Zdroje energie pomáhají zajišťovat funkce všech komunikačních linek. Při dočasné nepřítomnosti hlavních vedení lze použít alternativní zdroje elektřiny. Nejsou tak populární jako tradiční, ale jsou ziskovější z hlediska provozu a prakticky nepoškozují životní prostředí.
Kde a v jaké formě získat energetické zdroje
Tradičními zdroji energie jsou tepelné, jaderné a vodní elektrárny. Alternativní zdroje energie mohou být samoléčivé, efektivní, levné a šetrné k životnímu prostředí. Ve skutečnosti je v přírodních zdrojích energie, stačí ji zkusit extrahovat. Bez zvláštních dovedností můžete provádět následující úkoly:
- instalovat solární kolektory a baterie k napájení osvětlení nebo teplé vody;
- montáž větrných generátorů;
- používat tepelná čerpadla k vytápění domu kvůli teplu vody, půdy nebo vzduchu;
- aplikovat bioplynové stanice na zpracování živočišných, ptáků a lidských odpadů.
Nevýhodou netradičních energetických zdrojů jsou velké finanční investice do jejich organizace.
Obnovitelné zdroje energie
Vědci z celého světa vyvíjejí a uvádějí do provozu energetické zdroje budoucnosti kvůli omezeným zdrojům paliva. Obnovitelné zdroje zahrnují:
- Elektrické generátory - v Rusku se nejčastěji používají elektrické, benzínové a plynové. Ten pracuje na zkapalněná a přírodní paliva, díky nízké hladině hluku se používá v každodenním životě a je odolný.
- Sluneční energie - člověk používá elektromagnetické záření. Zdroj elektřiny a nezávislé vytápění je tichý, šetrný k životnímu prostředí.
- Větrné turbíny - pracují na základě transformace kinetické energie větru na mechanickou rotaci turbíny vytvářející střídavý proud. Horizontální a vertikální větrné mlýny jsou vysoce efektivní.
- Biopaliva - nejlepšími možnostmi jsou olejnaté tuky, řasy, organický odpadní plyn.
- Stanice s vodním kolem jsou vhodným zdrojem energie, pokud je poblíž domu řeka. Turbínové kolo je poháněno proudem vody.
- Geotermální řešení - v seismicky aktivních územích přeměňují teplo, ke kterému dochází při uvolňování geotermální vody.
Rusko má několik solárních stanic - v regionu Orenburg (kapacita 40 MW), v Republice Baškortostán (kapacita 15 MW), na Krymu (po 10 kusech po 20 MW).
Aplikace sluneční energie
Alternativní elektřina založená na elektromagnetickém slunečním záření je oprávněná pro lidi, kteří mají chalupu v zemi. Důvodem je ukazatel celkového výkonu za dobrého počasí ne více než 5-7 kW za hodinu. K dnešnímu dni je populární několik solárních zařízení.
Solární panely
Sestava zařízení je vyrobena z fotovoltaických konvertorů. Průmyslové prvky jsou konstruovány z horníků, kteří při vystavení přímému světlu generují proud. V soukromém sektoru jsou oblíbené křemíkové konvertory poly- a monokrystalu. Ty se liší účinností 13-25%, ale polykrystalický je levnější. Teplotní rozsah desek je od -40 do +50 stupňů.
Solární kolektory
Používá se k ohřevu vzduchu nebo vody. Uživatel může nastavit směr vyhřívaných toků, uspořádat rezervu v případě nepříznivého počasí. Výrobci vyrábějí tři úpravy kolektorů - vzduchové, ploché a trubkové.
- Plochý plast. Jedná se o černý a průhledný panel v jednom případě se středovou měděnou cívkou. Při vystavení slunečnímu světlu se spodní tmavý prvek zahřeje. Přenáší teplo na měděnou cívku, která ohřívá vodu. Plochý kolektor je vhodný pro ohřev vody v bazénu nebo venkovní sprše. Mínus technologie - pro ohřev velkých objemů je vyžadováno mnoho prvků.
- Trubkové. Vypadají jako vakuové nebo koaxiální trubice ze skla. Voda ohřátá sluncem je teče dolů. Teplo koncentrované uvnitř speciálního systému ohřívá vodu v akumulační nádrži. Sediment se používá k oběhu vodních toků. Trubicové potrubí je dobrým řešením pro ohřev vody v horké vodě a ohřev.
- Anténní solární kolektory. Zařízení se podobají plochým plastovým modelům díky černé spodní a průhledné horní desce. Dimenzionální instalace jsou umístěny na východní nebo jihovýchodní zdi. V nich díky slunečnímu teplu ohřívá vzduch dodávaný do domu a technické místnosti se speciálními ventilátory.
Solární energie je nejlepší pro teplé podlahy.
