Kako bi riješili problem ograničenih fosilnih goriva, istraživači diljem svijeta rade na stvaranju i komercijalizaciji alternativnih izvora energije. I ne govorimo samo o dobro poznatim vjetroturbinama i solarnim pločama. Plin i nafta mogu se zamijeniti energijom iz algi, vulkana i ljudskih koraka. Recycle je odabrao deset najzanimljivijih i ekološki najprihvatljivijih izvora energije budućnosti.
Tisuće ljudi dnevno prođe kroz okretnice na ulazu u željezničke stanice. Odjednom je nekoliko istraživačkih centara diljem svijeta došlo na ideju korištenja protoka ljudi kao inovativnog generatora energije. Japanska tvrtka East Japan Railway Company odlučila je svaku okretnicu na željezničkim postajama opremiti generatorima. Instalacija radi na željezničkoj postaji u tokijskoj četvrti Shibuya: piezoelektrični elementi ugrađeni su u pod ispod okretnih barijera, koji stvaraju električnu energiju iz pritiska i vibracija koje dobivaju kada ljudi stanu na njih.
Još jedna tehnologija “energetskog obrtaja” već se koristi u Kini i Nizozemskoj. U tim su zemljama inženjeri odlučili koristiti ne učinak pritiskanja piezoelektričnih elemenata, već učinak guranja ručki ili vrata okretnih barijera. Koncept nizozemske tvrtke Boon Edam podrazumijeva zamjenu standardnih vrata na ulazu u trgovačke centre (koja inače rade pomoću sustava fotoćelija i počinju se sama okretati) vratima koja posjetitelj mora gurati i tako proizvoditi električnu energiju.
Ovakva generatorska vrata već su se pojavila u nizozemskom centru Natuurcafe La Port. Svaki od njih proizvede oko 4600 kilovatsati energije godišnje, što se na prvi pogled može činiti beznačajno, ali služi kao dobar primjer alternativne tehnologije za proizvodnju električne energije.
Ograničene prirodne rezerve i sve teže vađenje fosilnih goriva, zajedno s globalnim zagađenjem okoliša, tjeraju čovječanstvo da ulaže napore u pronalaženje obnovljivih, alternativnih izvora energije. Uz smanjenje štete za okoliš, od novih energetskih izvora očekuju se minimalni troškovni pokazatelji za sve cikluse transporta, prerade i proizvodnje.
Kao potpuno obnovljivi izvor ili pojava, alternativni izvor energije u potpunosti zamjenjuje tradicionalni, radeći na, odn. Čovječanstvo već dugo koristi različite izvore energije, ali sve veći opseg njihove upotrebe uzrokuje nepopravljivu štetu okolišu. Dovodi do ispuštanja velikih količina ugljičnog dioksida u atmosferu. Izaziva efekt staklenika i pridonosi porastu globalne temperature. Sanjajući o praktički neiscrpnom ili potpuno obnovljivom izvoru energije, ljudi su zauzeti traženjem obećavajućih načina za dobivanje, korištenje i naknadni prijenos energije. Naravno, vodeći računa o ekološkom aspektu i isplativosti novih, netradicionalnih izvora.
Značaj korištenja netradicionalnih izvora energije stalno će rasti, što zahtijeva ubrzanje procesa traženja i implementacije. Već danas je većina zemalja na državnoj razini prisiljena provoditi programe smanjenja potrošnje energije, trošeći na to ogromne količine novca i smanjujući prava vlastitih građana.
Povijest se ne može vratiti. Procesi društvenog razvoja ne mogu se zaustaviti. Ljudski život više nije zamisliv bez izvora energije. Bez pronalaska punopravne alternative modernim, standardnim izvorima energije, život društva je nezamisliv i zajamčeno će doći u slijepu ulicu (vidi)
Samo spoznajom glavne svrhe netradicionalnih izvora možemo u potpunosti zasititi čovječanstvo u razvoju potrebnom i pohlepno potrošenom energijom.
Glavni izvor zadovoljenja energetskih potreba trenutno se dobiva iz tri vrste izvora energije: vode, organskog goriva i atomske jezgre (vidi). Proces prijelaza na alternativne vrste, koje zahtijeva vrijeme, kreće se sporo, ali razumijevanje potrebe tjera većinu zemalja da razvijaju tehnologije za uštedu energije i aktivnije implementiraju vlastiti i globalni razvoj u život. Svake godine čovječanstvo dobiva sve više obnovljive energije od sunca, vjetra i drugih alternativnih izvora. Razmotrimo što su alternativni izvori energije.
Solarna energija smatra se vodećim i ekološki prihvatljivim izvorom energije. Danas su razvijene termodinamičke i fotoelektrične metode koje se koriste za proizvodnju električne energije. Potvrđen je koncept izvedbe i perspektive nanoantena. Sunce, kao neiscrpan izvor ekološki prihvatljive energije, može u potpunosti zadovoljiti potrebe čovječanstva.
Zanimljiva činjenica! Danas je rok povrata investicije solarne elektrane na fotonaponske ćelije približno 4 godine.
Ljudi već dugo uspješno koriste energiju vjetra i vjetroturbine. Znanstvenici razvijaju nove i poboljšavaju postojeće vjetroelektrane. Smanjenje troškova i povećanje učinkovitosti vjetroturbina. Od posebne su važnosti na obalama iu područjima sa stalnim vjetrovima. Pretvarajući kinetičku energiju zračnih masa u jeftinu električnu energiju, vjetroelektrane već daju značajan doprinos energetskom sustavu pojedinih zemalja.
