Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.
  • Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики
  • 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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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. Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики
  3. 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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.
  • Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики
  • 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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.

  • Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики
  • 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.
Читайте также:  Сливной механизм для унитаза: устройство, принцип работы, обзор конструкций

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. Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики
  3. 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.

Источник: https://alter220.ru/news/alternativnye-istochniki-energii.html

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Тысячи людей каждый день проходят через турникеты при входе на железнодорожные станции. Сразу в нескольких исследовательских центрах мира появилась идея использовать поток людей в качестве инновационного генератора энергии. Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый турникет на железнодорожных станциях генераторами. Установка работает на вокзале в токийском районе Сибуя: в пол под турникетами встроены пьезоэлементы, которые производят электричество от давления и вибрации, которую они получают, когда люди наступают на них.

Другая технология «энерго-турникетов» уже используется в Китае и в Нидерландах. В этих странах инженеры решили использовать не эффект нажатия на пьезоэлементы, а эффект толкания ручек турникета или дверей-турникетов.

Концепция голландской компании Boon Edam предполагает замену стандартных дверец при входе в торговые центры (которые обычно работают по системе фотоэлемента и сами начинают крутиться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом производить электроэнергию.

В голландском центре Natuurcafe La Port такие двери-генераторы уже появились. Каждая из них производит около 4600 киловатт-час энергии в год, что на первый взгляд может показаться незначительным, но служит неплохим примером альтернативной технологии по выработке электричества.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Водоросли отапливают дома

Водоросли стали рассматриваться в качестве альтернативного источника энергии относительно недавно, но технология, по мнению экспертов, очень перспективна.

Достаточно сказать, что с 1 гектара площади водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тысяч кубометров биогаза.

Это приблизительно равно объёму газа, который выдает небольшая скважина, и достаточно для жизнедеятельности небольшого поселка.

Зеленые водоросли просты в содержании, быстро растут и представлены множеством видов, использующих энергию солнечного света для осуществления фотосинтеза.

Всю биомассу, будь то сахара или жиры, можно превратить в биотопливо, чаще всего в биоэтанол и биодизельное топливо.

Водоросли — идеальное эко-топливо, потому что растут в водной среде и не требуют земельных ресурсов, обладают высокой продуктивностью и не наносят ущерба окружающей среде.

По оценкам экономистов, к 2018 году глобальный оборот от переработки биомассы морских микроводорослей может составить около 100 млрд долларов.

Уже существуют реализованные проекты на «водорослевом» топливе — например, 15-квартирный дом в немецком Гамбурге.

Фасады дома покрыты 129 аквариумами с водорослями, служащими единственным источником энергии для отопления и кондиционирования здания, получившего название Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

«Лежачие полицейские» освещают улицы

Концепцию выработки электроэнергии при помощи так называемых «лежачих полицейских» начали реализовывать сначала в Великобритании, затем в Бахрейне, а скоро технология дойдет и до России.

 Все началось с того, что британский изобретатель Питер Хьюс создал «Генерирующую дорожную рампу» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобильных дорог. Рампа представляет собой две металлические пластины, немного поднимающиеся над дорогой.

Под пластинами заложен электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда автомобиль проезжает через рампу. 

В зависимости от веса машины рампа может вырабатывать от 5 до 50 киловатт в течение времени, пока автомобиль проезжает рампу. Такие рампы в качестве аккумуляторов способны питать электричеством светофоры и подсвечиваемые дорожные знаки. В Великобритании технология работает уже в нескольких городах. Способ начал распространяться и на другие страны — например, на маленький Бахрейн.

Самое удивительное, что нечто подобное можно будет увидеть и в России. Студент из Тюмени Альберт Бранд предложил такое же решение по уличному освещению на форуме «ВУЗПромЭкспо».

По подсчетам разработчика, в день по «лежачим полицейским» в его городе проезжает от 1000 до 1500 машин.

