Альтернативная энергия дома — 3 самых выгодных источника: как сделать своими руками

Стоимость электроэнергии в России постоянно растёт, например, в Иркутской области цена киловатта выросла в 3 раза за последние пять лет (с 0,38 до 1,11 р. за кВт). Это подвигает владельцев частных домов искать альтернативные источники энергии. В данной статье рассмотрим самые популярные решения: солнечные панели, тепловой насос и ветрогенератор.

Как сделать солнечные панели

В некоторых европейских странах с помощью солнечных панелей обеспечивается электроэнергия для небольших населенных пунктов.

Принцип работы

Принцип работы данного источника энергии основан на способности фотоэлементов преобразовывать энергию солнечного света в электрическую. Такие устройства состоят из:

• Солнечных панелей. Представляют собой комплекс элементов, преобразующих поток электронов из поступающего солнечного света.
• Аккумуляторов. Обычно устанавливается несколько батарей, особенно если речь идёт о большом доме. В процессе эксплуатации можно добавить дополнительных аккумуляторов.
• Контроллеров. Такие устройства используются для обеспечения оптимальной зарядки аккумуляторов. Их функция заключается в предотвращении перегрева батарей в результате перезарядки.
• Инверторов. Предназначение этих приборов заключается в преобразовании электрического тока. АКБ генерируют ток с низким напряжением, поэтому возникает необходимость в его преобразовании с помощью инверторов. Для частного использования достаточно мощности 3-5 кВт.

В батареях, предназначенных для использования в частных домах, применяются кремниевые фотоэлементы. Существует две разновидности данных элементов:

• Поли-кристаллические. Весьма хрупкие, требуют максимально бережного обращения. Характеризуются низким КПД (10-15%), небольшим эксплуатационным периодом (до 20 лет). Единственное достоинство – дешевизна.

Наглядное отличие разновидностей фотоэлементов

• Моно-кристаллические. Характеризуются надежностью, прочностью, продолжительным сроком службы (при правильной эксплуатации до 50 лет) и высоким КПД (25-30%). Единственный недостаток – относительно высокая стоимость.

Схема работы солнечных панелей

Экономика получения энергии из солнца у себя дома

В большинстве регионов Российской Федерации (кроме Ленинградской области и ещё некоторых субъектов на северо-западе) количество солнечных дней преобладает над пасмурными. Поэтому использование солнечной энергии в таких регионах рационально. При затратах на оборудование среднестатистического частного дома (80 кв.м.) в 100 т.р. они окупаются за 1-2 года.

Отличительная особенность таких источников энергии заключается в том, что они не способны выдавать высокого напряжения. В среднем (зависит от конкретной модели) одна солнечная батарея выдаёт напряжение 18-21 В. Такого тока хватает для подзарядки аккумулятора на 12 вольт. Инвертор, АКБ и контроллер необходимо приобретать готовыми, ибо это довольно сложные с технической точки зрения приборы. Солнечные панели можно изготовить самостоятельно. Как сделать такой альтернативный источник энергии своими руками мы расскажем далее.

Изготовление и сборка корпуса для панелей

Примерно так должен выглядеть корпус

Для создания корпуса солнечной панели понадобятся следующие материалы:

• Бруски (размер произвольный, оптимальный 25х25 мм).
• Фанера (или подобный листовой материал, например, OSB).
• Оргстекло.
• Силикон.
• ДВП.

Из фанеры с помощью электролобзика (можно использовать ножовку, но лобзиком быстрее) вырезается днище корпуса. Размер выбирается, исходя из количества фотоэлементов и площади крыши.

Из брусков изготавливается рамка, в которую вставляются листы фанеры. По всему периметру конструкции с шагом 20-25 см сверлятся отверстия диаметром примерно 1 см. Они нужны для предотвращения перегрева конструкции при эксплуатации.

Сборка основных элементов

Из ДВП вырезается подложка по размеру корпуса, изготовленного ранее. После нарезки на листовом материале делаются вентиляционные отверстия с шагом 5-7 см. В конце корпус обрабатывается антисептиком (или специализированной пропиткой для дерева) и покрывается краской в два слоя. Такая мера нужна для предотвращения гниения древесины в результате постоянного воздействия ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков.

Фотоэлементы выкладываются на подложку из ДВП и производится распайка этих элементов последовательным соединением. Отдельные элементы соединяются в ряды, а затем несколько рядов объединяются в единую систему.

После спайки фотоэлементы необходимо перевернуть на другую сторону и зафиксировать силиконом. Затем с помощью мультиметра проверяется величина выходного напряжения. Оптимальное значение: 18-20 В.

Фотоэлементы в сборе

Следующий этап – тестирование. Собранные батареи подключаются на несколько дней. За этот промежуток проверяется их работоспособность. Убедившись в исправности системы, производится герметизация стыков.

Окончательная сборка системы

Первым делом все провода выводятся наружу, чтобы их можно было подключить к приборам. Из оргстекла (можно использовать обычный стеклорез) вырезается крышка. Она закрепляется к краям корпуса саморезами по металлу (у них шляпка больше, что обеспечивает большую прочность конструкции).

Солнечные элементы можно заменить на цепь из диодов типа Д223Б. Солнечная панель, с 36-ю такими диодами обеспечит напряжение около 12В. Перед сборкой конструкции необходимо удалить краску с диодов, замочив их в ацетоне. Далее размещается на пластиковой панели и производится распайка. Собранная конструкция помещается в прозрачный кожух, стыки обрабатываются герметиком.

Если мансардные перекрытия достаточно прочные, можно целиком покрыть крышу солнечными панелями.

Несколько важных правил

Чтобы обеспечить работоспособность изготовленной системы, учитывайте следующие параметры:

• Солнечные батареи нельзя располагать в тени (от деревьев или построек), в противном случае она не будет оптимально функционировать. Учитывайте это при составлении чертежа.
• Для обеспечения максимального КПД установки, фотоэлементы должны быть направлены в сторону солнца. Исходя из этого, в северном полушарии батареи необходимо направлять на юг, в южном полушарии на север.
• Панель желательно размещать под углом, равным географической широте. В таком случае солнечные лучи будут попадать на панели под оптимальным углом.
• Все элементы конструкции необходимо периодически чистить.

Оптимальное размещение пластин – на скатной крыше дома

Изготовление теплового насоса

Тепловые насосы обеспечивают отопление и горячую воду, используя грунт, воду и даже воздух.

Принцип работы и типология

Насосам необходимо электричество, следовательно, их нужно использовать в сочетании с другим источником энергии. Работают они на веществах вроде фреона. Их специфика заключается в закипании только при низких температурах. В газообразном состоянии, вещество начинает выдавать тепло. Установка состоит из трех частей: внутренний контур, внешний контур и контур насоса.

Внешний в основном закапывают в землю или опускают на дно водоема. Под воздействием внешних факторов циркулирующий фреон начинается нагреваться. Высокое давление насоса внешнего контура, превращает его в газообразное состояние. В итоге температура достигает 70С°.

Схема, наглядно объясняющая принцип работы теплового насоса.

Внутренний выполняет функцию распределителя, он разносит тепло, разогретое в насосе, по всему участку. Коллектор можно установить в любом удобном положении, как горизонтально, так и вертикально (иногда размеры участка не позволяют установить горизонтально).

Контур насоса опускают, в скважины на глубину 1-1,5 метра, предварительно пробурлив. Если же дом расположен подле озера, то прокладка теплообменника проходит в воде.  Отлично подойдет компрессор от кондиционера. 120 л бак будет конденсатором. В бак устанавливается медный змеевик, он нужен для того, чтобы по нему циркулировал фреон. Важно чтобы стенки змеевика были толстыми не менее 1мм. Если проигнорировать данный параметр, то труба при намотке может подвергнуться деформации.

Благодаря такой конструкции, вода начинает прогреваться. Пластиковая бочка объемом в 130-140 литров подойдет для испарителя. В неё монтируется еще один змеевик, а соединять первый и второй бак будет компрессор.

ПВХ труба послужит патрубком испарителя. Он выполняет функцию регулировки жидкости. Испаритель погружают в водоём. Вода непосредственно начинает обтекать его и происходит реакция – испарение фреона. В конденсаторе образуется газ и подает тепло воде, в которой находится змеевик. Помещение начинает греться за счет циркуляции теплоносителя.

Важно знать

Чтобы добиться максимального КПД от используемого прибора, учитывайте эти простые правила:

• Не обращайте внимания на температуру воды в источнике, главное ее стабильное присутствие.
• Точные термодинамические расчеты являются гарантией, что система будет продуктивно работать
• Правильная проектировка и грамотный монтаж насоса, избавят от многих проблем и обеспечат его стабильную работу.
• Мощность является самым важным показателем отопительной конструкции. Исходя из этого, чем дороже составляющие части отопительной системы, тем выше мощность.

Типы тепловых насосов.

Идеальным условием считается любой водоем, расположенный на участке. Вариант насоса с использование воды, заметно сократит работы на земле. Эксплуатация насоса с использованием тепла земли, напротив, подразумевает немало земляных работ.

Экономика получения такой энергии

Главное отличие теплового насоса, от иных генераторов состоит в том, что до 70% энергии добывается из окружающей среды. Такая добыча энергии считается экологически чистой. Теперь рассмотрим вопрос об экономичности, сделать расчеты очень легко. Для начала посчитаем цену за 1кВт тепла, в определенном регионе.

Вот данные для расчета:

• Сухие поленья — 4,000 кВт/кг.
• Влажные поленья — 3,100 кВт/кг.
• Антрацит — 5,900 кВт/кг.
• Уголь- 3,050 кВт/кг.
• Топливо- 11,900 кВт/кг.
• Мазут — 11,000 кВт/кг.
• Газ (природный) — 11,000 кВт/м3.
• Газ (сжиженный)- 22,800 кВт/м3.

Собственно после подсчетов, надо принять существенное решение по эксплуатированию того или иного источника тепла.

Как сделать ветрогенератор

Прародителем таких устройств являются ветряные мельницы, которыми пользовались сотни лет назад. Они позволяют круглый год получать электроэнергию в любых количествах (в зависимости от мощности генератора и погодных условий).

Принцип работы

Стандартная схема работы ветрогенератора.

Ветрогенератор преобразовывает механическую энергию (получаемую за счет вращения генератора) в электроэнергию. На таком принципе основана работа, к примеру, ГЭС (только вместо ветра используется течение). Любой ветрогенератор состоит из:

• Лопастей, вращающихся элементов, приводящих ротор в движение.
• Генератора, вырабатывающего переменный ток.
• Аккумуляторных батарей, служащих средством накопления и оптимизации вырабатываемой электроэнергии.
• Контролера, призванного перерабатывать переменный ток в постоянный.
• Инвертора, преобразовывающего постоянный ток в переменный, благодаря которому функционируют бытовые приборы.
• Мачты, позволяющей поднимать лопасти на необходимую высоту.

Максимальная мощность системы зависит в большей степени от общей площади лопастей. Использование ветрогенераторов рентабельно только для регионов со среднегодовой скоростью ветра от 6 м/сек. Такие показатели имеют всего несколько субъектов РФ.

