Обзор альтернативных источников энергии для частного дома

Энергия Солнца и Земли

Кроме использования ветра, несколько регионов осваивают и другие альтернативные варианты: например, на Камчатке реализуется региональная программа перевода энергетики на нетрадиционные источники энергии и местные виды топлива. Об этом сообщил ТАСС министр жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Камчатского края Олег Кукиль. В рамках этой программы на Мутновском месторождении парогидротерм (в окрестности Мутновского вулкана с самыми мощными на Камчатке многочисленными выходами на поверхность Земли термальных вод и пара) установлены две геотермальные электростанции, в Усть-Большерецком и Быстринском районах — четыре гидроэлектростанции.

В Республике Адыгея начинают осваивать солнечную энергию. Здесь, к концу текущего года компания «Возобновляемые источники энергии» совместно с ГК «Хевел» построит две первые солнечные электростанции (СЭС) суммарной мощностью 8,9 МВт, инвестиции в объекты составят 960 млн рублей. В Волгоградской области уже работает электростанция на базе солнечных модулей. Как уточнили ТАСС в региональном комитете ЖКХ и ТЭК, это Красноармейская СЭС мощностью 10 МВт.

В Краснодарском крае, в Анапе, в инфраструктуру технополиса ЭРА Минобороны РФ внедрили более 100 энергогенерирующих установок, сообщили ТАСС в пресс-службе центра инноваций. По словам собеседницы агентства, один из типов генераторов — это скамейки, оснащенные солнечными аккумуляторами, энергии которых хватает на зарядку гаджетов через USB-разъемы и питание светодиодной подсветки.

Как отмечают эксперты, солнечная энергетика в России имеет большую историю исследований и разработок со времен СССР. Кроме того, СЭС гораздо дешевле в строительстве и обслуживании по сравнению с ветропарками. «Ветряные электростанции требуют регулярного обслуживания — смазывания лопастей. СЭС практически не требуют специального обслуживания», — добавила директор института статистических исследований и экономики знаний НИУ «Высшая школа экономики» Лилиана Проскурякова.

Солнечные электростанции работают в

• Оренбургской области:«Сакмарская им. А. А. Влазнева», установленной мощностью 25 МВт; «Переволоцкая», установленной мощностью 5,0 МВт.
• Республике Башкортостан:«Бурибаевская», установленной мощностью 20,0 МВт; «Бугульчанская», установленной мощностью 15,0 МВт.
• Республике Алтай:«Кош-Агачская», установленной мощностью 10,0 МВт; «Усть-Канская», установленной мощностью 5,0 МВт.
• Республике Хакасия:«Абаканская», установленной мощностью 5,2 МВт.
• Белгородской области:«АльтЭнерго», установленной мощностью 0,1 МВт.
• В Республике Крым, независимо от Единой энергетической системы страны, работает 13 солнечных электрических станций, общей мощностью 289,5 МВт.
• Также, вне системы работает станция в Республике Саха—Якутия (1,0 МВт) и в Забайкальском крае (0,12 МВт).

В стадии разработки проекта и строительства находятся электростанции

• В Алтайском крае, 2 станции, общей проектируемой мощностью 20,0 МВт, запуск в работу планируется в 2019 году.
• В Астраханской области, 6 станций, общей проектируемой мощностью 90,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 году.
• В Волгоградской области, 6 станций, общей проектируемой мощностью 100,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
• В Забайкальском крае, 3 станции, общей проектируемой мощностью 40,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
• В Иркутской области, 1 станция, проектируемой мощностью 15,0 МВт, запуск в работу планируется в 2018 году.
• В Липецкой области, 3 станции, общей проектируемой мощностью 45,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 году.
• В Омской области, 2 станции, проектируемой мощностью 40,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2019 году.
• В Оренбургской области, 7 станция, проектированной мощностью 260,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017-2019 годах.
• В Республике Башкортостан, 3 станции, проектируемой мощностью 29,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
• В Республике Бурятия, 5 станции, проектируемой мощностью 70,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
• В Республике Дагестан, 2 станции, проектируемой мощностью 10,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 году.
• В Республике Калмыкия, 4 станции, проектируемой мощностью 70,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2019 году.
• В Самарской области, 1 станция, проектируемой мощностью 75,0 МВт, запуск в работу планируется в 2018 году.
• В Саратовской области, 3 станции, проектируемой мощностью 40,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
• В Ставропольском крае, 4 станции, проектируемой мощностью 115,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017-2019 годы.
• В Челябинской области, 4 станции, проектируемой мощностью 60,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.