За один «наезд» автомобиля по оборудованному электрогенеретором «лежачему полицейскому» будет вырабатываться около 20 ватт электроэнергии, не наносящей вред окружающей среде.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Больше, чем просто футбол

Разработанный группой выпускников Гарварда, основателей компании Uncharted Play, мяч Soccket может за полчаса игры в футбол сгенерировать электроэнергию, которой будет достаточно, чтобы несколько часов подпитывать LED-лампу. Soccket называют экологически чистой альтернативой небезопасным источникам энергии, которые нередко используются жителями малоразвитых стран.

Принцип аккумулирования энергии мячом Soccket довольно прост: кинетическая энергия, образуемая от удара по мячу, передается крошечному механизму, похожему на маятник, который приводит в движение генератор.

Генератор производит электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе. Сохраненная энергия может быть использована для питания любого небольшого электроприбора — например, настольной лампы со светодиодом.

Выходная мощность Soccket составляет шесть ватт. Генерирующий энергию мяч уже завоевал признание мирового сообщества: получил множество наград, был высоко оценен организацией Clinton Global Initiative, а также получил хвалебные отзывы на известной конференции TED.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Скрытая энергия вулканов

Одна из главных разработок в освоении вулканической энергии принадлежит американским исследователям из компаний-инициаторов AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings. «Испытуемым» стал спящий вулкан в штате Орегон.

Соленая вода закачивается глубоко в горные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока.

При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергию.

На данный момент существуют лишь две небольшие действующие электростанции подобного типа – во Франции и в Германии. Если американская технология заработает, то, по оценке Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально способна обеспечить 50% необходимого стране электричества (сегодня ее вклад составляет лишь 0,3%).

Другой способ использования вулканов для получения энергии предложили в 2009 году исландские исследователи. Рядом с вулканическими недрами они обнаружили подземный резервуар воды с аномально высокой температурой. Супер-горячая вода находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенных температуре и давлении.

Ученые могли генерировать нечто подобное в лаборатории, но оказалось, что такая вода встречается и в природе — в недрах земли. Считается, что из воды «критической температуры» можно извлечь в десять раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим образом.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Энергия из тепла человека

Принцип термоэлектрических генераторов, работающих на разнице температур, известен давно. Но лишь несколько лет назад технологии стали позволять использовать в качестве источника энергии тепло человеческого тела. Группа исследователей из Корейского ведущего научно-технического института (KAIST) разработала генератор, встроенный в гибкую стеклянную пластинку.

Такой гаджет позволит фитнес-браслетам подзаряжаться от тепла человеческой руки — например, в процессе бега, когда тело сильно нагревается и контрастирует с температурой окружающей среды. Корейский генератор размером 10 на 10 сантиметров может производить около 40 милливат энергии при температуре кожи в 31 градус Цельсия.

Похожую технологию взяла за основу молодая Энн Макосински, придумавшая фонарик, заряжающийся от разницы температур воздуха и человеческого тела. Эффект объясняется использованием четырех элементов Пельтье: их особенностью является способность вырабатывать электричество при нагреве с одной стороны и охлаждении с другой стороны.

В итоге фонарик Энн производит довольно яркий свет, но не требует батарей-акуумуляторов. Для его работы необходима лишь температурная разница всего в пять градусов между степенью нагрева ладони человека и температурой в комнате.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Шаги по «умной» тротуарной плитке

На любую точку одной из оживленных улиц приходится до 50000 шагов в день. Идея использовать пешеходный поток для полезного преобразования шагов в энергию была реализована в продукте, разработанном Лоуренсом Кемболл-Куком, директором британской Pavegen Systems Ltd. Инженер создал тротуарную плитку, генерирующую электроэнергию из кинетической энергии гуляющих пешеходов.

Устройство в инновационной плитке сделано из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается примерно на пять миллиметров. Это, в свою очередь, создаёт энергию, которую механизм преобразует в электричество. Накопленные ватты либо сохраняются в литиевом полимерном аккумуляторе, либо сразу идут на освещение автобусных остановок, витрин магазинов и вывесок.

