Welche alternative Elektrik kann in Privathaushalten eingesetzt werden?

Energiequellen helfen dabei, die Funktionen aller Kommunikationsleitungen bereitzustellen. Da vorübergehend keine Hauptautobahnen vorhanden sind, können alternative Stromquellen genutzt werden. Sie sind nicht so beliebt wie herkömmliche, aber betrieblich rentabler und schaden der Umwelt praktisch nicht.

Wo und in welcher Form erhalten Sie Energieressourcen?

Traditionelle Energiequellen sind Wärme-, Kern- und Wasserkraftwerke. Alternative Energieversorgungen können selbstheilend, effizient, billig und umweltfreundlich sein. In der Tat gibt es Energie in natürlichen Ressourcen, Sie müssen nur versuchen, sie zu extrahieren. Ohne besondere Fähigkeiten können Sie folgende Aufgaben ausführen:

• Installieren Sie Solarkollektoren und Batterien, um Beleuchtung oder warmes Wasser mit Strom zu versorgen.
• Windgeneratoren montieren;
• Verwenden Sie Wärmepumpen, um das Haus aufgrund der Hitze von Wasser, Land oder Luft zu heizen.
• Biogasanlagen zur Aufbereitung von tierischen, vogelartigen und menschlichen Abfällen einsetzen.

Der Nachteil nicht traditioneller Energiequellen sind große finanzielle Investitionen für ihre Organisation.

Erneuerbaren Energiequellen

Aufgrund der begrenzten Brennstoffressourcen entwickeln und setzen Wissenschaftler auf der ganzen Welt die Energiequellen der Zukunft in Betrieb. Zu den erneuerbaren Energien gehören:

• Stromerzeuger - in Russland werden am häufigsten Strom, Benzin und Gas verwendet. Letzterer wird mit verflüssigten und natürlichen Kraftstoffen betrieben, da er aufgrund seines geringen Geräuschpegels im Alltag eingesetzt wird und langlebig ist.
• Sonnenenergie - eine Person nutzt elektromagnetische Strahlung. Die Stromquelle und die autonome Heizung sind leise und umweltfreundlich.
• Windkraftanlagen - arbeiten auf der Grundlage der Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in die mechanische Rotation einer Wechselstrom erzeugenden Turbine. Horizontale und vertikale Windmühlen sind hocheffizient.
• Biokraftstoffe - die besten Optionen sind Ölsaatenfette, Algen und organisches Abgas.
• Wasserradstationen sind eine bequeme Energiequelle, wenn sich in der Nähe des Hauses ein Fluss befindet. Das Turbinenrad wird durch Wasserströme angetrieben.
• Geothermische Lösungen - In seismisch aktiven Gebieten wandeln sie Wärme um, die bei der Freisetzung von geothermischem Wasser entsteht.

Russland hat mehrere Solarstationen - in der Region Orenburg (Kapazität 40 MW), in der Republik Baschkortostan (Kapazität 15 MW) auf der Krim (10 Einheiten zu je 20 MW).

Die Anwendung von Sonnenenergie

Alternativer Strom, der auf elektromagnetischer Sonnenstrahlung basiert, ist für Menschen gerechtfertigt, die ein Ferienhaus auf dem Land haben. Der Grund ist der Indikator für die Gesamtleistung bei gutem Wetter nicht mehr als 5-7 kW pro Stunde. Bis heute sind mehrere Solaranlagen beliebt.

Sonnenkollektoren

Die Montage der Geräte erfolgt aus Photovoltaik-Wandlern. Industrielle Elemente bestehen aus Bergleuten, die Strom erzeugen, wenn sie direktem Licht ausgesetzt werden. Im privaten Sektor sind Siliziumkonverter vom Poly- und Einkristalltyp beliebt. Letztere unterscheiden sich im Wirkungsgrad von 13-25%, polykristalline sind jedoch billiger. Der Temperaturbereich der Platten liegt zwischen -40 und +50 Grad.

Sonnenkollektoren

Zum Erhitzen von Luft oder Wasser. Der Benutzer kann die Richtung der Heizströme einstellen und bei schlechtem Wetter eine Reserve einrichten. Die Hersteller stellen drei Modifikationen der Kollektoren her - Luft, Flach und Rohr.