Общая проектируемая мощность солнечных электрических станций, находящихся в стадии разработки и строительства, составляет – 1079,0 МВт.Термоэлектрические генераторы, гелиоколлекторы и гелиотермальные установки также широко применяются на промышленных предприятиях и в повседневной жизни. Вариант и способ использования выбирает каждый для себя сам.

Количество технических устройств, использующих энергию солнца для выработки электрической и тепловой энергий, а также количество строящихся солнечных электрических станций, их мощность, говорят сами за себя — в России альтернативным источникам энергии быть и развиваться.

ÐеоÑеÑмалÑÐ½Ð°Ñ ÑнеÑÐ³Ð¸Ñ Ð¸Ð»Ð¸ ÑнеÑÐ³Ð¸Ñ Ñепла Ðемли

Ðна Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð¸ÑполÑзоваÑÑÑÑ Ð¿Ð¾ пÑÑÐ¼Ð¾Ð¼Ñ Ð½Ð°Ð·Ð½Ð°ÑениÑ, либо Ð´Ð»Ñ Ð¿Ð¾Ð»ÑÑÐµÐ½Ð¸Ñ ÑлекÑÑоÑнеÑгии. ÐÑеобÑазование ÑнеÑгии пÑоиÑÑÐ¾Ð´Ð¸Ñ Ð½Ð° геоÑеÑмалÑнÑÑ ÑÑанÑиÑÑ â ÐеоТЭС.

ÐÑÑоÑники геоÑеÑмалÑной ÑнеÑгии могÑÑ Ð±ÑÑÑ Ð²ÑÑоко- и низкопоÑенÑиалÑнÑми. РвÑÑокопоÑенÑиалÑнÑм иÑÑоÑникам оÑноÑÑÑÑÑ Ð³Ð¸Ð´ÑоÑеÑмалÑнÑе ÑеÑÑÑÑÑ (ÑеÑмалÑÐ½Ð°Ñ Ð²Ð¾Ð´Ð°). ÐÑ Ð¿ÑименÑÑÑ Ð´Ð»Ñ Ð¾ÑÐ¾Ð¿Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿Ð¾Ð¼ÐµÑений.

ÐизкопоÑенÑиалÑнÑе иÑÑоÑники ÑнеÑгии, в ÑÐ²Ð¾Ñ Ð¾ÑеÑедÑ, бÑваÑÑ ÐµÑÑеÑÑвеннÑми (воздÑÑ Ð°ÑмоÑÑеÑÑ, гÑÑнÑÐ¾Ð²Ð°Ñ Ð²Ð¾Ð´Ð°, Ñам гÑÑнÑ) и иÑкÑÑÑÑвеннÑми (венÑилÑÑионнÑй воздÑÑ Ð¿Ð¾Ð¼ÐµÑениÑ, оÑÑабоÑаннÑе воздÑÑ, вода или Ñепло). ÐаннÑе иÑÑоÑники пÑименÑÑÑ Ð´Ð»Ñ ÐºÐ¾Ð½Ð´Ð¸ÑиониÑованиÑ, ÑеплоÑÐ½Ð°Ð±Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¸ гоÑÑÑего водоÑнабжениÑ.

Солнечные панели собственноручного изготовления

Готовая солнечная панель стоит немалых денег, поэтому ее покупка и установка по карману далеко не каждому. При самостоятельном изготовлении панели расходы можно снизить в 3-4 раза. Прежде чем приступить к устройству солнечной панели нужно разобраться, как все это работает.

