה רגילה. ניתן להשתמש בהם במהלך הבנייה שבה אין חשמל כחלופה לגנרטור הפועל על דלק נוזלי.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
הסרטון יציג בפניכם את האפשרויות הפופולריות ביותר עבור מתקנים המופעלים על ידי מקורות אנרגיה חלופיים:
החיסרון המשמעותי היחיד של שיטות חלופיות לייצור אנרגיה הוא העלות הגבוהה של ציוד והתקנה. פיתוחי הייטק יעילים, נוחים וזולים. ובכל זאת, ההשקעה תשתלם עם הזמן. ולמי שאוהב להתעסק, תמיד יש אפשרויות לעשה זאת בעצמך.
ספר לנו מה אתה חושב על שימוש באנרגיה חלופית לבית שלך? שתפו את דעתכם, השתתפו בדיונים ושאלו שאלות. ניתן להשאיר הערות בטופס למטה.
רק לאחרונה נראה היה שהמשאבים הרגילים לא יקרים ויחזיקו מעמד לאורך זמן. אבל העלייה המתמדת במחירים דחפה פיתוח של מקורות אנרגיה חלופיים, וכעת פאנלים סולאריים על מגרש או על גג בית לא יפתיעו אף אחד. כעת כבר לא ניתן לעצור את התהליך הזה, ובנוסף לחסכון הרגיל, אנרגיה חלופית מסייעת לשפר את המצב הסביבתי על פני כדור הארץ.
אני משתמש במתנות הטבע כבר הרבה זמן.הימצאות של סוללה סולארית במוסך היום לא תפתיע אף אחד. קניתי אותם מוכנים יותר מפעם אחת, אבל אף פעם לא ניסיתי להכין אותם בעצמי. רעיון טוב, במיוחד בהתבסס על המידע, זה לא כל כך קשה ליישם. מזמן תכננתי לחבר אותו לגג הבית. תנסה לראות מה יוצא מזה. ובכל זאת, אני בעד שמירה על המצב הנורמלי של הסביבה.
עם מחיר כזה עבור פאנלים סולאריים, הם לעולם לא ישתלמו. השימוש בהם מוצדק רק במקומות שבהם אין חשמל.