Energia alternativa faça você mesmo para a casa: uma visão geral das melhores eco-tecnologias

Tipos e escolha de fontes de energia

O gás natural é considerado o combustível mais barato. Mas para que tal sistema de energia funcione sem problemas, a gaseificação é necessária.

Os geradores que utilizam óleo diesel, gasolina, etc. exigirão um recipiente especial para armazenamento de líquidos inflamáveis ​​com necessidade de reposição regular de seus estoques.

Entre os sistemas autônomos que convertem tipos naturais de energia gratuita disponíveis publicamente, os mais difundidos hoje são:

• Painéis semicondutores que convertem energia solar em energia elétrica - painéis solares
• Turbinas eólicas movidas a energia eólica
• pequenas centrais hidrelétricas

Ao escolher um ou outro tipo de fonte de alimentação para sua casa de campo, é necessário levar em consideração todas as suas características técnicas, prós e contras, necessidades existentes de eletricidade, bem como o componente econômico da questão.

A seguir, consideraremos com mais detalhes cada um dos sistemas de energia independentes listados em termos de uso na prática.

Bombas de calor

A alternativa de aquecimento mais versátil para uma casa particular é a instalação de bombas de calor. Eles funcionam de acordo com o conhecido princípio de uma geladeira, pegando calor de um corpo mais frio e o liberando no sistema de aquecimento.

Consiste em um esquema aparentemente complexo de três dispositivos: um evaporador, um trocador de calor e um compressor. Existem muitas opções para a implementação de bombas de calor, mas as mais populares são:

• Ar para ar
• Ar para água
• água Água
• lençóis freáticos

Ar para ar

A opção de implementação mais barata é ar-ar. De fato, assemelha-se a um sistema split clássico, no entanto, a eletricidade é gasta apenas no bombeamento de calor da rua para a casa, e não no aquecimento das massas de ar. Isso ajuda a economizar dinheiro, enquanto aquece perfeitamente a casa ao longo do ano.

A eficiência dos sistemas é muito alta. Para 1 kW de eletricidade, você pode obter até 6-7 kW de calor. Os inversores modernos funcionam muito bem mesmo em temperaturas de -25 graus e abaixo.

Ar para água

"Ar-água" é uma das implementações mais comuns de uma bomba de calor, na qual uma bobina de grande área instalada em uma área aberta desempenha o papel de um trocador de calor. Além disso, pode ser soprado por um ventilador, forçando a água no interior a esfriar.

Tais instalações são caracterizadas por custo mais democrático e instalação simples.Mas eles são capazes de trabalhar com alta eficiência apenas em temperaturas de +7 a +15 graus. Quando a barra cai para uma marca negativa, a eficiência cai.

lençóis freáticos

A implementação mais versátil de uma bomba de calor é terra-água. Não depende da zona climática, pois está em toda parte uma camada de solo que não congela ao longo do ano.

Neste esquema, os tubos são imersos no solo a uma profundidade onde a temperatura é mantida no nível de 7 a 10 graus ao longo do ano. Os coletores podem ser localizados verticalmente e horizontalmente. No primeiro caso, vários poços muito profundos terão que ser perfurados, no segundo caso, uma bobina será colocada em uma determinada profundidade.

A desvantagem é óbvia: trabalho de instalação complexo que exigirá altos investimentos financeiros. Antes de decidir sobre esse passo, você deve calcular os benefícios econômicos. Em áreas com invernos curtos e quentes, vale a pena considerar outras opções de aquecimento alternativo de casas particulares. Outra limitação é a necessidade de uma grande área livre - até várias dezenas de metros quadrados. m.