Geotermalni izvori energije koriste neiscrpan izvor – unutarnju toplinu Zemlje. Postoji nekoliko radnih shema koje ne mijenjaju bit procesa. Prirodna para se pročišćava od plinova i dovodi u turbine koje pokreću električne generatore. Slične instalacije rade u cijelom svijetu. Geotermalni izvori daju električnu energiju, griju cijele gradove i osvjetljavaju ulice. Ali snaga geotermalne energije je vrlo malo korištena, a proizvodne tehnologije imaju nisku učinkovitost.
Zanimljiva činjenica! Na Islandu se više od 32% električne energije proizvodi pomoću termalnih izvora.
Energija plime i valova je metoda koja se brzo razvija i pretvara potencijalnu energiju kretanja vodenih masa u električnu energiju. Uz visoku stopu pretvorbe energije, tehnologija ima veliki potencijal. Istina, može se koristiti samo na obalama oceana i mora.
Proces razgradnje biomase dovodi do oslobađanja plina koji sadrži metan. Nakon što se pročisti, koristi se za proizvodnju električne energije, grijanje prostorija i druge kućanske potrebe. Postoje mala poduzeća koja u potpunosti zadovoljavaju svoje energetske potrebe.
Stalno povećanje tarifa za energiju prisiljava vlasnike privatnih kuća da koriste alternativne izvore. U mnogim su mjestima udaljene okućnice i privatne farme potpuno lišene mogućnosti čak i teorijskog priključenja na potrebne energetske resurse.
Danas korištenjem netradicionalnih izvora nije moguće značajno smanjiti troškove potrošnje energije. Ali stalno poboljšanje tehnologija i niže cijene uređaja zasigurno će dovesti do procvata potrošačke aktivnosti.
Čovječanstvo ne može zamisliti daljnji razvoj bez održavanja stope potrošnje energije. Ali kretanje u tom smjeru dovodi do uništavanja okoliša i ozbiljno će utjecati na živote ljudi. Čini se da je jedina opcija koja može popraviti situaciju mogućnost korištenja netradicionalnih izvora energije. Znanstvenici oslikavaju svijetle izglede i postižu tehnološka otkrića u dokazanim i inovativnim tehnologijama. Vlade mnogih zemalja, uvidjevši prednosti, ulažu velika sredstva u istraživanje. Razvija alternativnu energiju i prenosi proizvodne kapacitete na netradicionalne izvore. U ovoj fazi razvoja društva, očuvanje planeta i osiguranje dobrobiti ljudi moguće je samo intenzivnim radom na alternativnim izvorima energije.
Osim potencijala i stupnja razvijenosti tehnologije, na učinkovitost korištenja raznih alternativnih vrsta energije utječe i intenzitet izvora energije. Stoga zemlje, posebice one bez rezervi nafte, intenzivno razvijaju postojeće izvore netradicionalnih izvora energije.
Mnoge razvijene zemlje uključile su se u tehnološku utrku postigavši značajan uspjeh na vlastitom teritoriju. Istina, globalna proizvodnja alternativne energije već se dugo kreće oko 5% i naravno izgleda depresivno.
Korištenje netradicionalnih izvora energije u Rusiji je slabo razvijeno i na niskoj je razini u usporedbi s mnogim zemljama. Trenutna situacija objašnjava se obiljem i dostupnošću fosilnih izvora energije. Međutim, razumijevanje niske produktivnosti ove pozicije i gledanje u budućnost obvezuje vladu da se sve više bavi ovim problemom.
Pojavili su se pozitivni trendovi. U regiji Belgorod, niz solarnih panela uspješno radi i planira se proširiti. Planirani su radovi na uvođenju bioenergije. Vjetroelektrane se pokreću u raznim regijama. Kamčatka uspješno koristi energiju iz geotermalnih izvora.
Udio netradicionalnih izvora energije u ukupnoj energetskoj bilanci zemlje procjenjuje se vrlo grubo i iznosi oko 4%, ali ima teoretski neiscrpne mogućnosti razvoja.
Zanimljivosti! Kalinjingradska regija namjerava postati lider u proizvodnji čiste električne energije u Rusiji.
Alternativni izvori energije imaju neosporne i izražene prednosti. I jednostavno zahtijevaju ulaganje svih napora da ih se prouči.
Potrebe čovječanstva za neprekinutom energijom diktiraju stroge zahtjeve za netradicionalne izvore. I postoji stvarna prilika da se nedostaci uklone daljnjim razvojem tehnologije.
Ostaje se nadati da će pokušaji pronalaska idealnog, obnovljivog izvora energije biti okrunjeni uspjehom. Okoliš će biti sačuvan i ljudi će imati puno bolju kvalitetu života.
Alternativni izvori energije- ovo je vjetar, sunce, plima, biomasa, geotermalna energija Zemlje.
Ljudi već dugo koriste vjetrenjače kao izvor energije. Međutim, oni su učinkoviti i prikladni samo za male korisnike. Nažalost, vjetar još nije u stanju osigurati dovoljne količine električne energije. Energija sunca i vjetra imaju ozbiljan nedostatak - privremenu nestabilnost upravo u trenutku kada je to najpotrebnije. U tom smislu potrebni su sustavi za pohranjivanje energije kako bi njezina potrošnja bila moguća u svakom trenutku, ali još ne postoji ekonomski zrela tehnologija za izradu takvih sustava.
Prvi vjetrogeneratori razvijeni su još 90-ih godina prošlog stoljeća. XIX stoljeće u Danskoj, a do 1910. u ovoj je zemlji izgrađeno nekoliko stotina malih instalacija. U roku od nekoliko godina, danska je industrija dobivala četvrtinu svojih potreba za električnom energijom iz vjetrogeneratora. Njihov ukupni kapacitet bio je 150-200 MW.
