تساعد مصادر الطاقة في توفير وظائف جميع خطوط الاتصال. مع الغياب المؤقت للطرق السريعة الرئيسية ، يمكن استخدام مصادر بديلة للكهرباء. فهي ليست شائعة مثل تلك التقليدية ، ولكنها أكثر ربحية من حيث التشغيل ولا تضر بالبيئة عمليًا.
أين وبأي شكل للحصول على موارد الطاقة
مصادر الطاقة التقليدية هي المحطات الحرارية والنووية والكهرومائية. يمكن أن تكون إمدادات الطاقة البديلة ذاتية الشفاء وفعالة ورخيصة وصديقة للبيئة. في الواقع ، هناك طاقة في الموارد الطبيعية ، ما عليك سوى محاولة استخراجها. بدون مهارات خاصة ، يمكنك القيام بالمهام التالية:
- تركيب مجمعات وبطاريات شمسية لتشغيل الإضاءة أو الماء الدافئ ؛
- تركيب مولدات الرياح
- استخدام مضخات الحرارة لتسخين المنزل بسبب حرارة الماء أو الأرض أو الهواء ؛
- تطبيق مصانع الغاز الحيوي لمعالجة النفايات الحيوانية والطيور والبشرية.
عيب مصادر الطاقة غير التقليدية هو استثمارات مالية كبيرة لمنظمتهم.
مصادر الطاقة المتجددة
نظرًا لمحدودية موارد الوقود ، يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير مصادر الطاقة المستقبلية وتشغيلها. تشمل مصادر الطاقة المتجددة:
- مولدات الكهرباء - في روسيا الأكثر استخدامًا هي الكهرباء والبنزين والغاز. يعمل هذا الأخير على الوقود المسال والطبيعي ، نظرًا لمستوى الضوضاء المنخفض الذي يستخدمه في الحياة اليومية وهو دائم.
- الطاقة الشمسية - يستخدم الشخص الإشعاع الكهرومغناطيسي. مصدر الكهرباء والتدفئة المستقلة صامت وصديق للبيئة.
- توربينات الرياح - تعمل على أساس تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى الدوران الميكانيكي لتوربين يولد تيارًا متناوبًا. طواحين الهواء الأفقية والعمودية ذات كفاءة عالية.
- الوقود الحيوي - الدهون الزيتية والطحالب والغاز من تخمر النفايات العضوية ستكون أفضل الخيارات.
- تعد محطات Waterwheel مصدرًا مناسبًا للطاقة إذا كان هناك نهر بالقرب من المنزل. يتم تشغيل عجلة التوربين بتدفق المياه.
- حلول الطاقة الحرارية الأرضية - في المناطق النشطة زلزاليًا ، تقوم بتحويل الحرارة التي تحدث عند إطلاق المياه الحرارية الأرضية.
تمتلك روسيا العديد من محطات الطاقة الشمسية - في منطقة أورينبورغ (سعة 40 ميجاوات) ، في جمهورية باشكورتوستان (سعة 15 ميجاوات) ، في شبه جزيرة القرم (10 قطع بقوة 20 ميجاوات لكل منهما).
تطبيق الطاقة الشمسية
الكهرباء البديلة القائمة على الإشعاع الشمسي الكهرومغناطيسي لها ما يبررها لمن لديهم كوخ في البلاد. والسبب هو مؤشر الطاقة الكلية في الطقس الجيد لا يزيد عن 5-7 كيلوواط في الساعة. حتى الآن ، تحظى العديد من المنشآت الشمسية بشعبية.
الألواح الشمسية
يتم تجميع الأجهزة من المحولات الضوئية. يتم إنشاء العناصر الصناعية من عمال المناجم الذين يولدون التيار عند تعرضه للضوء المباشر. في القطاع الخاص ، تحظى محولات السيليكون من النوع متعدد البلورات والبلور بشعبية. تختلف الأخيرة في كفاءة 13-25 ٪ ، لكن الكريستالات أرخص. نطاق درجة حرارة اللوحات من -40 إلى +50 درجة.
تجميع الطاقة الشمسية
تستخدم لتسخين الهواء أو الماء. يمكن للمستخدم تحديد اتجاه التدفقات الساخنة وتنظيم احتياطي في حالة سوء الأحوال الجوية. ينتج المصنعون ثلاثة تعديلات على المجمعات - الهواء ، المسطح والأنبوبي.
