Energía alternativa para un hogar privado.

Es posible que los propietarios de casas privadas reduzcan significativamente las facturas de servicios públicos o no usen los servicios de proveedores de calefacción, electricidad y gas.Incluso puede proporcionar una economía considerable, y si lo desea, y vender el excedente.Esto es real y algunos ya lo han hecho.Para esto, se utilizan fuentes de energía alternativas.

Las fuentes de energía alternativas pueden satisfacer todas las necesidades

¿Dónde se puede obtener energía y en qué forma

De hecho, la energía, de una forma u otra, en la naturaleza está en casi todas partes: el sol, el viento, el agua, la tierra, en todas partes hay energía.La tarea principal es extraerlo de allí.La humanidad ha estado haciendo esto durante más de cien años y ha logrado buenos resultados.Hoy, las fuentes de energía alternativas pueden proporcionar a la casa calor, electricidad, gas y agua tibia.Además, la energía alternativa no requiere más allá de las habilidades o más allá del conocimiento.Todo lo que puede hacer por su hogar con sus propias manos.Entonces, qué se puede hacer:

• Utilice la energía solar para generar energía eléctrica o para calentar agua, para agua caliente sanitaria o calefacción a baja temperatura (paneles solares y colectores).
• Convierta la energía eólica en electricidad (generadores eólicos).
• Uso de bombas de calor para calentar la casa, eliminando el calor del aire, la tierra y el agua (bombas de calor).
• Recibir gas de los productos de desecho de animales domésticos y aves de corral (plantas de biogás).
  

  Energía alternativa: una forma de satisfacer independientemente sus propias necesidades

Todas las fuentes de energía alternativas pueden satisfacer plenamente las necesidades humanas, pero esto requiere demasiada inversión o/y áreas demasiado grandes.Por lo tanto, es más razonable hacer un sistema combinado: recibir energía de fuentes alternativas, y si hay una falta de "recuperación" de las redes centralizadas.

Uso de energía solar

Una de las fuentes de energía alternativas más poderosas para el hogar es la radiación solar.Hay dos tipos de instalaciones para convertir energía solar:

• paneles solares generan corriente eléctrica;
• los colectores solares calientan el agua.

  Es posible calentar agua o recibir corriente eléctrica de la energía solar

No debe pensar que las instalaciones funcionan solo en el sury solo en verano.Funcionan bien en invierno.En climas despejados con nevadas, la producción de energía es solo ligeramente inferior a la del verano.Si su región tiene una gran cantidad de días despejados, puede usar esta tecnología.

Paneles solares

Los paneles solares se ensamblan a partir de convertidores fotoeléctricos, que están hechos a base de minerales que emiten electrones bajo la influencia de la luz solar: generan una corriente eléctrica.Para uso privado, se utilizan fotoconvertidores de silicio.En su estructura, son monocristalinos (hechos de un cristal) y policristalinos (muchos cristales).Los monocristalinos tienen una mayor eficiencia (13-25% según la calidad) y una vida útil más larga, pero cuestan más.Los policristalinos generan menos electricidad (9-15%) y fallan más rápidamente, pero tienen un precio más bajo.

El montaje de un panel solar no es difícil.Primero debe comprar una cierta cantidad de fotocélulas de silicio (la cantidad depende de la potencia requerida).La mayoría de las veces se compran en plataformas comerciales chinas como Ali Express. Entonces el procedimiento es simple:

• Haz un marco (a partir de tablas de madera o esquinas metálicas).Establecer el sustrato en él.Transparente - vidrio, plexiglás (policarbonato monolítico) - sila batería solar colgará en la ventana y opaca (madera contrachapada, pintada de blanco), si instala la batería no estará en el techo.
• Usando conductores de aluminio, conecte los elementos en una batería (en paralelo).Los conductores pueden soldarse inmediatamente a las placas (cuestan un poco más caro) o deben comprarse por separado y luego soldarlos usted mismo.
• La batería terminada debe estar sellada.Se vierte con resina epoxi o se pega con una película especial de EVA.Al sellar, es necesario asegurarse de que no haya huecos: burbujas de aire.Reducen en gran medida el rendimiento de la batería, por lo que los sacamos con cuidado.

