Альтернативная энергия для частного дома

Альтернативные источники отопления частного загородного дома

Альтернативная энергия для частного дома

В условиях, когда энергоносители постоянно дорожают, актуальным становится альтернативное отопление частного дома.

Владельцы дач и коттеджей ищут приемлемые варианты отопления своей собственности, рассматривая самые различные предложения: от твердотопливных котлов до солнечных коллекторов.

Каждый вариант отопления, который отличается от стандартного, имеет определенные достоинства и недостатки. О них мы сегодня и будем говорить.

Для некоторых домовладельцев подходящей альтернативой может стать любая возможность отказаться от привычного в сельской местности отопления газом. Другие же стремятся к полной автономии и присматриваются к возможностям аккумулировать и использовать солнечную энергию.

Поборники защиты окружающей среды ратуют за экологически безопасную энергию земли и воды. Некоторые озабочены тем, каким образом прогревается воздух в доме и тем, как отопительные приборы влияют на влажность в помещении.

Использование природных источников энергии в настоящее время достаточно дорогостоящее и окупается, как правило, в течение десяти и более лет

В целом современные альтернативные виды отопления выглядят достаточно разнообразно:

  • котлы, работающие на твердом или жидком топливе, а также на биотопливе;
  • тепловые насосы, в основе работы которых находится использование геотермальной энергии;
  • солнечные коллекторы, использующие тепловую энергию солнца;
  • инфракрасные обогреватели различного типа;
  • «теплый плинтус».

Еще недавно к альтернативным методам отопления относились и системы типа «теплый пол», которые появились на рынке не так давно. Сегодня же они стали вполне привычными и прекрасно дополняют, а порой и полностью заменяют привычные способы отопления с помощью радиаторов.

Казалось бы, использование газового котла для отопления частного дома имеет множество преимуществ. Многие тысячи домов обогреваются именно так. Однако требования домовладельцев к качеству отопления постоянно растут.

Стоит отметить, что подключить газовый котел к магистрали технологически не так уж просто. Проблемы возникают и в процессе оформления всех соответствующих документов. Кроме того, стоимость газа постоянно растет. Наконец, нарекания вызывает и качество тепла. С помощью котла сложно обогреть дом равномерно: температура у радиаторов и пола намного выше, чем в центре помещения.

Вариант #1 — котел на биотопливе

Чтобы отказаться от газа и заменить его другим энергоносителем, достаточно сменить котел. Самые популярные варианты: электрический и твердотопливный. Но подогрев энергоносителя с помощью электричества не всегда бывает экономически выгодным.

Интересным вариантом может стать использование котлов на биотопливе. Для их работы используются специальные брикеты и пеллеты, но подойдут и такие материалы, как:

  • древесные гранулы и щепа;
  • гранулированный торф;
  • гранулы из соломы и т. п.

Использование брикетов позволяет сделать подачу топлива в котел автоматической, уже не нужно будет заботиться об этом. Однако следует отметить, что стоимость такого котла может в десять раз превышать цены на газовые аналоги, брикеты также стоят достаточно дорого.

Обратите внимание, что  правильно устроенный камин — неплохая альтернатива современным способам отопления. Он вполне способен эффективно обогреть небольшой коттедж.

Вариант #2 — применение тепловых насосов

Геотермальные тепловые насосы нагревают дом, используя энергию земли или воды. В летнее время такая система работает как кондиционер, т.е. помогает охлаждать здание, возвращая избыточное тепло земле. Это экологически чистый вид отопления, при котором используются возобновляемые ресурсы.

Если сравнивать расходы на обогрев тепловыми насосами с газовыми котлами, то можно отметить заметную экономию: около 15%. Однако альтернативные системы отопления этого типа встречаются редко, поскольку затраты на их создание остаются очень высокими.

Обратите внимание, что для работы теплового насоса нужно постоянное поступление электроэнергии. Поэтому не стоит монтировать такую систему в местности, где электричество часто отключают. Решить эту проблему можно с помощью собственного генератора, но в результате заметно увеличатся расходы на монтаж и обслуживание.

Вариант #3 — использование солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы — это пластины, которые обычно устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют тепло солнечных лучей и и с помощью теплоносителя передают собранную энергию в котельную. Тепло поступает в теплообменник, который вмонтирован в бак-аккумулятор. После этого вода нагревается и может быть использована для отопления, бытовых нужд, бассейна и т. п.

Солнечные коллекторы могут эффективно работать при низких температурах и пасмурной погоде

Благодаря новым технологиям солнечные коллекторы способны получать тепло даже в пасмурную погоду или когда температура воздуха ниже нуля. Однако максимальный эффект от их использования можно получить в южных районах, где количество солнечной радиации достаточно высокое. В более холодной местности гелио-коллекторы лучше справятся с ролью дополнительного, а не основного отопления.

Вариант #4 — инфракрасное отопление

Инфракрасное отопление получает все более широкое распространение. Такие альтернативные источники отопления дома стоят относительно недорого и очень просты в монтаже. Компактные инфракрасные обогреватели эффективно обогревают комнаты, кроме того, могут украсить интерьер.