Godine 1982. na kineskom je tržištu prodano 1.280 vjetroturbina, a 1986. 11.000, čime je električna energija dovedena u područja Kine koja je nikada prije nisu imala.
Početkom 20.st. u Rusiji je bilo 250 tisuća seljačkih vjetrenjača s kapacitetom do 1 milijun kW. Samljeli su 2,5 milijardi funti žitarica na licu mjesta, bez transporta na velike udaljenosti. Nažalost, kao rezultat nepromišljenog odnosa prema prirodnim resursima 40-ih godina. prošlog stoljeća, na području bivšeg SSSR-a, uništen je glavni dio motora na vjetar i vodu, a do 50-ih. gotovo su potpuno nestali kao "nazadna tehnologija".
Trenutno se solarna energija u nekim zemljama koristi uglavnom za grijanje, a za proizvodnju energije u vrlo malom opsegu. U međuvremenu, snaga sunčevog zračenja koja dopire do Zemlje je 2 x 10 17 W, što je više od 30 tisuća puta više od trenutne razine potrošnje energije čovječanstva.
Postoje dvije glavne mogućnosti korištenja sunčeve energije: fizička i biološka. U fizičkoj verziji energija se akumulira solarnim kolektorima, solarnim ćelijama na poluvodičima ili se koncentrira sustavom zrcala. Biološka opcija koristi sunčevu energiju akumuliranu tijekom fotosinteze u organskoj tvari biljaka (obično drva). Ova je opcija prikladna za zemlje s relativno velikim šumskim rezervama. Primjerice, Austrija planira u nadolazećim godinama dobiti do trećine svojih potreba za električnom energijom izgaranjem drva. U iste svrhe, u Velikoj Britaniji planira se pošumiti oko milijun hektara zemljišta neprikladnog za poljoprivrednu uporabu. Sade se brzorastuće vrste, poput topole, koja se reže već 3 godine nakon sadnje (visina stabla je oko 4 m, promjer stabljike veći od 6 cm).
Problem korištenja netradicionalnih izvora energije u posljednje je vrijeme postao posebno aktualan. To je nedvojbeno korisno, iako takve tehnologije zahtijevaju značajne troškove. U veljači 1983. godine američka tvrtka Arca Solar počela je s radom prve solarne elektrane na svijetu snage 1 MW. Izgradnja ovakvih elektrana je skup prijedlog. Izgradnja solarne elektrane koja može opskrbljivati električnom energijom oko 10 tisuća kućanstava (snaga - oko 10 MW) koštat će 190 milijuna dolara. To je četiri puta više od cijene izgradnje termoelektrane na kruta goriva, a time i tri puta više od izgradnje hidroelektrane i nuklearne elektrane. Unatoč tome, stručnjaci za proučavanje solarne energije uvjereni su da će s razvojem tehnologije korištenja sunčeve energije njezine cijene značajno pasti.
Energija vjetra i sunca vjerojatno su budućnost energije. Indija je 1995. započela s provedbom programa za proizvodnju energije pomoću vjetra. U SAD-u kapacitet vjetroelektrana iznosi 1654 MW, u Europskoj uniji - 2534 MW, od čega se 1000 MW proizvodi u Njemačkoj. Trenutačno je najveći razvoj energija vjetra postigla u Njemačkoj, Engleskoj, Nizozemskoj, Danskoj i SAD-u (samo u Kaliforniji ima 15 tisuća vjetroturbina). Energija dobivena iz vjetra može se stalno obnavljati. Vjetroelektrane ne zagađuju okoliš. Uz pomoć energije vjetra moguće je elektrificirati i najudaljenije kutke zemaljske kugle. Na primjer, 1600 stanovnika otoka Desirat u Guadeloupeu oslanja se na električnu energiju koju proizvodi 20 vjetrogeneratora.
Kako bi se iskoristila energija plime, plimne elektrane obično se grade na riječnim ušćima ili izravno na morskoj obali. U konvencionalnom lučkom lukobranu ostavljaju se rupe na mjestima gdje voda slobodno teče. Svaki val povećava razinu vode, a time i pritisak zraka koji ostaje u rupama. Zrak "istisnut" kroz gornji otvor pokreće turbinu. Odlaskom vala dolazi do obrnutog kretanja zraka koji nastoji popuniti vakuum, a turbina dobiva novi impuls za rotaciju. Prema stručnjacima, takve elektrane mogu koristiti do 45% energije plime i oseke.
Čini se da je energija valova prilično obećavajući oblik novog izvora energije. Na primjer, za svaki metar valne fronte koja okružuje Britaniju sa sjevernoatlantske strane dolazi prosječno 80 kW energije godišnje ili 120 000 GW. Značajni gubici tijekom obrade i prijenosa te energije su neizbježni, a, čini se, samo trećina može ući u mrežu. Ipak, preostali volumen dovoljan je za opskrbu cijele Britanije električnom energijom na razini trenutne potrošnje.
Znanstvenike također privlači korištenje bioplina, koji je mješavina zapaljivog plina - metana (60-70%) i nezapaljivog ugljičnog dioksida. Obično sadrži nečistoće - sumporovodik, vodik, kisik, dušik. Bioplin nastaje kao rezultat anaerobne (bez kisika) razgradnje organske tvari. Taj se proces može promatrati u prirodi u nizinskim močvarama. Mjehurići zraka koji se dižu s dna močvara su bioplin – metan i njegovi derivati.
Proces proizvodnje bioplina može se podijeliti u dvije faze. Prvo, uz pomoć anaerobnih bakterija, od ugljikohidrata, bjelančevina i masti nastaje skup organskih i anorganskih tvari: kiseline (maslačna, propionska, octena), vodik, ugljični dioksid. U drugom stupnju (alkalnom ili metanskom) sudjeluju metanske bakterije koje razaraju organske kiseline, oslobađajući metan, ugljični dioksid i malu količinu vodika.