  Esta es una batería solar lista para usar

Algunas palabras sobre por qué el sustrato para el panel solar (batería) debe pintarse de blanco.El rango de temperatura de funcionamiento de las obleas de silicio es de -40 ° C a + 50 ° C.El trabajo a temperaturas más altas o más bajas conduce a una falla rápida de los elementos.En el techo, en verano, en un espacio cerrado, la temperatura puede ser mucho más alta + 50 ° C.Por lo tanto, se necesita un color blanco, para no sobrecalentar el silicio.

Colectores solares

Usando colectores solares, puede calentar agua o aire.A dónde dirigir el agua calentada por el sol, a los grifos para el suministro de agua caliente o al sistema de calefacción, usted elige.Solo la calefacción será a baja temperatura; para un piso cálido, lo que se requiere.Pero para que la temperatura en la casa no dependa del clima, el sistema debe ser redundante, de modo que si es necesariose conectó otra fuente de calor o la caldera cambió a otra fuente de energía.

Hay tres tipos de colectores solares: planos, tubulares y de aire.Los más comunes son los tubulares, pero otros también tienen derecho a existir.

Plástico plano

Dos paneles, negro y transparente, están conectados en una caja.Entre ellos hay una tubería de cobre en forma de serpiente.Del sol, el panel oscuro inferior se calienta.el cobre se calienta y el agua que pasa a través del laberinto se calienta.Este método de usar fuentes de energía alternativas no es el más eficiente, pero sí atractivo, ya que es muy sencillo de implementar.Por lo tanto, es posible calentar agua en la piscina .Solo será necesario conectar su suministro (usando una bomba de circulación).De la misma manera, es posible calentar el agua en el tanque para la ducha de verano o usarla para las necesidades domésticas.La desventaja de tales instalaciones es su baja eficiencia y productividad.Para calentar un gran volumen de agua, se necesita mucho tiempo o una gran cantidad de colectores planos.

Colectores tubulares

Son tubos de vidrio - de vacío o coaxiales - a través de los cuales fluye el agua.Un sistema especial le permite maximizar la concentración en los tubos de calor que se transfiere al agua que fluye a través de ellos.

Se requiere el sistemaHay un tanque de almacenamiento en el que se calienta el agua.La circulación de agua en el sistema es proporcionada por una bomba.Dichos sistemas no pueden fabricarse por sí mismos: fabricar tubos de vidrio con las propias manos es problemático y este es el principal inconveniente.Junto con el alto precio, frena la adopción generalizada de esta fuente de energía para el hogar.Y el sistema en sí es muy efectivo, con una explosión que hace frente al agua de calefacción para el agua caliente sanitaria y hace una contribución decente a la calefacción.

Colectores de aire

En nuestro paísson muy raros y en vano.Son simples, se pueden hacer fácilmente con sus propias manos.Lo único negativo es que se requiere un área grande: pueden ocupar todo el muro sur (este, sureste).El sistema es muy similar a los colectores planos: un panel inferior negro, uno superior transparente, pero calientan directamente el aire, que es forzado (por un ventilador) o enviado naturalmente a la habitación.A pesar de la aparente frivolidad, de esta manera es posible calentar habitaciones pequeñas durante el día, incluidas las salas técnicas o de servicios públicos: garajes, dachas, cobertizos para el ganado.

Una fuente alternativa de energía como el sol nos da su calor, pero la mayor parte no va "a ninguna parte".Capturar una pequeña parte y usarlo para necesidades personales es la tarea que resuelven todos estos dispositivos.

Generadores eólicos

Las fuentes alternativas de energía son buenas porque se relacionan principalmente con recursos renovables.Lo más eterno, probablemente el viento.Mientras haya atmósfera y sol, hay viento.Tal vez un breve período de aire estará inmóvil, pero muy corto.Nuestros antepasados ​​utilizaron la energía eólica en los molinos, y el hombre moderno la convierte en electricidad.Todo lo que se requiere para esto es:

• una torre instalada en un lugar ventoso;
• un generador con cuchillas unidas a él;
• una batería de almacenamiento y un sistema de distribución de corriente eléctrica.

La torre está construida de cualquier material.Una batería de almacenamiento es una batería, no se puede imaginar nada, y dónde elegir la electricidad es su elección.Solo queda hacer un generador.También se puede comprar ya hecha, pero se puede hacer con un motor de electrodomésticos: una lavadora, un destornillador, etc.Imanes de neodimio y epoxi, se necesitará un torno.