Среднегодовая скорость ветра в разных регионах РФ

Классификация ветрогенераторов

Существует несколько классификаций данных устройств:

• По расположению оси: горизонтальные и вертикальные. Первые позволяют совершать автоматизированный поворот в целях поиск ветра. Вертикальные размещаются на земле, имеют меньший КПД, но более просты в обслуживании.
• По количеству лопастей: одно-, двух-, трех- и многолопастные. Последняя разновидность предназначена для регионов с низкой среднегодовой скоростью ветра. Требует использование специального редуктора, что повышает себестоимость системы. Поэтому многолопастные ветрогенераторы применяются довольно редко.
• По материалу, из которого изготовлены лопасти: парусные и жесткие. Первые более просты в изготовлении, при этом требуют регулярной замены в связи с низкой прочностью. Жесткие лопасти дороже, сложнее в изготовлении, но более долговечны.
• По шагу винта: корректируемые и фиксируемые. Первый тип позволяет увеличить диапазон рабочих скоростей, имеет больший вес и крайне сложен в изготовлении. Фиксируемые генераторы проще и практичнее, поэтому они более популярны.

Далее мы рассмотрим, как сделать тихоходный ветрогенератор из использованного автомобильного генератора.

Создание ветрового колеса

Вариант изготовления лопастей из пластика.

Лопасти являются важнейшей частью ветронератора, так как они определяют работоспособность остальных элементов. Изготовить лопасти можно из подручных материалов: ткань, дерево, пластик, поликарбонат, металл и т.д.

Мы рассмотрим технологию изготовления из обычной канализационной ПВХ трубы. В пользу такого материала говорит его устойчивость к влаге, низкая стоимость и простота в обработке. Для изготовления лопастей делаем следующее:

1. Определяем необходимую длину лопасти. Оптимальный вариант – в 5 раз больше диаметра имеющейся трубы.
2. Распиливаем ножовкой по металлу или лобзиком трубу вдоль на 4 части. Одна из них в дальнейшем будет использована в качестве шаблона.
3. Обрабатываем края наждачной бумагой, убирая появившиеся в ходе резки заусеницы.
4. Закрепляем обработанные лопасти и генератора на алюминиевом диске.

Желательно использовать ПВХ трубу толщиной от 4 см – в таком случае лопасти будут выдерживать сильные порывы ветра. Не делайте лопасти слишком длинными – они менее прочными. Если требуется обеспечить электроснабжение для большого дома, лучше увеличить количество элементов, а не их размеры.

Изготовление мачты

Профессиональный ветрогенератор.

Как и в случае с лопастями, мачту можно изготовить из подручных средств. Мы рекомендуем воспользоваться стальной трубой диаметром не менее 15 см – такой материал достаточно прочен и прост в обработке. Минимальная длина мачты – 7 м.

Если на участке много построек или деревьев, то рекомендуется поднять колесо на 1-1,5 метра. В противном случае не будет обеспечено равномерное движение воздушных потоков. Фиксирующие колышки и мачту необходимо залить бетоном – это обеспечит их надежную фиксацию. В раствор обязательно добавлять арматуру (или другие ненужные металлические элементы).

Манипуляции с автомобильным генератором

Делаем следующее:

1. Просверливаем отверстия в генераторе, позволяющие зафиксировать магниты в полюсах ротора.
2. Устанавливаем магниты, чередуя полюса (плюс – минус – плюс и т.д.). Образовавшиеся пустоты заполняем эпоксидной смолой или подобным материалом. Ротор оборачиваем бумагой.
3. Перематываем катушку по трехфазной схеме, не меняя направление витков.

Подойдет генератор от любого автомобиля.

По завершению работ тестируем генератор. Оптимальный показатель: напряжение 25-30В при 300 об/мин. Если мощность получилась меньше, добавляем витков на катушке.

Шаг №4: завершение сборки конструкции

Поворотная ось генератора изготавливается из металлической трубы с двумя подшипниками, а хвостовая часть из оцинковки (минимальная толщина – 1,2 мм). Также создается рама, позволяющая закрепить генератор к мачте. Лучше использовать профильную трубу.

Важно: расстояние между мачтой и лопастью должно быть не менее 25 см.

Для обеспечения работоспособности системы дополнительно приобретается и устанавливается контроллер, инвертор и АКБ. Ёмкость батарей высчитывается исходя из мощности генератора, которая зависит от трёх факторов: габариты колеса, количество лопастей и среднегодовая скорость ветра.

Заключение

Задумались, какой метод альтернативного электроснабжения выбрать? Если вы живете в регионе с большим количеством ясных дней, оптимально воспользоваться солнечными батареями. Для субъектов со среднегодовой скоростью ветра от 6 м/сек рационально соорудить ветрогенератор. Тепловой насос мы посоветуем тем, у кого есть хотя бы минимальные инженерские навыки, так как подобное устройство сложно в изготовлении и обслуживании.

Альтернативные источники электроэнергии для загородного дома —

В настоящее время в качестве основных используются следующие источники электрической энергии: атомные электростанции, работающие на ядерном топливе, тепловые электростанции, работающие на угле или газе и гидроэлектростанции. В ближайшие 50-60 лет запасы природного газа, угля, нефти будут исчерпаны практически полностью и возникнет энергетический кризис, поэтому уже сейчас в большинстве стран мира ведутся разработки энергосберегающих технологий, поиск альтернативных и недорогих источников энергии.

Электроснабжение частного дома можно осуществить различными способами. Так, например, если рядом с домом или на небольшом расстоянии от него проходит линия электропередач 0,4 кВ, то самым недорогим вариантом подключения будет вариант заказа в электромонтажной организации работ по подключению дома к электрическим сетям общего пользования. Если же подключение к электрическим сетям общего пользования связано с большими финансовыми затратами, то актуальным становится вопрос выбора альтернативного источника электроснабжения.

Существует несколько эффективных альтернативных источников электроэнергии. Основными из них являются работающие на энергии солнца и ветра. Выбор альтернативного источника довольно сложный и трудоемкий процесс. Прежде всего, необходимо рассчитать потребляемую электрическую мощность всех потребителей дома с учетом коэффициента загрузки и коэффициента одновременности, затем на основании полученных результатов выбрать мощность и тип источника электроснабжения, руководствуясь стоимостью оборудования, электромонтажных работ и кВт*ч электроэнергии.

Для электроснабжения среднестатистического загородного дома, расположенного в Подмосковье, использующего нагрузку, состоящую из холодильника, освещения, телевизора, кондиционера и стиральной машины, необходим источник электроэнергии мощностью 6 кВт. Среднесуточное потребление составит порядка 16 кВт*ч. Выбор альтернативного источника электроэнергии необходимо производить с учетом возможного увеличения потребляемой мощности:

Ветрогенератор

Стоимость ветроустановки в сборе мощностью 7 кВт составит порядка 24000 долларов. В состав комплекта, помимо самого вертогенератора и мачты для его установки, войдёт контроллер заряда аккумуляторов, инвертор 48/220 В, 20 аккумуляторных батарей емкостью 200 А*ч, необходимых для бесперебойной работы электрооборудования дома во время штиля или низкой скорости ветра.

Солнечная батарея

Электроустановка на основе солнечных модулей мощностью 7 кВт будет стоить ориентировочно 30000 долларов. Комплект будет состоять из 45 монокристаллических солнечных панелей мощностью 270 Вт, контроллера заряда, инвертора 48/220 в и 20 аккумуляторных батарей емкостью 200 А*ч, необходимых для бесперебойной работы в ночное время. Необходимо учесть, что помимо стоимости самой установки по выработке электрической энергии необходимо будет оплатить стоимость электромонтажных работ, составляющих порядка 20% стоимости оборудования.

Альтернативные источники электроэнергии имеют свои недостатки. Так, например, ветрогенератор начинает вырабатывать электроэнергию при скорости ветра от 3 м/с, а на номинальную мощность выходит при скорости ветра от 6 до 12 м/с в зависимости от модели и производителя. Солнечные элементы также зависят от погодных условий, в пасмурную погоду выработка электроэнергии у них снижается в разы.

В CLIMAG.RU всегда помогут произвести грамотный выбор оборудования для альтернативного источника электроэнергии, его установку и электромонтажные работы.

Альтернативные источники энергии

В современном мире, с растущими показателями потребления и как следствие — ограниченными энергоресурсами, стремительные обороты набирает развитие технологий добычи энергии из альтернативных, возобновляемых источников. К таким источникам относятся, в первую очередь, солнечная и ветровая энергии, геотеримальное тепло, энергия морских волн и приливов.

Сегодня альтернативные источники энергии уже широко используются для решения проблем энергоснабжения не только в промышленных масштабах, но и в частном секторе.  Доступность технологий получения энергии из неисчерпаемых источников позволяет строить энергонезависимые дома с экологически чистой инфраструктурой в удаленных районах и решать проблемы энергоснабжения уже существующих объектов. 

Виды альтернативных источников энергии

Такие альтернативные источники энергии, как энергия солнечного света и ветра используются для энергоснабжения и нагрева воды, геотермальное тепло земли — для отопления и кондиционирования зданий. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит при помощи фотоэлектрических пластин из кремния — самого распространенного элемента на планете. Солнечные батареи, на основе кремниевых пластин имеют продолжительный ресурс жизни — более 25 лет и, в зависимости от технологии производства, сохраняют до 80% своей эффективности в течении всего ресурса. Количество энергии, получаемой от солнечных батарей, различается и напрямую зависит от месторасположения и солнечной активности в различные сезоны года. Эффективность преобразования энергии у солнечных батарей достигает 20% и зависит от технологии их производства и чистоты кремния. Технология стремительно развивается и показатель эффективности постоянно растет.

Эксплуатация ветро-установок (ветрогенераторов) для получения электричества, целесообразна в районах с высоким значением средней скорости ветра или в периоды низкой солнечной активности. Эффективность преобразования энергии ветра не уступает эффективности гелиоустановок, но зависит от точки расположения объекта и корректно рассчитанного потенциала местности.

Широко используется для отопления зданий и геотермальное тепло земли. Тепловые насосы позволяют получать тепло окружающей среды: земли, воды или воздуха. В зимний период геотермальное тепло используется для отопления зданий, а в летние месяцы позволяет эффективно отводить тепло, производя кондиционирование.

Альтернативные источники энергии и выгоды их использования

Эффективность использования тех или иных альтернативных источников энергии напрямую зависит от региона, в котором необходима установка. Качественный мониторинг энергопотенциала позволяет определять наиболее подходящую технологию и рассчитывать ее окупаемость на годы вперед, а так же исключает ошибки связанные с региональными особенностями.

Конечно, первоначальную цену энергонезависимого дома, с экологически чистыми, возобновляемыми источниками энергоснабжения, сегодня нельзя назвать низкой, но по истечении двух — пяти лет эксплуатации альтернативные источники энергии полностью окупают свою стоимость и приносят ощутимую финансовую выгоду в течении многих лет.  Не стоит забывать о экологичности альтернативных технологий добычи энергии. Солнечные, ветровые и гелиоустановки не производят вредных выбросов в атмосферу, не загрязняют воду и безопасны для человека.

 

Производство солнечных батарей набирает обороты

Нехватка ресурсов в удаленных регионах, в совокупности с быстрыми темпами развития технологии привело к ситуации, когда производство солнечных батарей быстро набирает обороты, а стоимость конечных изделий с каждым годом становится все более доступной для потребителей со средним уровнем доходов. И если вчера технология гелиоустановок была доступна лишь для космических программ, то уже сегодня мини-солнечные электростанции, как грибы после дождя, растут на крышах домов и садовых участках.

 

     

Альтернативные источники энергии для частного дома

  В наше время использование альтернативных источников энергии в личных целях становится все популярнее. Все чаще в проект частного дома архитекторами заложены инновационные энергетические приспособления. И это экономически грамотно. Неоднократные кропотливые просчеты доказывают, что такие виды энергии значительно экономят бюджеты домовладельцев. Они экологически дружественны и имеют высокую производительность.

