Energie alternative per la casa: rassegna delle fonti energetiche non standard
L '"energia verde" attrae le persone semplicemente con le sue prospettive cosmiche.L'energia inesauribile può essere ottenuta dall'ambiente in modo completamente gratuito per servire le comunicazioni autonome. Inoltre, la sua risorsa viene ripristinata quotidianamente senza intervento umano.
Tuttavia, per utilizzare con competenza i veri doni della natura, è necessario sapere come funzionano e dove vengono utilizzati. Sei d'accordo?
Imparerai tutto su come viene utilizzata l'energia alternativa per la casa dal nostro articolo. Dopo aver esaminato le informazioni che forniamo, puoi scegliere l'opzione più adatta per generare calore o elettricità.
Abbiamo descritto in dettaglio gli impianti che elaborano l'energia solare/eolica/acqua/terra. Abbiamo delineato brevemente ed in modo estremamente semplice il principio del loro funzionamento. Le informazioni fornite aiuteranno a confrontare metodi e fonti di produzione energetica.
Il contenuto dell'articolo:
Tipologie di fonti energetiche alternative
Acquistare modelli industriali di moderni dispositivi per l'estrazione di energia termica o elettrica dall'ambiente non è così difficile.
Le opzioni più popolari per tali apparecchiature includono:
- pannelli solari;
- collettori solari;
- generatori eolici;
- pompe di calore;
- generatori di biogas.
La scienza non si ferma, stanno comparendo nuovi modelli di dispositivi per la produzione di energia alternativa. È importante non solo scegliere l'opzione appropriata, ma anche installarla correttamente. Molto spesso non è possibile cavarsela con una sola unità.È possibile combinare l'uso di diverse risorse.
Ad esempio, una batteria solare fornisce più elettricità in estate, mentre un generatore eolico fornisce più elettricità in inverno. La combinazione di questi due dispositivi consente di fornire una quantità sufficiente di elettricità autonoma durante tutto l'anno. Anche altri dispositivi possono essere combinati in modo simile.
N. 1: utilizzo dei pannelli solari
Questi elementi stanno diventando sempre più popolari e diversificati. Vengono vendute sia come kit già pronti che come fotocellule singole. Gli artigiani dilettanti che preferiscono fare tutto con le proprie mani lavorano volentieri con quest'ultimo: questo è un compito relativamente semplice.
A realizzare una batteria solare con parametri individuali, è necessario acquistare il numero richiesto di fotocellule già pronte e saldarle in un circuito comune.
Esistono celle solari monocristalline e policristalline. I primi sono più produttivi e durevoli, ma sono efficaci solo se ricevono un flusso energetico stabile. I policristalli hanno un'efficienza inferiore e una durata di servizio più breve, ma possono funzionare in modo abbastanza efficace anche in condizioni nuvolose.
Le celle fotovoltaiche sono poste sotto uno strato di materiale trasparente durevole in modo che possano assorbire energia e rimanere comunque in posizione. La custodia con una superficie esterna trasparente sembra una struttura metallica. Viene utilizzato per fissare i pannelli.
A volte viene utilizzata una struttura in legno al posto di un corpo in metallo.Questa è un'opzione meno duratura, ma abbastanza accettabile.
La struttura con pannelli solari risulta essere piuttosto ingombrante, quindi molto spesso viene posizionata direttamente sul tetto della casa. La custodia è montata su un supporto in modo che il pannello con fotocellule possa essere ruotato, questo permetterà di monitorare il movimento del sole e catturare più raggi UV a seconda del periodo dell'anno.
In caso di forti piogge, il pannello viene ruotato in posizione verticale per evitare danni e ridurre possibili contaminazioni. L'installazione dei pannelli è solo la prima fase nell'implementazione di tale sistema.
Per il suo pieno funzionamento sarà necessario collegare le fotocellule tramite un caricabatterie al sistema inverter solare.
Per accumulare il sistema elettrico risultante, avrai bisogno batterie per pannelli solari, Per esempio, LUCE SOLARE Pz. Tali elementi possono essere installati sottoterra, a una profondità abbastanza significativa, fino a tre metri.
Selezione corretta inverter per pannelli solari e controller della batteria: un punto importante per garantire la massima efficienza dell'intero sistema. Migliore è la selezione di tutti i componenti, migliori saranno i calcoli speciali e minori saranno le perdite di energia elettrica.
Un tipo interessante di pannelli solari - versione in film flessibile, il loro strato di lavoro viene applicato su un film polimerico. Sono installati sulle finestre di vetro dei grattacieli, ovviamente, sul lato soleggiato.
L'efficienza di tali elementi è leggermente inferiore a quella della versione tradizionale: solo il 7%. Ma la comodità del loro utilizzo e il risparmio di spazio compensano questo svantaggio.