El esquema de proporcionar electricidad a una casa privada con fuentes de energía alternativas (generador eólico y paneles solares)

En el rotor del motor marcamos los lugares para instalar imanes.Deben estar igualmente espaciados entre sí.Rectificamos el rotor del motor seleccionado, formando "asientos".La parte inferior del rebajo debe tener una ligera inclinación para que la superficie del imán esté inclinada.Los imanes se pegan a las ranuras de las uñas líquidas y se rellenan con epoxi.Superficie luego esmerilel papel se lleva a la suavidad.A continuación, debe adjuntar pinceles que eliminarán la corriente.Y eso es todo, puedes armar y ejecutar un generador eólico.

Tales instalaciones son bastante efectivas, pero su potencia depende de muchos factores: la intensidad del viento, qué tan correctamente está hecho el generador, qué tan efectivamente se elimina la diferencia de potencial mediante escobillas, la confiabilidad de las conexiones eléctricas, etc.

Bombas de calor para calentar una casa

Las bombas de calor utilizan todas las fuentes de energía alternativas disponibles.Quitan el calor del agua, el aire, el suelo.En pequeñas cantidades, este calor está presente incluso en invierno, y es recogido por la bomba de calor y redirigido para calentar la casa.

Cómo funciona

Lo que lo hace tan atractivobombas de calor?Al gastar 1 kW de energía para bombearlo, en el peor de los casos obtendrá 1,5 kW de calor, y las implementaciones más exitosas pueden producir hasta 4-6 kW.Y esto no contradice la ley de conservación de la energía, porque la energía no se gasta en calor y no en bombearlo.Entonces no hay inconsistencias.

Circuito de bomba de calor para usar fuentes de energía alternativas

Las bombas de calor tienen tres circuitos de trabajo: dos externos y uno interno, así como un evaporador, compresor y condensador.El circuito funciona de la siguiente manera:

• Un refrigerante circula en el primer circuito, que elimina el caloren fuentes de bajo potencial.Se puede bajar al agua, enterrar en el suelo, o puede tomar calor del aire.La temperatura más alta que se alcanza en este circuito es de aproximadamente 6 ° C.
• Un refrigerante con un punto de ebullición muy bajo (generalmente 0 ° C) circula en el circuito interno.Después de calentar, el refrigerante se evapora, el vapor ingresa al compresor, donde se comprime a alta presión.Cuando se comprime, se genera calor, el vapor refrigerante se calienta a una temperatura promedio de + 35 ° C a + 65 ° C.
• En el condensador, el calor se transfiere al refrigerante desde el tercer circuito de calentamiento.Los vapores de enfriamiento se condensan, luego caen más en el evaporador.Y luego el ciclo se repite.

El circuito de calefacción se realiza mejor como un piso cálido.Las temperaturas son más adecuadas para esto.Para un sistema de radiador, se requerirán demasiadas secciones, lo cual es feo y desventajoso.

Fuentes alternativas de energía térmica: dónde y cómo obtener calor

Pero las mayores dificultades son causadas por la disposición del primer circuito externo que acumula calor.Dado que las fuentes son de bajo potencial (hay poco calor en el fondo), se requieren grandes áreas para recolectarlo en cantidades suficientes.Hay cuatro tipos de circuitos:

• Anillos colocados en tuberías de agua con refrigerante.Un estanque puede ser cualquier cosa: un río, un estanque, un lago.La condición principal es que no se congele incluso en las heladas más severas.Las bombas que bombean calor del río funcionan de manera más eficiente, mucho menos calor se transfiere al agua estancada.Talla fuente de calor se realiza de manera más simple: arrojar tuberías, atar la carga.Solo la probabilidad de daño accidental es alta.

  La forma más fácil de hacer un campo térmico en agua es

• Campos térmicos con tuberías enterradas por debajo de la profundidad de congelación.En este caso, solo hay un inconveniente: grandes volúmenes de movimiento de tierras.Tenemos que remover el suelo sobre un área grande, e incluso a una profundidad sólida.

  Una gran cantidad de movimiento de tierras

• El uso de temperaturas geotérmicas.Perforando un cierto número de pozos de gran profundidad, bajan el circuito con el refrigerante.Por qué esta opción es buena: requiere poco espacio, pero no en todas partes existe la oportunidad de perforar a grandes profundidades, y los servicios de perforación cuestan mucho.Es cierto que es posible hacer una plataforma de perforación usted mismo, pero el trabajo aún no es fácil.
  