água Água

A implementação de uma bomba de calor água-água praticamente não é diferente da anterior, no entanto, os tubos coletores são colocados em águas subterrâneas que não congelam ao longo do ano ou em um reservatório próximo. É mais barato devido às seguintes vantagens:

• Profundidade máxima de perfuração do poço - 15 m
• Você pode sobreviver com 1-2 bombas submersíveis

Caldeiras de biocombustível

Se não houver desejo e oportunidade de equipar um sistema complexo composto por tubos no solo, módulos solares no telhado, você pode substituir a caldeira clássica por um modelo que funciona com biocombustível. Eles precisam:

1. Biogás
2. pellets de palha
3. Grânulos de turfa
4. Lascas de madeira, etc.

Recomenda-se que tais instalações sejam instaladas em conjunto com as fontes alternativas consideradas anteriormente. Em situações em que um dos aquecedores não funcione, será possível utilizar o segundo.

Vantagens principais

Ao decidir sobre a instalação e posterior operação de fontes alternativas de energia térmica, é necessário responder à pergunta: em quanto tempo elas serão recompensadas? Sem dúvida, os sistemas considerados apresentam vantagens, entre as quais:

• O custo da energia produzida é menor do que quando se utiliza fontes tradicionais
• Alta eficiência

No entanto, deve-se estar ciente dos altos custos iniciais do material, que podem chegar a dezenas de milhares de dólares. A instalação de tais instalações não pode ser chamada de simples, portanto, o trabalho é confiado exclusivamente a uma equipe de profissionais capazes de garantir o resultado.

Resumindo

A demanda está adquirindo alternativas de aquecimento para uma casa particular, que se torna mais lucrativa em um cenário de aumento dos preços das fontes tradicionais de energia térmica. No entanto, antes de começar a reequipar o sistema de aquecimento atual, é necessário calcular tudo considerando cada uma das opções propostas.

Também não é recomendado abandonar a caldeira tradicional. Deve ser deixado e em determinadas situações, quando o aquecimento alternativo não cumpre as suas funções, continuará a ser possível aquecer a sua casa e não congelar.

Energia solar em eletricidade

Os painéis solares foram feitos pela primeira vez para naves espaciais.O dispositivo é baseado na capacidade dos fótons de criar uma corrente elétrica. Existem muitas variações no design dos painéis solares e a cada ano eles são aprimorados. Existem duas maneiras de fazer você mesmo uma bateria solar:

Método número 1. Compre fotocélulas prontas, monte uma corrente com elas e cubra a estrutura com um material transparente

Você precisa trabalhar com extrema cautela, todos os elementos são muito frágeis. Cada fotocélula é marcada em Volt-Amps. Calcular o número necessário de células para coletar a bateria da energia necessária não será muito difícil

A sequência do trabalho é a seguinte:

Calcular o número necessário de células para coletar a bateria da energia necessária não será muito difícil. A sequência do trabalho é a seguinte:

• para a fabricação do estojo, você precisa de uma folha de madeira compensada. As ripas de madeira são pregadas ao longo do perímetro;
• orifícios de ventilação são perfurados na folha de madeira compensada;
• uma folha de fibra com uma cadeia soldada de fotocélulas é colocada no interior;
• o desempenho é verificado;
• plexiglass é aparafusado nos trilhos.

O método número 2 requer conhecimento de engenharia elétrica. O circuito elétrico é montado a partir de diodos D223B. Solde-os em linhas sequencialmente. Colocado em uma caixa coberta com um material transparente.

As fotocélulas são de dois tipos:

1. As placas monocristalinas têm uma eficiência de 13% e duram um quarto de século. Eles funcionam perfeitamente apenas em dias ensolarados.
2. Os policristalinos têm uma eficiência menor, sua vida útil é de apenas 10 anos, mas a energia não cai quando está nublado. Área do painel 10 m² m. é capaz de produzir 1 kW de energia. Quando colocado no telhado, vale a pena considerar o peso total da estrutura.

As baterias prontas são colocadas no lado mais ensolarado.O painel deve estar equipado com a capacidade de ajustar a inclinação do ângulo em relação ao sol. A posição vertical é definida durante nevascas para que a bateria não falhe.

O painel solar pode ser usado com ou sem bateria. Durante o dia, consuma a energia da bateria solar e à noite - a bateria. Ou use energia solar durante o dia e à noite - da rede central de fornecimento de energia.