Система солнечного электроснабжения: принцип работы

Понимание назначения каждого из элементов системы позволит представить ее работу в целом. Основные составляющие любой системы солнечного электроснабжения:

• Солнечная панель. Это комплекс соединенных в единое целое элементов, преобразующих солнечный свет в поток электронов. Их основная особенность состоит в том, что они не могут вырабатывать ток высокого напряжения. Отдельный элемент системы способен вырабатывать ток напряжением 0,5-0,55 В. Соответственно одна солнечная батарея способна вырабатывать ток напряжением 18-21 В, что достаточно для зарядки 12-вольтовой аккумуляторной батареи.
• Аккумуляторы. Одной батареи надолго не хватит, поэтому система может насчитывать до десятка таких устройств.  Количество аккумуляторных батарей определяется мощностью потребляемой электроэнергии. Количество аккумуляторных батарей можно будет увеличить в будущем, добавив в систему необходимое количество солнечных панелей;
• Контроллер солнечного заряда. Это устройство необходимо для обеспечения нормальной зарядки аккумуляторной батареи. Основное его назначение состоит в недопущении повторной перезарядки батареи.
• Инвертор. Прибор, требующийся для преобразования тока. Аккумуляторные батареи выдают ток низкого напряжения, а инвертор преобразует его в ток необходимого для функционала высокого напряжения – выходная мощность. Для дома достаточно будет инвертора с выдаваемой мощностью  3-5 кВт.

Если инвертор, аккумуляторные батареи и контроллер заряда лучше приобрести готовыми, то солнечные батареи вполне возможно сделать самому.

Качественный контроллер и правильность подключения помогут как можно дольше сохранять работоспособность аккумуляторных батарей и автономность всей солнечной станции в целом

Альтернативная гидроэнергетика

Нетрадиционное использования водных ресурсов планеты для выработки энергии подразумевает три типа электростанций: волновые, приливные и водопадные. Причем самыми перспективными из них считаются первые: средняя мощность волнения мирового океана оценивают в 15 кВт на погонный метр, а при высоте волн выше двух метров пиковая мощность может достигать аж 80 кВт/м.

Главная проблема волновых электростанций – сложность преобразования движения волн (вверх-вниз) во вращение лопастей колеса генератора. Впрочем, последние разработки британский (проект Oyster) и российских ученых (проект Ocean RusEnergy) должны решить данную проблему.

Oyster – высокоэффективный волновой электрогенератор, разработанный в Великобритании

Приливные электростанции имеют значительно меньшую мощность, чем волновые, зато их куда легче и удобнее строить в прибрежной зоне морей. Гравитационные силы Луны и Солнца дважды в день меняют уровень воды в море (разница может достигать двух десятков метров), что позволяет использовать энергию приливов и отливов для выработки электричества.

Во Франции почти полвека эксплуатируется приливная электростанция «Ля Ранс» (мощность 240 МВт), которая построена в устье реки Ранс рядом с городком Сен-Мало. Долгое время она удерживала мировое лидерство по мощности, но в 2011 году ее обошла южнокорейская Сихвинская ПЭС (254 МВт).

«Ля Ранс» – одна из старейших и в то же время мощнейшая в Европе ПЭС

Водопадные электростанции являются, пожалуй, самыми малоперспективными в отрасли гидроэнергетики. Дело в том, что по-настоящему мощных водопадов на планете не так уж и много. Вспомнить стоит разве что электростанции «Сэр Адам Бек 1» и «Сэр Адам Бек 2», построенные на Ниагарском водопаде, а точнее на его канадской стороне.

Комплекс электростанций «Сэр Адам Бек» (США) мощностью 2 тыс. МВт построен на границе США и Канады

Геотермальные источники

Углубление в недра Земли показало: под пластами поверхности — высокая температура. Это можно видеть по таким явлениям, как, например, гейзеры — фонтаны горячей воды, бьющие из-под земли. Тепло земли также относится к альтернативным источникам энергии — его очень удобно использовать с помощью теплового насоса. Правда, стоит отметить, что работа насоса также требует подвода некоторого количества тока, но, как показывает практика, соотношение затраченной на работу насоса мощности по отношению к полученной от тепла недр земли составляет приблизительно 1:4–1:6, что вполне перекрывает расходы и делает этот метод очень выгодным.