Читайте также:  Выгребная яма из покрышек: схемы и технологии устройства

Сама плитка Pavegen считается абсолютно экологически чистой: ее корпус изготовлен из нержавеющей стали специального сорта и переработанного полимера с низким содержанием углерода. Верхняя поверхность изготовлена из использованных шин, благодаря этому плитка обладает прочностью и высокой устойчивостью к истиранию.

Во время проведения летней Олимпиады в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах. За две недели удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого с избытком хватило для работы уличного освещения британской столицы.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Велосипед, заряжающий смартфоны

Чтобы подзарядить плеер, телефон или планшет, необязательно иметь под рукой розетку. Иногда достаточно лишь покрутить педали. Так, американская компания Cycle Atom выпустила в свет устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии подзаряжать мобильные устройства. 

Продукт, названный Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с литиевым аккумулятором, предназначенным для питания практически любых мобильных устройств, имеющих порт USB.

 Такой мини-генератор может быть установлен на большинстве обычных велосипедных рам в течение считанных минут. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов.

Пользователь занимается спортом и крутит педали — а спустя пару часов его смартфон уже заряжен на 100 поцентов.

Компания Nokia в свою очередь тоже представила широкой публике гаджет, присоединяемый к велосипеду и позволяющий переводить кручение педалей в способ получегия экологически безопасной энергии.

Комплект Nokia Bicycle Charger Kit имеет динамо-машину, небольшой электрический генератор, который использует энергию от вращения колес велосипеда и подзаряжает ей телефон через стандартный двухмиллиметровый разъем, распространенный в большинстве телефонов Nokia.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Польза от сточных вод

Любой крупный город ежедневно сбрасывает в открытые водоемы гигантское количество сточных вод, загрязняющих экосистему. Казалось бы, отравленная нечистотами вода уже никому не может пригодиться, но это не так — ученые открыли способ создавать на ее основе топливные элементы.

Одним из пионеров идеи стал профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан. Общая концепция весьма сложная для понмания неспециалиста и построена на двух столпах — применении бактериальных топливных ячеек и установке так называемого обратного электродиализа. Бактерии окисляют органическое вещество в сточных водах и производят в данном процессе электроны, создавая электрический ток.

Для производства электричества может использоваться почти любой тип органического отходного материала – не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты производств в виноделии, пивоварении и молочной промышленности. Что касается обратного электродиализа, то здесь работают электрогенераторы, разделенные мембранами на ячейки и извлекающие энергию из разницы в солености двух смешивающихся потоков жидкости.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

«Бумажная» энергия

Японский производитель электроники Sony разработал и представил на Токийской выставке экологически чистых продуктов био-генератор, способный производить электроэнергию из мелко нарезанной бумаги. Суть процесса заключается в следующем: для выделения целлюлозы (это длинная цепь сахара глюкозы, которая находится в зеленых растениях) необходим гофрированный картон.

Цепь разрывается с помощью ферментов, а образовавшаяся от этого глюкоза подвергается обработке другой группой ферментов, с помощью которых высвобождаются ионы водорода и свободные электроны.

Электроны направляются через внешнюю цепь для выработки электроэнергии.

 Предполагается, что подобная установка в ходе переработки одного листа бумаги размером 210 на 297 мм может выработать около 18 Вт в час (примерно столько же энергии вырабатывают 6 батареек AA).

Метод является экологически чистым: важным достоинством такой «батарейки» является отсутствие металлов и вредных химических соединений. Хотя на данный момент технология еще далека от коммерциализации: электричества вырабатывается достаточно мало – его хватает лишь на питание небольших портативных гаджетов.

Смотреть далее: 10 самых красивых ветряных электростанций мира

Источник: https://recyclemag.ru/article/10-neobychnyh-alternativnyh-istochnikov-energii

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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

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.