- بلاستيك مسطح. هم لوحة سوداء وشفافة في حالة واحدة مع لفائف نحاسية مركزية. عند التعرض لأشعة الشمس ، يسخن العنصر المظلم السفلي. ينقل الحرارة إلى ملف نحاسي يسخن الماء. المجمع المسطح مناسب لتسخين المياه في المسبح أو الدش الخارجي. ناقص التكنولوجيا - لتسخين كميات كبيرة ، هناك حاجة إلى العديد من العناصر.
- أنبوبي. إنها تشبه الأنابيب المفرغة أو المحورية المصنوعة من الزجاج. تتدفق المياه التي تسخنها الشمس إلى أسفل. تتركز الحرارة داخل نظام خاص على تسخين المياه في خزان التخزين. تستخدم الرواسب لتداول تدفقات المياه. المشعب الأنبوبي هو حل جيد لتسخين الماء في الماء الساخن والتدفئة.
- مجمعات الطاقة الشمسية الهوائية. تشبه الأجهزة الموديلات البلاستيكية المسطحة بسبب القاع الأسود واللوحة العلوية الشفافة. تقع المنشآت ذات الأبعاد على الجدار الشرقي أو الجنوبي الشرقي. فيها ، بسبب الحرارة الشمسية ، تقوم بتسخين الهواء المقدم إلى المنزل وغرف المرافق ذات المراوح الخاصة.
الطاقة الشمسية هي الأفضل للأرضيات الدافئة.
الألواح الشمسية عصامي
تعتبر التركيبات الشمسية بديلاً للكهرباء التقليدية ، والتي تكون باهظة الثمن عند الانتهاء منها. مع التجميع الخاص بك ، يمكنك تقليل تكلفة البناء 3-4 مرات. قبل البدء في إنشاء لوحة شمسية ، تحتاج إلى فهم مبدأ وظيفتها.
كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية
لتقديم مبدأ التشغيل ، يجدر البدء بالتصميم. يشمل جهاز مصادر الطاقة الشمسية:
- الألواح الشمسية - مجموعة من الوحدات لتحويل ضوء الشمس إلى تيار إلكتروني ؛
- البطارية - يوجد العديد في النظام ، ويعتمد الرقم على قدرة المستهلكين ؛
- جهاز التحكم بالشحن - يوفر شحنًا عاديًا للبطارية دون إعادة الشحن ؛
- العاكس - يحول التيار المنخفض الجهد من البطاريات إلى التيار عالي الجهد (3-5 كيلوواط يكفي للمنزل).
تنتج الألواح الشمسية بشكل فردي تيارات منخفضة الجهد (حوالي 18-21 فولت) ، وهو ما يكفي لشحن بطارية 12 فولت.
إنشاء لوحة شمسية
يتكون تجميع البطارية من خلايا ضوئية وحدات. في وحدة منزلية واحدة هناك 30 و 36 و 72 عنصر. يتم توصيلها في سلسلة بمصدر طاقة ، يبلغ أقصى جهد لها 50 فولت.
بالنسبة لجزء الجسم ، ستحتاج إلى قضبان خشبية وألواح ليفية وزجاج وخشب رقائقي. يتم قطع الجزء السفلي من الصندوق من الخشب الرقائقي وإدخاله في إطار من قضبان بسماكة 25 مم. يتم عمل ثقوب حول محيط الإطار. لمنع ارتفاع درجة حرارة العناصر ، يجب أن تكون خطوة الحفر 15-20 سم.
بالنسبة للحجم السفلي ، احسب عدد الخلايا الضوئية وقم بقياس كل منها.
من اللوح الليفي بسكين كتابي ، تتكون الركيزة من اللوح الليفي مع فتحات التهوية. وهي مصنوعة على شكل مربع مع مسافة بادئة 5 سم ، ثم:
- يتم تكديس العناصر أعلى الركيزة وملحومة.
- يتم إجراء الاتصالات بالتسلسل بالترتيب.
- ترتبط الصفوف النهائية بالحافلات الموصلة للتيار.
- يتم قلب العناصر وتثبيتها في المقعد بالسيليكون.
- تحقق من معلمات جهد الخرج. يتراوح نطاقها من 18 إلى 20 فولت.
- 2-3 أيام تشغيل البطارية لاختبار قدرة الشحن.
- في نهاية الاختبار ، يتم إغلاق المفاصل.
قم بطلاء وتجفيف الركيزة مرتين.
بعد التحقق من العملية ، يتم تجميع الألواح الشمسية:
- أخرج جهات اتصال الإدخال والإخراج.
- اقطع الغطاء من الزجاج الشفاف وقم بإصلاحه بمسامير على ثقوب مسبقة الصنع.
- عند استخدام دائرة ثنائية من 36 ديودًا بجهد 12 فولت ، تتم إزالة الأسيتون من الجزء.