Vlastní solární panely
Solární instalace jsou alternativou k tradiční elektřině, která je po dokončení drahá. S vlastní sestavou můžete snížit náklady na výstavbu 3-4krát. Než začnete vytvářet solární panel, musíte pochopit princip jeho funkčnosti.
Jak funguje solární systém
Pro představení principu provozu je vhodné začít s návrhem. Zařízení solárních zdrojů zahrnuje:
- solární panel - komplex jednotek pro přeměnu slunečního světla na elektronický proud;
- Baterie - v systému je několik, počet závisí na kapacitě spotřebitelů;
- regulátor nabíjení - zajišťuje normální nabíjení baterie bez dobíjení;
- střídač - převádí nízkonapěťový proud z baterií na vysokonapěťový proud (na dům stačí 3–3 kW).
Solární panely jednotlivě produkují nízkonapěťové proudy (asi 18-21 V), což stačí k nabití 12-voltové baterie.
Vytvoření solárního panelu
Sestava baterií je vyrobena z modulárních fotobuněk. V jednom modulu domácnosti je 30, 36 a 72 prvků. Jsou zapojeny do série s napájecím zdrojem, jehož maximální napětí je 50 V.
Pro část těla budete potřebovat dřevěné tyče, sololit, plexisklo a překližku. Spodní část krabice je vyříznuta z překližky a vložena do rámu z 25 mm silných tyčí. Otvory jsou vytvořeny kolem obvodu rámu. Aby se zabránilo přehřátí prvků, měl by být stupeň vrtání 15-20 cm.
Pro velikost dna spočítejte počet fotobuněk a změřte každou.
Z dřevovláknité desky s kancelářským nožem je substrát vyroben ze dřevovláknité desky s větracími otvory. Vyrábějí se podle čtvercového vzoru se zářezem 5 cm.
- Prvky jsou naskládány na povrch substrátu a pájeny.
- Propojení se provádí postupně, v pořádku.
- Dokončené řady jsou připojeny k proudově vodivým autobusům.
- Prvky jsou otočeny a upevněny na sedadle silikonem.
- Zkontrolujte parametry výstupního napětí. Jeho rozsah je od 18 do 20 V.
- Baterii proveďte 2-3 dny, abyste mohli vyzkoušet schopnost nabíjení.
- Na konci zkoušky jsou spoje utěsněny.
Natřete a vysušte substrát 2krát.
Po kontrole provozu je solární panel smontován:
- Vysuňte vstupní a výstupní kontakty.
- Vystřihněte kryt z plexiskla a připevněte jej šrouby k předem připraveným otvorům.
- Při použití diodového obvodu s 36 diodami s napětím 12 V je aceton z součásti odstraněn.
- Otvory jsou vyráběny v plastovém panelu, jsou vkládány a pájeny diody.
V poslední fázi je instalace a orientace solárního panelu provedena za účelem usnadnění přístupu ke službám a energetické účinnosti.
Pravidla pro instalaci solárního panelu
Průmyslové úpravy se mohou otáčet nezávisle. Domácí přístroje musí být nastaveny několika způsoby:
- Odstranění ze stínovaných oblastí - strom nebo vysoký dům v okolí způsobí, že zařízení bude neefektivní.
- Orientační bod na slunné straně. Obyvatelé severní polokoule orientují strukturu na jih, na jih - na sever.
- Úhel sklonu - je vázán na zeměpisnou šířku místa. V létě je lepší naklonit solární panel 30 stupňů k obzoru, v zimě 70 stupňů.
- Dostupnost přístupu pro údržbu - čištění prachu, nečistot, přilnavého sněhu.
Zařízení bude účinné, pokud přímé paprsky slunce na krytu.
Vlastnosti větrných generátorů
Zdroje větrné elektřiny pracují na principu přeměny kinetické energie na mechanickou energii a poté na střídavý proud. Elektrickou energii lze získat při minimální rychlosti proudění větru 2 m / s. Optimální rychlost větru je od 5 do 8 m / s.
Druhy větrných generátorů
Podle typu uložení rotoru existují modifikace:
- Horizontální - liší se minimálním množstvím materiálů pro výrobu a vysokou účinností. Nevýhodami zařízení jsou vysoká montážní stožár a složitost mechanické části.
- Vertikální - práce v širokém rozsahu rychlostí větru. Specifičnost generátoru je potřeba další fixace motoru.
Podle počtu lopatek existují modely s jedním nebo více lopatkami. Podle materiálu jsou čepele roztříděny na plachetní a tuhé. Rozteč šroubů instalace může být variabilní (můžete nastavit provozní rychlost) a pevná.
Při výstavbě větrné instalace je základ nutně vytvořen a posílen.