Ovisno o kemijskom sastavu sirovine, tijekom fermentacije oslobađa se od 5 do 15 prostornih metara plina po prostornom metru prerađene organske tvari.
Bioplin se može spaljivati za grijanje kuća, sušenje žitarica i koristiti kao gorivo za automobile i traktore. Po svom sastavu bioplin se malo razlikuje od prirodnog plina. Osim toga, u procesu proizvodnje bioplina, ostatak fermentacije čini otprilike polovicu organske tvari. Može se briketirati za proizvodnju krutog goriva. Međutim, s ekonomske točke gledišta to nije baš racionalno. Ostatak fermentacije najbolje je koristiti kao gnojivo.
1 m 3 bioplina odgovara 1 litri tekućeg plina ili 0,5 litre visokokvalitetnog benzina. Dobivanje bioplina će omogućiti tehnološke prednosti - uništavanje otpada i energetske prednosti - jeftino gorivo.
U Indiji se za proizvodnju bioplina koristi oko 1 milijun jeftinih i jednostavnih instalacija, au Kini ih ima preko 7 milijuna. S ekološkog gledišta bioplin ima goleme prednosti jer može zamijeniti ogrjevno drvo, a samim time očuvati šume i spriječiti dezertifikaciju. U Europi brojna komunalna postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda zadovoljavaju svoje energetske potrebe iz bioplina koji proizvode.
Drugi alternativni izvor energije su poljoprivredne sirovine: šećerna trska, šećerna repa, krumpir, jeruzalemska artičoka itd. Od njih se u nekim zemljama fermentacijom proizvodi tekuće gorivo, posebice etanol. Tako se u Brazilu biljna tvar pretvara u etilni alkohol u takvim količinama da ova zemlja zadovoljava većinu svojih potreba za automobilskim gorivom. Sirovine potrebne za organiziranje masovne proizvodnje etanola uglavnom su šećerna trska. Šećerna trska aktivno sudjeluje u procesu fotosinteze i proizvodi više energije po hektaru obradive površine od ostalih usjeva. Trenutno je njegova proizvodnja u Brazilu 8,4 milijuna tona, što odgovara 5,6 milijuna tona najkvalitetnijeg benzina. U SAD-u se proizvodi biohol - gorivo za automobile koje sadrži 10% etanola dobivenog iz kukuruza.
Iz topline zemljinih dubina može se dobiti toplinska ili električna energija. Geotermalna energija je ekonomski učinkovita tamo gdje je topla voda blizu površine zemljine kore - u područjima aktivne vulkanske aktivnosti s brojnim gejzirima (Kamčatka, Kurilski otoci, otoci japanskog arhipelaga). Za razliku od drugih primarnih izvora energije, nositelji geotermalne energije ne mogu se prenositi na udaljenosti veće od nekoliko kilometara. Stoga je Zemljina toplina tipično lokalni izvor energije, a rad povezan s njezinim radom (istraživanje, priprema mjesta za bušenje, bušenje, ispitivanje bušotina, unos fluida, prijam i prijenos energije, punjenje, stvaranje infrastrukture itd.) provodi se kao i obično na relativno malom području, uzimajući u obzir lokalne uvjete.
Geotermalna energija se u velikoj mjeri koristi u SAD-u, Meksiku i na Filipinima. Udio geotermalne energije u energetskom sektoru Filipina je 19%, Meksika 4%, a SAD-a (uključujući i njezino korištenje za grijanje „izravno“, tj. bez pretvaranja u električnu energiju) oko 1%. Ukupni kapacitet svih američkih geotermalnih elektrana premašuje 2 milijuna kW. Geotermalna energija opskrbljuje toplinom glavni grad Islanda, Reykjavik. Već 1943. godine ondje su izbušene 32 bušotine na dubinama od 440 do 2400 m, kroz koje na površinu izbija voda temperature od 60 do 130 °C. Devet od ovih bunara i danas je u funkciji. U Rusiji, na Kamčatki, radi geotermalna elektrana snage 11 MW, a gradi se još jedna snage 200 MW.
Što bi moglo biti primamljivije od besplatnih resursa? Problem korištenja alternativnih izvora energije zaokuplja umove znanstvenika već desetljećima. Zanimanje za ovu temu raste izravno proporcionalno rastu računa za komunalije.Iz ovog članka saznat ćete što su alternativni izvori energije, koja postoje tehnička i inženjerska rješenja koja će nas približiti razumnim uštedama, a procijenit ćemo i perspektive pojedinih područja.
Pročitajte u članku:
Na takav uređaj možete spojiti štednu LED žarulju ili bateriju. Uređaj za pohranu koristan je za punjenje vašeg pametnog telefona. Jednostavnost dizajna omogućuje vam da sami provedete takav projekt. Osim toga, takvo inženjersko rješenje neće zahtijevati financijske troškove. Jedino što vam treba je vještina, nekoliko sati slobodnog vremena i neka jednostavna oprema za lov.
Robinson Crusoe rješenje, iako općenito učinkovito, nakon pažljivog ispitivanja nije bez nedostataka:
Duhovit primjer je pogodan za nekoliko ozbiljnih zaključaka:
Površno proučavanje mogućnosti korištenja alternativnih izvora energije neće nam omogućiti izvlačenje pravih zaključaka. U svakom slučaju, preporuča se uzeti u obzir karakteristike mjesta na kojem se konstrukcija treba instalirati, složenost instalacije i redovno održavanje. U ovom ćemo se članku usredotočiti na one ideje za korištenje alternativne energije za dom koje možete sami implementirati.