Energia alternativa prática: tipos

As fontes alternativas de energia são uma variedade de formas promissoras de obter, bem como transmitir a eletricidade resultante. Ao mesmo tempo, essas fontes de energia são renováveis ​​e trazem danos mínimos ao meio ambiente. Essas fontes de energia incluem painéis solares e estações solares.

Eles, por sua vez, são divididos em 3 tipos de produção de energia utilizando:

• fotocélulas;
• painéis solares;
• Opções combinadas.

É popular o uso de sistemas de espelhos, que aquecem a água a altas temperaturas, resultando em vapor que, passando por um sistema de tubulações, aciona uma turbina. Moinhos de vento e parques eólicos geram eletricidade usando energia eólica, que aciona pás especiais conectadas a geradores.

O uso de energia das ondas, bem como fluxos e refluxos, é popular.

De fontes geotérmicas, a água quente é amplamente utilizada para gerar eletricidade. É interessante utilizar a energia cinética em algumas salas, por exemplo, em academias, onde as partes móveis dos simuladores são conectadas por meio de hastes a geradores, que, como resultado do movimento das pessoas, geram eletricidade.

Tecnologias modernas de aquecimento

Opções de aquecimento para uma casa particular:

• Sistema de aquecimento tradicional.A fonte de calor é uma caldeira. A energia térmica é distribuída pelo transportador de calor (água, ar). Pode ser melhorado aumentando a transferência de calor da caldeira.
• Equipamento de economia de energia que é usado em novas tecnologias de aquecimento. A eletricidade (sistema solar, vários tipos de aquecimento elétrico e coletores solares) atua como um transportador de energia para o aquecimento da habitação.

As novas tecnologias de aquecimento devem ajudar a resolver os seguintes problemas:

• Redução de custos;
• Respeito pelos recursos naturais.

Piso quente

O piso infravermelho (IR) é uma moderna tecnologia de aquecimento. O material principal é um filme incomum. Qualidades positivas - flexibilidade, maior resistência, resistência à umidade, resistência ao fogo. Pode ser colocado sob qualquer material de piso. A radiação do piso infravermelho tem um bom efeito no bem-estar, idêntico ao efeito da luz solar no corpo humano. Os custos em dinheiro para a colocação de um piso infravermelho são 30-40% menores do que o custo de instalação de pisos com elementos de aquecimento elétrico. Economia de energia ao usar um piso de filme de 15-20%. O painel de controle regula a temperatura em cada quarto. Sem barulho, sem cheiro, sem poeira.

Com o método de fornecimento de calor com água, um tubo de metal-plástico fica na mesa do piso. A temperatura de aquecimento é limitada a 40 graus.

Coletores solares de água

A tecnologia de aquecimento inovadora é usada em locais com alta atividade solar. Os coletores solares de água estão localizados em locais abertos ao sol. Geralmente este é o telhado do edifício. Dos raios do sol, a água é aquecida e enviada para dentro da casa.

O ponto negativo é a impossibilidade de usar o coletor à noite. Não faz sentido aplicar em áreas da direção norte.A grande vantagem de usar este princípio de geração de calor será a disponibilidade geral de energia solar. Não prejudica a natureza. Não ocupa espaço útil no quintal da casa.

sistemas solares

Bombas de calor são usadas. Com um consumo total de eletricidade de 3 a 5 kW, as bombas bombeiam 5 a 10 vezes mais energia de fontes naturais. A fonte são os recursos naturais. A energia térmica resultante é fornecida ao refrigerante com a ajuda de bombas de calor.

aquecimento infravermelho

Aquecedores infravermelhos encontraram aplicação na forma de aquecimento primário e secundário em qualquer sala. Com baixo consumo de energia, obtemos uma grande transferência de calor. O ar da sala não seca.