  1. 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.

Читайте также:  Как правильно загружать посуду в посудомоечную машину: ценные рекомендации

Фото видов альтернативной энергии

Источник: https://electrikmaster.ru/alternativnaya-energiya/

Альтернативные источники энергии для дома, их виды и описание

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Основные альтернативные источники энергии для дома

Получили распространение следующие три вида источников альтернативной энергии для частных домов:

  • солнечные батареи;
  • ветроэнергетические установки;
  • тепловые насосы.

Указанные источники обладают рядом преимуществ и недостатков. Они наиболее эффективны, когда используются комплексно. Но и при использовании по отдельности такие источники энергии позволяют существенно экономить на коммунальных платежах.

Применение энергии солнца

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Они представляют собой панели, состоящие из 4 элементов:

  • сама солнечная панель;
  • аккумуляторы;
  • контроллер;
  • инвертор.

Солнечная панель – это устройство, состоящее из элементов, которые соединены между собой. С помощью панели свет солнца преобразуется в поток электронов. От аккумуляторов зависит мощность устройства. Для нормальной работы солнечной батареи зачастую требуется порядка десяти аккумуляторов.

Контроллер необходим для хорошей зарядки аккумуляторов. Это приспособление предназначено для того, чтобы аккумуляторная батарея не перезаряжалась повторно.

При помощи инвертора обеспечивается преобразование солнечной энергии в ток. Если при помощи аккумуляторов создается ток низкого напряжения, то благодаря инвертору этот ток преобразуется в выходную мощность.

Обычно для частного дома требуется инвертор мощностью от 3 до 5 кВт.

Солнечные батареи в альтернативной энергетике применяются часто. Но при этом они имеют ряд особенностей. Среди них:

  • невозможность выработки тока высокого напряжения;
  • дороговизна;
  • невысокий коэффициент полезного действия;
  • низкая мощность.

Солнечные батареи бывают вакуумными трубчатыми и плоскими. Первые состоят из трубок-колб. В них имеется двойное стекло. Из трубок предварительно выкачивается воздух. Снаружи колба покрыта отражающим составом.

Он позволяет поглощать энергию солнца, но не дает ей выйти наружу. Внутри трубки имеется теплоноситель. В плоских солнечных батареях имеется абсорбирующая пластина.

Она поглощает солнечную энергию и передает ее специальному жидкому носителю.

Указанные альтернативные источники энергии для дома рекомендуется устанавливать с его южной стороны. Они должны крепиться под наклоном (летом под углом в 300 по отношению к горизонту, зимой – в 700). Солнечные батареи должны располагаться на плоской поверхности и желательно на крыше дома.

Ветроэнергетические установки

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Элементами данного альтернативного источника энергии для дома выступают:

  • сам генератор, вырабатывающий переменный ток;
  • инвертор, с помощью которого постоянный ток обратно превращается в переменный;
  • батареи, накапливающие электрическую энергию;
  • лопасти, приходящие в движение от ветра;
  • контроллер, преобразующий переменный ток в постоянный (необходим для зарядки батарей);
  • мачта, поднимающая лопасти до нужной высоты.

Именно генератор вместе с лопастями выступают базовыми компонентами ветрогенератора. Остальные являются дополнительными приспособлениями, обеспечивающими нормальную работу системы. За счет ветра электричество начинает накапливаться на аккумуляторных батареях. Ток, проходя через инвертор, поступает в дом.

Ветер, как альтернативная энергия, нестабилен. Работа установки напрямую зависит от его наличия. Сам процесс установки ветрогенератора отличается сложностью. Такое устройство дорого стоит.

Нормальное функционирование указанного источника энергии также зависит от рельефа местности, на которой он установлен. Работа ветрогенератора зависит от средних показателей скорости ветра в регионе, количества ветреных дней в течение года.

Устройство постоянно нуждается в качественном обслуживании. Особенно часто требуется проверять работу лопастей.