Danas se ne koristi izravni pogon na aktuatore, ali principi ostaju isti. Vjetar okreće velike lopatice ventilatora spojenog na električni generator. Da bi se postigla postojanost i dovoljna snaga strujanja zraka, takve se konstrukcije podižu na veliku visinu i postavljaju na morsku obalu.
Na slici su označene sljedeće tipične komponente:
Bez dodatnih mehaničkih pretvarača, uređaji dobivaju električnu energiju pomoću solarnih panela. U ovoj izvedbi koristi se emf, koji nastaje kada se ozrači područje neravnotežnog poluvodičkog p-n spoja. Pozitivan učinak nastaje kada fotoni pogode ploču koja se sastoji od nekoliko slojeva silicija različitih vrsta.
Ovaj primjer uključuje kombinirano korištenje nekoliko alternativnih izvora energije. Kako bi se kompenzirala smanjena učinkovitost pri slabom vjetru i noću, ugrađena je baterija za pohranu. Ako je potrebno, upotrijebite rezervni benzinski ili dizel generator.
Infracrveno zračenje zvijezde najbliže našem planetu može se koristiti za povećanje učinkovitosti standardnih sustava (grijanje i opskrba toplom vodom) privatne kuće. Da biste to učinili, na krovu je postavljena jednostavna struktura cijevi. Rashladna tekućina dovodi se u krug neizravnog grijanja kotla. Optimalni način cirkulacije održava pumpa i upravljačka jedinica s temperaturnim senzorima.
Čak iu jakom mrazu, na dovoljno dubokoj dubini, tlo održava pozitivnu temperaturu. Ova se toplina može koristiti prema sljedećoj shemi:
Radnog ciklusa:
Ova tehnika omogućit će korištenje alternativnih izvora iz rezervoara koji se ne smrzavaju tijekom cijele godine bez ograničenja. Učinkovitost svih instalacija ove vrste ovisi o razlici temperature na ulazu i izlazu vanjskog kruga.
U općoj definiciji, resursi u ovoj kategoriji uključuju naftu i ugljen. Međutim, njihova obnova se odvija presporo čak iu odnosu na vrijeme postojanja ljudske civilizacije. Za praktičnu provedbu privatnog projekta prikladni su drugi alternativni izvori energije:
Iz primjera postaje jasno da neki alternativni izvori energije sami po sebi nose dodatne bonuse. U potonjem slučaju, usitnjena biomasa se koristi kao gnojivo. Kako bi se poboljšala produktivnost i učinkovitost, u ovaj projekt ugrađena su dva radna spremnika. Dobiveni plin može se koristiti kao gorivo za generatore električne energije i kotlove za grijanje.
Nema potrebe preplaćivati za ultra moderan dizajn. Sasvim je dovoljno ugraditi kotač s lopaticama, spojiti ga na elektromotor i dodati zaštitnu i upravljačku automatiku.
Takvi se izvori koriste za proizvodnju toplinske i električne energije. U ovom slučaju procesi pretvorbe su minimalni, pa se mogu postići dobri ekonomski rezultati.
Slika prikazuje shematski dijagram stroja za zavarivanje. Međutim, ovaj se plin može koristiti za napajanje plamenika u ložištu kotla i pogon motora s unutarnjim izgaranjem.
Ali sljedeća shema je potpuno ozbiljan, pa čak i patentirani uzorak (službeni broj patenta - RU 2245606). Pažljivo proučite dijagram i objašnjenja; ovaj razvoj još jednom potvrđuje da je sve genijalno jednostavno.
Ako želite, možete pokušati reproducirati slične domaće proizvode. Ali treba napomenuti da najčešće neki dijelovi nisu tvornički uzorci, već domaći proizvodi. Stoga biste takvom "skupu" trebali vjerovati s oprezom.
Na internetu možete pronaći desetke ideja koje su potencijalno prikladne za provedbu u ovom ili onom obliku. A sada prelazimo na raspravu o metodama koje se već koriste u Rusiji. Učinkovitost takvih alternativnih izvora energije dokazana je praktičnim ispitivanjima.
Dizajn se temelji na principu skladištenja solarnih ćelija. Ova tehnologija je poznata već nekoliko desetljeća. Međutim, tek su se posljednjih godina pojavili proizvodi koji su cjenovno pristupačni prosječnom potrošaču.
Solarni paneli proizvode istosmjernu struju koja se bez dodatne pretvorbe može koristiti za punjenje baterija, napajanje LED svjetiljki i drugih prikladnih uređaja. Televizori, perilice rublja i druga oprema povezani su preko pretvarača, koji na izlazu stvara sinusni val od 220 V. Kontroler kontrolira prebacivanje i osigurava optimalan način punjenja baterije.
| Marka/model | Bilješke | |
| 4480 | Polikristalna ploča. Napon - 12 V, Nazivna snaga - 100 W, Veličina: 15,6×15,6 cm. Rad je prihvatljiv na temperaturama od -40 do + 85°C. |
| 8700 | Univerzalni regulator - 12/24 V. Maksimalna snaga - 390 W (12 V). Dopuštena struja pri punjenju akumulatora je do 40 A. Spajanjem vanjskog senzora temperature vrši se regulacija temperature sa zaštitom od pregrijavanja. |
| 61000 | Inverter. Nazivna snaga - 4,5 kW. |
| 16100 | Punjiva olovna baterija. Kapacitet - 90 Ah, Vijek trajanja - 12 godina. Izrađen u dizajnu koji ne zahtijeva održavanje. |
U tablici su prikazane glavne komponente za stvaranje pojedinačnog alternativnog izvora energije. Osim navedenih proizvoda, trebat će vam spojne žice i elementi za pričvršćivanje. Mnogo ovisi o parametrima insolacije - broju i trajanju sunčanih dana. U najjednostavnijoj verziji, stvara se autonomni sustav s rezervnim dizel/benzinskim generatorom. Koriste se i različite kombinacije sa standardnim mrežama napajanja.