Il dispositivo ha chiamato Betaray. Si tratta di una palla di vetro abbastanza grande che, come una lente, raccoglie i raggi del sole e li dirige verso un pannello dotato di fotocellule. L'installazione è in grado di ruotare automaticamente per ottenere la massima luce solare.
In questo modo è possibile utilizzare meno fotocellule e rendere più stabile il flusso della luce solare. Di notte, Betaray è in grado di assorbire la luce della luna e delle stelle. Non è molto, ma sufficiente per garantire l'illuminazione stradale completa. Nel complesso, questo dispositivo ha un'efficienza impressionante del 35% per i pannelli solari.
Consigli utili sulla scelta, installazione e funzionamento dei pannelli solari sono presentati qui:
#2: Applicazione dei collettori solari
Questa è una variante più moderna e produttiva della doccia estiva. Anche la dacia più modesta ha un barile d'acqua, che durante il giorno si riscalda a un livello abbastanza decente.
Se installi un sistema di tubi stretti sul tetto attraverso il quale circola l'acqua, puoi ottenere una notevole quantità di calore, fornendo completamente alla casa la fornitura di acqua calda e persino un riscaldamento abbastanza decente.
Il funzionamento di questa fonte di energia alternativa si basa sulla capacità dell'acqua e dell'aria di circolare quando riscaldate. Il serbatoio dello scambiatore di calore è installato ad un livello più alto rispetto ai tubi del collettore. L'acqua riscaldata sale ed entra nella parte superiore della serpentina dello scambiatore di calore.
Raffreddandosi a contatto con l'acqua del rubinetto, il liquido refrigerante del collettore solare cade e si sposta nuovamente nei tubi riscaldati dal sole.
La circolazione naturale dell'acqua di riscaldamento e raffreddamento elimina la necessità di pompe speciali o altre apparecchiature elettriche.
Puoi realizzare la versione più semplice di un tale sistema con i materiali disponibili: tubi di diverso diametro, lamiera come base. Il supporto a cui è fissata la base può essere costituito da un angolo o da altri elementi metallici.
Tipicamente, la parte del sistema che si trova all'esterno è verniciata di nero per aumentarne la capacità di assorbire il calore. La base con tubi è fissata in modo tale da poter modificare l'angolo della sua inclinazione.
Non resta che installare un serbatoio scambiatore di calore, posizionarvi un serpentino e collegare gli elementi del sistema tra loro e all'impianto idrico e/o di riscaldamento.
La tecnologia dettagliata per la produzione di un collettore solare per il riscaldamento è descritta in Questo articolo.
Naturalmente, i moderni collettori solari industriali sono più complessi e funzionano in modo più efficiente. Alcuni dispositivi utilizzano il freon come refrigerante, che consente di ottenere energia termica anche durante la stagione fredda.
Le unità industriali possono essere dotate di tubi a vuoto, un blocco con fotocellule, sensori di temperatura, un sistema di controllo automatico, ecc. Il costo di un tale collezionista può essere piuttosto impressionante.
N. 3: Sfruttare l’energia eolica
I generatori eolici sono dispositivi conosciuti da molto tempo e molto popolari tra gli appassionati di energia rispettosa dell'ambiente. Questo è un dispositivo piuttosto ingombrante, soprattutto se le pale del mulino a vento ruotano su un piano orizzontale. Pertanto, le versioni con lame verticali sono più popolari.
Il mulino a vento è posizionato su un supporto alto e resistente. Il movimento delle pale viene trasmesso al generatore e l'energia risultante viene immagazzinata in una batteria. L'energia elettrica viene poi trasferita all'impianto elettrico interno dell'abitazione o utilizzata in altro modo.
Un mulino a vento fatto in casa può coprire il fabbisogno elettrico di un piccolo cottage estivo:
Industriale modelli di moderni generatori eolici solitamente dotati di un comodo pannello di controllo elettronico.
I dispositivi fatti in casa sono costruiti secondo diagrammi e disegni abbastanza semplici. Su Internet puoi trovare molte opzioni di diversi tipi e tipologie. È necessario scegliere un posto conveniente per posizionare una struttura del genere, dove soffia un forte vento e l'unità non disturberà nessuno. Più in alto sono montate le lame, meglio è.
Non molto tempo fa l'azienda Rivolta ha presentato uno sviluppo originale: una turbina eolica installata su una piattaforma mobile.Se lo si desidera, il dispositivo può essere assemblato in dimensioni compatte, quindi trasportato utilizzando un normale SUV e installato in un altro luogo.
La potenza dell'aerogeneratore mobile Uprise è di 50 kW. Secondo gli esperti nel campo delle energie alternative, questo è sufficiente per fornire elettricità non alla casa privata più grande e persino per condividere l'elettricità in eccesso con i vicini.