Не менее популярна инфракрасная пленка, которая используется при монтаже системы «теплый пол». Ее укладывают под слоем декоративного напольного покрытия, что заметно облегчает монтаж. Не нужно сложного ремонта, достаточно снять напольное покрытие, уложить пленку и настелить новое покрытие.

Теплый плинтус позволяет обогреть комнату эффективно и равномерно

Также, интересным решением для дома может стать система, получившая название «теплый плинтус». Эта система монтируется вдоль стен, которые нагреваются первыми и излучают тепло внутрь помещения, препятствуя его проникновению наружу. В результате температура воздуха в помещении становится очень равномерной.

Эти альтернативные источники отопления загородного дома также не требуют слишком высоких затрат для приобретения. А их монтаж отличается простотой.

Например, электрическая система теплого плинтуса может быть установлена буквально за пару дней. При этом не понадобится монтировать дополнительные коммуникации, а это означает, что интерьер дома не пострадает.

При использовании такого отопления влажность воздуха в комнатах остается оптимальной.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-otopleniya-chastnogo-doma.html

Альтернативное отопление для частного дома: виды и характеристики

Альтернативное отопление для частного дома: виды и характеристики

В желании наносить как можно меньший урон экологии и сократить потребление невозобновляемых ресурсов энергии, многие домовладельцы рассматривают альтернативное отопление в качестве источника для обогрева своего дома в зимний период времени. В настоящий момент домовладельцам доступны разнообразные источники отопления альтернативные, которые в процессе выработки тепла используют солнечную энергию, топливные гранулы, древесные брикеты, геотермальные насосы и пр.

Такие системы не только являются безопасными для окружающей среды, а и предоставляют ряд преимуществ владельцам дома – они не предполагают использование продуктов добычи газовой, нефтяной или энергетической промышленности и снижают ежемесячные затраты на отопление. Чтобы узнать, какая альтернатива отопления дома является наиболее приемлемой и выгодной, стоит ознакомиться со спецификой работы каждой системы обогрева, доступной на современном рынке.

Геотермальная система – использование тепла Земли

В настоящее время альтернативные виды отопления представлены множеством устройств, среди которых присутствует геотермальный насос, позволяющий эффективно генерировать тепло в домах, расположенных в умеренном климатическом поясе.

По принципу работу, геотермальная система похожа на стандартную схему обогрева дома – для ее функционирование необходим монтаж радиаторов для циркуляции теплоносителя, однако ключевым элементом подобной системы является не котел, а геотермальный насос.

Как и традиционный газовый котел, этот прибор отличается компактными габаритами и не займет много места в доме.

Принцип работы геотермальной системы состоит в том, что теплообменник помещается в толще земли или в толще термальных вод, и циркулирующий в нем теплоноситель принимает температуры окружающей среды. Далее подогретый теплоноситель поступает в тепловой насос и затем подается в контур, отдавая тепло помещению.

Этот альтернативный способ обогрева бесшумный, безопасный и очень эффективный. При этом источником тепла для системы геотермального отопления служит нескончаемый ресурс, который доступен в любой момент времени.

Среди недостатков данного метода есть такие нюансы как сложность монтажа, дороговизна оборудования, трудоемкость земельных работ, поэтому геотермальные альтернативные источники отопления своими руками сделать будет довольно проблематично и придется прибегать к помощи специалистов по геодезии.

Использование солнечной энергии

Солнечные системы отопления альтернативные могут быть активными или пассивными. Пассивное солнечное отопление опирается на использование в конструкции здания особых элементов, предназначенных для сбора и сохранения энергии.

Проекты строительства таких домов предусматривают размещение больших окон на южной стороне фасада, а также наличие поверхностей внутри дома для поглощения и сохранения солнечной энергии.

Такими поглощающими поверхностями могут выступать бетонные стены и полы и прочие теплосберегающие материалы в конструкции дома. Они собирают тепло и хранят его для дальнейшего использования.

Активные системы отопления частного дома альтернативные, предусматривают наличие сложного и дорогостоящего оборудования — солнечных коллекторов, тепловых насосов, теплообменников, резервуаров и элементов для контроля над сбором энергии, параболический солнечный паровой котел и пр. В процессе работы активные системы солнечного отопления полагаются на использовании электричества, необходимого для питания некоторых элементов.

Обе системы отопления довольно эффективны и в качестве источника тепла используют полностью возобновляемую энергию Солнца.

Они могут использоваться для отопления и горячего водоснабжения домов.

Среди преимуществ данного типа обогрева стоит отметить отсутствие вредных выбросов, экологичность, стабильность работы, сокращение ежемесячных расходов на отопление.

Недостатки также присутствуют и кроются в дороговизне оборудования и сложности его монтажа в доме.

Котлы, использующие возобновляемые источники энергии

В отличие от перечисленных выше систем, отличающихся сложным устройством и высокой ценой, отопление частного дома дровяным котлом может стать доступным и эффективным вариантом обогрева дома для широкого круга рациональных и экономных собственников.