• Flacher Kunststoff. Sie sind eine schwarze und transparente Platte in einem Fall mit einer zentralen Kupferspule. Bei Sonneneinstrahlung erwärmt sich das untere dunkle Element. Es überträgt Wärme auf eine Kupferspule, die das Wasser erwärmt. Der Flachkollektor eignet sich zum Erhitzen von Wasser in einem Pool oder einer Außendusche. Minus der Technologie - zum Heizen großer Mengen werden viele Elemente benötigt.
• Röhrenförmig. Sie sehen aus wie Vakuum- oder Koaxialrohre aus Glas. Das von der Sonne erhitzte Wasser fließt sie hinunter. Die in einem speziellen System konzentrierte Wärme erwärmt das Wasser im Speicher. Sediment wird verwendet, um Wasserströme zu zirkulieren. Ein Rohrverteiler ist eine gute Lösung zum Erhitzen von Wasser in heißem Wasser und zum Heizen.
• Luftsolarkollektoren. Die Geräte ähneln aufgrund der schwarzen Unterseite und der transparenten Oberseite flachen Plastikmodellen. Maßinstallationen befinden sich an der Ost- oder Südostwand. In ihnen erwärmt sich durch Sonnenwärme die dem Haus und den Hauswirtschaftsräumen zugeführte Luft mit speziellen Ventilatoren.

Solarenergie eignet sich am besten für warme Böden.

Selbstgemachte Sonnenkollektoren

Solaranlagen sind eine Alternative zu herkömmlichem Strom, der nach Fertigstellung teuer ist. Mit Ihrer eigenen Baugruppe können Sie die Baukosten um das 3-4-fache senken. Bevor Sie mit der Erstellung eines Solarmoduls beginnen, müssen Sie das Prinzip seiner Funktionalität verstehen.

Wie die Solaranlage funktioniert

Um das Funktionsprinzip darzustellen, lohnt es sich, mit dem Entwurf zu beginnen. Das Gerät der Solarenergiequellen umfasst:

• Solarpanel - ein Komplex von Einheiten zur Umwandlung von Sonnenlicht in einen elektronischen Strom;
• Batterie - es gibt mehrere im System, die Anzahl hängt von der Kapazität der Verbraucher ab;
• Laderegler - Ermöglicht das normale Laden des Akkus ohne Aufladen.
• Wechselrichter - wandelt Niederspannungsstrom von Batterien in Hochspannungsstrom um (3-5 kW reichen für ein Haus).

Solarmodule erzeugen einzeln Niederspannungsströme (ca. 18-21 V), was ausreicht, um eine 12-Volt-Batterie aufzuladen.

Erstellen eines Solarpanels

Die Batterie besteht aus modularen Fotozellen. In einem Haushaltsmodul gibt es 30, 36 und 72 Elemente. Sie sind in Reihe mit einer Stromquelle geschaltet, deren maximale Spannung 50 V beträgt.

Für das Körperteil benötigen Sie Holzstangen, Faserplatten, Plexiglas und Sperrholz. Der Boden der Box ist aus Sperrholz geschnitten und in einen Rahmen aus 25 mm dicken Stangen eingesetzt. Löcher werden um den Umfang des Rahmens gemacht. Um eine Überhitzung der Elemente zu vermeiden, sollte der Bohrschritt 15-20 cm betragen.

Zählen Sie für die untere Größe die Anzahl der Fotozellen und messen Sie jede.

Aus einer Faserplatte mit einem Schreibmesser wird ein Substrat aus Faserplatte mit Belüftungslöchern hergestellt. Sie werden nach einem quadratisch verschachtelten Muster mit einer Einkerbung von 5 cm hergestellt. Dann:

1. Elemente werden auf das Substrat gestapelt und verlötet.
2. Die Verbindungen werden der Reihe nach nacheinander hergestellt.
3. Fertige Reihen werden an stromleitende Busse angeschlossen.
4. Die Elemente werden umgedreht und mit Silikon im Sitz befestigt.
5. Überprüfen Sie die Ausgangsspannungsparameter. Sein Bereich reicht von 18 bis 20 V.
6. Lassen Sie den Akku 2-3 Tage lang laufen, um die Ladefähigkeit zu testen.
7. Am Ende des Tests werden die Verbindungen versiegelt.

Malen und trocknen Sie den Untergrund zweimal.

Nach Überprüfung des Betriebs wird das Solarpanel zusammengebaut:

1. Bringen Sie die Eingangs- und Ausgangskontakte heraus.
2. Schneiden Sie die Abdeckung aus Plexiglas heraus und befestigen Sie sie mit Schrauben an vorgefertigten Löchern.
3. Bei Verwendung einer Diodenschaltung von 36 Dioden mit einer Spannung von 12 V wird Aceton aus dem Teil entfernt.
4. Löcher werden in die Kunststoffplatte gemacht, Dioden werden eingesetzt und verlötet.