A instalação é fácil de montar, não são necessárias licenças adicionais para este tipo de aquecimento. O segredo da economia é que o calor se acumula em objetos e paredes. Aplique sistemas de teto e parede. Eles têm uma longa vida útil, mais de 20 anos.

Tecnologia de aquecimento de rodapé

O esquema de operação da tecnologia de rodapé para aquecimento de uma sala se assemelha à operação dos aquecedores IR. A parede está esquentando. Então ela começa a emitir calor. O calor infravermelho é bem tolerado pelos humanos. As paredes não serão suscetíveis a fungos e mofo, pois estarão sempre secas.

Fácil de instalar. O fornecimento de calor em cada quarto é regulado. No verão, o sistema pode ser usado para resfriar as paredes. O princípio de funcionamento é o mesmo do aquecimento.

Sistema de aquecimento de ar

O sistema de aquecimento é construído com base no princípio da termorregulação. O ar quente ou frio é fornecido diretamente para a sala. O elemento principal é um forno com queimador a gás.O gás queimado libera calor para o trocador de calor. A partir daí, o ar aquecido entra na sala. Não requer tubos de água, radiadores. Resolve três problemas - aquecimento ambiente, ventilação.

A vantagem é que o aquecimento pode ser iniciado gradualmente. Neste caso, o aquecimento existente não será afetado.

Acumuladores de calor

O líquido de arrefecimento é aquecido à noite para economizar dinheiro em custos de eletricidade. Um tanque termicamente isolado, uma grande capacidade é uma bateria. À noite aquece, durante o dia há retorno de energia térmica para aquecimento.

Uso de módulos de computador e o calor gerado por eles

Para iniciar o sistema de aquecimento, você precisa conectar a Internet e a eletricidade. Princípio de funcionamento: aproveita-se o calor que o processador liberta durante o funcionamento.

Eles usam chips ASIC compactos e baratos. Várias centenas de chips são montados em um dispositivo. Ao custo, esta instalação sai como um computador normal.

Opção #1 - Fazendo Painéis Solares

Projetos capazes de capturar e converter a energia do sol são numerosos, variados e em constante aperfeiçoamento. Para muitos artesãos, aperfeiçoar essas estruturas úteis tornou-se um grande hobby. Em exposições temáticas, esses entusiastas demonstram de bom grado muitas ideias úteis.

Para fazer painéis solares, você precisa comprar células solares monocristalinas ou policristalinas, colocá-las em uma moldura transparente, que é fixada com uma caixa forte

A base da bateria solar são cristais especiais que capturam energia. Em casa, esses elementos não podem ser feitos, eles terão que ser comprados.

Os cristais são muito frágeis e devem ser manuseados com cuidado.Para fazer uma bateria solar, você precisa:

1. Faça uma moldura para painéis solares de um material transparente, como plexiglass.
2. Faça uma caixa de um canto de metal, madeira compensada, etc.
3. Solde cuidadosamente os elementos cristalinos no circuito.
4. Coloque as fotocélulas na moldura.
5. Faça a montagem da carroceria.

Em geral, existem dois tipos de células solares: monocristalinas e policristalinas. Os primeiros são mais duráveis ​​e têm uma eficiência de cerca de 13%, enquanto os últimos falham mais rapidamente, sua eficiência é um pouco menor - menos de 9%. No entanto, as células solares de cristal único funcionam bem apenas com um fluxo estável de energia solar; em um dia nublado, sua eficiência se torna muito menor. Mas os elementos policristalinos toleram muito melhor os caprichos do clima.

Este vídeo mostra os princípios básicos de autofabricação de uma bateria solar:

As baterias prontas são colocadas, é claro, no lado mais ensolarado do telhado. Neste caso, é necessário prever a possibilidade de ajustar a inclinação do painel. Por exemplo, durante nevascas, os painéis devem ser colocados quase na vertical, caso contrário a camada de neve pode interferir no funcionamento das baterias ou até danificá-las.