Читайте также:  Мягкая кровля из рулонных материалов (без наплавления)

В настоящий момент, дровяное отопление загородного дома – это хорошая альтернатива традиционным газовым котлам, использование которых предполагает неизбежное получение каждый месяц солидных счетов за газ.

А как организовать отопление дома без газа можно узнать здесь.

При этом владельцы дома, выбравшие этот вариант обогрева, дрова для отопления купить могут по доступной цене или же заготовить их самостоятельно и добиться еще более впечатляющей экономии. Купить котлы на дровах для отопления дома цены на которые зависят от выбранной модели, можно в магазине либо на сайте производителя. В момент выбора котла стоит обращать внимание на его спецификацию.

Решающее значение имеют следующие показатели:

  • КПД;
  • номинальная мощность;
  • энергоэффективность;
  • полезный объем загрузочной камеры;
  • эксплуатационные расходы;
  • срок службы;
  • зависимость от внешних источников энергии;
  • надежность в работе.

Стоит отметить, что дрова – это не единственный вид топлива, на котором могут работать котлы.

В частности, котлы отопления альтернативные могут использовать в качестве сжигаемого топлива опилки, торфяные брикеты, пеллеты, топливные гранулы.

Такие материалы гораздо дешевле, нежели газ и жидкое топливо, например, мазут. К тому же они могут быть произведены в любой стране и не требуют налаживания поставок из других государств.

Котлы, работающие на возобновляемом древесном топливе можно использовать в качестве основных или дополнительных источников тепла в доме, при этом владелец может выбрать модель, которая оптимальным образом дополнит существующую систему отопления и сделает ее более рациональной и экономичной.

Перспективы

Конкуренция среди компаний, занимающихся производством и продажей альтернативных систем отопления, мотивирует производителей к установлению все более приемлемых цен для привлечения клиентов.

В использовании альтернативного отопления также заинтересованы и власти государств, не имеющих собственных источников нефти и газа и зависящих от экспортных поставок топлива.

Поэтому, вполне вероятно, что в течение ближайших лет установка в доме альтернативных систем отопления станет обыденностью, и собственники жилья смогут воспользоваться работой экологичной системы, которая качественно отличается от традиционных источников тепла.

Источник: http://SpetsOtoplenie.ru/sistemy-otopleniya/varianty-ustrojstva-sistem-otopleniya/alternativnoe-otoplenie-dlya-chastnogo-doma-vidy-i-harakteristiki.html

Альтернативные способы отопления частного дома: есть ли реальная альтернатива традиционным источникам тепла

Поиск новых источников энергии начался задолго до того, как стало понятно, что запасы углеводородов на Земле не такие уж безграничные, а истощение недр имеет лавинообразный характер. Ещё в 1846 году создали первый в мире ветрогенератор, в 1861 была собрана и запущена установка для получения энергии из солнечного света.

А в 1913 году первые киловатты дал геотермальный насос. Однако лишь недавно общий уровень технологического развития позволил преодолеть целый ряд ранее неразрешимых проблем, и в серийное производство начало поступать достаточно эффективное бытовое оборудование за вменяемые деньги.

О том, насколько реально сделать альтернативное отопление частного дома, поговорим далее.

Что можно считать альтернативным отоплением

Так сложилось, что единого подхода к определению и классификации нет. Производители отопительных устройств, продавцы оборудования, средства массовой информации – все готовы по-своему эксплуатировать это понятие.

Довольно часто альтернативными видами отопления дома называют всё, что работает не на газе. Сюда могут отнести пеллетную «биотопливную» установку, инфракрасные тёплые полы или ионный электрокотёл.

Иногда упор делается на необычную реализацию, например, «тёплый плинтус» или «тёплые стены», словом, всё сравнительно новое, что начали активно использовать с конца прошлого века.

Так что же для частного дома действительно является альтернативой? Давайте остановимся на вариантах, где соблюдаются три основных принципа.

Во-первых, рассматриваем только восстанавливаемые источники энергии.

Во-вторых, производительности оборудования должно быть достаточно, чтобы хоть частично дополнить именно отопление (как самую энергоёмкую систему), а не просто обеспечить работу нескольких лампочек.

В-третьих, стоимость/рентабельность энергоустановки должна быть на таком уровне, чтобы было целесообразно использовать её в бытовых нуждах.