| Marka/model | Prosječna cijena (od travnja 2018.), rub. | Bilješke |
| 33900 i 45900 (serije 2.0 i 3.0) | Solarni kolektori. Debljina stakla: 3,2 mm, Prolaz svjetlosti - do 85%. |
| 175200 | Specijalizirani kotao. Opremljen kontrolnom opremom. Magnezijeva zaštita od korozije. Zapremina: 1000 litara. |
| 39200 | Presvlaka od titana. Dopušteno je koristiti vodoravne i okomite sheme ugradnje koje kombiniraju do 10 proizvoda u jednoj radnoj jedinici. |
| 179300 | Komplet opreme za grijanje s kotlom i crpnom grupom. |
Svi alternativni izvori energije koje su kreirali poznati brendovi izgledaju atraktivno na slikama. Ali u ovom slučaju, praktični parametri su od posebne važnosti, a ne estetika. U procesu proučavanja solarnih instalacija obratite pozornost na sljedeće nijanse:
Kako bi se spriječilo pregrijavanje, koriste se različita inženjerska rješenja. U kolektore Viessmann, primjerice, ugrađen je poseban sloj koji mijenja svoju strukturu na temperaturi od +75°C ili više. To smanjuje učinkovitost instalacije i sprječava stvaranje pare u cjevovodu.
| Marka/model | Prosječna cijena (od travnja 2018.), rub. | Bilješke |
| 48100 | Specijalizirana zračna toplinska pumpa za održavanje ugodne temperature vode u bazenu. |
| 1 368000 | Snaga grijanja – do 3,52 kW. Kompatibilan s kućnim sustavima tople vode i grijanja. |
| 492340 | Unutarnja jedinica. Izvor topline je zrak. Omogućuje zagrijavanje vode do +80°C. Razina buke - 26 dB. |
| 348800 | Geotermalna dizalica topline. Snaga grijanja/hlađenja −7,8/7,57 kW. Prihvatljivo je koristiti vodu i tlo kao izvor topline. |
| Marka/model | Prosječna cijena (od travnja 2018.), rub. | Bilješke |
| 73900 | Vjetrogenerator proizvodi do 1 kW električne energije pri brzini vjetra od 10 m/s. |
| 340000 | Ova tehnika stvara nazivnu snagu (3 kW) pri brzini vjetra od 7-7,5 m/s. Razina buke - do 35 dB. |
| 284000 | Snaga - 5 kW. Početna/nazivna brzina vjetra: 2/9 m/s. |
Da biste dobili alternativnu struju za privatnu kuću vlastitim rukama, možete koristiti ovaj projekt. Glavni funkcionalni dijelovi mogu se izraditi iz standardnih proizvoda i improviziranih sredstava. Osim toga, morate razmisliti o načinu na koji možete udobno utovariti biomasu. Dodatkom odgovarajućeg bojlera možete riješiti problem grijanja i pripreme tople vode.
Za tvoju informaciju! Specijalizirani proizvođači nude setove za proizvodnju bioplina po narudžbi s preliminarnim izračunom troškova.
Vlasnici privatnih kuća imaju priliku značajno smanjiti račune za komunalne usluge ili uopće ne koristiti usluge dobavljača topline, električne energije i plina. Možete čak osigurati znatnu količinu uzgoja, a po želji prodati višak. Ovo je stvarno i neki su to već učinili. Za to se koriste alternativni izvori energije.
Zapravo, energija, u ovom ili onom obliku, nalazi se gotovo posvuda u prirodi - sunce, vjetar, voda, zemlja - energije ima posvuda. Glavni zadatak je izvući ga od tamo. Čovječanstvo to radi već stotinama godina i postiglo je dobre rezultate. Danas alternativni izvori energije mogu osigurati dom toplinom, strujom, plinom i toplom vodom. Štoviše, alternativna energija ne zahtijeva nikakve dodatne vještine ili znanja. Sve za svoj dom možete učiniti vlastitim rukama. Dakle, što možete učiniti:
Svi alternativni izvori energije mogu u potpunosti zadovoljiti ljudske potrebe, ali za to su potrebna prevelika ulaganja i/ili prevelike površine. Stoga ima više smisla stvoriti kombinirani sustav: primati energiju iz alternativnih izvora, a ako postoji nedostatak, "dobiti" iz centraliziranih mreža.
Jedan od najmoćnijih alternativnih izvora energije za dom je sunčevo zračenje. Postoje dvije vrste instalacija za pretvorbu sunčeve energije:
Nemojte misliti da instalacije rade samo na jugu i samo ljeti. Dobro rade i zimi. Za vedrog vremena sa snijegom proizvodnja energije je tek nešto manja nego ljeti. Ako vaša regija ima veliki broj vedrih dana, možete koristiti takvu tehnologiju.
Solarne baterije sastavljene su od fotonaponskih pretvarača, koji su napravljeni od minerala koji, kada su izloženi sunčevoj svjetlosti, emitiraju elektrone - stvarajući električnu struju. Za privatne primjene koriste se silikonski fotopretvarači. Po svojoj strukturi su monokristalni (od jednog kristala) i polikristalni (mnogo kristala). Monokristalni imaju veću učinkovitost (13-25% ovisno o kvaliteti) i duži vijek trajanja, ali su skuplji. Polikristalni proizvode manje električne energije (9-15%) i brže se kvare, ali imaju nižu cijenu.