Принцип реализации данного способа также довольно прост — к зоне повышенной температуры в земле проделывается скважина, куда потом устанавливается тепловой насос. Он служит для того, чтобы охлаждать горячую подземную воду, а в результате этого выделяется дополнительная энергия, которая по специальным коммуникациям направляется на потребителя.

Выгоды от использования такого метода добывания электричества очевидны, но есть и существенный минус — для дома площадью в 150 м2 придется потратить на необходимые работы и оборудование около 20–30 тысяч долларов.

Солнечные батареи

Эти установки — наиболее популярный способ получения альтернативной энергии, сравнительно недорогой. Однако цена готовых панелей мало устраивает хозяев дома. Такое приобретение и последующий монтаж будет стоить немалой суммы, но если изготовить конструкции самостоятельно, то можно добиться снижения расходов в 3-4 раза.

Главные рабочие элементы

Чтобы успешно изготовить «солнечную систему», надо знать, как она устроена, из чего состоит, поэтому об элементах такого электроснабжения нужно рассказать. В любом подобном оборудовании, независимо от особенностей модели, есть несколько компонентов.

1. Солнечные панели, батареи. Они составляют целый комплекс, главная задача которого — преобразование инфракрасного излучения в поток электронов. У хозяев есть возможность добавлять панели, если работа имеющихся батарей окажется не слишком эффективной.
2. Аккумуляторы. Поскольку одна аккумуляторная батарея долго не «протянет», их в системе есть несколько, максимум 10. Точное количество зависит только от мощности солнечного оборудования. В этом случае аккумуляторы, как и панели, можно будет добавить в уже существующую систему.
3. Инвертор. Он необходим для преобразования тока. Так как аккумуляторы производят ток низкого напряжения, прибор преобразует его в высокое. Если говорить о солнечных системах, предназначенных для работы в частном доме, то рекомендуемая мощность инвертора составляет от 3 до 5 кВт.
4. Контроллер. Его предназначение — слежение за нормально зарядкой аккумуляторных батарей, недопущение их повторной перезарядки.

Аккумуляторы, инвертор и контроллер заряда, как правило, покупают готовыми. Солнечные панели хозяева могут изготовить своими руками.

Солнечный источник энергии своими руками

Первое, что необходимо самодельной солнечной батарее, это фотоэлементы на поли- или монокристаллах. Последние имеют преимущества — их срок службы гораздо дольше, к тому же КПД «моноприборов» вдвое выше (25% против 12% у поликристаллов). Для одной солнечной панели потребуется не менее 36 элементов.

Корпус солнечной батареи

Для изготовления корпуса солнечной панели потребуется подготовить:

• ДВП;
• брус;
• фанеру;
• оргстекло.

Сначала из фанеры вырезают дно для панели. Размер конструкции зависит от количества фотоэлементов, их может быть как 36, так и 72. Затем по периметру куска фанеры крепят раму из бруса (25х25 мм). В ней с шагом 150-200 мм сверлят отверстия, предназначенные для защиты конструкции от перегрева. Их диаметр — 8-10 мм.

Сборка батареи

Из ДВП вырезают подложку для фотоэлементов. В ней делают отверстия для вентиляции. Их располагают в шахматном порядке, на расстоянии 50 мм. Готовую подложку дважды покрывают краской, затем сушат.

После того, как заготовка высохнет, на ней вверх ногами укладывают фотоэлементы, которые коммутируют, распаивают. Сначала их соединяют в ряды, затем группы элементов объединяют вместе, присоединяя к токоведущим шинам. После завершения операции готовую конструкцию переворачивают и фиксируют на подложке с помощью силикона (скотча).

Электроснабжение

Входные/выходные провода выводят наружу для подключения батареи к системе. Из оргстекла вырезают крышку для панели. Ее крепят к раме саморезами, но предварительно в брусе просверливают отверстия для крепежных элементов.