  Если Вы окончательно решили отказаться от центрального энергоснабжения и отдать предпочтение альтернативным энергоисточникам, тогда мы смело Вам поможем. Специалисты компании помогут подобрать приборы, рассчитают мощности, правильно все установят, и в результате нашего сотрудничества все инженерные системы будут работать в унисон. Ваш дом будет абсолютно автономным.

  Что мы советуем использовать в частном доме из источников альтернативной энергии?

1. Солнечные фотомодули, электростанции или батареи. Они предназначены для выработки электроэнергии, используя солнечную энергию. Такие устройства бывают разной мощности. Например, для дома, площадь которого 350 кв.м таких модулей понадобится не более 12 штук. Их производительность в солнечный период (март-сентябрь) будет составлять 300-400 кВт\час, а в менее активный период — до 150. Все батареи подключаются к инверторной системе (примерная мощность 6 кВт) через зарядное устройство. Для накопления электроэнергии, под землей на глубине 3 метра устанавливаются аккумуляторы, емкостью 92 ампера\ час.
Солнечная батарея состоит из кристаллов, которые улавливают энергию. Бывают монокристаллические и поликристаллические. Моно – более долговечные, но капризны. Для их безупречной работы нужен постоянный поток солнечного света. Поликристаллические батареи подстраиваются под любые погодные условия.
2. Ветрогенератор. С его помощью получим еще один альтернативный источник питания. В нем энергия ветра преобразуется в электричество. Для частного дома достаточно мощности в 5 кВт при диаметре лопастей 6-7 метров. Высота мачты, на которой установлен улавливатель ветра, составляет 26-30 метров. При высокой активности ветра, производительность генератора — 450-600 кВт\час, в иной период – до 200 кВт.
Используя только солнечные батареи и ветрогенератор, Вы получите 700 кВт в час, этого будет предостаточно для работы всей домашней техники в полную мощность.
3. Котел на биотопливе. Такой котел обеспечит высокую эффективность вследствие сжигания древесины, гранулированного торфа или других биопродуктов. Загрузка топлива происходит один раз в сутки. При мощности котла 60 кВт его ресурса хватит для того, чтобы отопить жилой дом до 400 кв. м., а также дополнительные помещения — баню, сауну, зимний сад.
4. Солнечный коллектор. Этот альтернативный источник энергии преобразует энергию солнца в тепловую. Устанавливается на крыше частного дома. Используется для нагревания воды. Преобразованная электроэнергия накапливается в специальную буферную емкость или сразу используется бойлером для нагрева воды. В летний период, когда потребность в отоплении отпадает, энергия используется для нагрева воды до 60 градусов, затем контроллер направляет «лишнюю» тепловую энергию в буферную емкость, объемом 2000 литров. Такая емкость имеет теплообменник, мощностью 45 кВт. Тепловая энергия из буферной зоны летом используется только для подогрева полов в ванных комнатах.
5. Геотермальные тепловые насосы – еще один вид альтернативного источника тепла. С помощью такой техники используется энергия земли и воды. Летом такая система работает на охлаждение дома. Минусами в этом виде получения альтернативной энергии есть дороговизна оборудования, но последующая экономия на оплате коммунальных услуг покажется Вам более приятной. Для работы насоса необходим постоянный источник энергии.
6. Инфракрасное отопление – сегодня становится очень популярным альтернативным видом отопления. Такой вид обогрева дома экономичный и быстро монтируется. При монтаже теплого пола используют инфракрасную пленку. Кроме теплого пола часто в частном доме прокладывают систему «теплый плинтус».

Как же все это будет работать системно?

  При монтаже системы отопления устанавливается котел на биотопливе, подключаются специально предназначенные для такого вида отопления радиаторы. Укладывается теплый пол, который работает от альтернативного источника энергии. Разводятся трубы по всему дому. Обязательно помним про буферную емкость и теплообменник.
Подогрев воды осуществляет бойлер с теплообменниками от солнечного коллектора и от котла.
Система кондиционирования дома также работает от альтернативного питания. Она автономна, с возможностью регулировки температуры в каждой комнате отдельно. Аналогичная ситуация и с вентилированием. Система вентиляции устанавливается с регуляторами влажности и очистки воздуха.
Энергия солнца, ветра или воды заряжает аккумуляторы до напряжения в них в размере 56 В. Если аккумуляторы заряжены, альтернативный источник направляет энергию в резервные емкости, а именно на ТЭНы. Их мощность 4 кВт. ТЭНы, в свою очередь, нагревают воду. Также накопленное тепло из буферной зоны идет на обогрев полов.

  Привычными и уже давно используемыми альтернативными источниками получения тепла есть камины, печи, а также кондиционеры.

  Применение альтернативного метода получения электроэнергии в частном доме — самое правильное решение. Вы получаете умный дом с минимальными энергопотерями. Для того, чтобы получить высокий коэффициент энергоэффективности в доме, специалисты компании неукоснительно правильно и согласно технологии спроектируют выбранный Вами инновационный альтернативный источник энергоснабжения, установят его и запустят бесперебойную работу всех систем жизнедеятельности Вашего дома.

Альтернативные источники энергии: какие виды как использовать: Статьи экономики ➕1, 03.08.2021

К альтернативным источникам энергии относят нетрадиционные источники энергии — солнечную, ветровую, геотермальную энергетику и так далее.

Возобновляемые источники энергии не загрязняют окружающую среду, помогают снизить уровень выбросов парниковых газов в атмосферу, уменьшить последствия изменения климата. Они практически неисчерпаемы, в то время как ископаемое топливо рано или поздно закончится.

К возобновляемым источникам не относится атомная энергетика и природный газ, поскольку запасы этих ресурсов ограничены.

Существуют различные виды энергии и способы ее добычи.

Исходя из нашей трактовки, можно выделить следующие виды альтернативных источников: солнечная энергия, ветроэнергетика, гидроэнергия, волновая энергетика, энергия приливов и отливов, гидротермальная энергия, энергия жидкостной диффузии, геотермальная энергия и биотопливо.

Способы добычи и использования энергии отличаются в зависимости от вида альтернативных источников. Объединяет их то, что на сегодняшний день все они используются гораздо реже, чем ископаемое топливо, но при этом обладают большим потенциалом для развития.

В настоящее время производство альтернативной энергии, несмотря на ее высокую экологичность и перспективность, ограничено. Развитие технологий на ее основе имеет ряд издержек, с которыми приходится считаться.

Когда вы устанавливаете солнечные панели на дом, вы генерируете свое собственное электричество, становитесь менее зависимыми от электрической сети и уменьшаете ежемесячный счет за электричество.

Недавние исследования показали, что стоимость недвижимости увеличивается после установки солнечных батарей. Сами солнечные панели при этом дешевеют.

Солнце светит повсюду на Земле, а это значит, что солнечная энергия является хорошим вариантом для каждой страны, хотя и существуют различия по регионам и в том, сколько они получают солнечного света. В России, например, самыми солнечными городами являются Улан-Удэ и Хабаровск.

Солнечные панели подходят не для всех типов крыш. Некоторые установленные в старых домах кровельные материалы, такие как шифер или кедровая черепица, могут не подойти для установки солнечных панелей.

Солнечная энергия не работает ночью. «Солнечные» домохозяйства полагаются на коммунальные сети для получения электроэнергии ночью и в других ситуациях, когда солнечный свет ограничен.

Первоначальная стоимость установки и использования солнечной энергии очень высока, потому что человек должен заплатить за всю систему — батареи, провода, солнечные панели и так далее.

Ветряки, вырабатывающие большое количество электроэнергии при помощи ветра, практически столь же эффективны, как и солнечные батареи. Ветроэнергетика особенно привлекательна для рынка жилой недвижимости.

С 1980 года цены на нее снизились более чем на 80%. Благодаря технологическому прогрессу и возросшему спросу цены, как ожидается, будут снижаться в обозримом будущем.

Ветер — не самый надежный источник энергии, при его низкой силе турбины обычно работают примерно на 30% мощности. В безветренную погоду вы можете оказаться без электричества.

Энергия ветра может быть использована только в местах, где высокая скорость ветра. Поскольку сильные ветра в основном дуют в отдаленных незаселенных районах, необходимо строить линии электропередачи, чтобы обеспечить электроэнергией жилые дома в городе. А это требует дополнительных инвестиций.

Большинство гидроэлектростанций — хранилища большого количества воды в резервуарах — почти всегда имеют запас, из которого можно извлекать энергию. В этом смысле гидроэлектростанции являются более надежным и стабильным источником энергии, чем ветровая и солнечная энергия.

Накопительные гидроэлектростанции способны генерировать электроэнергию по требованию, что позволяет гидроэлектростанциям заменить такие традиционные диспетчерские генераторы, как угольные и газовые установки.

Накопительные гидроэнергетические установки прерывают естественное течение речной системы. Это приводит к нарушению путей миграции животных и к проблемам с качеством воды.

Гидроэлектростанции представляют собой крупные инфраструктурные проекты, включающие строительство плотины, водохранилища и энергогенерирующих турбин, что требует значительных денежных вложений.

Энергия волн предсказуема, и вы можете определить количество энергии, которое может быть произведено.

Волны имеют более высокую энергетическую мощность, чем, например, ветер, и это делает волновую энергетику более эффективной.

После установки соответствующих электростанций они имеют минимальные эксплуатационные расходы, что делает инвестиции в них более привлекательными.

Хотя это чистая энергия, ее использование создает опасность для морской флоры и фауны, меняет морское дно и среду обитания некоторых его жителей.

Волновая энергия приносит пользу только электростанциям, построенным в городах рядом с океаном.

Возникновение приливов очень предсказуемо, что облегчает строительство системы приливных электростанций с правильными размерами для эффективного производства электроэнергии.

Срок службы приливных электростанций составляет 75-100 лет. Они очень эффективны даже спустя много лет использования.

Приливные заграждения приводят к изменению уровня океана в прибрежных водах. Приливная установка также влияет на соленость воды в приливных бассейнах.

Приливные электростанции могут быть построены только на участках, отвечающих определенным критериям.

Хотя приливы и отливы предсказуемы, электростанции могут производить энергию только в течение 10 часов в сутки.

Строительство станций для выработки гидротермальной энергии требует малых затрат. Эксплуатационные расходы также относительно низкие.

Температура воды выше температуры нагретого воздуха, что делает гидротермальную энергию более эффективной.

Солнце нагревает только верхние слои морей и океанов, поэтому возможных мест для построения станций не так много.

Технологии для выработки гидротермальной энергетики развиты слабо.

Осмотическая электростанция — новый перспективный метод выработки электроэнергии — устанавливается в устье реки и позволяет извлекать энергию из энтропии жидкостей.

Технологии добычи электроэнергии с помощью жидкостной диффузии развиты крайне слабо. В мире построена только одна осмотическая электростанция в Норвегии.

Геотермальная энергия известна тем, что оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду.

Технологии, связанные с производством геотермальной энергии, являются одними из самых инновационных.

Использование геотермальной энергии предполагает высокие первоначальные затраты. Для дома среднего размера установка геотермальных тепловых насосов стоит от $10 тыс. до $20 тыс.

В некоторых ситуациях геотермальные энергетические объекты расположены далеко от населенных пунктов, что требует обширной сети распределительных систем.

Одним из главных преимуществ биотоплива является его относительно низкая стоимость.

Исходные материалы для биотоплива не ограничены. В отличие от ископаемого топлива, ресурсы для биотоплива можно возобновлять.

Биотопливо производит гораздо меньше энергии, чем, например, ископаемое топливо.

Биотопливо нельзя назвать экологически чистым, поскольку оно производит выбросы CO₂.