- تصنع الثقوب في اللوحة البلاستيكية ، ويتم إدخال الثنائيات ملحومة.
في المرحلة الأخيرة ، يتم تركيب وتوجيه الألواح الشمسية لتسهيل الوصول إلى الخدمات وكفاءة إنتاج الطاقة.
قواعد تركيب الألواح الشمسية
يمكن أن تدور التعديلات الصناعية بشكل مستقل. يجب تعيين الأجهزة المنزلية بعدة طرق:
- الإزالة من المناطق المظللة - شجرة أو منزل طويل مجاور سيجعل الجهاز غير فعال.
- معلم على الجانب المشمس. يوجه سكان نصف الكرة الشمالي الهيكل إلى الجنوب والجنوب - إلى الشمال.
- زاوية الميل - مرتبطة بخط العرض الجغرافي للموقع. في الصيف ، من الأفضل إمالة اللوحة الشمسية 30 درجة إلى الأفق ، في الشتاء - 70 درجة.
- توفر إمكانية الوصول للصيانة - تنظيف الغبار والأوساخ والالتصاق بالثلج.
سيكون الجهاز فعالاً إذا كانت أشعة الشمس المباشرة على الغلاف.
ملامح مولدات الرياح
تعمل مصادر طاقة الرياح على مبدأ تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية ، ثم إلى تيار متناوب. يمكن الحصول على الكهرباء بسرعة تدفق الرياح بحد أدنى 2 م / ث. سرعة الرياح المثلى من 5 إلى 8 م / ث.
أنواع مولدات الرياح
وفقًا لنوع تركيب الدوار ، هناك تعديلات:
- أفقي - تختلف في الحد الأدنى من المواد للتصنيع وكفاءة عالية. عيوب الجهاز هي الصاري عالي التركيب وتعقيد الجزء الميكانيكي.
- عمودي - يعمل في مجموعة واسعة من سرعات الرياح. خصوصية المولد هي الحاجة إلى تثبيت إضافي للمحرك.
من خلال عدد الشفرات ، هناك نماذج أحادية أو متعددة الشفرات. حسب المواد ، يتم تصنيف الشفرات إلى إبحار وجامدة. يمكن أن يكون الملعب اللولبي للتثبيت متغيرًا (يمكنك ضبط سرعة التشغيل) وثابتًا.
أثناء بناء تركيب الرياح ، يتم بالضرورة إنشاء الأساس وتقويته.
تصميم مولد الرياح
يتكون مولد الرياح النهائي من الأجزاء التالية:
- برج - يوضع في منطقة عاصفة.
- مولد شفرة
- تحكم الشفرة - يحول التيار المتناوب إلى تيار مباشر ؛
- العاكس - يحول التيار المباشر إلى تيار متناوب ؛
- بطارية تخزين؛
- خزان المياه.
تعمل البطارية التراكمية على تسوية الفرق في موسم الرياح وفترة الهدوء.
صنع مولد رياح منخفض السرعة من مولد آلي
نظرًا لأن مجموعة أدوات تجميع مولد الرياح تكلف من 250 إلى 300 ألف روبل ، فمن المستحسن أن تصمم التصميم بنفسك. ستحتاج إلى مولد سيارة وبطارية.
توفر الشفرات تشغيل الأجهزة الأخرى لطاحونة الهواء. يمكنك صنعها بنفسك من القماش أو المعدن أو الأنابيب البلاستيكية على النحو التالي:
- اختر مادة ذات مقاومة جيدة للرياح - بسمك 4 سم.
- احسب طول النصل بحيث يكون قطر الأنبوب 1/5.
- تقليم الأنبوب وتطبيقه كقالب.
- المشي على طول حواف جميع العناصر بقطعة قماش الصنفرة لإزالة المطبات.
- ثبت الشفرات البلاستيكية على قرص الألمنيوم.
- وازن العجلة بقفلها أفقياً.
- طحن حواف عجلة الرياح أثناء الدوران.
التصميم الأمثل للشفرات هو عدد كبير ، ولكنه أصغر.
يحتاج مشروع تصنيع الصاري إلى البدء باختيار المواد. ستحتاج إلى أنبوب فولاذي بطول 7 أمتار وقطر 150-200 م ، وإذا كانت هناك عقبات ، فإن العجلة ترتفع 1 متر فوقها.
لمزيد من الاستقرار الهيكلي ، يتم تثبيت أوتاد التمدد من الفولاذ أو الكابل المجلفن بسمك 6-8 مم.يجب صب الصاري والأوتاد.