Альтернатива фотоэлементам — диодная цепь (Д223Б) на пластике. Панель, имеющая 36 диодов, соединенных последовательно, будет выдавать достаточное напряжение (12 В). В этом случае сначала мини-приборы замачивают в ацетоне. Цель операции — удаление краски. В пластиковой панели высверливают отверстия, в них вставляют диоды, которые последовательно соединяют. Готовую конструкцию закрывают прозрачным кожухом, все соединения герметизируют.

Правила монтажа

Чтобы обеспечить эффективность системы солнечных панелей, необходимо обеспечить ей идеальные условия.

1. Любая тень (здания, деревья) снизит производительность оборудования. Худший из вариантов — выход его из строя.
2. Направление панелей в сторону солнца обязательно. Если строго южное направление обеспечить невозможно, то выбирают юго-восток либо юго-запад.
3. Необходимый наклон батарей. Этот параметр зависит от географического положения. Оптимальный угол равен географической широте местности.
4. Постоянное обслуживание панелей. Пыль, грязь, осадки значительно снижают работоспособность системы, поэтому регулярный уход за поверхностями необходим.

Будет лучше, если хозяева предусмотрят возможность менять угол наклона солнечных батарей в зависимости от сезона. Летом оптимальный угол наклона к горизонту составляет 30°, зимой, когда солнце «ходит» низко, нужны серьезные коррективы — до 70°.

Система солнечного электроснабжения

Главная статья расходов альтернативного электроснабжения на солнечных батареях включает цену панелей, это примерно 160 руб. за 1 Вт или 80-85 долл. за метр квадратный поверхности. Для альтернативного энергоснабжения дома потребуется не менее 25 м2 панелек из поликристаллического кремния.

На аккумуляторах можно сэкономить. Вместо дорогостоящего лития можно установить щелочную батарею, которая прослужит 15 лет при минимальном уходе за источником энергии. На комплект щелочных батарей уйдет еще 200-300 долл.

Можно приобрести готовые панели в чехлах с наклеенной подложкой и пропаянной проводкой за 500-700 долл. или купить и наклеить одиночные плитки на текстолитовую основу своими руками. Вместо дорогущей монокристаллической плиты используем поликристаллические соты за вдвое меньшую цену. Правда, коэффициент полезного действия поликремния на несколько процентов меньше, но потерю можно легко компенсировать дополнительной площадью элементов.

Биотопливо

Жидкое, твердое и газообразное биотопливо может стать заменой не только традиционным источникам электричества, но и бензину. В отличие от нефти и природного газа, восстановить запасы которых не представляется возможным, биотопливо можно вырабатывать в искусственных условиях.

Простейшим биотопливом является древесина, а точнее отходы деревообрабатывающей промышленности – щепки и стружка. Спрессованные в брикеты они прекрасно горят, а нагретая с их помощью вода позволяет вырабатывать электричество и тепло, пусть и в небольших масштабах.

Кукуруза – продукт питания и в то же время сырье для биотоплива

Но будущее за жидким и газообразным биотопливом: биодизелем, биоэтанолом, биогазом и синтез-газом. Все они производятся на основе богатых сахаром или жирами растений: сахарного тростника, кукурузы и даже морского фитопланктона. Последний вариант так и вовсе имеет безграничные перспективы: выращивать водоросли в искусственных условиях дело не хитрое.

Фитопланктон (крохотные морские водоросли и бактерии) – идеальное сырье для производства жидкого и газообразного биотоплива

На службе человечества

Использовать солнечное излучение и силу ветра люди научились уже давно. Но не всегда дует ветер и светит солнце, к тому же эти факторы могут зависеть от времени года и суток, поэтому была создана гибридная система, в которую входят ветровые электростанции и солнечные батареи, позволяющая получать электричество круглосуточно целый год. Ветрогенератор является главным звеном, от которого заряжаются батареи. Чтобы работа такой ветроустановки была стабильной и эффективной, к ней добавлены солнечные панели, заряд от которых также поступает на аккумуляторы.Такая система солнечные батареи плюс ветрогенераторы рассчитана на то, чтобы, при отсутствии одного или обоих энергетических источников, подача электричества не прекращалась. Когда нет ветра или солнца подача электричества осуществляется от батарей аккумуляторов, а на случай того, что заряд иссякнет, обычно делается резервное подключение к генератору или централизованному источнику. В этом случае батареи снова берут заряд, а потребители обеспечиваются электричеством.