Usina hidrelétrica caseira

Se houver um córrego ou reservatório com barragem no local, uma fonte adicional de eletricidade alternativa será uma usina hidrelétrica de fabricação própria. O dispositivo é baseado em uma roda d'água, e a potência dependerá da velocidade do fluxo de água. Materiais para a fabricação de um gerador e uma roda podem ser retirados de um carro, e pedaços de canto e metal podem ser encontrados em qualquer casa. Além disso, você precisará de um pedaço de fio de cobre, madeira compensada, resina de poliestireno e ímãs de neodímio.

1. A roda é feita de rodas de 11 polegadas.As lâminas são feitas de um tubo de aço (cortamos o tubo longitudinalmente em 4 partes). Você vai precisar de 16 lâminas. Os discos são puxados juntos com parafusos, o espaço entre eles é de 10 polegadas. As lâminas são soldadas.
2. O bocal é feito de acordo com a largura da roda. É feito de sucata, dobrado em tamanho e unido por soldagem. O bocal é ajustado em altura. Isso regulará o fluxo de água.
3. O eixo é soldado.
4. A roda é montada no eixo.
5. O enrolamento é feito, as bobinas são despejadas com resina - o estator está pronto. Coletamos o gerador. Um modelo é feito de madeira compensada. Instale ímãs.
6. O gerador é protegido por uma asa metálica contra respingos de água.
7. A roda, eixo e fixadores com bocal são revestidos com tinta para proteger o metal da corrosão e do prazer estético.
8. Ajustar o bocal atinge a maior potência.

Dispositivos caseiros não exigem grandes investimentos de capital e produzem energia gratuitamente. Se você combinar vários tipos de fontes alternativas, essa etapa reduzirá significativamente os custos de energia. Para montar a unidade, você só precisa de mãos hábeis e uma cabeça clara.

Energia Tradicional

Esta é uma ampla camada de setores estabelecidos da indústria de calor e energia, fornecendo cerca de 95% dos consumidores de energia do mundo. A geração do recurso ocorre em estações especiais - são objetos de usinas termelétricas, hidrelétricas, usinas nucleares, etc. Eles trabalham com uma base de matéria-prima pronta, durante o processamento do qual a energia alvo é gerada . Existem as seguintes etapas de produção de energia:

• Produção, preparação e entrega de matéria-prima à instalação para a produção de um ou outro tipo de energia. Estes podem ser os processos de extração e enriquecimento de combustível, a combustão de produtos petrolíferos, etc.
• Transferência de matérias-primas para unidades e conjuntos que convertem energia diretamente.
• Os processos de conversão de energia do primário para o secundário. Esses ciclos não estão presentes em todas as estações, mas, por exemplo, para a conveniência de entrega e posterior distribuição de energia, várias formas podem ser utilizadas - principalmente calor e eletricidade.
• Manutenção da energia convertida acabada, sua transmissão e distribuição.

Na etapa final, o recurso é enviado aos consumidores finais, que podem ser tanto ramos da economia nacional quanto proprietários comuns.

Fontes de energia não tradicionais: métodos de obtenção

As fontes não tradicionais de fornecimento de energia são principalmente a geração de eletricidade usando o vento, a luz solar, a energia das ondas das marés e também o uso de águas geotérmicas. Mas, além disso, existem outras formas de utilização da biomassa e outros métodos.

Nomeadamente:

1. Obtendo eletricidade a partir de biomassa. Essa tecnologia envolve a produção de biogás residual, que consiste em metano e dióxido de carbono. Algumas unidades experimentais (Michael's Humireactor) processam esterco e palha, o que permite obter 10–12 m3 de metano a partir de 1 tonelada de material.
2. Obtendo eletricidade termicamente. Conversão de energia térmica em eletricidade aquecendo alguns semicondutores interligados que consistem em termoelementos e resfriando outros. Como resultado da diferença de temperatura, uma corrente elétrica é produzida.
3. Célula de hidrogênio.Este é um dispositivo que a partir de água comum por eletrólise permite obter uma quantidade bastante grande de mistura de hidrogênio-oxigênio. Ao mesmo tempo, o custo de obtenção de hidrogênio é mínimo. Mas essa geração de energia ainda está apenas em fase experimental.