Варианты альтернативного отопления

Достоинства и недостатки таких систем

Застройщики по разным причинам задумываются об альтернативном отоплении дома или квартиры. Владельцев жилья меньше всего интересуют модные тенденции, всем нужны новые возможности, которые можно получить:

  • Экономия средств на оплату счетов за использованные энергоносители. Электричество, газ, солярка и даже дрова – всё это регулярно дорожает, и процесс этот необратим.
  • Обеспечение полной автономности, или хотя бы снижение зависимости от общих сетей и сторонних поставщиков. Практика показывает, что подобные системы чаще всего используются как альтернатива газовому отоплению за неимением возможности подключиться к магистрали.
  • Не нужно общаться с чиновниками, чтобы получить целый ряд необходимых документов. Не придётся просить выделения дополнительных мощностей (электричество), или, например, разрешения на врезку в газовую трубу.
  • Сторонников экологичности не может не радовать тот факт, что ветряки, тепловые насосы или гелиосистемы позволяют использовать действительно чистые источники энергии.
  • Энергоустановки полностью безопасны для людей и жилища, так как нет процесса горения (огонь, легковоспламеняющееся топливо, дымовые газы).

К сожалению, во всех отношениях идеального варианта пока нет.

Где-то получаем уж очень малый КПД, в других случаях имеем жёсткие ограничения по условиям эксплуатации, что на практике выливается в слишком нестабильные параметры энергоснабжения.

Некоторые установки для работы нуждаются в электроэнергии и не способны работать автономно. Другие имеют слишком высокий ценник, из-за чего окупаемость капиталовложений может растянуться на десятилетия или вовсе быть под вопросом.

Солнечные коллекторы в отопительной системе

Отдельный вопрос – техническая сложность подобных энергоустановок. Непрофессионалу непросто их установить и настроить, не говоря уже о том, чтобы «с нуля» сделать альтернативное отопление своими руками. Например, создать достаточно мощный (а главное – рабочий) ветряк.

Выбирая альтернативные способы отопления частного дома, нужно уделить внимание следующим моментам:

  • стоимости капитальных затрат,
  • расходам при эксплуатации,
  • сроку службы оборудования до первых отказов,
  • техническим возможностям для установки,
  • требованиям к условиям эксплуатации (количество солнечных дней, наличие ветров и т.п.),
  • реальной производительности.

Использование энергии ветра и солнца

Ветрогенераторы в отопительных системах

Кинетическая энергия ветра, как правило, используется для электроснабжения зданий, но мощные модели в условиях, близких к идеальным, могут обеспечить и обогрев, по крайней мере, частичный.

Если не брать во внимание первоначальные расходы, то для потребителя получаемое электричество ничего не стоит. Очень важно, что для работы ветрогенератора не нужны вспомогательные ресурсы, они всё время функционируют автономно.

Эти установки в качестве вспомогательных источников энергии удачно интегрируются в системы, где основными являются отопительные устройства других типов.

Стандартная комплектация ветрогенераторной установки

Существует много типов конструкций ветряков, но обычно их разделяют на две большие категории:

  1. Горизонтальные ветрогенераторы с лопастями типа «пропеллера». Эти агрегаты производительнее (коэффициент использования энергии ветра до 52%), поэтому больше подходят для нужд отопления, но обладают целым рядом эксплуатационных и потребительских ограничений.
  2. Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Эти турбины сравнительно слабомощные (КИЭВ менее 40%), но не требуют ориентирования на ветер, могут использовать не только ламинарные, но и турбулентные потоки, начинают вырабатывать ток даже на малых скоростях. Их легче обслуживать, так как генератор находится возле земли, а не на мачте в гондоле.

Вот некоторые недостатки использования ветряков для отопления:

  • Высокие капитальные затраты. Более 70 процентов средств уходит на вспомогательные элементы: аккумуляторы, инвертор, управляющую автоматику, конструкции для установки. Вложения окупаются только через несколько десятков лет.
  • Невысокий КПД – малая мощность. Кроме того, часть энергии теряется в процессе преобразования электричества в тепло.
  • На местности требуется наличие постоянных ветров с высокой скоростью. Энергия нестабильна, сильно зависит от погоды и времени года, требует регулярного контроля и аккумулирования.
  • Оборудование занимает много места.
  • Ветрогенераторы во время работы создают много шума.

Гелиосистемы: солнечные батареи и коллекторы

Гелиосистемы выполняют прямой нагрев теплоносителя либо преобразовывают энергию фотоэлектрическим методом.

В первом варианте солнечные лучи нагревают воду/антифриз (в некоторых моделях – воздух), которая транспортируется в помещения и посредством радиаторов отдаёт тепло.

Во втором случае фотоны света трансформируются в электрическую энергию, питающую обычные отопительные устройства, работающие на электричестве (котлы, обогреватели, тёплые полы).

Принцип работы солнечного коллектора для отопления и ГВС

Соответственно, существует два типа устройств:

  • Солнечные коллекторы. Система состоит из контура для циркуляции теплоносителя, аккумулирующего бака и самого коллектора. В зависимости от конструкции, выделяют коллекторы: плоские, вакуумные и воздушные (как теплоноситель используется воздух).
  • Солнечные батареи. Установка состоит из панелей с фотоэлементами, контроллеров и инвертора. Батарея вырабатывает постоянный ток напряжением 24 или 12 вольт, который собирается в аккумуляторах и после преобразования инвертором в переменный (220 В) подаётся на розетки.

Недостатков у солнечных установок несколько. Прежде всего зависимость от метеорологических факторов и цикличности (сезонной и суточной).