In der letzten Phase wird die Installation und Ausrichtung des Solarmoduls durchgeführt, um den Zugang zu Dienstleistungen und die Effizienz der Energieerzeugung zu erleichtern.

Regeln für die Installation eines Solarpanels

Industrielle Modifikationen können sich unabhängig drehen. Haushaltsgeräte müssen auf verschiedene Arten eingestellt werden:

• Entfernen aus schattigen Bereichen - Ein Baum oder ein hohes Haus in der Nähe macht das Gerät ineffizient.
• Wahrzeichen auf der Sonnenseite. Bewohner der nördlichen Hemisphäre orientieren die Struktur im Süden, im Süden - im Norden.
• Der Neigungswinkel - ist an den geografischen Breitengrad des Standorts gebunden. Im Sommer ist es besser, das Solarpanel um 30 Grad zum Horizont zu neigen, im Winter um 70 Grad.
• Verfügbarkeit des Zugangs für Wartungsarbeiten - Reinigung von Staub, Schmutz, anhaftendem Schnee.

Das Gerät ist wirksam, wenn die direkten Sonnenstrahlen auf die Abdeckung.

Merkmale von Windgeneratoren

Windstromquellen arbeiten nach dem Prinzip, kinetische Energie in mechanische Energie und dann in Wechselstrom umzuwandeln. Strom kann bei einer minimalen Windströmungsgeschwindigkeit von 2 m / s gewonnen werden. Die optimale Windgeschwindigkeit liegt zwischen 5 und 8 m / s.

Arten von Windgeneratoren

Je nach Art der Rotormontage gibt es Modifikationen:

• Horizontal - unterscheiden sich in der Mindestmenge an Materialien für die Herstellung und in der hohen Effizienz. Die Nachteile der Vorrichtung sind der hohe Montagemast und die Komplexität des mechanischen Teils.
• Vertikal - Arbeiten Sie in einem weiten Bereich von Windgeschwindigkeiten. Die Besonderheit des Generators ist die Notwendigkeit einer zusätzlichen Befestigung des Motors.

Nach Anzahl der Klingen gibt es Modelle mit einer oder mehreren Klingen. Nach Material werden die Klingen in Segeln und Starr klassifiziert. Die Schraubensteigung der Anlage kann variabel (Sie können die Betriebsgeschwindigkeit einstellen) und fest sein.

Während des Baus einer Windanlage wird das Fundament notwendigerweise geschaffen und verstärkt.

Windgenerator Design

Der fertige Windgenerator besteht aus folgenden Teilen:

• Turm - befindet sich in einer windigen Zone;
• Schaufelgenerator;
• Blade Controller - wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um;
• Wechselrichter - wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um;
• Akku;
• Wassertank.

Die akkumulierte Batterie gleicht den Unterschied zwischen der Windzeit und der Ruhezeit aus.

Herstellung eines langsamen Windgenerators aus einem Maschinengenerator

Da ein Kit zur Montage eines Windgenerators 250 bis 300.000 Rubel kostet, ist es ratsam, das Design selbst zu erstellen. Sie benötigen einen Autogenerator und eine Batterie.

Die Blätter ermöglichen den Betrieb anderer Geräte der Windmühle. Sie können sie wie folgt selbst aus Stoff-, Metall- oder Kunststoffrohren herstellen:

1. Wählen Sie ein Material mit guter Windbeständigkeit - ab 4 cm Dicke.
2. Berechnen Sie die Länge der Klinge so, dass der Rohrdurchmesser 1/5 beträgt.
3. Schneiden Sie das Rohr und wenden Sie es als Vorlage an.
4. Gehen Sie mit einem Schmirgelleinen entlang der Kanten aller Elemente, um Unebenheiten zu entfernen.
5. Befestigen Sie die Kunststoffklingen an der Aluminiumscheibe.
6. Balancieren Sie das Rad, indem Sie es horizontal blockieren.
7. Schleifen Sie die Kanten des Windrads beim Drehen.

Das optimale Design der Klingen ist eine große Anzahl, aber kleiner.

Das Mastherstellungsprojekt muss mit der Materialauswahl beginnen. Sie benötigen ein Stahlrohr mit einer Länge von 7 m und einem Durchmesser von 150-200 m. Wenn es Hindernisse gibt, steigt das Rad 1 m über ihnen.

Für zusätzliche strukturelle Stabilität bestehen die Dehnungsstifte aus Stahl oder verzinktem Kabel mit einer Dicke von 6 bis 8 mm.Der Mast und die Stifte müssen betoniert werden.