Возобновляемые источники энергии помогают бороться с климатическими изменениями, которые становятся более разрушительными. Ветер, солнце, вода и другие источники энергии в будущем станут хорошей заменой ископаемому топливу. Чем раньше это случится, тем лучше для нас и нашей планеты.

Растущий сектор создает рабочие места уже сегодня, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Эти факторы способствовали росту популярности возобновляемых источников энергии в последние годы. Преимущества каждого вида альтернативного источника энергии определенно перевешивают минусы.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Александр Гаджиев

Константин Чернов

Альтернативные источники энергии для электроснабжения дачи или дома

В современных городах существует высокая концентрация населения, которому поставляется электрическая энергия высокого качества. А в сельской местности, характеризующейся протяженными линиями воздушных передач, этот вопрос до конца не решен.

Напряжение, подводимое к зданиям, расположенным на удаленных концах ЛЭП, не только не отличается стабильностью, но может отключаться по различным причинам.

В этой ситуации люди ищут альтернативные источники электрической энергии, которые способны поддерживать нормальное электроснабжение на даче и в частном доме.

Наши советы помогут домашнему мастеру выбрать наиболее подходящий тип генератора, который оптимально подойдет для восстановления напряжения на время устранения неисправностей на питающей ЛЭП или позволит использовать его мощность для постоянного электроснабжения.

Содержание статьи

Краткие сведения о возможностях домашней электростанции

Термином «генератор» называют технические устройства, способные вырабатывать электрический ток за счет преобразования какой-то исходной энергии в электричество. Например, на автомобиле оно создается за счет механического вращения ротора внутри статора, а у гелиобатареи — в результате облучения лучами солнечного света чувствительных фотоэлементов.

Электрические генераторы выпускаются широким ассортиментом, выполняют различные задачи электроснабжения. Для правильного выбора альтернативного источника энергии его необходимо точно проанализировать по характеристикам:

• максимальной мощности нагрузки;
• видам электрического тока: постоянной или синусоидальной формы;
• параметрам потребителей (резистивная или реактивная нагрузка), влиявших на запуск и работу;
• продолжительности рабочего цикла;
• способам включения: ручной или автоматический режим;
• другим специфическим условиям эксплуатации.

Это значит, что один альтернативный источник энергии способен автономно обеспечивать электрическим питанием не только частный дом, но и поселок, а другой — едва справится с мощностью потребителей одной квартиры. Но стоимость их будет отличаться на несколько порядков.

Минимальные требования к домашнему источнику электроэнергии

Перед выбором самого простого генератора для дома следует учесть только основные приборы, которые он должен питать, и подбирать его по их параметрам. Например, если электричество отключают всего на несколько часов, то можно исключить работу холодильников и морозильников, ибо они способны держать холод в течение этого периода.

Минимальные функции бюджетного источника электрической энергии способен обеспечить обыкновенный автомобильный аккумулятор с напряжением 12 вольт любой мощности, но, желательно — увеличенной. К нему можно подключить:

1. резервное освещение на основе нескольких светодиодных светильников;
2. ноутбук, компьютер или цифровой телевизор напрямую к выходным цепям блока питания. Этим исключается двойное преобразование постоянного и переменного напряжений 12 вольт в 220 и назад.

Аккумулятор будет питать эти приборы и постепенно разряжаться. Для его подзаряда достаточно использовать снятый с автомобиля генератор, ротор которого можно крутить велосипедным тренажером.

С этой целью заднее колесо велосипеда просто вывешивают на подставке, а на одну из его свободных звездочек устанавливают вторую цепь, которая будет передавать крутящий момент от педалей на ротор автомобильного генератора.

Можно использовать любой другой доступный способ передачи энергии вращения, например, за счет создания прямого контакта от покрышки колеса прямо на наконечник оси ротора.

За счет такой простой конструкции удобно заниматься на велотренажере и одновременно смотреть телевизионные передачи или пользоваться интернетом с ноутбука или компьютера. В условиях дефицита физических нагрузок это довольно неплохой способ поддержания здоровья и одновременной экономии электроэнергии для дома.

Обзор особенностей альтернативных источников энергии

Возможности синхронных и асинхронных конструкций

Генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую, работает следующим образом:

• обмотка ротора вращается внутри магнитного поля и по ней протекает ток;
• его магнитное поле по магнитопроводу проникает через витки статора и индуцирует в них синусоидальный электрический ток.

В зависимости от конструктивных особенностей статора и ротора их электромагнитные поля могут вращаться одинаково, как у синхронных конструкций, или — быть смещены на величину скольжения у асинхронных.

Простой самодельный генератор асинхронного типа можно сделать своими руками из обыкновенного асинхронного двигателя. Его просто надо подобрать по электрическим характеристикам и, особенно — величине вырабатываемой мощности.

Выбирая для дома конструкцию генератора по мощности, учитывают, что при запуске любых электрических двигателей в схеме питания возникают токи нагрузок с апериодическими составляющими. Их может устранить только специальная система подключения частотного преобразователя, которая еще редко применяется на практике.

Большие амплитуды токов обычного запуска двигателя способны заглушить работу генератора асинхронного типа. Поэтому при его подборе под нагрузки подобного индуктивного типа необходимо предусматривать трехкратный запас мощности. А синхронным моделям подобный резерв создавать не требуется.

На основе синхронных и асинхронных конструкций работают автономные генераторы, получающие питание от двигателей внутреннего сгорания, а также водяные и ветряные конструкции, выполняющие задачи электроснабжения различными способами.

Генераторы на двигателях внутреннего сгорания

Сейчас домашнему мастеру не сложно купить подобную заводскую модель, ориентируясь не только на стоимость топлива и конструкции, но и выходную цену производства одного киловатт часа электроэнергии. Эту характеристику желательно просчитать для всех типов двигателей сгорания.

Бензогенераторы

Подобные альтернативные источники электрической энергии создаются для непрерывной эксплуатации в течение нескольких рабочих часов. Самые маленькие модели, обладая небольшим весом, способны вырабатывать мощность менее 1кВт.

Простая конструкция имеет отвод тепла за счет естественной рециркуляции воздуха. После этого она требует остановки для охлаждения и обслуживания.

На лицевой панели расположены элементарные органы управления и приборы контроля работы бензинового двигателя и электрических характеристик генератора. Они необходимы для визуального наблюдения параметров со стороны оператора.

Средний класс бензогенераторов способен выдавать мощности до нескольких киловатт для электроснабжения частного дома.

Генераторы на дизельном топливе

Альтернативные источники энергии, работающие на солярке, лучше приспособлены к длительному электроснабжению потребителей. Они могут иметь систему обдува и отдельные функции, облегчающие эксплуатацию. Обычно их выпускают с повышенной мощностью.

Дизельные генераторы, как и бензиновые, образуют неприятный для человека выхлоп отработавших продуктов сгорания топлива, при работе создают раздражающий слух шум. Поэтому они требуют установки в удаленных помещениях и монтаж системы отвода газов от дома в атмосферу.

Газогенераторы

Эти альтернативные источники энергии питаются от различных видов природного газа, включая метан. Выходная мощность, как и у дизельных конструкций, может составлять от нескольких киловатт, что вполне достаточно для электроснабжения отдельного дома.

Приборы среднего класса мощности уже имеют в своем составе систему автоматики, использующую режим автоматического включения резерва — АВР, который оперативно восстанавливает питание дома при пропадании напряжения на основной линии электроснабжения.

По сравнению с дизельными аналогами равной мощности газогенераторы меньше шумят, а выделяемые продукты сгорания не обладают высокой токсичностью.

Газогенераторы часто выпускают в модульном контейнером исполнении, позволяющем устанавливать их поблизости от жилого здания. При подключении к системе газоснабжения или специальной емкости, регулярно заправляемой топливом, они способны работать в качестве источников постоянного электроснабжения.

Генераторы комбинированного типа

В зависимости от конструкции подобные альтернативные источники энергии способны работать на различных видах топлива. Чаще всего они используют сочетания газа с бензином или соляркой.

Генераторы комбинированного типа обладают преимуществами газовых конструкций и в то же время их двигатель способен работать от других видов топлива.

Перечисленные устройства генераторов приведены с минимальным набором функций электроснабжения, которые могут понадобиться владельцу частного дома или дачи. Более мощные конструкции в каждом классе способны выполнять повышенные задачи, работая автономной электрической станцией.

Генераторы на природной энергии

Домашнего мастера могут заинтересовать конструкции альтернативных источников энергии, работающих за счет:

• порывов ветра;
• течения воды;
• облучения солнечным светом.

Ветрогенератоы

Довольно заманчивые предложения об использовании энергии ветра часто заканчиваются разочарованием.

Причин для этого много потому, что такие альтернативные источники энергии на первый взгляд обладают простой конструкцией, а на самом деле требуют точного инженерного расчета и анализа метеорологических особенностей местности.

Многие попытки изготовить ветрогенератор своими руками заканчиваются неудачами из-за:

• трудностей создания устройства эффективного ветряного колеса с лопастями винта аэродинамической формы, которая давно применяется в самолетостроении;
• сложностей учета меняющихся скоростей ветра;
• расположения вращающихся частей на высоте вдали от жилого строения;
• обеспечения жесткой и прочной конструкции мачты, способной надежно противостоять ураганным нагрузкам.

Производители ветрогенераторов стандартизируют свою продукцию под разные климатические условия, предлагают всевозможные технические решения по мощности, различные способы установки вплоть до простого монтажа на крыше здания. Однако это может закончиться расшатыванием строительных элементов стен и крыши, образованием в них трещин.

Самодельные гидроэлектростанции

Альтернативные источники электрической энергии, использующие мощности водяного потока, проще всего подходят для изготовления своими руками.

Они могут работать от небольшого ручья, как видно на фотографии, или направляемого на них более мощного потока реки.

Показанная ниже гидроэлектростанция собрана руками нескольких умельцев. Она питает бесплатной электроэнергией 30 домов в сельской местности.

Для подобных конструкций можно использовать асинхронные электродвигатели, переключенные в режим генератора. Их устанавливают на стационарно смонтированном оборудовании, как показано на фото выше, или на плавающих станциях.

Энтузиасты гидроэлектростанций создают свои устройства разных типов, используя их в самых неожиданных местах, например, потоках фекальных вод очистных сооружений.

Недостатки подобных конструкций:

1. обязательное наличие потока воды, способного крутить водяное колесо;
2. замерзание водоемов во время морозов.

Чтобы не терять электроэнергию гидроэлектростанции в зимний период существуют конструкции водяных колес, располагаемых на дне реки. Они создаются для круглогодичного электроснабжения.

Солнечные батареи и станции

Если первоначальные конструкции гелиобатарей разрабатывались только для космических аппаратов, то сейчас их массово производят для бытового использования.

Солнечные батареи работают в разных устройствах. Они применяются для питания электроэнергией небольших приборов в качестве автономного источника и мощных электрических станций.

Для создания домашней гелиостанции необходимо использовать:

• солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток;
• контроллер, принимающий и распределяющий энергию батарей на:
• аккумуляторы, служащие накопителями;
• потребители постоянного тока;
• инвертор, изменяющий форму сигнала до чистого синуса и повышающий его напряжение до 220/380 вольт.

Все эти устройства необходимо согласовать по мощности, техническим характеристикам и нагрузкам.

Выбирая любую конструкцию альтернативного источника энергии для электроснабжения дачи и дома, не забывайте об элементарном соблюдении правил электрической безопасности. Обязательно используйте автоматические защитные устройства.