Батареи имеют небольшой КПД, чтобы дать большой объём стабильной энергии, они должны занимать большую площадь и комплектоваться дорогостоящими аккумуляторными батареями, которые довольно часто приходится менять.

Недостатком коллекторов является их зависимость от электричества (для работы насоса или вентилятора), или, например, опасность замерзания теплоносителя.

Фотоэлектрические панели комплектуются аналогично ветрогенераторам (контроллер, аккумуляторы, инвертор), поэтому легко объединяются с ними в гибридные системы

Читайте также:  Как построить сарай: подробная поэтапная инструкция с фото

Тепловые насосы для отопления частного дома

При этом способе альтернативного отопления оборудование извлекает и концентрирует тепло, которое аккумулируется в земле, воде или воздухе.

Передача энергии осуществляется в теплообменниках, а для циркуляции теплоносителей в системе используется насколько независимых контуров.

По принципу работы тепловой насос похож на холодильную установку (где основным силовым элементом является компрессор), только действует он наоборот.

Особенности передачи энергии в тепловых насосах

Геотермальные установки «грунт-вода» и «грунт-воздух»

Эти установки собирают тепло из протяжённых скважин или горизонтальных пластов с небольшой глубины. Такие тепловые насосы являются самыми эффективными, так как тепловая энергия грунта обладает стабильными показателями, причём она доступна в любых широтах. Есть два вида устройств:

  • Вертикальные зонды располагаются в скважинах глубиной до нескольких сот метров. Они показывают лучшую производительность, но слишком дорого стоят, в основном из-за бурильных работ.
  • Горизонтальные коллекторы состоят из системы труб, уложенных на глубине порядка 1,2-1,5 метров (ниже уровня промерзания). Они менее эффективны и занимают значительные площади, которые не подлежат застройке и не подходят для выращивания многолетних растений. Главное достоинство таких конструкций – намного меньшие затраты на земляные работы.

Летом тепловой насос может работать в реверсном режиме, выполняя функции кондиционера

Тепловой насос «вода-вода» и «вода-воздух»

Контур с первичным теплоносителем располагается на дне незамерзающего озера или реки. По конфигурации он похож на горизонтальный коллектор. Использоваться может тепло промышленных стоков и канализации, а также грунтовых вод. Есть два типа конструкций:

  • Вода является теплоносителем и прокачивается внутри открытого первичного контура.
  • Вода отдаёт свою энергию замкнутому первичному контуру, где в качестве теплоносителя циркулирует «рассол».

Очевидно, что для организации такого энергоснабжения непосредственно возле дома должен находиться подходящий водоём довольно большой площади.

Воздушные тепловые насосы

Для получения тепла из воздуха применяют устройства с крупным радиатором-теплообменником и производительным вентилятором, который должен прокачивать большие объёмы воздушных масс.

Эти установки могут нагревать воду либо сразу отдавать энергию воздуху (так, например, работают кондиционеры с функцией подогрева), иногда они используют тепло дымовых газов или исходящих потоков из вентиляционных систем.

Это самые недорогие тепловые насосы, но они наименее производительные и не все могут работать при значительных минусовых температурах (в большинстве случаев -10 является пределом). Только самые продвинутые установки с инверторным управлением будут давать тепло при -25 градусах на улице.

Вариант укладки геотермального коллектора

Итак, имеют ли право на жизнь альтернативные способы отопления частного дома? Безусловно! Это по меньшей мере дальновидно. Уже сейчас они могут качественно дополнить традиционные генераторы тепла. Если позволяют технические условия, можно собрать гибридную систему, и полностью перейти на возобновляемые источники.

Правда, для этого понадобится энное количество денежных средств и квалифицированная помощь профессионалов.

Но если по каким-то причинам уйти от углеводородов не получается, то есть смысл модернизировать обычную систему отопления, чтобы можно было максимально эффективно регулировать температуру теплоносителя, или, как вариант, направить усилия на утепление ограждающих конструкций дома, чтобы свести к минимуму общие потери тепла.

Видео: альтернативные и энергосберегающие системы отопления

Источник: http://teploguru.ru/sistemy/alternativnoe-otoplenie.html

Альтернативная энергия для частного дома

Альтернативная энергия для частного дома

Для владельцев частных домов есть возможность значительно уменьшить счета за коммунальные услуги или вообще не пользоваться услугами поставщиков тепла, электроэнергии и газа. Можно даже обеспечить немалое хозяйство, а при желании и продавать излишки. Это реально и некоторыми уже проделано. Для этого используют альтернативные источники энергии.

Откуда можно получать энергию и в каком виде

На самом деле энергия, в том или ином виде, в природе есть практически везде — солнце, ветер, вода, земля — везде есть энергия. Основная задача — извлечь ее оттуда. Этим человечество занимается уже не одну сотню лет и достигло неплохих результатов.

