مصادر الطاقة البديلة للقطاع الخاص. بواعث الأشعة تحت الحمراء بأيديهم. يعد نظام المضخة الحرارية خيارًا جيدًا

اليوم سنتحدث عن الكهرباء المستقلة، ما هي، وكيفية تجهيز المنزل بمصدر الكهرباء هذا، وكيفية اختيار الأنظمة المثلى. والأهم من ذلك، "هل اللعبة تستحق كل هذا العناء".

مميزات التوصيل بخطوط الكهرباء

من الصعب الآن تخيل مسكن مريح بدون كهرباء. وبفضله يتم إضاءة المسكن وتسخينه وطهي الطعام وتسخين الماء. ولكن ليس من الممكن دائما تزويد السكن بالكهرباء، خاصة إذا كان المنزل بعيدا عن المدينة.

يتعين على العديد من أصحاب المنازل الريفية والأكواخ، خاصة إذا كانوا بعيدين عن الحضارة، أن يتعاملوا مع مسألة إمدادات الطاقة في المنزل.

الحل الأكثر شيوعًا هو توصيل المنزل بخطوط الكهرباء، لكنها غير متوفرة في كل مكان، أو أن أقرب خط على مسافة مناسبة من المنزل.

وفي هذه الحالة، قد يكون توفير الكهرباء في المنزل مكلفًا للغاية. بعد كل شيء، سيكون من الضروري تنسيق إمدادات مصدر الطاقة هذا مع السلطات المختصة، ودفع تكاليف تركيب محطة فرعية ودعم خط نقل الطاقة لإحضاره إلى المنزل.

ومن غير السار بشكل خاص أن يتم نقل المعدات المشتراة ومقابل الكثير من المال (المحطات الفرعية والأسلاك والدعامات) إلى رصيد شبكات الطاقة المحلية، أي أنها ستكون مالكة كل شيء، ومالكة سيظل المنزل مضطرًا لدفع تكاليف إمدادات الكهرباء.

لذلك، بالنسبة للكثيرين، قد يصبح هذا الخيار غير عملي ومزعج للغاية ومكلف.

مصادر مستقلة للكهرباء

الخيار الثاني لتزويد منزل ريفي بالكهرباء هو استخدام مصادر مستقلة لإمدادات الطاقة. يمكن أن تكون هذه المصادر الرياح والشمس والماء والمواد القابلة للاحتراق.

باستخدام إمدادات الطاقة المستقلة، يصبح صاحب المنزل مستقلا تماما من حيث الحصول على الكهرباء للاستهلاك.

لا حاجة لموافقات أو خطوط نقل كهرباء أو غيرها، وبطبيعة الحال فإن الحصول على الكهرباء سيظل مرتبطا بالتكاليف. وفي المرحلة الأولية، ستكون ذات أهمية كبيرة، لأن المعدات اللازمة تكلف الكثير.

في المستقبل، من الضروري أيضًا إجراء صيانة لجميع مكونات نظام إمداد الطاقة، ولكن في النهاية كل شيء سيؤتي ثماره.

دعونا نفكر بإيجاز في مصادر الكهرباء المستقلة الأكثر شيوعًا.

الألواح الشمسية

الآن يكتسبون المزيد والمزيد من الشعبية. جوهر مثل هذا المصدر بسيط - هناك خلايا ضوئية شبه موصلة يتم فيها توليد شحنة كهربائية عندما يضربها ضوء الشمس.

تعتمد كمية الطاقة المولدة بشكل مباشر على مساحة الخلايا الكهروضوئية، لذلك يتم جمعها في ألواح.

لوحة بمساحة 1 متر مربع. قادر على توصيل 100 واط من الطاقة بجهد 20-25 فولت.

لتزويد المنزل بالكهرباء بالكامل، يجب أن تكون مساحة الألواح كبيرة.

من الصفات الإيجابية لمصدر الكهرباء هذا متانته وملاءمته للبيئة الكاملة والضوضاء.

تتطلب الألواح الحد الأدنى من الصيانة، والكهرباء المولدة منها مجانية تمامًا وبأسعار معقولة.

ولكن هناك أيضا عيوب. لتوفير الكهرباء بالكمية المطلوبة، يمكن أن تصل مساحة الألواح إلى حجم كبير، والذي لا يزال بحاجة إلى وضعه بشكل صحيح.

هذه الطاقة غير مستقرة. في الأيام المشمسة، ستعمل اللوحات بأقصى قدر من الإنتاج، ولكن هناك أيضًا أيام غائمة. ولذلك فإن إجمالي كمية الطاقة الكهربائية المولدة يعتمد على عدد الأيام المشمسة سنويا في المنطقة التي يقع فيها المنزل.