Практическую реализацию принципов автономного электроснабжения дома и оборудования фермы на примере ветрогенератора и солнечной электростанции можно посмотреть в видеоролике компании МикроАрт.

Поскольку статья носит чисто обзорный характер, то многие технические вопросы в ней не раскрыты. Задавайте их в комментариях. Сейчас вам удобно поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Полезные товары Полезные сервисы и программы

Солнечная батарея, как альтернативный источник электрической энергии в частном доме: актуально ли?

Сейчас трудно найти человека, который удивится, услышав о таком источнике электрической энергии, как солнечная батарея. Если раньше данный альтернативный источник электроэнергии использовался исключительно на солнечных электростанциях, то сейчас солнечные батареи постепенно расширяют сферу применения – теперь есть возможность использовать их в быту. Солнечная батарея преобразует энергию солнечных лучей в электрическую энергию. Казалось бы, идеальный источник электрической энергии для частного дома. Но так ли это на самом деле? Рассмотрим актуальность применения солнечных батарей в качестве альтернативного источника электрической энергии в частном доме. Солнечные батареи изготавливают из множества отдельных кремниевых пластин. Дело в том, что одна пластина способна генерировать очень малое количество мощности, поэтому для того, чтобы мощности батареи хватило для подключения электроприбора, необходимо множество таких пластинок. Поэтому пластины собирают в панели, которые имеют размер до нескольких квадратных метров. Количество вырабатываемой солнечной батареей электрической энергии зависит не только от величины батарей, но и от интенсивности свечения солнца. В данном случае все зависит от времени года, текущих погодных условий, времени суток, а также местных условий и особенностей географического расположения. Установка солнечной батареи на крыше Следует также учесть тот факт, что для того чтобы пользоваться электрической энергией, недостаточно иметь одну лишь солнечную батарею. Для того чтобы солнечная батарея отдавала электрическую электроэнергию в сеть, в данном случае в электропроводку дома, необходимо установить несколько дополнительных устройств. Рассмотрим подробно каждое из них. Солнечная батарея генерирует постоянное напряжение, а большинство электроприборов квартиры рассчитаны на работу от сети переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц. Поэтому для преобразования постоянного тока в переменный необходимо приобрести инвертор. Как и упоминалось выше, количество вырабатываемой электрической энергии солнечной батареей напрямую зависит от интенсивности свечения солнца. Поэтому, если в данный момент солнце спряталось за тучи, то соответственно количество вырабатываемой электрической электроэнергии резко уменьшится, а после захода солнца вообще снизится до нуля. Для того чтобы солнечная батарея могла обеспечивать электрической энергией, независимо от изменения уровня освещенности, а также в любое время суток, необходимо установить аккумуляторную батарею. Аккумуляторная батарея накапливает вырабатываемую солнечной батареей электрическую энергию и в случае изменения уровня освещенности, а также в ночное время обеспечит непрерывную отдачу электрической энергии в сеть. Для контроля процесса разряда/заряда аккумулятора необходимо в обязательном порядке приобрести контроллер. Данное устройство контролирует процесс разряда и заряда аккумуляторной батареи, не допускает ее перезаряда или наоборот чрезмерной разрядки. Объединение солнечных батарей в одну энергосистему дома Приведенные выше устройства вместе с солнечными батареями в совокупности представляют собой автономную систему энергоснабжения. То есть построенная при помощи данных элементов мини электростанция позволяет вырабатывать определенное количество электрической энергии в автоматическом режиме. Следует также отметить, что солнечные батареи вырабатывают заявленное количество электрической энергии только в том случае, если они находятся в чистом состоянии. Например, в зимнее время солнечная батарея может быть покрыта снегом или слоем льда, что приведет к тому, что солнечная батарея вырабатывать электроэнергию практически не будет. Возможно также загрязнение поверхности солнечной батареи пылью или опавшей с располагающихся в непосредственной близости деревьев листвой. Следовательно, необходимо предусмотреть возможность периодической очистки солнечной батареи от загрязнений или снежного и ледяного покрытия. Для очистки солнечных батарей можно использовать воду. Например, установить в верхней части каждой из панелей трубу с отверстиями, через которые будет выливаться вода. Данный трубопровод соединить с трубопроводом дома. В зимнее время для очистки поверхности батареи ото льда и снежного покрытия можно подавать в данную систему теплую воду. Кроме того, элементы автоматизированной системы солнечной мини электростанции требуют постоянного осмотра и контроля над режимом их работы. Использование солнечной энергии в южных регионах Актуально ли все-таки использовать солнечные батареи в качестве альтернативного источника электрической энергии в быту? В данном случае все зависит от целей, которые вы преследуете. Если речь идет о финансовом вопросе, а именно возможности сэкономить денежные средства на электроэнергии, то установка солнечной батареи не актуальна. Это обусловлено, высокой стоимость солнечной батареи и всех необходимых элементов для ее функционирования. В лучшем случае, солнечная мини электростанция окупится за 4-6, а то и более лет. Если же финансовый вопрос находится на втором плане, а на первый план стает вопрос об обеспечении бесперебойного электроснабжения частного дома, то установка солнечной батареи актуальна. Установив свою солнечную мини электростанцию, вы будете полностью (или частично) независимы от энергоснабжающих компаний. Это особенно актуально в случае некачественного электроснабжения, когда часто происходит обестачивание дома по причине технических неисправностей в электрических сетях вашего района (населенного пункта). Конечно, сравнительно небольшая мощность солнечных батарей и зависимость их от уровня освещенности не позволяет полностью отказаться от услуг энергоснабжающих компаний, но в случае отключения электричества по той или иной причине, вы сможете хоть не в полной мере, но пользоваться благами электричества. Даже при наличии солнечной батареи мощностью 3 кВт*ч/сутки, вы сможете смотреть телевизор, пользоваться компьютером, зарядить телефон, включить лампы, электрическую печь на минимальную мощность и т.д.

Альтернативная электроэнергия для односемейных домов | Руководства по дому

Самый эффективный и наименее затратный метод электроснабжения большинства домов на одну семью — это подключить дом к электросети, питающей район или район. Однако некоторые дома расположены в удаленных районах, недоступных для национальной электросети, и в этих районах могут быть частые отключения электроэнергии. Некоторые домовладельцы предпочитают снабжать свои дома электричеством, полностью или частично произведенным из возобновляемых источников.Доступны альтернативные источники электроэнергии. Что выбрать, зависит от вашей ситуации, бюджета и потребностей.

Требования к электрооборудованию

Проведите аудит электроэнергии в вашем доме, чтобы определить количество электроэнергии, которая вам понадобится. Обладая этой информацией, вы можете приобрести или спроектировать систему, способную удовлетворить ваши потребности и ожидания. Если вы планируете полностью отключиться от сети, самым важным требованием будет определение пиковой нагрузки, чтобы вы могли одновременно удовлетворить все свои потребности в электричестве.Если вы планируете резервную систему или систему, которая будет удовлетворять только часть электрических требований вашего дома, вам все равно потребуется аудит, чтобы спланировать систему, которая будет соответствовать вашим минимальным потребностям.

Ветер

Энергия ветра, в которой ветряная мельница или турбина преобразует энергию ветра в электричество, в настоящее время является одним из старейших и наименее дорогих альтернативных источников электроэнергии. Чтобы компенсировать периоды слабого или тихого ветра, большинство систем для односемейных домов вырабатывают электричество для зарядки аккумуляторов.Аккумуляторная батарея заряжает дом электричеством. Хорошо спроектированная система будет иметь достаточную емкость батареи, чтобы преодолеть периоды, когда их подзаряжает слабый или нулевой ветер. При определении того, является ли ветер приемлемым альтернативным источником энергии для вашего дома, необходимо учитывать региональные погодные условия и местную топографию. В некоторых районах страны, естественно, более ветрено, чем в других. Некоторые жилые дома, например, расположенные в глубоких долинах, не будут иметь почти такого количества ветра, как соседние дома, расположенные на вершине холма.

Солнечная энергия

Солнечная энергия в настоящее время является наиболее популярным источником альтернативной электроэнергии. Большинство домовладельцев используют сетевые системы для обеспечения некоторых или всех потребностей в электроэнергии для своего дома в яркие солнечные дни, а затем полагаются на электричество из сети ночью или в пасмурные дни. Системы, предназначенные для использования в качестве единственного источника электроэнергии для перезаряжаемых батарей в домашних условиях, обеспечивающие питание после наступления темноты или в пасмурные дни. Размер системы, необходимой для вашего дома, будет определяться как вашими потребностями в электричестве, так и количеством солнечного света, которое обычно бывает в вашем регионе.Связанные с сеткой системы часто имеют площадь менее 100 квадратных футов. Автономная система, способная питать дом среднего размера с обычными потребностями в электричестве в большинстве районов страны, уместится на крыше дома.

MicroCHP

Комбинированная теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — это система, часто используемая в тяжелой промышленности. Вместо отвода избыточного тепла от угля, газа или других видов топлива, используемых в производственном процессе, тепло используется для производства электроэнергии. Теперь доступны блоки MicroCHP, сочетающие в себе отопление дома, нагрев воды и выработку электроэнергии.Эти агрегаты, которые в настоящее время работают на природном газе или сжиженном пропане, становятся более эффективными и вскоре могут стать излюбленной альтернативой для домовладельцев, желающих сократить свои счета за электроэнергию.

Двигатель внутреннего сгорания

В большинстве случаев генераторы с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине, природном газе, жидком пропане или дизельном топливе, являются наименее дорогостоящим альтернативным источником электроэнергии для покупки и установки, но они являются наиболее дорогостоящими в эксплуатации . Это делает их очень популярными в качестве аварийных резервных устройств в районах, где происходят частые отключения электроэнергии, но менее популярны для использования в качестве основного источника электроэнергии в доме.

Источники

Ресурсы

Биография писателя

Майк Шунвельд пишет с 1989 года и имеет журналы, в том числе «Outdoor Life», «Fur-Fish-Game», «The Rotarian» и многочисленные региональные публикации. Шунвельд получил лицензию капитана береговой охраны. Он имеет степень бакалавра наук о дикой природе Университета Пердью.

14 альтернативных источников энергии, которые могут иметь значение

Альтернативные источники энергии растут

В энергетическом секторе ископаемых видов топлива источников были основным источником энергии из-за их относительно низкой цены.Однако наша потребность в энергии прогнозируется, что вырастет на в будущем, и мы больше не можем полагаться на конечных и , загрязняющих источников энергии. За последнее десятилетие мы увидели положительных сдвигов и в сторону расширения наших мощностей по возобновляемым источникам энергии как на местном, так и на глобальном уровне.

Солнечные панели, ветряные турбины , установленные на суше и на море, и гидроэлектростанции — вот некоторые из альтернативных энергетических технологий , которые будут обеспечивать наши будущие потребности в энергии .Наша зависимость от природного газа и нефти является самой большой причиной экологического ущерба, и в энергетическом секторе только несет ответственность за 1,7% увеличение количества углекислого газа в нашей атмосфере. Таким образом, альтернативные источники энергии будут в центре внимания для предотвращения дальнейшего воздействия изменения климата на нашу планету.

Согласно ежегодной статистике IRENA по возобновляемым мощностям за 2019 год, глобальные возобновляемых генерирующих мощностей достигли 2351 ГВт и .Из трех альтернативных источников энергии с наибольшим процентом:

1. Гидроэнергетика составляет 1172 ГВт, , что составляет около половины от общей суммы.
2. Береговая и морская ветровая энергия занимает второе место с мощностью 564 ГВт.
3. Мощность солнечной энергии немного меньше — 480 ГВт, разделенных между солнечной фотоэлектрической и солнечной тепловой энергией.