تتمثل عملية تغيير المذبذب في إرجاع مجموعة البدء وإنشاء دوار على أساس مغناطيسات النيوديميوم. في الجهاز ، يتم حفر ثقوب تحتها. يجب وضع المغناطيس بالتناوب بين القطبين وملء الفراغات بالإيبوكسي.
يتم لف الدوار بالورق لإعادة لف اللفة في اتجاه واحد وفقًا لمخطط ثلاثي المراحل. في المرحلة الأخيرة ، يتم اختبار المولد - عند 300 دورة في الدقيقة ، يجب أن يظهر 30 فولت.
كلما زاد تشغيل الملف ، زاد كفاءة المولد.
يتم تجميع مصادر الرياح البديلة للحرارة والطاقة الكهربائية بعد تصنيع المحور المحوري. ستحتاج إلى ماسورة ذات محملين وذيل مصنوع من صفائح مجلفنة بسماكة 1.2 مم.
يتم توصيل المولد إلى الصاري من خلال إطار أنبوبه. يجب أن تكون المسافة من الشعاع إلى الشفرات أكثر من 25 سم ، وبعد تجميع الهيكل الأساسي ، يتم تركيب جهاز التحكم بالشحن والعاكس والبطارية.
تدفئة منزل بمضخات حرارية
تستخدم أوروبا مضخات الحرارة لعدة سنوات ، وتتفاعل مع جميع أنواع الكهرباء البديلة. في الصيف والشتاء ، تأخذ الوحدات الحرارة من التربة والهواء والماء وتوجهها لتدفئة الغرفة.
أصناف مضخات الحرارة
اعتمادًا على احتياجات التدفئة ، يمكنك اختيار الموديلات التي تحتوي على 1 ، 2 ، 3 دوائر ، 1-2 مكثفات. سيعملون للتدفئة والتبريد أو للتدفئة حصريًا.
وفقًا لنوع مصدر الطاقة وطريقة إنتاج الكهرباء ، فإن الأجهزة هي:
- ماء هواء. تتدفق الحرارة من الهواء وتسخن الماء. الأنظمة مناسبة للمناطق المناخية مع درجة حرارة شتاء -15 درجة.
- مياه الأرض. فعلي لمنطقة مناخية معتدلة. يركب في الأرض بواسطة جامع أو مسبار بدون تصاريح للحفر.
- المياه المياه. تم تركيبه بالقرب من البرك. في الشتاء ، توفر المضخة الحرارة للمنزل الكبير عن طريق تسخين المصدر.
- الماء والهواء. مصدر الطاقة هو خزان. تتدفق الحرارة من خلال الضاغط في الهواء. يصبح المبرد.
- هواء - أرض. التربة مصدر للحرارة ينتقل إلى الهواء بواسطة الضاغط. حامل الطاقة - السوائل المضادة للتجمد.
- جو إلى هواء. تعمل الأجهزة على مبدأ تكييف الهواء - للتبريد والتدفئة.
يعتمد اختيار مصدر الحرارة على جيولوجيا المنطقة ووجود عوائق لأعمال الحفر.
كيف تعمل المضخة الحرارية
تعمل المضخة الحرارية على أساس دورة كارنوت - زيادة درجة الحرارة أثناء الضغط الحاد للمبرد. نظرًا لأن الأجهزة تحتوي على 3 دوائر عمل (2 - خارجية ، 1 - داخلية) ، ومكثف ، ومبخر ، وضاغط ، يمكن تمثيل مخطط عملها على النحو التالي:
- يزيل المبرد الأساسي (الموجود في الماء والهواء والأرض) الحرارة والمصادر ذات الإمكانات المنخفضة. درجة الحرارة القصوى للعقدة حوالي + 6 درجات.
- يوجد حامل درجة حرارة منخفضة مع درجة حرارة منخفضة في الحلقة الداخلية. عند تسخينه ، يتبخر غاز التبريد ، ويتم ضغط بخاره في الضاغط. عند هذه النقطة ، يتم إطلاق الحرارة. درجة حرارة البخار - من +35 إلى +65 درجة.
- تدخل الحرارة في المكثف المبرد من دائرة التسخين. تصبح الأبخرة مكثفة ويتم إرسالها إلى المبخر.
تتكرر دورة المضخة الحرارية باستمرار.
مضخة حرارية مصنوعة يدوياً
صناعة منزلية حقيقية تمامًا إذا كان لديك أجزاء عمل من الأجهزة المنزلية.
لإعداد المكثف والضاغط ، ستحتاج إلى:
- اصنع ضاغط المضخة من ضاغط الثلاجة أو مكيف الهواء. يتم إصلاح التفاصيل مع تعليق ناعم على جدار غرفة المرجل.