عيب آخر، وهام، هو تكلفة الألواح. ويبلغ سعر كل واط من الطاقة المولدة الآن حوالي 1.5 دولار، أي فقط للألواح التي تنتج 1 كيلوواط من الكهرباء، سيتعين عليك دفع 1.5 ألف دولار. وستحتاج أيضًا إلى شراء بقية المعدات اللازمة لتشغيل النظام.

توربينات الرياح

ثاني أكثر أنظمة إمداد الطاقة المستقلة شيوعًا هي الرياح. تستخدم توربينات الرياح لتوليد الكهرباء.

في الواقع، هذه مولدات عادية، يتم وضع الشفرات على الدوار. بسبب الرياح، يدور الدوار ويتم توليد الكهرباء.

من بين الصفات الإيجابية لتوربينات الرياح، يتم ملاحظة الأبعاد المدمجة إلى حد ما، والضوضاء النسبية للتشغيل، والود البيئي، والمتانة. هناك أيضًا إمكانية إنتاج مثل هذا المولد محلي الصنع.

لكن نظام الرياح له عيوب أكثر. أولها التكلفة، فمولدات الرياح لن تكون رخيصة.

وبالنظر إلى أن كفاءة توربينات الرياح منخفضة، لتزويد المنزل بالكهرباء بالكامل، سيكون من الضروري تركيب ثلاثة أو أكثر من توربينات الرياح ذات الطاقة المنخفضة أو واحدة، ولكنها منتجة بما فيه الكفاية. وفي كلتا الحالتين، ستكون تكاليف الاستحواذ كبيرة.

ومرة أخرى، ينبغي أيضا أن تؤخذ الظروف المناخية في الاعتبار. في المناطق التي لا يتجاوز فيها متوسط ​​\u200b\u200bسرعة الرياح السنوية 8 م / ث، لن يكون من المستحسن استخدام توربينات الرياح، لأنها لن تكون قادرة على العمل في الوضع الأمثل.

يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه في أيام الهدوء التام، يمكنك البقاء بدون كهرباء، لذلك من الأفضل استخدام نظام إمداد طاقة الرياح المستقل إذا كان هناك مصدر احتياطي للكهرباء.

مجموعات مولدات الوقود

يمكن للمولدات التي تعمل بالوقود السائل أو الغازي (البنزين ووقود الديزل والغاز) أن تصبح مصدرًا احتياطيًا للكهرباء.

كل شيء بسيط هنا: يتكون التثبيت من محرك احتراق داخلي ومولد. يقوم المحرك بإدارة الدوار ويقوم المولد بتوليد الطاقة.

من المستحيل أن يسمى هذا النظام مستقلا تماما، ومع ذلك، هناك حاجة إلى الوقود، والذي يرتفع أيضا باستمرار في السعر. ولكن كمصدر احتياطي للكهرباء، فإن مجموعات المولدات هذه هي الأكثر مثالية.

في حالة أن يكون الطقس غائمًا لعدة أيام أو عدم وجود رياح، يمكنك دائمًا تشغيل مجموعة المولدات لتجديد شحن البطارية.

من الصفات الإيجابية لمجموعات المولدات التي تعمل بالوقود، هناك توافر مستمر للكهرباء، وهذه التركيبات رخيصة نسبيًا، وتوفر إنتاجًا جيدًا للطاقة.

وتشمل عيوبها الحاجة إلى الوقود الذي يوفر تكاليف ثابتة. ولا يمكن لمثل هذه المنشآت أن تعمل لفترة طويلة، وتتطلب محركات الاحتراق الداخلي الصيانة.

أيضًا، لاستخدام مجموعات المولدات، من الضروري تخصيص غرفة منفصلة وتنظيم إزالة غازات العادم، وبطبيعة الحال، لا يمكن أن يكون هناك شك في أي صداقة للبيئة.

محطات الطاقة الكهرومائية

على الأقل، يتم استخدام محطة الطاقة الكهرومائية كمصدر مستقل للطاقة لسبب واحد بسيط، وليس لدى كل شخص نهر أو تيار قوي بالقرب من المنزل.

جوهر تشغيل مثل هذه المحطة هو أن المياه المتدفقة تقوم بتدوير شفرات التوربينات، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء من المولد.

الصفات الإيجابية لمحطات الطاقة الكهرومائية هي كما يلي: إمدادات مستقرة من الطاقة على مدار الساعة، لأن الماء في النهر أو الدفق لا يبطئ سرعة الحركة. هذه المحطات صديقة للبيئة تمامًا ومتينة ولا تتطلب أي صيانة تقريبًا.

عيبهم الرئيسي هو الحاجة إلى التثبيت على ضفاف النهر أو بالقرب من مجرى النهر. وفي هذه الحالة يجب أن تكون سرعة حركة الماء عالية.