Návrh generátoru větru
Hotový větrný generátor se skládá z následujících částí:
- věž - je umístěna ve větrné zóně;
- generátor čepele;
- blade controller - převádí střídavý proud na stejnosměrný proud;
- invertor - transformuje stejnosměrný proud na střídavý proud;
- akumulátorová baterie;
- nádrž na vodu.
Akumulační baterie vyhladí rozdíl v období větru a klidného období.
Výroba nízkorychlostního větrného generátoru z generátoru stroje
Vzhledem k tomu, že souprava pro montáž větrného generátoru stojí od 250 do 300 tisíc rublů, je vhodné tento návrh vyrobit sami. Budete potřebovat automobilový generátor a baterii.
Čepele zajišťují provoz dalších zařízení větrného mlýna. Můžete je vyrobit sami z textilních, kovových nebo plastových trubek takto:
- Vyberte si materiál s dobrou odolností proti větru - od tloušťky 4 cm.
- Vypočítat délku čepele tak, aby průměr trubky byl 1/5.
- Ořízněte trubku a použijte ji jako šablonu.
- Procházejte podél okrajů všech prvků pomocí štěrbiny, abyste odstranili hrboly.
- Nasaďte plastové kotouče na hliníkový disk.
- Vyvážit kolo vodorovným zajištěním.
- Při otáčení brouste okraje větrného kola.
Optimální konstrukce lopatek je velké, ale menší.
Projekt výroby stožáru musí začít výběrem materiálu. Budete potřebovat ocelovou trubku o délce 7 ma průměru 150-200 m. Pokud existují překážky, kolo se zvedne 1 m nad nimi.
Pro další konstrukční stabilitu jsou kolíky pro napínání vyrobeny z oceli nebo galvanizovaného kabelu o tloušťce 6-8 mm.Stožár a kolíky musí být zabetonovány.
Proces změny oscilátoru je převinout sestavu startéru a vytvořit rotor založený na neodymových magnetech. V zařízení jsou vyvrtány otvory pod nimi. Magnety musí být umístěny střídavě mezi póly a vyplňovat dutiny epoxidem.
Rotor je zabalen do papíru pro převíjení cívky v jednom směru podle třífázového schématu. V poslední fázi je testován generátor - při 300 ot / min by měl ukazovat 30 V.
Čím více se zapíná cívka, tím účinnější je generátor.
Po výrobě otočné osy se shromažďují alternativní zdroje tepla a elektrické energie větru. Budete potřebovat trubku se dvěma ložisky a ocas z pozinkovaného plechu tl. 1,2 mm.
Generátor je připevněn ke stožáru rámem jejich potrubí. Vzdálenost od paprsku k čepelím by měla být větší než 25 cm. Po sestavení základní konstrukce je namontován regulátor nabíjení, střídač a baterie.
Vytápění domu tepelnými čerpadly
Evropa používá tepelná čerpadla již několik let a spolupracuje se všemi alternativními druhy elektřiny. V létě i v zimě jednotky odebírají teplo z půdy, vzduchu, vody a nasměrují jej k vytápění místnosti.
Druhy tepelných čerpadel
Podle potřeby vytápění si můžete vybrat modely s 1, 2, 3 obvody, 1–2 kondenzátory. Budou pracovat pro vytápění a chlazení nebo výhradně pro vytápění.
Podle typu zdroje energie a způsobu výroby elektřiny jsou zařízení:
- Vzduch-voda. Teplo proudí ze vzduchu a ohřívá vodu. Systémy jsou vhodné pro klimatické zóny se zimní teplotou -15 stupňů.
- Země-voda. Skutečné pro mírné klimatické pásmo. Namontováno do země pomocí kolektoru nebo sondy bez povolení k vrtání.
- Voda-voda. Instalován v blízkosti rybníků. V zimě poskytuje čerpadlo teplo do velkého domu zahříváním zdroje.
- Vodní vzduch. Zdrojem energie je nádrž. Teplo proudí kompresorem do vzduchu. Stává se chladicí kapalinou.
- Země-vzduch. Půda je zdrojem tepla, který je do vzduchu přenášen kompresorem. Nosič energie - nemrznoucí kapaliny.
- Vzduch na vzduch. Zařízení pracují na principu klimatizace - pro chlazení a topení.
Výběr zdroje tepla závisí na geologii oblasti a přítomnosti překážek pro zemní práce.
Jak tepelné čerpadlo funguje
Tepelné čerpadlo pracuje na základě Carnotova cyklu - zvýšení teploty při prudkém stlačení chladicí kapaliny. Protože zařízení mají 3 pracovní obvody (2 - externí, 1 - vnitřní), kondenzátor, výparník a kompresor, schéma jejich činnosti lze znázornit takto:
- Primární chladivo (umístěné ve vodě, ve vzduchu, v zemi) odvádí teplo a zdroje s nízkým potenciálem. Maximální teplota uzlu je asi + 6 stupňů.