Гибридные электростанции имеют перспективу использования только в районах, где солнечные и ветровые потенциалы достаточно высоки. Совместная энергия солнца и ветра может быть использована только в тех климатических и географических зонах, где она достаточно высока.

Когда проектируются комбинированные солнечно-ветровые установки, то обязательно учитывается потенциальная энергия, которую могут давать солнечные батареи и ветрогенераторы. От конкретных условий климата зависит, какая часть такой электростанции будет основной, а какая – вспомогательной. При монтаже такой установки может быть использовано несколько ветрогенераторов и фотоэлектрических модулей.

Хватит ли ветра для отопления

Может оказаться так, что установка ветрогенератора в вашей местности будет невыгодным решением. Поэтому перед приобретением оборудования необходимо осведомиться о средней годовой скорости ветра и сезонных особенностях его активности. Эта информация поможет определить параметры, которым должен соответствовать ветрогенератор для отопления, чтобы с наибольшей эффективностью работать в погодных условиях именно вашего дома. Ведь расположение каждого индивидуального дома имеет свои погодные особенности. Поэтому ветряки подбираются тоже индивидуально.

Первый способ сбора информации о ветрах

Для получения уже готовых замеров можно обратиться в ближайшую метеослужбу. Но информация будет лишь приблизительной, так как все значения будут округлены и увидеть сезонную картину особенностей поведения ветра будет невозможно. Плюсами этого способа получения информации является быстрота и дешевизна.

Второй способ сбора информации о ветрах

Для получения необходимых параметров нужно провести собственные наблюдения. Замеры производятся с помощью портативной метеостанции, которую необходимо установить там, где будет смонтирован ветрогенератор. Исследования желательно проводить в течение одного календарного года, что является явным неудобством, а также придется приобрести или взять в аренду необходимое оборудование, что влечет за собой увеличение расходов. Зато проведенные измерения отразят полную картину поведения ветра в месте, где будут установлены ветряки, что позволит подобрать подходящее оборудование с учетом всех погодных особенностей.

ЭнеÑÐ³Ð¸Ñ ÑлекÑÑомагниÑного ÑолнеÑного излÑÑениÑ

Ðна Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð¸ÑполÑзоваÑÑÑÑ Ð´Ð»Ñ Ð²ÑÑабоÑки как ÑлекÑÑоÑнеÑгии, как и Ñепловой ÑнеÑгии. ÐÑÑмое пÑеобÑазование ÑолнеÑной ÑадиаÑии в ÑлекÑÑоÑнеÑÐ³Ð¸Ñ Ð¿ÑоизводиÑÑÑ ÐºÐ°Ðº пÑÑем пÑÑмого пÑеобÑÐ°Ð·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð·Ð° ÑÑÐµÑ ÑÐ²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð²Ð½ÑÑÑеннего ÑоÑоÑÑÑекÑа на ÑоÑоÑлекÑÑиÑеÑÐºÐ¸Ñ Ð¿Ð°Ð½ÐµÐ»ÑÑ, Ñак и коÑвенно Ñ Ð¸ÑполÑзованием ÑеÑмодинамиÑеÑÐºÐ¸Ñ Ð¼ÐµÑодов (полÑÑение паÑа Ñ Ð²ÑÑоким давлением).

СолнеÑÐ½Ð°Ñ ÑлекÑÑоÑÑанÑиÑ

ÐолÑÑение Ñепловой ÑнеÑгии из ÑолнеÑной пÑоизводиÑÑÑ Ð·Ð° ÑÑÐµÑ Ð¿Ð¾Ð³Ð»Ð¾ÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð°Ð½Ð½Ð¾Ð¹ ÑнеÑгии и далÑнейÑего нагÑева повеÑÑноÑÑи и ÑеплоноÑиÑелÑ, как ÑпеÑиалÑнÑми коллекÑоÑами, Ñак и пÑи помоÑи иÑполÑÐ·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¿Ñиемов «ÑолнеÑной аÑÑиÑекÑÑÑÑ».