Un'opzione ancora più originale per convertire l'energia eolica in kilowatt è un aereo Potenza Makani.
Si tratta di una variante altamente scientifica di un aquilone su cui sono montate piccole turbine eoliche. L'idea è di trasportare il generatore nell'alta atmosfera, dove la velocità del flusso d'aria è molto più elevata di quella del suolo. L’energia scorre lungo il cavo, che funge anche da corda che tiene “l’aquilone”.
Panoramica interessante sulla riparazione dei generatori eolici SF-600-5 (Cina) permette di farsi un'idea dei possibili problemi con gli elettrodomestici di classe economica:
Idee interessanti per realizzare da soli un mulino a vento sono descritte nell'articolo - Come realizzare un generatore eolico con le tue mani: dispositivo, principio di funzionamento + i migliori prodotti fatti in casa
#4: Riscaldamento basato su pompe di calore
Questi dispositivi occupano da tempo un posto d'onore nella famiglia dei dispositivi per la produzione di energia rispettosa dell'ambiente. Una pompa di calore funziona più o meno allo stesso modo di un frigorifero o di un condizionatore d’aria, ma al contrario.
Dispositivi di questo tipo vengono utilizzati principalmente per il riscaldamento domestico, nonché per il riscaldamento dell'acqua.Sebbene esistano modelli che affrontano con successo i compiti di un condizionatore d'aria in estate.
Tali sistemi utilizzano l’energia dell’aria, del suolo e il calore dell’acqua come fonte di calore. L’energia è ovunque, ma in queste risorse ha un potenziale basso. Il circuito esterno della pompa di calore raccoglie queste briciole sparse di energia termica e le trasferisce nell'impianto.
Per trasformare l'energia in uno stato ad alto potenziale viene utilizzato un refrigerante, solitamente il freon. Assorbe l'energia ricevuta, si riscalda ed entra nel compressore. Qui il refrigerante viene compresso e passa attraverso l'evaporatore nello scambiatore di calore del circuito di riscaldamento interno.
Il liquido di raffreddamento assorbe energia termica concentrata e il freon passa attraverso l'evaporatore e ritorna allo stato liquido. Ora riceve energia a basso potenziale, si riscalda, ecc.
A seconda della fonte di energia termica, nonché del tipo di liquido di raffreddamento, viene selezionato il tipo di pompa di calore: “terra-acqua”, “acqua-acqua”, “aria-acqua”, “aria-aria” e così via. Utilizzando un dispositivo del genere, è possibile implementare non solo il tradizionale riscaldamento dell'acqua, ma anche il riscaldamento dell'aria.
Molti artigiani hanno padroneggiato con successo la produzione indipendente di tale unità; le opzioni interessanti sono descritte nei seguenti articoli:
- Come realizzare una pompa di calore con le proprie mani da un vecchio frigorifero: disegni, istruzioni e consigli di montaggio
- Pompa di calore geotermica fai-da-te per il riscaldamento di una casa: dispositivo, progettazione, autoassemblaggio
Estrarre il calore dal terreno non è il compito più semplice, poiché richiederà un ampio appezzamento di terreno e estesi lavori di scavo. Le tubazioni del circuito esterno vengono posate in trincea e ricoperte di terra. È chiaro che l'uso di questo sito sarà limitato in futuro.
Ma in questo modo è possibile garantire una temperatura stabile del liquido di raffreddamento nel circuito esterno, e questa è una condizione importante per il buon funzionamento della pompa di calore. È molto comodo se vicino casa c'è un laghetto; il circuito esterno può essere immerso nell'acqua senza problemi. In alternativa al serbatoio viene utilizzato un pozzo d'acqua.
Per estrarre il calore dall'aria non vengono utilizzati tubi con liquido di raffreddamento, ma potenti ventilatori che pompano aria nello scambiatore di calore. La temperatura dell'aria esterna non è così costante come nelle opzioni con acqua o terra, ma scegliere una posizione per l'unità ed eseguire l'installazione è molto più semplice.
Purtroppo questi dispositivi sono inefficaci nelle regioni settentrionali, poiché il riscaldamento è impossibile anche a -20 gradi di temperatura esterna. Il problema si risolve combinando due diversi sistemi di riscaldamento.
#4: Il biogas nelle comunicazioni
I rifiuti rappresentano un’altra risorsa interessante per la produzione di energia termica. Quando si trattano i rifiuti con l'aiuto di batteri anaerobici, vengono rilasciate sostanze come metano, idrogeno solforato, anidride carbonica e una certa quantità di impurità.
Questa miscela di gas si chiama biogas e può essere considerata anche una moderna fonte energetica alternativa.