Ovo je polikristalni fotokonverter. S njima morate pažljivo rukovati - vrlo su krhki (i oni monokristalni, ali ne u tolikoj mjeri)
Sastavljanje solarne baterije vlastitim rukama nije teško. Najprije je potrebno nabaviti određeni broj silicijskih fotoćelija (količina ovisi o potrebnoj snazi). Najčešće se kupuju na kineskim trgovačkim platformama kao što je AliExpress. Tada je postupak jednostavan:
Nekoliko riječi o tome zašto podlogu za solarnu ploču (bateriju) treba obojiti u bijelo. Raspon radnih temperatura silicijskih pločica je od -40°C do +50°C. Rad na višim ili nižim temperaturama dovodi do brzog kvara elemenata. Na krovu, ljeti, u zatvorenom prostoru, temperatura može biti znatno viša od +50°C. Zato je potrebna bijela boja - kako se ne bi pregrijao silicij.
Pomoću solarnih kolektora možete grijati vodu ili zrak. Gdje usmjeriti vodu zagrijanu suncem - u slavine za toplu vodu ili u sustav grijanja - sami odlučujete. Samo će grijanje biti niske temperature - za topli pod, to je ono što je potrebno. Ali kako temperatura u kući ne bi ovisila o vremenskim prilikama, potrebno je sustav učiniti redundantnim tako da se, ako je potrebno, spoji drugi izvor topline ili se kotao prebaci na drugi izvor energije.
Postoje tri vrste solarnih kolektora: ravni, cijevni i zračni. Najčešći su cjevasti, ali drugi također imaju pravo postojati.
Dvije ploče - crna i prozirna - spojene su u jedno tijelo. Između njih nalazi se bakreni cjevovod u obliku zmije. Donja tamna ploča zagrijava se od sunca. zagrijava bakar i zagrijava vodu koja prolazi kroz labirint. Ova metoda korištenja alternativnih izvora energije nije najučinkovitija, ali je atraktivna jer je vrlo jednostavna za implementaciju. Na ovaj način možete zagrijati vodu u . Vi samo trebate kružiti njegovom opskrbom (pomoću cirkulacijske pumpe). Na isti način možete zagrijati vodu u posudi ili je koristiti za kućne potrebe. Nedostatak takvih instalacija je niska učinkovitost i produktivnost. Za zagrijavanje velike količine vode potrebno je ili puno vremena ili veliki broj pločastih kolektora.
To su staklene cijevi – vakuumske ili koaksijalne – kroz koje teče voda. Poseban sustav omogućuje maksimalnu koncentraciju topline u cijevima, koja se prenosi na vodu koja kroz njih teče.
Sustav mora imati spremnik u kojem se voda zagrijava. Kruženje vode u sustavu osigurava pumpa. Ne možete sami napraviti takve sustave - izrada staklenih cijevi vlastitim rukama je problematična i to je glavni nedostatak. To, zajedno s njegovom visokom cijenom, koči široku primjenu ovog kućnog izvora energije. A sam sustav je vrlo učinkovit, nosi se s grijanjem vode za opskrbu toplom vodom s praskom i daje pristojan doprinos grijanju.
Shema za organiziranje grijanja i opskrbe toplom vodom pomoću alternativnih izvora energije - pomoću solarnih kolektora
Kod nas su vrlo rijetki i uzalud. Oni su jednostavni i lako se mogu napraviti vlastitim rukama. Jedini nedostatak je da je potrebno veliko područje: mogu zauzeti cijeli južni (istočni, jugoistočni) zid. Sustav je vrlo sličan pločastim kolektorima - crna donja ploča, prozirna gornja, ali oni direktno zagrijavaju zrak koji se prisilno (ventilatorom) ili prirodno usmjerava u prostoriju. Unatoč prividnoj neozbiljnosti, na ovaj način možete grijati male prostorije tijekom cijelog dana, uključujući tehničke ili pomoćne prostorije: vikendice, šupe za stoku.
Alternativni izvor energije poput sunca daje nam svoju toplinu, ali većina toga odlazi "nigdje". Uhvatiti mali dio toga i iskoristiti ga za osobne potrebe zadatak je koji rješavaju svi ovi uređaji.
Dobra stvar kod alternativnih izvora energije je što su uglavnom obnovljivi izvori. Najvječniji je vjerojatno vjetar. Dok ima atmosfere i sunca, ima i vjetra. Zrak može biti miran kratko vrijeme, ali ne dugo. Naši preci su koristili energiju vjetra u mlinovima, a moderni čovjek je pretvara u električnu energiju. Sve što je potrebno za ovo:
Svaki toranj se može izgraditi od bilo kojeg materijala. Baterija je baterija, ovdje ne možete smisliti ništa, ali gdje ćete napajati struju je vaš izbor. Ostaje samo napraviti generator. Može se kupiti i gotova, ali može se napraviti od motora od kućanskih aparata - perilica rublja, odvijač i sl. Trebat će vam neodimijski magneti i epoksidna smola, tokarski stroj.
Na rotoru motora označavamo mjesta za ugradnju magneta. Trebaju biti na jednakoj udaljenosti jedna od druge. Brusimo rotor odabranog motora, formirajući "sjedala". Dno zareza treba imati blagi nagib tako da je površina magneta nagnuta. Magneti se lijepe na obrađena područja na tekuće čavle i pune epoksidnom smolom. Površina se zatim brusi dok ne postane glatka. Zatim morate pričvrstiti četke koje će ukloniti struju. I to je to, možete sastaviti i pokrenuti vjetrogenerator.