- Ve vnitřní smyčce je umístěn nízkoteplotní nosič s nízkou teplotou. Při zahřívání se chladivo odpařuje a jeho páry v kompresoru jsou stlačeny. V tomto okamžiku se uvolňuje teplo. Teplota páry - od +35 do +65 stupňů.
- Teplo v kondenzátoru vstupuje do chladicího média z topného okruhu. Páry se kondenzují a jsou posílány do výparníku.
Cyklus tepelného čerpadla se neustále opakuje.
Ruční tepelné čerpadlo
Domácí je docela reálné, pokud máte pracovní části z domácích spotřebičů.
K přípravě kondenzátoru a kompresoru budete potřebovat:
- Vytvořte kompresor čerpadla z kompresoru chladničky nebo klimatizace. Detail je upevněn měkkým zavěšením na stěně kotelny.
- Vytvořte kondenzátor. Nejlepší volbou je nerezová nádrž o objemu 100 litrů.
- Nádobu rozřežte na polovinu bruskou a poté vložte cívku (měděná trubice chladničky nebo klimatizace).
- Po instalaci cívky přivařte poloviny nádrže.
Pro vysoce kvalitní šev použijte argonové svařování.
Odpařovač se vyrábí na základě plastové nádrže o objemu 75 - 80 l s cívkou z měděné trubky o průměru иком palce. Omotává se kolem ocelové trubky o průměru 300 - 400 mm. Zatáčky jsou fixovány perforovanými.
Na cívce je vyříznut závit pro spojení s potrubím. Do jednotky se čerpá chladivo, načež se výparník namontuje na zeď.
Optimálním zdrojem těchto alternativních způsobů výroby tepla a elektřiny bude voda ze studny nebo studny. Kapalina nezamrzne ani v zimě.
Bude to trvat 2 studny:
- pro přívod vody a její přívod do výparníku;
- vypouštění odpadní vody a jejího toku do odpařovače.
Autonomie tepelného čerpadla bude zajištěna automatickými mechanismy pro řízení pohybu chladicí kapaliny podél topných okruhů a tlaku freonu.
Výroba tepla z jiných alternativních zdrojů
Při organizaci prvního externího okruhu čerpadla potřebujete efektivní zdroj tepla:
- Prstencové trubky ve vodě. Účinnost technologie zajišťuje rybník bez velké hloubky zamrzání nebo řeka. Potrubí se pokládá pod vodu pomocí nákladu.
- Tepelná pole. Potrubí se zakopává pod zamrznutím půdy - odstraní se velká vrstva půdy.
- Geotermální prameny. Studny se vrtají do velkých hloubek. Spouštějí okruhy s chladivem.
- Přívěsný vzduch. Teplo se odebírá z ventilačních šachet nebo větrných kanálů.
Mínus tepelného čerpadla představuje vysoké náklady a náklady na instalaci zdrojů tepla.
Zařízení na výrobu bioplynu
Organická alternativní elektřina se vyrábí pomocí bioplynových systémů. Zařízení umožňují zpracování odpadní drůbeže a zvířat. Výsledný plyn se čistí a suší a poté se použije jako chladivo. Zbytkové hmoty budou účinným a bezpečným hnojivem pro půdu.
Technologický princip
Během fermentace biologického odpadu ze zvířat a ptáků vznikají plyny. Optimální je anaerobní prostředí bez kyslíku. Zvyšuje aktivitu mezofilních a termofilních bakterií. Pro efektivitu procesu bude nutné směs míchat ručně pomocí tyčinky nebo mechanického míchadla. Za ideálních podmínek se získá 1 až 4,5 litru plynu v 1 litru uzavřené nádoby zahřáté na teplotu +50 stupňů.
Bioplynový systém pro soukromý dům
Nejjednodušší bioreaktor je nádoba s víkem a směšovacím mechanismem. V krytu pro výfukovou hadici plynu je vytvořen otvor. Jeho množství bude stačit pro 1-2 hořáky.
Podzemní nebo zvýšený bunkr zvyšuje použitelný objem. Podzemní konstrukce je z vyztuženého betonu s horní vrstvou tepelné izolace. Kapacita je rozdělena do oddílů. Hnůj je naložen do dopravníku a plní násypku o 80-85%. Zbývající plocha se používá pro akumulaci plynu. Vypouští se přes speciální trubici, jejíž druhý konec je v hydraulickém zámku. Po vypuštění se do domu dostane vyčištěný plyn.
Obyvatelé bytů v současné době nemají k dispozici alternativní typy těžby tepelných zdrojů a elektřiny. Mohou je využívat obyvatelé soukromých domů a farem. Jedinou nevýhodou obnovitelných zdrojů jsou náklady na uspořádání systému, ale finanční investice se vyplatí po 1-2 letech provozu.