Альтернативная энергия источников прогнозируется до расширение в каждом секторе к 2023 .Электроэнергетический сектор имеет самую большую долю 30% , и на пути декарбонизации электрификация станет основным энергоносителем , большая часть которого будет вырабатываться за счет возобновляемых источников энергии.

Отопление занимает второе место с 12%, а сектор транспорта идет последним с лишь 3,8% альтернативных источников энергии, нуждающихся в улучшении.

В приведенной ниже инфографике GreenMatch выделяет текущий и будущий объем альтернативных источников энергии, а также дает обзор инвестиций и будущих прогнозов на нашем пути к устойчивому будущему.

Если вы хотите использовать эту инфографику на своем веб-сайте, используйте код для встраивания ниже:

Получить код для встраивания

Инвестиции в 2019 году замедляются?

В соответствии с планом реализации, установленным Парижским соглашением , совокупные инвестиции в зеленую энергию должны составить долларов США, 110 трлн ., или около 2% (среднего) годового валового внутреннего продукта за этот период.

Тяга к альтернативным источникам энергии снизила затраты, особенно на солнечную энергию.Согласно отчету REN21 о статусе возобновляемых источников энергии за 2019 год, глобальные инвестиции в новые мощности достигли 288,9 млрд долларов США. , без учета гидроэнергетики свыше 50 МВт.

Китайское правительство прекратило свои схемы субсидирования , потому что солнечная энергия теперь считается доступной по цене и ведет к отсутствию развертывания солнечной энергии в Китае. В результате цифры показывают на 11% меньше инвестиций по сравнению с 2017 годом.

Аналогичным образом, в апреле 2019 года схема льготных тарифов в Великобритании прекратила действие для новых заявителей, желающих использовать альтернативную энергию.

Инвестиции Прогноз предусматривает стабилизацию и рост инвестиций для следующего обзора. До сих пор Китай является крупнейшим инвестором по странам. Снижение расходов на солнечную энергию . из-за субсидии существенно повлияли на общее количество, демонстрируя явное доминирование на рынке возобновляемых источников энергии.

Объем будущих альтернативных источников энергии

Более широкое внедрение альтернативных источников энергии зависит от еще более эффективных возобновляемых технологий и реструктуризации электроэнергетической отрасли.С использованием возобновляемых источников энергии производство чистой энергии возможно на бытовом уровне с такими технологиями, как солнечные панели , , тепловые насосы и котлы на биомассе.

Чтобы в полной мере использовать энергию, которая в основном зависит от погоды или , зависящей от времени , нам еще предстоит придумать лучшие решения для хранения энергии .

Землепользование и рост населения

При росте численности населения заявленных 9,7 млрд.к 2050 г. и г. более широкое использование крупных солнечных ферм может быть не лучшим решением, поскольку они занимают много земли. Сведение к минимуму площади, занимаемой землей, имеет решающее значение, или разрабатывает более более эффективных технологий, таких как преобразователи энергии ветра .

Ветровая энергия в настоящее время является одним из наиболее важных альтернативных источников энергии в Великобритании и обеспечивает примерно 4 млн. дома. Оффшор Ветер все еще недостаточно развит. из-за дорогостоящего обслуживания и расположения в глубоких водах, но в будущем мы сможем более эффективно вырабатывать энергию из океанов и глубинных вод .

Недостатки в конструкции современных ветряных турбин ограничивают потенциал использования энергии ветра, неспособного преодолевать ветры на больших высотах. Будущая бортовая технология может проложить путь с гораздо более многообещающим радиусом действия от до 500 м , где ветры на сильнее .

Один из наиболее дорогостоящих проектов на ранней стадии включает получение солнечной энергии из помещения . Прототип состоит из оптических отражателей, фотоэлементов, преобразующих солнечный свет в энергию, и схемы, преобразующей электричество в радиочастоты.Затем интегрированная антенна будет передавать энергию обратно на Землю.

В будущем этот инновационный альтернативный источник энергии сможет удовлетворить потребности в энергии нашего растущего населения без ограничений, используя постоянный солнечный свет из космоса.

Хранение зеленой энергии

Эффективный аккумулятор жизненно важен для более широкого внедрения альтернативных источников энергии. Солнечная фотоэлектрическая энергия зависит от прямого солнечного воздействия, а это означает, что значительная часть энергии идет неиспользованной или тратится впустую из-за отсутствия встроенных солнечных аккумуляторных батарей.

В будущем водород станет движущим источником энергии. В настоящее время большая часть производится из ископаемого топлива. Однако излишков альтернативной энергии также используется для производства газообразного водорода. Применения универсальны — газообразный водород можно подавать в сеть природного газа или с помощью топливных элементов для обратного преобразования в электричество. Водород можно было бы широко использовать в транспортном секторе, когда мы сможем предложить менее дорогостоящих решений для более широкого внедрения таких альтернативных источников энергии.

Водород имеет наивысшую плотность из всех видов топлива, что делает его более подходящим для распределения и хранения. Его стабильный химический состав также означает, что может удерживать энергию на лучше, чем любая другая среда.

В будущем создание инфраструктуры снабжения и хранения позволит более эффективно использовать водорода. В планы на будущее по водороду входит строительство подземной системы хранения , где излишки энергии ветра, например, могут быть преобразованы в водород посредством электролиза .

Альтернативная энергетика и инфраструктура

Наша текущая глобальная инфраструктура адаптирована только для ископаемого топлива. Строительство нового займет годы и огромных ресурсов . В последние годы автономных технологий , основанных на альтернативной энергии, смогли обеспечить питание удаленных пунктов в виде мини- или локальных сетей.

Полная децентрализация сети предоставит клиентам возможность продавать электроэнергию обратно в сеть, а получит контроль над необходимой и потребляемой энергией .Однако Великобритания далека от полной децентрализации из-за масштабов необходимых преобразований.

Ряд из предприятий , однако, можно считать пионерами в автономной реструктуризации в Великобритании, например, UPS и некоторые из гигантов розничной торговли и супермаркетов .

Расширение масштабов альтернативной энергетики откроет еще рабочих мест в секторе устойчивой энергетики. Рост и внедрение во всех секторах потребуют лет планирования и значительных инвестиций .

Чтобы гарантировать будущее без дальнейших выбросов парниковых газов, мы можем начать с введения более запретов, , на будущие проекты по ископаемому топливу и более строгие цели по выбросам .

Альтернативные источники энергии для дома | Руководства по дому

Энергия, которую вы используете дома, оказывает влияние на окружающую среду: многие источники энергии вырабатываются за счет сжигания ископаемого топлива. Используя альтернативные источники энергии, вы можете уменьшить свое воздействие на окружающую среду и сэкономить значительную сумму денег на коммунальных расходах.

Солнечная энергия

Если в вашем районе много прямого солнечного света, например в юго-западной части США, солнечная система может обеспечить ваш дом электричеством и отоплением. Солнечные панели можно установить на крыше или на земле. Вы можете спроектировать конфигурацию солнечной панели для удовлетворения конкретных потребностей вашего дома в энергии. Если ваша энергетическая компания позволяет это, вы можете подключить систему к сети и продавать излишки энергии компании. (См. Ссылки 3)

Wind

С помощью персональной ветряной турбины вы можете использовать энергию ветра рядом с вашим домом для выработки электроэнергии.Согласно веб-сайту Energy Savers Министерства энергетики США, небольшая ветровая электрическая система может сократить ваши счета за электроэнергию на целых 90 процентов. Ветер особенно эффективен в качестве источника энергии, если вы живете в отдаленном районе вдали от линий электропередач, но ветроэнергетическая система эффективна везде, где у вас есть хотя бы один акр земли. Проверьте свои местные правила зонирования на предмет любых проблем с установкой личной турбины и заручитесь помощью профессионала, чтобы определить, достаточно ли у вас ветра, чтобы сделать это возможным.(См. Ссылки 5)

Green Power

Если вы хотите использовать энергию, более экологически чистую, чем стандартная электроэнергия, которую вы получаете от своей энергетической компании, приобретайте зеленую энергию, которая генерируется более устойчивыми и экологически безопасными методами. По данным Агентства по охране окружающей среды США, покупка зеленой энергии может снизить выбросы углекислого газа и уменьшить загрязнение воздуха. В зависимости от вашего местоположения вы можете приобретать у своей энергетической компании экологически чистую энергию, например энергию, вырабатываемую ветряными турбинами или электростанциями, работающими на биотопливе.Зеленая энергия — полезная альтернатива для людей, которые не хотят устанавливать альтернативные энергетические системы на своей собственности. (См. Ссылки 1)

Отопление на древесине и пеллетах

Для отопления может потребоваться много энергии, если вы живете в холодном климате. Вместо того, чтобы полагаться на газ или электричество для обогрева вашего дома, обратите внимание на дровяное и пеллетное отопление. Древесина особенно полезна, если вы живете в районе, требующем выборочной вырубки для поддержания оптимального роста леса. Пеллеты, которые производятся из уплотненных органических отходов, таких как опилки, удобны и экологически безопасны.Чтобы сделать отопление на дровах или пеллетах более эффективным, Energy Savers рекомендует приобрести печь или камин, сертифицированные Energy Star. (См. Ссылки 4)

Ссылки

Биография писателя

Элизабет Смит занимается научным и техническим писательством с 2004 года. Ее работы публиковались во многих журналах, газетах и ​​корпоративных публикациях. Часто путешествуя, она также писала статьи как писатель-путешественник. Смит имеет степень бакалавра искусств в области коммуникаций и письма в Университете штата Мичиган.

11 Альтернативные источники энергии (с примерами)

Потенциальные проблемы, связанные с использованием ископаемого топлива, особенно с точки зрения изменения климата, были рассмотрены раньше, чем вы думаете. Шведский ученый Сванте Аррениус еще в 1896 году первым заявил, что использование ископаемого топлива может способствовать глобальному потеплению. . Сегодня наблюдается общий сдвиг в сторону экологической осведомленности, и источники нашей энергии становятся предметом более пристального изучения.

Это привело к увеличению количества альтернативных источников энергии. Хотя жизнеспособность каждого из них можно оспорить, все они вносят положительный вклад по сравнению с ископаемым топливом.

Меньшие выбросы, более низкие цены на топливо и уменьшение загрязнения — все это преимущества, которые часто может обеспечить использование альтернативных видов топлива.

Здесь мы исследуем одиннадцать наиболее известных источников альтернативного топлива и смотрим на преимущества, которые они предлагают, и потенциал для увеличения потребления в ближайшие годы.

Вот несколько примеров альтернативных источников энергии и их значение.

1. Водородный газ

В отличие от других форм природного газа, водород является полностью экологически чистым топливом. После производства водородные газовые ячейки при использовании выделяют только водяной пар и теплый воздух.

Основная проблема этой формы альтернативной энергии заключается в том, что она в основном происходит за счет использования природного газа и ископаемого топлива. Таким образом, можно утверждать, что выбросы, создаваемые для его извлечения, противодействуют выгодам от его использования.

Процесс электролиза, который необходим для расщепления воды на водород и кислород, делает эту проблему менее важной. Однако электролиз по-прежнему уступает ранее упомянутым методам получения водорода, хотя исследования продолжают делать его более эффективным и экономичным.

2. Приливная энергия

Хотя приливная энергия использует энергию воды для выработки энергии, как и в случае с гидроэлектрическими методами, ее применение во многих случаях имеет больше общего с ветряными турбинами.

Хотя это довольно новая технология, ее потенциал огромен. Согласно отчету, подготовленному в Соединенном Королевстве, приливная энергия может удовлетворить до 20% текущих потребностей Великобритании в электроэнергии.