На сегодняшний момент альтернативные источники энергии могут обеспечить дом теплом, электроэнергией, газом, теплой водой. Причем альтернативная энергетика не требует каких-то сверх навыков или сверх знаний. Все можно сделать для своего дома своими руками.

Итак, что можно сделать:

  • Использовать солнечную энергию для получения электрической энергии или для подогрева воды — для ГВС или низкотемпературного отопления (солнечные батареи и коллекторы).
  • Преобразовывать энергию ветра в электричество (ветрогенераторы).
  • При помощи тепловых насосов отапливать дом, отбирая тепло у воздуха, земли, воды (тепловые насосы).
  • Получать газ из отходов жизнедеятельности домашних животных и птицы (биогазовые установки).

Все альтернативные источники энергии способны полностью обеспечить потребности человека, но для этого требуются слишком большие капиталовложения или/и слишком большие площади. Потому разумнее делать комбинированную систему: получать энергию от альтернативных источников, а при недостатке «добирать» из централизованных сетей.

Использование солнечной энергии

Один из самых мощных альтернативных источников энергии для дома — солнечное излучение. Для преобразования солнечной энергии есть два типа установок:

  • солнечные батареи вырабатывают электрический ток;
  • солнечные коллекторы греют воду.

Не стоит думать что работают установки только не юге и только летом. Хорошо они работают и зимой. В ясную погоду при выпавшем снеге выработка энергии только немного ниже летней. Если в вашем регионе большое количество ясных дней, использовать подобную технологию можно.

Солнечные батареи

Солнечные батареи собирают из фотоэлектрических преобразователей, которые изготавливают на базе минералов, которые под действием солнечного света испускают электроны — вырабатывают электрический ток. Для частного применения используются кремниевые фотопреобразователи.

По своей структуре они бывают монокристаллическими (сделаны из одного кристалла) и поликристаллическими (много кристаллов). Монокристаллические имеют более высокий КПД (13-25% в зависимости от качества) и более продолжительный срок службы, но стоят дороже.

Поликристаллические вырабатывают меньше электроэнергии (9-15%) и быстрее выходят из строя, но имеют более низкую цену.

Сборка солнечной батареи своими руками несложна. Сначала надо приобрести некоторое количество кремниевых фотоэлементов (количество зависит от требуемой мощности). Чаще всего их покупают на китайских торговых площадках типа АлиЭкспресс. Затем порядок действий прост:

  • Сделать каркас (из деревянных планок или металлических уголков). Установить на него подложку. Прозрачную — стекло, оргстекло (монолитный поликарбонат) — если солнечная батарея будет висеть на окне, и непрозрачную (фанера, окрашенная в белый цвет), если устанавливать батарею будете не крыше.
  • При помощи алюминиевых проводников соединить элементы в одну батарею (параллельно). Проводники могут быть сразу припаяны к пластинам (стоят чуть дороже) или придется покупать отдельно и затем паять самостоятельно.
  • Готовую батарею надо загерметизировать. Заливают ее эпоксидной смолой или проклеивают специальной пленкой EVA. При герметизации необходимо следить чтобы не было пустот — воздушных пузырьков. Они очень сильно снижают производительность батареи, потому выгоняем их тщательно.

Несколько слов о том, почему подложку для солнечной панели (батареи) надо красить в белый цвет. Рабочий диапазон температур кремниевых пластин от — 40°C до +50°C.

Работа при более высоких или низких температурах приводит к быстрому выходу элементов из строя. На крыше, летом, в закрытом объеме, температура может быть намного выше +50°C.

Потому и необходим белый цвет — чтобы не перегреть кремний.

Солнечные коллекторы

При помощи солнечных коллекторов можно нагревать воду или воздух. Куда направлять нагретую солнцем воду — в краны для горячего водоснабжения или в систему отопления — выбираете вы сами.

Только отопление будет низкотемпературным — для теплого пола, то что требуется.

Но для того, чтобы температура в доме не зависела от погоды, систему требуется сделать резервируемой, чтобы при необходимости подключался другой источник тепла или котел переходил на другой источник энергии.

Солнечные коллекторы есть трех видов: плоские, трубчатые и воздушные. Наиболее распространенные — трубчатые, но и другие тоже имеют право на существование.

Плоские пластиковые

Две панели — черная и прозрачная — соединены в один корпус. Между ними расположен медный трубопровод в виде змейки. От солнца нижняя темная панель нагревается. от нее греется медь, а от нее — проходящая по лабиринту вода. Такой способ использования альтернативных источников энергии не самый эффективный, но привлекателен тем, что он очень прост в исполнении.

Таким образом можно нагревать воду в бассейне. Надо будет только зациклить ее подачу (при помощи циркуляционного насоса). Точно также можно подогревать воду в емкости для летнего душа или использовать ее для бытовых нужд. Недостаток подобных установок — низкая эффективность и производительность.

Чтобы нагреть большой объем воды, нужно или много времени, или большое количество плоских коллекторов.

Трубчатые коллекторы

Это стеклянные трубки — вакуумные или коаксиальные — по которым протекает вода. Специальная система позволяет по максимуму концентрировать в трубках тепло, которое передается протекающей через них воде.