Outro tipo de geração de eletricidade é um dispositivo especial chamado motor Stirling. Dentro de um cilindro especial com um pistão está um gás ou líquido. Com aquecimento externo, o volume de líquido ou gás aumenta, o pistão se move e faz o gerador funcionar por sua vez. Além disso, o gás ou líquido, passando pelo sistema de tubulação, resfria e move o pistão para trás. Esta é uma descrição bastante aproximada, mas deixa claro como esse mecanismo funciona.

Opção nº 4 - usina de biogás

Durante o processamento anaeróbio de resíduos orgânicos, é liberado o chamado biogás. O resultado é uma mistura de gases composta por metano, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. O gerador de biogás é composto por:

• tanque selado;
• trado para misturar resíduos orgânicos;
• tubo de ramal para descarregar a massa gasta de resíduos;
• gargalos para enchimento de resíduos e água;
• tubo através do qual o gás resultante flui.

Muitas vezes, um tanque de processamento de resíduos é disposto não na superfície, mas na espessura do solo. Para evitar o vazamento do gás resultante, ele é totalmente vedado. Ao mesmo tempo, deve-se lembrar que, no processo de liberação do biogás, a pressão no tanque aumenta constantemente, portanto, o gás deve ser retirado do tanque regularmente. Além do biogás, como resultado do processamento, obtém-se um excelente fertilizante orgânico, útil para o cultivo de plantas.

O dispositivo e as regras de operação de tal gerador de gás estão sujeitos a maiores requisitos de segurança, pois o biogás é perigoso para inalar e pode explodir. No entanto, em vários países do mundo, por exemplo, na China, esse método de obtenção de energia é bastante difundido.

O projeto de um gerador de biogás é muito simples, mas alguns cuidados devem ser tomados durante sua operação, pois o biogás é uma substância combustível perigosa à saúde.

A composição e a quantidade de biogás obtido a partir de resíduos dependem do substrato. A maior parte do gás é obtida quando se utiliza gordura, grãos, glicerina técnica, capim fresco, silagem, etc. Normalmente, uma mistura de resíduos animais e vegetais é carregada no tanque, ao qual é adicionada alguma água. No verão, recomenda-se aumentar a umidade da massa para 94-96% e, no inverno, 88-90% de umidade é suficiente. A água fornecida ao tanque de resíduos deve ser aquecida a 35-40 graus, caso contrário, os processos de decomposição serão retardados. Para se manter aquecido, uma camada de material isolante de calor é montada na parte externa do tanque.

Sempre me pareceu que a energia alternativa é muito cara em termos de investimento, mas você conseguiu me convencer. Por um lado, é difícil montar manualmente os acessórios necessários (eu não tentei pessoalmente, não posso julgar). Por outro lado, se tudo puder ser feito corretamente, uma fonte de energia alternativa se pagará de qualquer maneira. Agora a eletricidade custa muito dinheiro. Mas, acho que a energia alternativa só pode ser instalada em uma casa particular, porque. na cidade - serviços de fiscalização (não lembro o nome) - eles não vão olhar com muita aprovação - podem até ser multados.Eu mesmo moro na cidade e não há como experimentar essas coisas.

Se você combinar todos os tipos de produção de energia alternativa, talvez isso reduza significativamente os custos de energia e até mesmo algum dia pague sua construção. A julgar pelo artigo, não é tão difícil montar uma fonte de energia alternativa, mas ainda requer algumas habilidades. Se você considerar a instalação de painéis solares no telhado e, além deles, uma turbina eólica, poderá obter uma fonte de energia quase universal em qualquer clima. E se você adicionar biogás, em geral haverá beleza. No entanto, todos esses métodos são bons apenas para a estação quente (bem, ou outono, quando há vento forte), mas no inverno o sol não é frequente, o vento também. Como estar neste caso?