Naturalmente, questa sostanza infiammabile non si ottiene dal contenuto delle fognature. A questo scopo vengono utilizzati rifiuti organici di origine animale o vegetale. Vengono riposti in un contenitore apposito, molto resistente e sempre ermetico. Lì vengono caricate anche le colture batteriche.
All'interno del dispositivo è installata una coclea per mescolare la massa biologica. Ciò aumenterà la velocità di reazione e renderà il generatore più efficiente.
La massa destinata alla lavorazione viene diluita con acqua, che deve essere riscaldata a circa 40°C.In estate dovrebbe essere aggiunta più acqua, ma in inverno il contenuto di umidità della biomassa può essere intorno al 90%.
Per mantenere una temperatura confortevole per la vita dei microrganismi, il contenitore del biogeneratore è rivestito con materiali termoisolanti. Tutti i materiali di partenza vengono caricati attraverso il collo, che viene poi chiuso ermeticamente. Il biogas si accumula nella parte superiore dell'apparecchio e viene rimosso dallo stesso attraverso un apposito tubo.
I rifiuti riciclati vengono scaricati attraverso un tubo separato e rappresentano un prezioso fertilizzante che può essere utilizzato nel sito. Un punto importante quando si crea da soli un biogeneratore è la sicurezza. Poiché il gas si accumula costantemente nel contenitore, la pressione aumenta costantemente.
Il processo di creazione di un biogeneratore da un barile di metallo è descritto in questo video:
Se questo processo non viene controllato, il dispositivo potrebbe semplicemente esplodere. È considerato più sicuro posizionare il biogeneratore nel sottosuolo piuttosto che in superficie. È necessario garantire una selezione costante del gas risultante dal contenitore per normalizzare la pressione.
Anche la miscela di gas deve essere maneggiata con cura. Questa sostanza infiammabile ha un odore pungente e sgradevole e l'inalazione può essere pericolosa per la salute umana.
Oltre alle fonti di energia gratuita sopra descritte, esistono anche soluzioni ingegneristiche interessanti che hanno molte prospettive pratiche:
Scopo e applicazione del termogeneratore
Dispositivi di questo tipo sono noti fin dalla metà del secolo scorso. Permettono di convertire l'energia termica in energia elettrica. Una versione moderna di un termogeneratore prodotto industrialmente è progettata per l'installazione su caldaie a gas o stufe a legna a combustione lunga con una potenza di almeno 200 W.
Una delle opzioni di termogeneratore più famose e apprezzate nella vita di tutti i giorni funziona in tandem con una lampada a cherosene:
Un tale dispositivo consente di ricevere circa 150 kW/h di elettricità al mese in inverno, quando i dispositivi di riscaldamento funzionano continuamente.
Puoi considerarlo come un'opzione aggiuntiva in combinazione con i pannelli solari o come un modo per compensare le frequenti interruzioni di corrente.
Esistono anche modelli da campeggio di generatori di calore in grado di elaborare l'energia termica di un normale incendio. Possono essere utilizzati durante i lavori di costruzione in assenza di elettricità come alternativa a un generatore alimentato a combustibile liquefatto.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Il video ti presenterà le opzioni più diffuse per gli impianti alimentati da fonti energetiche alternative:
L'unico inconveniente significativo dei metodi alternativi di generazione di energia è l'alto costo delle attrezzature e dell'installazione. Gli sviluppi high-tech sono efficaci, convenienti e poco costosi. Tuttavia, l’investimento verrà ripagato nel tempo. E per chi ama armeggiare, ci sono sempre opzioni per il fai da te.
Raccontaci cosa ne pensi dell'utilizzo di energie alternative per la tua casa? Condividi la tua opinione, partecipa alle discussioni e fai domande. Puoi lasciare commenti nel modulo sottostante.
Proprio di recente sembrava che le risorse ordinarie fossero poco costose e sarebbero durate a lungo. Ma il costante aumento dei prezzi ha stimolato lo sviluppo di fonti energetiche alternative, e ora i pannelli solari su un terreno o sul tetto di una casa non sorprenderanno più nessuno. Ora questo processo non può più essere fermato e, oltre ai consueti risparmi, le energie alternative contribuiscono a migliorare la situazione ambientale del pianeta.
Utilizzo i doni della natura da molto tempo.La presenza di una batteria solare nel garage oggi non sorprenderà nessuno. Li ho comprati già pronti più di una volta, ma non ho mai provato a realizzarli da solo. Una buona idea, soprattutto sulla base delle informazioni, non è così difficile da implementare. Ho pianificato da tempo di attaccarlo al tetto della casa. Sperimenta per vedere cosa ne viene fuori. Tuttavia, sono favorevole a preservare lo stato normale dell’ambiente.
Con un prezzo del genere, i pannelli solari non saranno mai ripagati. Il loro utilizzo è giustificato solo nei luoghi dove non è presente la rete elettrica.