В системе обязательно есть накопительная емкость, в которой вода и греется. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом.

Такие системы самостоятельно не сделать — стеклянные трубки сделать своими руками проблематично и это — главный недостаток. Вместе с высокой ценой он сдерживает широкое внедрение этого источника энергии для дома.

А сама система очень эффективна, на «ура» справляется с нагревом воды для ГВС и вносит приличный вклад в отопление.

Читайте также:  Средства для чистки кафеля от налета, грязи

Воздушные коллекторы

В нашей стране они встречаются очень редко и зря. Они просты, их легко можно сделать своими руками. Единственный минус — требуется большая площадь: могут занимать всю южную (восточную, юго-восточную) стену.

Система очень похожа на плоские коллекторы — черная нижняя панель, прозрачная верхняя, но греют они напрямую воздух, который принудительно (вентилятором) или естественным путем направляется в помещение.

Несмотря на кажущуюся несерьезность, таким способом можно на протяжении светового дня греть небольшие помещения, в том числе и технические или подсобные: гаражи, дачи, сараи для живности.

Такой альтернативный источник энергии как солнце, дарит нам свое тепло, но большая его часть уходит «в никуда». Словить небольшую ее долю и использовать для личных нужд — вот задача, которую решают все эти приспособления.

Ветрогенераторы

Альтернативные источники энергии хороши тем, что они по большей части относятся к возобновляемым ресурсам. Самый вечный, наверное, ветер. Пока есть атмосфера и солнце, ветер тоже есть.

Может какой-то непродолжительный период воздух и будет неподвижным, но очень недолго. Наши предки использовали энергию ветра в мельницах, а современный человек преобразует ее в электричество.

Все что для этого требуется:

  • вышка, установленная в ветреном месте;
  • генератор с приделанными к нему лопастями;
  • накопительной батареи и системы распределения электрического тока.

Вышка строится любая, из любого материала. Накопительная батарея — аккумулятор, тут ничего не придумаешь, а куда подавать электричество — ваш выбор. Остается только сделать генератор. Его тоже можно купить уже готовым, но вполне можно сделать из двигателя от бытовой техники — стиральной машины, шуруповерта и т.п. Нужны будут неодимовые магниты и эпоксидная смола, токарный станок.

На роторе мотора размечаем места под установку магнитов. Они должны находится на равном расстоянии друг от друга. Ротор выбранного мотора обтачиваем, формируя «посадочные места».

Дно выемки должно иметь небольшой наклон, чтобы поверхность магнита была наклонена. В выточенные места на жидкие гвозди приклеиваются магниты, заливаются эпоксидной смолой. Поверхность затем наждачной бумагой доводится до гладкости.

Далее надо приделать щетки, которые будут снимать ток. И все, можно собирать и запускать ветрогенератор.

Такие установки довольно эффективны, но их мощность зависит от многих факторов: интенсивности ветра, того, насколько правильно сделан генератор, насколько эффективно снимается разность потенциала щетками, от надежности электрических соединений и т.п.

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловые насосы используют все имеющиеся в наличии альтернативные источники энергии. Они отбирают тепло у воды, воздуха, грунта. В небольших количествах это тепло есть там даже зимой, вот его и собирает тепловой насос и перенаправляет на обогрев дома.

Принцип работы

Чем же так привлекательны тепловые насосы? Тем, что затратив 1 кВт энергии на ее перекачку, в самом плохом варианте вы получите 1,5 кВт тепла, а самые удачные реализации могут дать до 4-6 кВт. И это никак не противоречит закону сохранения энергии, ведь расходуется энергия не на получение тепла, а не его перекачивание. Так что никаких нестыковок.

У тепловых насосов есть три рабочих контура: два наружных и они внутренний, а также испаритель, компрессор и конденсатор. Работает схема так:

  • В первом контуре циркулирует теплоноситель, который отбирает тепло у низкопотенциальных источников. Он может быть опущен в воду, закопан в землю, а может отбирать тепло у воздуха. Самая высокая температура, которая достигается в этом контуре — около 6°C.
  • Во внутреннем контуре циркулирует теплоноситель с очень низкой температурой кипения (обычно 0°C). Нагревшись, хладагент испаряется, пар попадает в компрессор, где сжимается до высокого давления. При сжатии выделяется тепло, пары хладагента разогреваются до температуры в среднем от +35°C до +65°C.
  • В конденсаторе тепло передается теплоносителю из третьего — отопительного — контура. Остывающие пары конденсируются, затем дальше попадают в испаритель. И далее цикл повторяется.

Отопительный контур лучше всего делать в виде теплого пола. Температуры для этого самые подходящие. Для радиаторной системы потребуется слишком большое число секций, что некрасиво и невыгодно.