Ветрогенератор рекомендуется устанавливать на открытой местности. Там значительно выше скорость ветра. Мачта, расположенная как можно выше, будет способствовать большей выработке энергии устройством. Но при этом для фундамента ветрогенератора понадобится больше бетона.

Тепловые насосы как альтернативные источники энергии для дома

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Стандартное устройство состоит из следующих компонентов:

  1. Контуры. Их может быть три. Во внешнем контуре находится теплоноситель. Последний берет тепло из воды и воздуха. Теплоноситель особенно эффективно использует энергию земли как альтернативный источник энергии. В таком контуре температура максимум достигает 60С. Во внутреннем контуре также находится теплоноситель. При этом у него низкая температура кипения.
  2. Испаритель. В указанный элемент теплового насоса попадает хладагент. После этого он испаряется.
  3. Компрессор. В данный элемент конструкции попадает пар из испарителя. В компрессоре происходит сжатие пара до высокого давления. Следствием процесса является выделение тепла. Пар в компрессоре может разогреться до 650С.
  4. Конденсатор. В данном элементе насоса теплоноситель из контура получает тепло. Пар начинает конденсироваться, после чего поступает в испаритель. Затем происходит повторение всего цикла.

При использовании тепловых насосов энергия расходуется на перекачку тепла.

Другие альтернативные источники энергии

Альтернативная энергия для дома: современные источники энергетики

Альтернативную энергию для дома могут вырабатывать такие современные источники энергетики, как мини-гидроэлектростанции. Их можно проектировать в тех случаях, если дом расположен рядом с крупной рекой, поток воды в которой широк. Также для нормального функционирования мини-гидроэлектростанции необходимо, чтобы вода в водоеме имела высокую скорость течения.

Еще одним вариантом являются биогазовые установки. Такие устройства вырабатывают газ из продуктов жизнедеятельности животных. Он образуется в результате брожения навоза.

Биогазовые установки позволяют получать двойную выгоду. Помимо обеспечения дома биогазом, хозяин получает удобрения, которые можно использовать в сельском хозяйстве. Биогазовые установки являются готовым решением для создания источника альтернативной энергии своими руками.

Источник: https://glav-dacha.ru/alternativnye-istochniki-yenergii-dlya-doma/

Альтернативная энергия для дома в России. Сравнить цены, купить потребительские товары на маркетплейсе Tiu.ru

  • По рейтингу
  • Дешевые
  • Дорогие

{}

25 500 руб.

ГИ(гибридный инвертор) PROGRESS -24-6000-HYBRID

Доставка из г. Новосибирск

96% положительных отзывов

(29 отзывов)

132 150 руб.

Солнечная электростанция для дома

100% положительных отзывов

(18 отзывов)

от 25 000 руб.

«Дача Мини» 100 Вт солнечных панелей, 500Вт мощность инвертора, 1,2 кВт*ч запас энергии

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

от 272 500 руб.

«Дача Стандарт» 3000 Вт солнечных панелей, 3200Вт мощность инвертора, 9,6 кВт*ч запас энергии

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

37 650 руб.

Солнечная электростанция для дома

100% положительных отзывов

(18 отзывов)

325 000 руб.

Солнечная электростанция 7,5 кВт

100% положительных отзывов

(5 отзывов)

от 39 500 руб.

«Комплект освещение 12В» 300 Вт солнечных панелей, 1,8 кВт*ч запас энергии

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

от 85 000 руб.

«Дача Лето» 600 Вт солнечных панелей, 1600Вт мощность инвертора, 4,8 кВт*ч запас энергии

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

  • 12 500 руб.
  • Солнечный чемоданчик Solarsuitcase Basic
  • 1 отзыв

от 345 000 руб.

«Дача Стандарт+» 3000 Вт солнечных панелей, 4000Вт мощность инвертора, 19,2 кВт*ч запас энергии

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

27 500 руб.