Der Prozess des Änderns des Oszillators besteht darin, die Starteranordnung zurückzuspulen und einen Rotor zu erzeugen, der auf Neodym-Magneten basiert. In das Gerät werden Löcher gebohrt. Magnete müssen abwechselnd zwischen den Polen platziert werden und die Hohlräume mit Epoxidharz füllen.

Der Rotor ist in Papier eingewickelt, um die Spule nach einem dreiphasigen Schema in eine Richtung zurückzuspulen. In der letzten Phase wird der Generator getestet - bei 300 U / min sollte er 30 V anzeigen.

Je mehr die Spule eingeschaltet wird, desto effizienter ist der Generator.

Alternative Windwärmequellen und elektrische Energie werden nach der Herstellung der Schwenkachse gesammelt. Sie benötigen ein Rohr mit zwei Lagern und einem Schwanz aus verzinktem Blech mit einer Dicke von 1,2 mm.

Der Generator ist durch den Rohrrahmen am Mast befestigt. Der Abstand vom Strahl zu den Schaufeln sollte mehr als 25 cm betragen. Nach dem Zusammenbau der Grundstruktur werden Laderegler, Wechselrichter und Batterie montiert.

Ein Haus mit Wärmepumpen heizen

Europa setzt seit mehreren Jahren Wärmepumpen ein, die mit allen alternativen Stromarten interagieren. Im Sommer und Winter nehmen die Geräte Wärme aus dem Boden, der Luft und dem Wasser auf und leiten sie zur Beheizung des Raums.

Sorten von Wärmepumpen

Je nach Heizbedarf können Sie Modelle mit 1, 2, 3 Stromkreisen und 1-2 Kondensatoren auswählen. Sie dienen zum Heizen und Kühlen oder ausschließlich zum Heizen.

Je nach Art der Energiequelle und Art der Stromerzeugung sind Geräte:

• Luft Wasser. Wärme fließt aus der Luft und erwärmt das Wasser. Die Systeme eignen sich für Klimazonen mit einer Wintertemperatur von -15 Grad.
• Erde Wasser. Tatsächlich für eine gemäßigte Klimazone. Montage im Boden mittels eines Sammlers oder einer Sonde ohne Bohrgenehmigung.
• Wasser Wasser. In der Nähe von Teichen installiert. Im Winter versorgt die Pumpe das große Haus durch Erhitzen der Quelle mit Wärme.
• Wasser-Luft. Die Energiequelle ist ein Reservoir. Wärme fließt durch einen Kompressor in die Luft. Es wird ein Kühlmittel.
• Erdluft. Der Boden ist eine Wärmequelle, die vom Kompressor an die Luft übertragen wird. Energieträger - Frostschutzmittel.
• Luft zu Luft. Geräte arbeiten nach dem Prinzip der Klimaanlage - zum Kühlen und Heizen.

Die Wahl der Wärmequelle hängt von der Geologie des Gebiets und dem Vorhandensein von Hindernissen für Erdarbeiten ab.

Wie die Wärmepumpe funktioniert

Die Wärmepumpe arbeitet auf Basis des Carnot-Zyklus - Temperaturanstieg bei starker Kompression des Kühlmittels. Da die Geräte 3 Arbeitskreise (2 - extern, 1 - intern), einen Kondensator, einen Verdampfer und einen Kompressor haben, kann das Wirkungsschema wie folgt dargestellt werden:

1. Das Primärkühlmittel (im Wasser, in der Luft, im Boden) nimmt Wärme und Quellen mit geringem Potential ab. Die maximale Knotentemperatur beträgt ca. + 6 Grad.
2. In der inneren Schleife befindet sich ein Niedertemperaturträger mit niedriger Temperatur. Beim Erhitzen verdampft das Kältemittel, sein Dampf im Kompressor wird komprimiert. Zu diesem Zeitpunkt wird Wärme freigesetzt. Dampftemperatur - von +35 bis +65 Grad.
3. Die Wärme im Kondensator gelangt vom Heizkreis in das Kühlmittel. Dämpfe werden zu Kondensat und werden zum Verdampfer geleitet.

Der Zyklus der Wärmepumpe wird ständig wiederholt.

Handgemachte Wärmepumpe

Selbstgemacht ist ziemlich real, wenn Sie funktionierende Teile von Haushaltsgeräten haben.

Zur Vorbereitung des Kondensators und des Kompressors benötigen Sie:

1. Machen Sie den Kompressor der Pumpe aus dem Kompressor des Kühlschranks oder der Klimaanlage. Das Detail wird mit einer weichen Aufhängung an der Wand des Heizraums befestigt.
2. Machen Sie einen Kondensator. Die beste Option ist ein Edelstahltank von 100 Litern.
3. Schneiden Sie den Behälter mit einer Mühle in zwei Hälften und setzen Sie dann die Spule (Kupferrohr des Kühlschranks oder der Klimaanlage) ein.
4. Schweißen Sie nach dem Einbau der Spule die Tankhälften.