Альтернативные источники тепловой энергии: откуда и как брать тепло

Но самые большие сложности вызывает устройство первого внешнего контура, который собирает тепло. Так как источники низкопотенциальные (тепла у низ мало), то для сбора его в достаточном количестве требуются большие площади. Есть четыре вида контуров:

  • Кольцами уложенные в воде трубы с теплоносителем. Водоем может быть любым — река, пруд, озеро. Главное условие — он не должен промерзать насквозь даже в самые сильные морозы. Более эффективно работают насосы, выкачивающие тепло из речки, в стоячей воде тепла передается намного меньше. Такой источник тепла реализуется проще всего — закинуть трубы, привязать груз. Только велика вероятность случайного повреждения.
  • Термальные поля с закопанными ниже глубины промерзания трубами. В этом случае недостаток один — большие объемы земляных работ. Приходится снимать грунт на большой площади, да еще на солидную глубину.
  • Использование геотермальных температур. Бурят некоторое количество скважин большой глубины, в них опускают контура с теплоносителем. Чем хорош этот вариант — мало места требует, но не везде есть возможность бурить на большие глубины, да и услуги буровых стоят немало. Можно, правда, сделать буровую установку самостоятельно, но работа все равно нелегкая.
  • Извлечение тепла из воздуха. Так работают кондиционеры с возможностью обогрева — отбирают тепло у «забортного» воздуха. Даже при минусовой температуре такие агрегаты работают, правда при не очень «глубоком» минусе — до -15°C. Чтобы работа была интенсивнее, можно использовать тепло от вентиляционных шахт. Закинуть туда несколько переть с теплоносителем и качать оттуда тепло.

Основной недостаток тепловых насосов — высокая цена самого насоса, да и монтаж полей сбора тепла обходится недешево. На этом деле можно сэкономить, сделав насос самостоятельно и также своими руками уложив контура, но сумма все равно останется немалой. Плюс в том, что отопление будет недорогим а действовать система будет долго.

Отходы в доходы: биогазовые установки

Все альтернативные источники энергии имеют природное происхождение, но получать двойную выгоду можно только от биогазовых установок. В них перерабатываются отходы жизнедеятельности домашних животных и птицы.

В результате получается некоторый объем газа, который после очищения и осушения можно использовать по прямому назначению.

Оставшиеся переработанные отходы можно продать или использовать на полях для повышения урожайности — получается очень эффективное и безопасное удобрение.

Коротко о технологии

Образование газа происходит при брожении, и участвуют в этом бактерии, живущие в навозе. Для выработки биогаза подходят отходы любого скота и птицы, но оптимален навоз КРС. Его даже добавляют к остальным отходам для «закваски» — в нем содержатся именно нужные для переработки бактерии.

Для создания оптимальных условий необходима анаэробная среда — брожение должно проходить без доступа кислорода. Потому эффективные биореакторы — закрытые емкости.

Чтобы процесс шел активнее, необходимо регулярное перемешивание массы.

В промышленных установках для этого устанавливаются мешалки с электроприводами, в самодельных биогазовых установках это обычно механические устройства — от простейшей палки до механических мешалок, которые «работают» от силы рук.

В процессе образования газа из навоза участвуют два типа бактерий: мезофильные и термофильные. Мезофильные активны при температуре от +30°C до +40°C, термофильные — при +42°C до +53°C.

Более эффективно работают термофильные бактерии. При идеальных условиях выработка газа с 1 литра полезной площади может достигать 4-4,5 литров газа.

Но поддерживать в установке температуру в 50°C очень непросто и затратно, хотя затраты себя оправдывают.

Немного о конструкциях

Самая простая биогазовая установка — это бочка с крышкой и мешалкой. В крышке сделан вывод для подключения шланга, по которому газ поступает в резервуар. От такого объема много газа не получите, но на одну-две газовые горелки его хватит.

Более серьезные объемы можно получить от подземного или надземного бункера. Если речь о подземном бункере, то его делают из железобетона.

Стенки от грунта отделяют слоем теплоизоляции, саму емкость можно разделить на несколько отсеков, в которых будет происходить переработка со сдвигом во времени.

Так как работают в таких условиях обычно мезофильные культуры, весь процесс занимает от 12 до 30 дней (термофильные перерабатывают за 3 дня), потому сдвиг по времени желателен.

Навоз поступает через бункер загрузки, с противоположной стороны делают люк выгрузки, откуда отбирают переработанное сырье. Заполняется бункер биосмесью не полностью — порядка 15-20% пространства остается свободным — тут скапливается газ.

Для его отвода в крышку встраивается трубка, второй конец которой опускается в гидрозатвор — емкость частично заполненную водой.

Таким образом газ осушается — в верхней части собирается уже очищенный, он отводится при помощи другой трубки и уже может подавиться к потребителю.

Использовать альтернативные источники энергии может каждый. Владельцам квартир осуществить это сложнее, а вот в частном доме можно хоть все идеи реализовать. Есть уже даже реальные примеры того. Люди обеспечивают полностью потребности свои и немалого хозяйства.

Источник: https://my-comp.net/posts/10-alternativnaja-energija-dlja-chastnogo-doma.html

Ссылка на основную публикацию