СовокÑпноÑÑÑ ÑÑÑановок Ð´Ð»Ñ Ð¿ÑеобÑÐ°Ð·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑнеÑгии СолнÑа ÑоÑÑавлÑÐµÑ ÑолнеÑнÑÑ ÑлекÑÑоÑÑанÑиÑ.

Тепловой насос

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.

Виды альтернативных источников энергии.

Энергия ветра, солнца, воды, биотопливо, тепло Земли относительно неисчерпаемы и возобновимы. Преимущества альтернативных источников энергии неоспоримы, поскольку они сохраняют природные ресурсы. Кроме того, они в гораздо большей мере соответствуют требованиям экологической безопасности.

Ветровая энергетика.

Принцип использования силы ветра заключается в превращении кинетической энергии в электрическую, тепловую, механическую. Для получения электрической энергии используют ветровые генераторы. Они могут иметь различные технические параметры, размеры, конструкции, горизонтальную или вертикальную ось вращения. Паруса – классический пример использования силы ветра в морском транспорте, а ветряная мельница – преобразования в механическую энергию.

Диаметр лопастей и высота их расположения определяют мощность ветрогенератора. При силе ветра от 3 м/с генератор начинает вырабатывать ток и достигает максимальной величины при 15 м/с. Сила ветра свыше 25 м/с является критической – генератор отключается.

Гелиоэнергетика — дар Солнца.

Солнечная энергия как альтернативный источник энергии – естественное продолжение жизнетворящей миссии Солнца на нашей планете. Но пока человечество не научилось использовать ее напрямую. В настоящее время в качестве преобразователей солнечной энергии в электрическую применяют солнечные батареи, а для тепловой – солнечные коллекторы. Кроме того, в некоторых случаях используют совмещение двух видов.

Гелиотехнология заключается в нагреве поверхности солнечными лучами и в использовании нагретой воды для горячего водоснабжения, отопления или использования в паровых электрогенераторах. Для преобразования энергии солнца в тепловую используют солнечные коллекторы. Их общая мощность зависит от количества и мощности отдельных устройств, которые включены в систему солнечной или тепловой станции.

Солнечные батареи подразделяют на:

• кремниевые
• пленочные

Наибольшим спросом в настоящее время пользуются батареи с использованием кристаллов кремния, а самые удобные – пленочные. Кремниевые панели являются одним из лучших вариантов для частного дома.

ГЭС — использование силы воды.

Принцип действия турбин на гидроэлектростанциях заключается в воздействии силы воды на лопасти гидротурбины, которая вырабатывает электричество. Иногда к альтернативным видам энергии относят лишь те ГЭС, где не использованы мощные плотины, а выработка тока происходит под влиянием естественного течения воды. Это связано со значительным негативным воздействием мощных ГЭС на природные речные ландшафты, их обмелением и катастрофическими наводнениями.

Не вызывает возражений экологов использование естественной энергии морских и океанических приливов. Преобразование кинетической энергии в электрическую в этом случае происходит на специальных приливных станциях.

Геотермальная энергетика — тепло Земли.

Поверхность Земли излучает тепло не только в местах выброса горячих сейсмических источников, как, например, на Камчатке, но и практически во всех регионах планеты. Для извлечения тепла земли используют специальные тепловые насосы, а затем его преобразуют в электрическую энергию или используют как тепловую. Принцип действия установок базируется на законах термодинамики и физических законах поведения жидкостей и газа, в частности, фреона.

Тип конструкции насоса определяет первичный источник энергии, например, « грунт- воздух» или «грунт — вода».

Биотопливо.

Принцип получения биотоплива основан на переработке органических продуктов с помощью специальных установок. В ходе переработки вырабатывается тепловая или электрическая энергия. Виды биотоплива могут иметь жидкое, твердое или газообразное состояние. К твердым, например, относятся топливные брикеты, жидким – биоэтанол, к газообразным – биогаз. К его разновидностям относится свалочный газ, который образуется на свалках. Использование биогаза старых свалок помогает решить проблемы переработки отходов.