Наиболее распространенной формой генерации приливной энергии является использование генераторов приливных потоков. Они используют кинетическую энергию океана для питания турбин, не производя отходов ископаемого топлива и не будучи столь же восприимчивыми к элементам, как другие формы альтернативной энергии.

3.Энергия биомассы

Энергия биомассы бывает разных форм. Сжигание древесины использовалось в течение тысяч лет для создания тепла, но в результате недавних достижений также были обнаружены отходы, например, на свалках, и спиртосодержащие продукты, используемые для аналогичных целей.

Если говорить о сжигании дров, выделяемое тепло может быть эквивалентно теплу системы центрального отопления. Кроме того, связанные с этим затраты, как правило, ниже, а количество углерода, выделяемого этим видом топлива, оказывается ниже количества, выделяемого ископаемым топливом.

Однако есть ряд проблем, которые необходимо учитывать при использовании этих систем, особенно если они установлены дома. Важным фактором может быть техническое обслуживание, к тому же вам может потребоваться разрешение местных властей на его установку.

4. Энергия ветра

Эта форма производства энергии становится все более популярной в последние годы. Он предлагает те же преимущества, что и многие другие альтернативные источники топлива, поскольку в нем используется возобновляемый источник и не образуются отходы.

Текущие ветроэнергетические установки приводят в действие примерно двадцать миллионов домов в Соединенных Штатах в год, и это число растет. В большинстве штатов страны в настоящее время в той или иной форме созданы ветроэнергетические установки, и инвестиции в эту технологию продолжают расти.

К сожалению, эта форма производства энергии также сопряжена с проблемами. Ветровые турбины ограничивают обзор и могут быть опасны для некоторых видов диких животных.

5. Геотермальная энергия

По сути, геотермальная энергия — это извлечение энергии из земли вокруг нас.Он становится все более популярным, и в 2015 году в этом секторе в целом наблюдался пятипроцентный рост.

В настоящее время по оценке Всемирного банка, около сорока стран могут удовлетворить большую часть своих потребностей в электроэнергии с помощью геотермальной энергии.

Этот источник энергии обладает огромным потенциалом, но мало что делает, чтобы разрушить землю. Однако высокие первоначальные затраты на создание геотермальных электростанций привели к более медленному внедрению, чем можно было ожидать от столь многообещающего источника топлива.

6. Природный газ

Источники природного газа использовались в течение нескольких десятилетий, но благодаря развитию технологий сжатия он становится более жизнеспособным альтернативным источником энергии. В частности, он используется в автомобилях для снижения выбросов углерода.

Спрос на этот источник энергии растет. В 2016 году 48 нижних штатов США достигли рекордных уровней спроса и потребления.

Несмотря на это, с природным газом все же есть проблемы.Потенциал загрязнения выше, чем при использовании других альтернативных источников топлива, и природный газ по-прежнему выделяет парниковые газы, даже если их количество меньше, чем при использовании ископаемого топлива.

7. Биотопливо

В отличие от источников энергии биомассы, биотопливо использует животный и растительный мир для производства энергии. По сути, это топливо, которое можно получить из какой-либо формы органического вещества.

Их можно возобновлять в тех случаях, когда используются растения, так как их можно отращивать ежегодно.Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может способствовать увеличению выбросов, даже если самого биотоплива нет.

Биотопливо находит все большее применение, особенно в Соединенных Штатах. На их долю приходилось примерно семь процентов потребления топлива на транспорте по состоянию на 2012 год.

8. Волновая энергия

Вода снова доказывает, что вносит ценный вклад в альтернативные источники энергии с преобразователями энергии волн. Они имеют преимущество перед источниками энергии приливов, поскольку их можно размещать в океане в различных ситуациях и местах.

Как и в случае с приливной энергией, преимущества заключаются в отсутствии отходов. Кроме того, он более надежен, чем многие другие виды альтернативной энергии, и при правильном использовании имеет огромный потенциал.

Опять же, стоимость таких систем является основным фактором, способствующим замедлению их внедрения. У нас также пока недостаточно данных, чтобы выяснить, как преобразователи волновой энергии влияют на природные экосистемы.

9. Гидроэнергетика

Гидроэлектрические методы фактически являются одними из самых первых способов получения энергии, хотя их использование начало сокращаться с ростом использования ископаемых видов топлива.Несмотря на это, они по-прежнему составляют примерно семь процентов энергии, производимой в Соединенных Штатах.

Гидроэнергетика имеет ряд преимуществ. Это не только чистый источник энергии, что означает, что он не создает загрязнений и множества проблем, которые из-за этого возникают, но и является возобновляемым источником энергии.

Еще лучше, он также предлагает ряд вторичных преимуществ, которые не сразу очевидны. Плотины, используемые для производства гидроэлектроэнергии, также способствуют борьбе с наводнениями и ирригационным технологиям.

10. Ядерная энергия

Атомная энергия — одна из самых распространенных форм альтернативной энергии. Это создает ряд прямых выгод с точки зрения выбросов и эффективности, а также способствует росту экономики за счет создания рабочих мест при создании и эксплуатации заводов.

Тринадцать стран полагались на ядерную энергию для производства не менее четверти своей электроэнергии по состоянию на 2015 год, и в настоящее время в мире насчитывается 450 действующих станций.

Недостаток в том, что когда что-то идет не так с атомной электростанцией, существует вероятность катастрофы.Ситуация в Чернобыле и Фукусиме — тому пример.

11. Солнечная энергия

Когда большинство людей думают об альтернативных источниках энергии, они обычно используют солнечную энергию в качестве примера. С годами эта технология претерпела огромные изменения и теперь используется для крупномасштабного производства энергии и выработки электроэнергии для отдельных домов.

Ряд стран выступили с инициативами по развитию солнечной энергетики. Один из примеров — «Льготный тариф» Соединенного Королевства, а также «Налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию» в Соединенных Штатах.

Этот источник энергии является полностью возобновляемым, и затраты на установку перевешиваются деньгами, сэкономленными на счетах за электроэнергию от традиционных поставщиков. Тем не менее солнечные элементы склонны к износу в течение длительного периода времени и не так эффективны в неидеальных погодных условиях.

Заключение

По мере того, как проблемы, возникающие в результате использования традиционных ископаемых видов топлива, становятся все более заметными, альтернативные источники топлива, подобные упомянутым здесь, вероятно, будут приобретать еще большее значение.

Их преимущества устраняют многие проблемы, вызванные использованием ископаемого топлива, особенно когда речь идет о выбросах. Однако развитие некоторых из этих технологий замедлилось из-за количества инвестиций, необходимых для их жизнеспособности.

Объединив их все, мы сможем положительно повлиять на такие проблемы, как изменение климата, загрязнение и многие другие.

Пожалуйста, внесите свой вклад в обсуждение ниже и поделитесь с нами своими мыслями об альтернативных источниках энергии в разделе комментариев или поделившись этой статьей в социальных сетях.

Resources

7 способов снабдить ваш дом возобновляемой энергией — Key Life Homes

Если вы не очень богаты, вы, вероятно, всегда ищете способы сэкономить пару долларов. Один из лучших способов сократить ежемесячные счета — это инвестировать в возобновляемые источники энергии. Не от силовой установки, а всего того, что можно напугать самому.

Использование возобновляемых источников энергии для питания вашего дома может снизить или полностью исключить ваши счета за коммунальные услуги, а налоговые льготы для установки возобновляемых источников энергии могут сделать их еще более рентабельными.Вот семь различных способов снабдить ваш дом возобновляемой энергией.

Крышные солнечные панели
Это, вероятно, самый распространенный и очевидный метод, если вы изучаете возобновляемые источники энергии. Солнечные панели обычно устанавливаются на вашей крыше, хотя вы также можете установить их у себя во дворе. В зависимости от вашей широты и ориентации панелей вы можете генерировать 10 или более ватт на квадратный фут. Типичный дом потребляет не менее киловатта энергии, поэтому нескольких квадратных футов солнечных панелей должно хватить для обеспечения большей части или всех ваших потребностей.

Если срок службы вашей нынешней крыши подходит к концу, вы также можете подумать об инвестициях в солнечную черепицу. В то время как стандартные солнечные панели на крыше устанавливаются поверх вашей нынешней крыши, солнечная черепица фактически заменяет вашу черепицу. SolarCity Илона Маска недавно объявила о плане начать производство солнечной черепицы, и другие компании, такие как SunTegra, производят ее в течение многих лет.

Конечно, одна большая слабость солнечной энергии в том, что она работает только тогда, когда солнце встало.Если вы хотите запитать свой дом, когда солнце садится, вам нужно будет заплатить за электроэнергию в сети или инвестировать в второй тип возобновляемой энергии.

Ветряные турбины
Ветровые турбины чаще всего используются на ветряных фермах или плавучих морских объектах, но если у вас достаточно недвижимости, вы можете установить небольшую ветряную турбину на своей территории, чтобы обеспечить электроэнергией свой дом.
У ветряных турбин есть несколько недостатков, которые делают их менее популярными в жилых районах. Они могут быть уродливыми и наделать много шума.Они занимают место, и в зависимости от того, где вы живете, местные законы и правила зонирования могут прямо запретить это.

Но если эти недостатки вас не касаются или не беспокоят, энергия ветра может оказаться большим преимуществом. Ветроэнергетика более стабильна, чем солнечная, и ветряная турбина хорошего размера может легко вырабатывать большую часть или все ваши потребности в электроэнергии. В зависимости от вашего региона ветер может быть лучшим вложением в возобновляемые источники энергии, чем солнечная.

Солнечная печь
Возможно, вы не готовы обеспечить весь свой дом возобновляемыми источниками энергии.Это большой проект, и, возможно, он просто невыполним по разным причинам. Вы по-прежнему можете обеспечить часть своего дома возобновляемой энергией, построив солнечную печь.

Солнечные печи обычно представляют собой научный проект, но на самом деле печи потребляют довольно много электроэнергии. Использование солнца для пассивного нагрева пищи — хороший способ начать работу в мире возобновляемых источников энергии. Солнечные печи работают, улавливая солнечный свет для нагрева пищи. Вы можете купить духовку на солнечной батарее или построить свою собственную из нескольких распространенных материалов.

Духовки на солнечных батареях

имеют ряд преимуществ: они бесплатно нагревают пищу и работают даже при отключении электричества или в аварийной ситуации. Вам никогда не придется перекусить из-за недостатка энергии.

Hydro Power
Это не сработает для большинства людей, но если на вашем участке есть проточная вода, вам повезло. Вы можете направить поток или реку частично или полностью, чтобы они протекали через турбину и приводили в действие ваш дом.

Есть несколько способов сделать это, но в самом простом случае вы захотите найти наибольшее расстояние по вертикали, которое будет преодолевать вода, и отвести эту воду, чтобы она проходила через турбину контролируемым образом.В зависимости от количества воды и расстояния по вертикали вы можете таким образом производить значительную мощность. Установить гидроэлектростанцию ​​непросто, и вам может потребоваться профессиональная установка. Однако, если у вас есть некоторые инженерные знания, вы даже можете построить его самостоятельно с нуля.

И преимущества гидроэнергетики огромны. В отличие от солнечной и ветровой, гидроэнергетика стабильна и непрерывна, а это означает, что вы всегда будете получать одинаковую мощность, несмотря ни на что. Вам никогда не придется беспокоиться о том, что ваш генератор не сможет питать ваш дом.Это может стоить небольшого инженерного проекта.