Плоский алюминиевый солнечный коллектор Galmet AL 21

Доставка из г. Новосибирск

100% положительных отзывов

(29 отзывов)

113 750 руб.

Солнечная сплит-система SH-100-12 (1 т/о, медь)

82% положительных отзывов

(20 отзывов)

37 100 руб.

Плоский алюминиевый солнечный коллектор Galmet AL 27

Доставка из г. Новосибирск

100% положительных отзывов

(29 отзывов)

13 200 руб.

Солнечная батарея Mоно-200-24В

100% положительных отзывов

(5 отзывов)

470 190 руб.

Солнечная сплит-система SH-300-36 Comfort-R3 (3 т/о, нерж) с бойлером и тепловым насосом

82% положительных отзывов

(20 отзывов)

от 66 300 руб.

«Котельная» 500 Вт солнечных панелей, 1000Вт мощность инвертора, 1,8 кВт*ч запас энергии

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

182 839 руб.

Комплект солнечного оборудования NIBE SOLAR FP 215 P 3 панели

87% положительных отзывов

(32 отзыва)

38 800 руб.

Плоский медный солнечный коллектор Galmet Cu 21

Доставка из г. Новосибирск

100% положительных отзывов

(29 отзывов)

от 17 900 руб.

Солнечные батареи TSM-200

100% положительных отзывов

(5 отзывов)

33 380 руб.

Водонагреватель солнечный «ДАЧА-ЛЮКС» XF-II-18-150 (система без давления, бак окрашенный)

82% положительных отзывов

(20 отзывов)

139 185 руб.

Комплект солнечного оборудования NIBE SOLAR FP 215 P 2панели

87% положительных отзывов

(32 отзыва)

53 700 руб.

Плоский медный солнечный коллектор Galmet Cu 27

Доставка из г. Новосибирск

100% положительных отзывов

(29 отзывов)

от 4 000 руб.

Солнечные батареи Mоно-50-12В

100% положительных отзывов

(5 отзывов)

111 000 руб.

Бойлер SUNSYSTEM SWP2 N500, 1 бак 500 литров с двумя увеличенными теплообменниками, вертикальный

Доставка из г. Набережные Челны

Нет отзывов. Добавить

229 600 руб.

Комплект солнечного оборудования NIBE SOLAR FP 215 P 4 панели

87% положительных отзывов

(32 отзыва)

4 870 руб.

Солнечные батареи 130 Вт HEVEL

100% положительных отзывов

(5 отзывов)

321 300 руб.

Комплект солнечного оборудования NIBE SOLAR FP 215 P 6 панели

87% положительных отзывов

(32 отзыва)

277 000 руб.

Комплект солнечного оборудования NIBE SOLAR FP 215 P 5 панели

87% положительных отзывов

(32 отзыва)

4 680 руб.

Солнечные батареи 125 Вт

100% положительных отзывов

(5 отзывов)

Цену уточняйте

Подключение тепловых насосов

Доставка из г. Симферополь

1 отзыв

Цену уточняйте

Солнечный коллектор Bosch FT 226-2H (горизонтальный)

87% положительных отзывов

(32 отзыва)

17 500 руб.

Солнечный коллектор Яsolar П1 (поликарбонат)

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

1 900 руб.

SM 30Вт 12В Моно

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

Цену уточняйте

Солнечный коллектор Bosch FT 226-2V (вертикальный)

87% положительных отзывов

(32 отзыва)

4 097 руб.

TopRay 80Вт 18В Поли

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

3 201 руб.

TopRay 65Вт 18В Поли

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

101 408 руб.

Система слежения за солнцем (трекер) модель HS-1000

Доставка из г. Санкт-Петербург

Нет отзывов. Добавить

6 530 руб.

TopRay 120Вт 12В Моно

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

Цену уточняйте

Поликристалическая панель 255Вт 24В

91% положительных отзывов

(33 отзыва)

Источник: https://tiu.ru/Alternativnaya-energiya-dlya-doma.html

Ссылка на основную публикацию