  Se requiere menos espacio con los pozos

• Extracción de calor del aire.Así es como funcionan los acondicionadores de aire con la posibilidad de calefacción: eliminan el calor del aire "externo".Incluso a temperaturas bajo cero, tales unidades funcionan, aunque con un "menos" no tan profundo - hasta -15 ° C.Para trabajar más intensamente, puede usar el calor de los pozos de ventilación.Agregue un poco de peret con un refrigerante y bombee calor desde allí.
  

  Las bombas de calor más compactas, pero también las más inestables que toman calor del aire

La principal desventaja de las bombas de calor es el alto precio de la bomba en sí, yLa instalación de campos de recolección de calor es costosa.Puedes ahorrar en este negociohaciendo la bomba usted mismo y también colocando los contornos con sus propias manos, pero la cantidad seguirá siendo considerable.La ventaja es que la calefacción será económica y el sistema durará mucho tiempo.

Residuos en ingresos: plantas de biogás

Todas las fuentes de energía alternativas son de origen natural, pero solo se pueden obtener beneficios dobles de las plantas de biogás.Reciclan los productos de desecho de animales domésticos y aves de corral.El resultado es un cierto volumen de gas, que después de la purificación y el secado se puede utilizar para el fin previsto.Los residuos reciclados restantes se pueden vender o usar en los campos para aumentar la productividad; resulta un fertilizante muy efectivo y seguro.

Brevemente sobre tecnología

La formación de gas ocurre durante la fermentación, y las bacterias que viven en el estiércol están involucradas en esto.Los desechos de cualquier ganado y aves de corral son adecuados para la producción de biogás, pero el estiércol del ganado es óptimo.Incluso se agrega al resto de los desechos para el "cultivo iniciador": contiene las bacterias necesarias para el procesamiento.

Para crear condiciones óptimas, es necesario un ambiente anaeróbico: la fermentación debe realizarse sin oxígeno.Por lo tanto, los biorreactores efectivos son contenedores cerrados.Para que el proceso sea más activo, es necesario mezclar regularmente la masa.En las plantas industriales, se instalan agitadores con accionamientos eléctricos para esto, en biogás de fabricación propia.Las instalaciones suelen ser dispositivos mecánicos, desde el palo más simple hasta los agitadores mecánicos que "funcionan" con la fuerza de las manos.

En el proceso de formación de gases a partir del estiércol intervienen dos tipos de bacterias: mesofílica y termofílica.Los mesofílicos son activos a temperaturas de + 30 ° C a + 40 ° C, los termofílicos son activos a + 42 ° C a + 53 ° C.Las bacterias termofílicas funcionan de manera más eficiente.En condiciones ideales, la producción de gas a partir de 1 litro de área utilizable puede alcanzar 4-4.5 litros de gas.Pero mantener una temperatura de 50 ° C en la instalación es muy difícil y costoso, aunque los costos se justifican por sí mismos.

Un poco sobre los diseños

La planta de biogás más simple es un barril con tapa y un agitador.En la tapa, se llega a una conclusión para conectar una manguera a través de la cual el gas ingresa al tanque.No obtendrá mucho gas de tal volumen, pero es suficiente para uno o dos quemadores de gas.

Se pueden obtener volúmenes más serios de un búnker subterráneo o en superficie.Si hablamos de un búnker subterráneo, está hecho de hormigón armado.Las paredes están separadas del suelo por una capa de aislamiento térmico, el tanque en sí se puede dividir en varios compartimentos, en los que el procesamiento se producirá con un cambio en el tiempo.Dado que los cultivos mesofílicos generalmente funcionan en tales condiciones, todo el proceso lleva de 12 a 30 días (los termofílicos se procesan en 3 días), por lo tanto, es deseable un cambio de tiempo.

Diagrama de una planta de búnker de biogás

El estiércol entra a través del búnker de carga, desde el lado opuestohaga la escotilla de descarga, de donde se toman las materias primas procesadas.El búnker no está completamente lleno de biomix (alrededor del 15-20% del espacio permanece libre), el gas se acumula aquí.Para quitarlo, se construye un tubo en la tapa, cuyo segundo extremo se baja hacia la cerradura hidráulica, un recipiente parcialmente lleno de agua.De esta manera, el gas se drena: el ya purificado se recoge en la parte superior, se descarga con otro tubo y ya puede ahogarse al consumidor.

Todos pueden usar fuentes alternativas de energía.Es más difícil para los propietarios de apartamentos implementar esto, pero en una casa privada al menos puede darse cuenta de todas las ideas.Incluso hay ejemplos reales de eso.Las personas satisfacen plenamente sus necesidades y hogares considerables.