Takve instalacije su prilično učinkovite, ali njihova snaga ovisi o mnogim čimbenicima: intenzitetu vjetra, koliko je dobro napravljen generator, koliko učinkovito se razlika potencijala uklanja četkicama, pouzdanosti električnih veza itd.
Dizalice topline koriste sve dostupne alternativne izvore energije. Toplinu uzimaju iz vode, zraka i tla. Te topline ima u malim količinama i zimi, pa je dizalica topline prikuplja i preusmjerava za grijanje kuće.
Dizalice topline koriste i alternativne izvore energije – toplinu iz zemlje, vode i zraka
Zašto su dizalice topline tako atraktivne? Činjenica je da ćete trošenjem 1 kW energije za pumpanje u najgorem slučaju dobiti 1,5 kW topline, a najuspješnije izvedbe mogu dati do 4-6 kW. I to ni na koji način nije u suprotnosti sa zakonom očuvanja energije, jer se energija ne troši na primanje topline, već ne na pumpanje. Dakle, nema nedosljednosti.
Dizalice topline imaju tri pogonska kruga: dva vanjska i jedan unutarnji, te isparivač, kompresor i kondenzator. Shema funkcionira ovako:
Krug grijanja najbolje je izvesti u obliku toplog poda. Za to su najprikladnije temperature. Radijatorski sustav će zahtijevati previše odjeljaka, što je neugledno i neprofitabilno.
Ali najveću poteškoću uzrokuje dizajn prvog vanjskog kruga, koji prikuplja toplinu. Budući da su izvori niskog potencijala (malo topline), potrebne su velike površine za prikupljanje u dovoljnim količinama. Postoje četiri vrste kontura:
Glavni nedostatak dizalica topline je visoka cijena same pumpe, a ugradnja polja za prikupljanje topline nije jeftina. Možete uštedjeti na ovom pitanju ako sami napravite crpku i sami postavite krugove, ali će iznos i dalje biti značajan. Prednost je u tome što će grijanje biti jeftino i sustav će raditi dugo vremena.
Svi alternativni izvori energije su prirodnog podrijetla, ali dvostruku korist mogu imati samo bioplinska postrojenja. Prerađuju otpad od domaćih životinja i peradi. Rezultat je određeni volumen plina, koji se nakon pročišćavanja i sušenja može koristiti za namjeravanu svrhu. Preostali prerađeni otpad može se prodati ili koristiti na poljima za povećanje prinosa - dobiva se vrlo učinkovito i sigurno gnojivo.
Tijekom fermentacije dolazi do stvaranja plina, au tome sudjeluju i bakterije koje žive u gnoju. Otpad bilo koje stoke i peradi prikladan je za proizvodnju bioplina, ali goveđi gnoj je optimalan. Čak se dodaje ostatku otpada za "fermentaciju" - sadrži točno one bakterije potrebne za preradu.
Za stvaranje optimalnih uvjeta potrebno je anaerobno okruženje – fermentacija se mora odvijati bez kisika. Stoga su učinkoviti bioreaktori zatvoreni spremnici. Da bi proces bio aktivniji, potrebno je redovito miješanje mase. U industrijskim instalacijama u tu se svrhu postavljaju miješalice s električnim pogonom, u kućnim bioplinskim postrojenjima to su obično mehanički uređaji - od najjednostavnijih štapnih do mehaničkih miješalica koje "rade" ručnom silom.
U stvaranju plina iz gnoja sudjeluju dvije vrste bakterija: mezofilne i termofilne. Mezofilni su aktivni na temperaturama od +30°C do +40°C, termofilni - na +42°C do +53°C. Termofilne bakterije djeluju učinkovitije. U idealnim uvjetima proizvodnja plina iz 1 litre korisne površine može doseći 4-4,5 litara plina. Ali održavanje temperature od 50°C u instalaciji je vrlo teško i skupo, iako su troškovi opravdani.
Najjednostavnije bioplinsko postrojenje je bačva s poklopcem i miješalicom. Na poklopcu je terminal za spajanje crijeva kroz koje plin ulazi u spremnik. Iz takvog volumena nećete dobiti puno plina, ali dovoljno je za jedan ili dva plinska plamenika.
Ozbiljnije količine mogu se dobiti iz podzemnog ili nadzemnog bunkera. Ako govorimo o podzemnom bunkeru, onda je on napravljen od armiranog betona. Zidovi su odvojeni od tla slojem toplinske izolacije, a sam kontejner se može podijeliti u nekoliko odjeljaka u kojima će se odvijati obrada s vremenskim pomakom. Budući da mezofilne kulture obično rade u takvim uvjetima, cijeli proces traje od 12 do 30 dana (termofilne se obrade 3 dana), stoga je poželjan vremenski pomak.
Stajnjak ulazi kroz spremnik za utovar, na suprotnoj strani je napravljen otvor za istovar, odakle se uzimaju prerađene sirovine. Bunker nije potpuno ispunjen bio-mješavinom - oko 15-20% prostora ostaje slobodno - ovdje se nakuplja plin. Da bi se ispustio, u poklopac je ugrađena cijev, čiji je drugi kraj spušten u vodenu brtvu - posudu djelomično napunjenu vodom. Na taj način se plin isušuje - već pročišćeni plin se skuplja u gornjem dijelu, odvodi drugom cijevi i već se može prigušiti do potrošača.
Svatko može koristiti alternativne izvore energije. Vlasnicima stanova to je teže provesti, ali u privatnoj kući barem mogu provesti sve ideje. Za to postoje čak i pravi primjeri. Ljudi u potpunosti osiguravaju svoje potrebe i svoja velika kućanstva.
Sunčane staze/ FSM-100P
DELTA/ HRL 12-90