- اصنع مكثف. الخيار الأفضل هو خزان من الفولاذ المقاوم للصدأ سعة 100 لتر.
- اقطع الوعاء إلى نصفين بمطحنة ، ثم أدخل الملف (الأنبوب النحاسي للثلاجة أو مكيف الهواء).
- بعد تثبيت الملف ، قم بلحام نصف الخزان.
للحصول على درزة عالية الجودة ، استخدم لحام الأرجون.
يتكون المبخر على أساس خزان بلاستيك 75-80 لتر مع لفائف أنابيب نحاسية قطرها из بوصة. يتم لفه حول أنبوب فولاذي بقطر 300-400 مم. يتم إصلاح المنعطفات بثقوب.
يتم قطع الخيط على الملف للاقتران مع خط الأنابيب. يتم ضخ المبرد في الوحدة ، وبعد ذلك يتم تركيب المبخر على الحائط.
سيكون المصدر الأمثل لهذه الطرق البديلة لتوليد الحرارة والكهرباء هو الماء من بئر أو بئر. السائل لا يتجمد حتى في فصل الشتاء.
سوف يستغرق آبارين:
- لامتصاص الماء وتوريده إلى المبخر ؛
- لتصريف مياه الصرف وتدفقها إلى المبخر.
سيتم توفير استقلالية المضخة الحرارية عن طريق آليات أوتوماتيكية للتحكم في حركة المبرد على طول دوائر التسخين وضغط الفريون.
توليد الحرارة من مصادر بديلة أخرى
عند تنظيم الدائرة الخارجية الأولى للمضخة ، تحتاج إلى مصدر حرارة فعال:
- أنابيب على شكل حلقة في الماء. توفر بركة بدون عمق تجميد كبير أو نهر فعالية التكنولوجيا. يتم وضع الأنابيب تحت الماء بمساعدة الشحن.
- المجالات الحرارية. يتم دفن الأنابيب تحت تجميد التربة - تتم إزالة طبقة كبيرة من التربة.
- الينابيع الحرارية الأرضية. يتم حفر الآبار إلى أعماق كبيرة. يبدأون الدوائر مع المبردات.
- الهواء الخارجي. يتم استخراج الحرارة من مهاوي التهوية أو قنوات الرياح.
ناقص المضخة الحرارية هو التكلفة العالية وتكاليف تركيب مصادر الحرارة.
مصانع الغاز الحيوي
يتم إنتاج الكهرباء البديلة العضوية باستخدام أنظمة الغاز الحيوي. تسمح الأجهزة بمعالجة نفايات الدواجن والحيوانات. يتم تنقية وتجفيف الغاز الناتج ، ثم يتم استخدامه كمبرد. ستكون الكميات المتبقية سمادًا فعالًا وآمنًا للتربة.
مبدأ التكنولوجيا
تتشكل الغازات أثناء تخمر النفايات البيولوجية من الحيوانات والطيور. البيئة اللاهوائية بدون أكسجين هي الأمثل. يزيد من نشاط البكتريا المتوسطة والمتحملة للحرارة. لكفاءة العملية ، يجب خلط الكتلة يدويًا باستخدام عصا أو خلاطات ميكانيكية. في الظروف المثالية ، يتم الحصول على 1 إلى 4.5 لتر من الغاز في لتر واحد من حاوية مغلقة يتم تسخينها إلى درجة حرارة +50 درجة.
نظام الغاز الحيوي لمنزل خاص
أبسط مفاعل حيوي عبارة عن حاوية بغطاء وآلية خلط. يتم عمل ثقب في غطاء خرطوم عادم الغاز. سوف تكون كميتها كافية لـ 1-2 موقد.
يزيد القبو تحت الأرض أو المرتفع من الحجم القابل للاستخدام. الهيكل تحت الأرض مصنوع من الخرسانة المسلحة بطبقة علوية من العزل الحراري. تنقسم السعة إلى مقصورات. يتم تحميل السماد في الناقل ، ويملأ القادوس بنسبة 80-85٪. يتم استخدام المساحة المتبقية لتراكم الغاز. يتم تفريغها من خلال أنبوب خاص ، نهايته الثانية في القفل الهيدروليكي. بعد التصريف ، يدخل الغاز المنقى إلى المنزل.
الأنواع البديلة لاستخراج الموارد الحرارية والكهرباء غير متوفرة حاليًا لسكان الشقق. يمكن استخدامها من قبل سكان المنازل والمزارع الخاصة. العيب الوحيد للمصادر المتجددة هو تكلفة ترتيب النظام ، ولكن الاستثمارات المالية تؤتي ثمارها بعد عام أو عامين من التشغيل.