Verwenden Sie für eine hochwertige Naht das Argonschweißen.

Der Verdampfer besteht aus einem 75-80-Liter-Kunststofftank mit einer Kupferrohrschlange von из Zoll Durchmesser. Es ist um ein Stahlrohr mit einem Durchmesser von 300 bis 400 mm gewickelt. Die Windungen sind perforiert.

Auf der Spule wird ein Gewinde zur Kopplung mit der Rohrleitung geschnitten. Kältemittel wird in das Gerät gepumpt, wonach der Verdampfer an der Wand montiert wird.

Die optimale Quelle für diese alternativen Methoden zur Erzeugung von Wärme und Strom ist Wasser aus einem Brunnen oder einem Brunnen. Die Flüssigkeit gefriert auch im Winter nicht.

Es werden 2 Brunnen benötigt:

• für die Wasseraufnahme und deren Zufuhr zum Verdampfer;
• das Abwasser und seinen Fluss zum Verdampfer abzuleiten.

Die Autonomie der Wärmepumpe wird durch automatische Mechanismen zur Steuerung der Bewegung des Kühlmittels entlang der Heizkreise und des Freondrucks gewährleistet.

Wärmeerzeugung aus anderen alternativen Quellen

Wenn Sie den ersten externen Kreislauf der Pumpe organisieren, benötigen Sie eine effektive Wärmequelle:

• Ringförmige Rohre im Wasser. Ein Teich ohne große Gefriertiefe oder Fluss bietet die Effektivität der Technologie. Rohre werden mit Hilfe von Fracht unter Wasser gelegt.
• Wärmefelder. Rohre werden unter dem Gefrierpunkt des Bodens vergraben - eine große Bodenschicht wird entfernt.
• Geothermische Quellen. Brunnen werden bis in große Tiefen gebohrt. Sie starten Kreisläufe mit Kühlmitteln.
• Außenborderluft. Wärme wird Lüftungsschächten oder Windkanälen entzogen.

Das Minus der Wärmepumpe sind die hohen Kosten und Kosten für die Installation von Wärmequellen.

Biogasanlagen

Mit Biogasanlagen wird organischer Alternativstrom erzeugt. Die Geräte ermöglichen die Verarbeitung von Geflügel- und Tierabfällen. Das resultierende Gas wird gereinigt und getrocknet und dann als Kühlmittel verwendet. Restmassen sind ein wirksamer und sicherer Dünger für den Boden.

Technologieprinzip

Bei der Fermentation von biologischen Abfällen von Tieren und Vögeln entstehen Gase. Eine anaerobe Umgebung ohne Sauerstoff ist optimal. Es erhöht die Aktivität von mesophilen und thermophilen Bakterien. Für die Effizienz des Prozesses muss die Masse von Hand mit einem Stab oder einem mechanischen Mischer gemischt werden. Unter idealen Bedingungen werden 1 bis 4,5 Liter Gas in 1 Liter eines geschlossenen Behälters erhalten, der auf eine Temperatur von +50 Grad erhitzt wurde.

Biogasanlage für ein Privathaus

Der einfachste Bioreaktor ist ein Behälter mit einem Deckel und einem Mischmechanismus. In der Abdeckung ist ein Loch für den Gasabgasschlauch gemacht. Seine Menge reicht für 1-2 Brenner.

Unterirdischer oder erhöhter Bunker erhöht das nutzbare Volumen. Die unterirdische Struktur besteht aus Stahlbeton mit einer oberen Wärmedämmschicht. Die Kapazität ist in Fächer unterteilt. Gülle wird in das Förderband geladen und füllt den Trichter zu 80-85%. Der verbleibende Bereich wird zur Gasansammlung genutzt. Es wird durch ein spezielles Rohr abgegeben, dessen zweites Ende sich im Hydraulikschloss befindet. Nach dem Ablassen gelangt das gereinigte Gas in das Haus.

Alternative Arten der Gewinnung von Wärmeressourcen und Strom stehen den Bewohnern von Wohnungen derzeit nicht zur Verfügung. Sie können von Bewohnern von Privathäusern und Bauernhöfen genutzt werden. Der einzige Nachteil erneuerbarer Quellen sind die Kosten für die Einrichtung des Systems, aber finanzielle Investitionen zahlen sich nach 1-2 Betriebsjahren aus.