Солнечное водонагревание
Солнечная энергия нужна не только для производства электроэнергии. Вы также можете использовать энергию солнца для обогрева дома.

Солнечные водонагреватели используют солнце для нагрева запаса воды, которую затем можно перекачивать через радиаторы, из смесителей или насадок для душа. Эта система намного дешевле, чем использование газа или электричества для нагрева воды, и ее проще установить, чем солнечные панели.Если вы не хотите полностью использовать возобновляемые источники энергии для всего дома, хорошей альтернативой может стать солнечное нагревание воды.

Существует множество различных типов солнечных водонагревателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, поэтому обязательно выберите тот тип системы, который лучше всего подходит для вас.

Солнечная система кондиционирования воздуха
Может показаться странным использование солнечного тепла для охлаждения вашего дома, но это именно то, что делает солнечная система кондиционирования воздуха.Солнечное кондиционирование воздуха использует те же принципы, что и солнечный водонагреватель, но использует эту горячую воду в системе кондиционирования воздуха.

Кондиционер потребляет больше электроэнергии, чем что-либо еще в вашем доме. Кондиционер может стоить вам значительных денег каждый год, особенно если у вас есть система кондиционирования и вы живете в жарком климате. Использование горячей воды для охлаждения дома может сэкономить деньги и помочь окружающей среде.
В качестве бонуса горячая вода, производимая для кондиционирования воздуха, также может использоваться для других целей в вашем доме.В зависимости от вашей установки вы также можете получить преимущества солнечного нагрева воды с дополнительным кондиционированием воздуха.

Tesla Powerwall
Технически Powerwall (или другая подобная большая аккумуляторная батарея) не является возобновляемой энергией, но она хорошо работает с любым домашним генератором возобновляемых источников и может даже сэкономить ваши деньги без какой-либо другой возобновляемой системы.

Powerwall — это большая аккумуляторная батарея, способная хранить несколько киловатт-часов электроэнергии. Сам по себе он может быть запрограммирован на подзарядку от сети при низких ценах на электроэнергию и разрядку при высоких ценах, чтобы сэкономить ваши деньги в часы пик.

Однако Powerwall лучше всего использовать в сочетании с источником возобновляемой энергии, например, солнечной или ветровой. Powerwall может накапливать избыточную электроэнергию, которую вы не используете сразу, поэтому вы всегда можете использовать возобновляемую солнечную или ветровую энергию, даже когда солнце садится или не дует ветер.

Powerwall может сгладить колебания в производстве возобновляемой энергии, устраняя один из основных недостатков возобновляемой энергии. Кроме того, благодаря предстоящему законодательству вы можете получить налоговую скидку за подключение Powerwall к сети.

Статья предоставлена ​​компанией Popular Mechanics

Электроэнергетика будущего: пять менее известных альтернативных источников энергии | Энергия выбора

Солнце и ветер — два важных и хорошо известных источника возобновляемой энергии. Но список перспективных и широко используемых альтернативных источников энергии постоянно растет. Прокрутите, чтобы увидеть, как растет число вариантов экологически чистой энергии, которые могут обеспечить нашу жизнь.

Сила океана

Ритмичные и мощные движения океанского течения и волн могут приводить в движение электрические генераторы, чтобы производить устойчивый поток и огромное количество энергии, которая затем будет транспортироваться на сушу по кабелям.Они представляют соблазнительное обещание чистой энергии.

Но разработка оборудования, которое будет эффективно улавливать эту механическую энергию и выдерживать коррозию соленой воды и других природных элементов в океане, оказалась чрезвычайно сложной задачей. В стране нет коммерческих океанских электростанций, хотя ряд исследовательских и пилотных проектов был осуществлен в Калифорнии, Орегоне, Гавайях и Нью-Джерси. Эти проекты тестируют конструкции оборудования, которое напоминает все, от гигантских медуз до змеи, чтобы увидеть, насколько хорошо они работают в суровых условиях и могут ли они эффективно производить достаточно энергии, чтобы оправдать огромные затраты на их установку и эксплуатацию.

Биомасса Электроэнергия, производимая растениями или побочными продуктами животного происхождения, называется энергией биомассы. Фотография: Монти Ракузен / Getty Images

Электроэнергия, производимая растениями или побочными продуктами животного происхождения, называется энергией биомассы. Электростанции, работающие на биомассе, обычно напрямую сжигают сырье, такое как древесная щепа, сельскохозяйственные отходы, некоторые виды мусора или навоз, для производства электроэнергии. Или они могут преобразовать материалы в горючие газы, а затем сжечь их для выработки энергии. На энергию биомассы приходится 12% производства возобновляемой энергии в стране.Биомасса используется во всем мире для производства электроэнергии. Швеция, например, использует биомассу для производства 30% энергии, большая часть которой идет на отопление домов и предприятий, а также на работу заводов.

Топливные элементы Когда топливо, богатое водородом, такое как природный газ или биогаз, проходит через топливный элемент и вступает в реакцию с кислородом, оно производит электричество. Фотография: Памела Мур / Getty Images

Топливные элементы вырабатывают энергию в результате химических реакций, в которых водород соединяется с кислородом.Когда топливо, богатое водородом, такое как природный газ или биогаз, проходит через топливный элемент и вступает в реакцию с кислородом, он производит электричество, тепло и воду. Топливные элементы, которые выбрасывают около половины выбросов электростанции, работающей на ископаемом топливе, не достаточно дешевы, чтобы стать основным источником энергии, но они используются все большим числом компаний для обеспечения резервного питания, а также для снижения выбросов углерода. следы. Топливные элементы также проникают в автомобильный мир, создавая автомобили с нулевым уровнем выбросов.

Геотермальная энергия Люди использовали силу перегретого пара под поверхностью Земли более 10 000 лет, но первый геотермальный генератор энергии был построен только в 1904 году в Италии.Фотография: Peerakit JIrachetthakun / Getty Images

Люди использовали силу сверхгорячих паров под поверхностью Земли более 10 000 лет, но первый геотермальный генератор энергии был построен только в 1904 году в Италии. Первая геотермальная электростанция в Соединенных Штатах была запущена в 1921 году для работы на курорте с горячими источниками в Гейзерах в северной Калифорнии. Гейзеры, занимающие 7 769 гектаров [19 197 акров], являются крупнейшим геотермальным полем в мире и домом для почти десятка электростанций.Геотермальная энергия составляет 3% от производства возобновляемой энергии в стране.

Гидроэнергетика Гидроэнергетика является одним из старейших источников электроэнергии в истории человечества и используется каждым штатом страны. Фотография: Крейг Козарт / Getty Images

Гидроэнергетика — один из старейших источников электроэнергии в истории человечества, который используется каждым штатом страны. Первая в мире коммерческая гидроэлектростанция была введена в эксплуатацию на реке Фокс в Аплтоне, штат Висконсин, в 1882 году.Гидроэнергетика также является крупнейшим источником возобновляемой энергии, на которую в 2014 году приходилось чуть более 6% производства электроэнергии в США и 92% производства возобновляемой энергии. В штате Вашингтон, в частности, более 70% вырабатываемой электроэнергии зависит от гидроэнергетики.

Содержимое этой страницы предоставлено вам компанией NRG Energy.

Производство электроэнергии вне сети: 4 лучших способа

Итак, вы подумали, подходит ли вам жизнь вне сети; вы знаете, что это означает, что вам больше не нужно платить за коммунальные услуги и вырабатывать всю собственную энергию, но что в этом замешано? Это не так просто, как поставить несколько солнечных батарей на крышу и назвать это хорошим; Когда дело доходит до выработки электроэнергии вне сети, существует несколько методов, которые можно комбинировать для выработки всей энергии, необходимой для комфортной жизни вне сети.

Подключите к автономной сети с помощью солнечной энергии

Когда речь заходит о внесетевой энергии, большинству из нас приходит на ум солнечная энергия. Вариант с питанием от солнца, который включает в себя фотоэлектрические солнечные панели, инвертор и батареи, может обеспечивать много электроэнергии (особенно если вы получаете много солнечной энергии в месте проживания) в течение длительного времени без каких-либо движущихся частей и небольшого обслуживания. Обратной стороной, по крайней мере, на данный момент, является стоимость: полностью питать весь дом солнечной энергией редко бывает рентабельным, даже если учесть несколько десятилетий для положительной отдачи от инвестиций.Добавьте к этому широкую вариацию солнечной экспозиции в зависимости от местоположения и тот факт, что солнечная энергия работает только тогда, когда солнце светит, и легко понять, почему солнечная энергия остается частью ответа, а не целиком.

Производство электроэнергии вне сети с помощью ветровой энергии

Если вы получите хорошие новости после того, как обратитесь в местную метеорологическую службу, чтобы узнать среднюю скорость ветра в вашем районе, производство электроэнергии с помощью ветряных турбин жилого размера — еще один вариант для получения энергии вне сети.Зная диапазон средней скорости и скорости ветра, вы можете оценить, сколько электроэнергии будет производить данная система. Имейте в виду, что скорость ветра на определенном участке может значительно отличаться от средних по региону в зависимости от местной топографии.

Когда дело доходит до выбора турбины, размер имеет значение. Согласно Руководству по ветроэнергетике США, если типичный дом потребляет в среднем 830 кВтч электроэнергии в месяц, требуется турбина, вырабатывающая от 5 до 15 кВт (с учетом средней скорости ветра).Размер ротора для турбины мощностью 10 кВт составляет около 23 футов в диаметре, и он установлен на башне, часто более 100 футов высотой. Если вы живете в городе или на небольшом участке, большой может не подойти, но у многих людей есть необходимая недвижимость для такого размера.

Как и в случае с солнечной батареей, у отключения энергии ветра от сети есть свои плюсы и минусы; Самая большая и очевидная проблема — это потребность в легком ветерке: если ветер не дует, турбина остается неподвижной и электричество не вырабатывается. Ветряные турбины также имеют движущиеся части, а это означает, что больше вещей, требующих обслуживания, могут выйти из строя.Но если у вас есть хороший постоянный сильный ветерок, дующий через задний двор, вы можете собирать его энергию на долгие годы.

Использование микрогидроэлектроэнергии для обеспечения жизнедеятельности сети

Вероятно, наименее известная из внесетевых энергетических систем, микрогидроэлектроэнергия использует источник проточной воды, например ручей, для выработки электроэнергии; он производится из энергии воды, текущей с верхнего уровня на более низкий уровень, который вращает турбину на нижнем конце системы.

По данным Energy Alternatives Ltd., производство электроэнергии на основе микрогидроэлектроэнергии может быть наиболее рентабельным из трех.«Наш опыт с микрогидросистемами показал, что гидроэнергетика будет производить от 10 до 100 раз больше энергии, чем фотоэлектрическая или ветровая, при тех же капиталовложениях». Если у вас хороший источник, он работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, обеспечивая много автономной энергии в течение длительного-длительного времени; Поскольку он производит гораздо более стабильную энергию, для хранения энергии требуется меньше батарей, потому что меньше (или ноль) времени, когда система не собирает энергию. Конечно, как и в случае с двумя другими, для этого требуются довольно специфические условия на месте; если у вас нет ручья на заднем дворе, вы не можете использовать микрогидро.

Сохранение

Если вы можете использовать то, что у вас есть, более эффективно, нет причин тратить больше, чтобы заработать больше. Хотя проектирование с целью повышения эффективности — лучший способ достичь высокого уровня энергосбережения, существует множество вариантов модернизации изоляции и повышения эффективности, которые могут помочь сократить спрос. Руководство по энергосбережению Министерства энергетики США содержит дополнительные советы по экономии денег и энергии в домашних условиях.

.

No related posts.