والمحطة الكهرومائية قادرة على توليد الطاقة حتى مع حركة المياه البطيئة، لكن في هذه الحالة سيتم تغطية النهر بالجليد في الشتاء، ولن يكون من الممكن استخدام المحطة بعد الآن.

ستكون السرعة العالية للمياه ضمانًا لعدم تجميد النهر أو التيار. العيب الثاني هو تكلفة المحطة.

ومع ذلك، فإن مفهوم تزويد المنزل بنظام إمداد الطاقة المستقل يعد فكرة واعدة ويهتم بها الكثيرون.

أعلاه، قمنا بفحص الأنواع الرئيسية لمصادر الكهرباء، لكنها وحدها لا تكفي لتوفير الكهرباء في المنزل.

بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أن فعالية أي نظام مستقل يعتمد على صحة الحسابات.

ميزات تركيب وتشغيل المصادر المستقلة

قبل شراء وتثبيت أي من الأنظمة، تحتاج إلى إجراء جميع الحسابات اللازمة بشكل صحيح، لأنه مع مرور الوقت قد يزيد عدد مستهلكي الكهرباء في المنزل، على سبيل المثال، تقرر التثبيت ويجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار في العمليات الحسابية.

لنبدأ بمثال النظام الشمسي.

نظام الحكم الذاتي الشمسي.

يجب أن تبدأ جميع الحسابات بحسابات إجمالي استهلاك الكهرباء في المنزل، أي حساب قوة جميع المستهلكين. ومع ذلك، من المهم الفصل بينهما.

والحقيقة هي أن بعض مستهلكي الكهرباء يعملون دون مشاكل من شبكة ذات تيار مباشر وجهد 12 أو 24 فولت. ويمكن أن يكون هؤلاء المستهلكون هم نفس مصابيح LED التي من الأفضل تركيبها بدلاً من المصابيح المتوهجة التقليدية. وبشكل عام يجب أن يبدأ كل العمل بتجهيز المنزل بمستهلكين اقتصاديين للكهرباء.

بناءً على إجمالي استهلاك الطاقة للتيار، يتم اختيار البطاريات والعاكس. وفقط بعد ذلك يشرعون في حساب عدد الألواح الشمسية، وكذلك اختيار وحدة التحكم.

ليس عليك التعامل مع حساب مساحة الألواح الشمسية وسعة البطارية والعاكس.

تقدم العديد من الشركات المصنعة مجموعات جاهزة تتضمن جميع المعدات اللازمة. عند شراء هذه المجموعة، يكفي معرفة إجمالي استهلاك الكهرباء فقط.

علاوة على ذلك، عند اختيار المجموعة، من المهم أن تأخذ في الاعتبار أن لديها احتياطي طاقة معين بحيث لا يعمل النظام بأكمله في القيم الحدية. التكلفة الإجمالية لمثل هذا النظام تعتمد إلى حد كبير على قدرته.

تلخيص لما سبق

تعتبر الكهرباء المستقلة في المنزل حلاً مثيرًا للاهتمام. لكن تكلفتها لا تزال مرتفعة للغاية، لذلك لن يتمكن الجميع من تحملها.

ولكن من ناحية أخرى، في ظل غياب الاتصال بخطوط الطاقة الصناعية، والمسافات الكبيرة عن الحضارة، لا يزال من الأفضل إنفاق الأموال على إمدادات الطاقة المستقلة بدلاً من مد خط جديد. لكن في كل حالة يتخذ صاحب المنزل القرار بنفسه.

لتزويد منزلك أو كوخك الريفي بالضوء والحرارة، لا تحتاج إلى الكثير من الطاقة - بمتوسط ​​15 كيلوواط. وهذا يكفي لتشغيل الغلاية والغسالة والتلفزيون في نفس الوقت. ومع ذلك، ليس من الممكن دائمًا الحصول على هذه الـ 15 كيلووات من شبكة الدولة.

إن معدات المحطات الفرعية واقتصاد الشبكة نفسه في روسيا في حالة مثل هذه الحالة التي اضطرت السلطات في كل منطقة منذ عام مضى إلى اتخاذ تدابير لاستعادتها. وبطبيعة الحال، أدت هذه التدابير في المقام الأول إلى الدفع مقابل الاتصال الفني، والذي يختلف بشكل كبير حسب المنطقة. حسب التقليد، فهو الأعلى في موسكو ومنطقة موسكو. بعد بناء كوخ في مكان ما في منطقة Istra أو Odintsovo، سيتعين على المستهلك المحتمل أن يدفع مقابل كل 1 كيلوواط يحتاجه من 10570 إلى 12972 روبل.

بدأ أصحاب العقارات في الضواحي بالتفكير في كيفية تجنب هذه الرسوم. يبدو أن الأنواع الأكثر جاذبية هي الأنواع الصديقة للبيئة من معدات توليد الكهرباء البديلة.

استخدام ما يسمى. يتم تركيب هذه البطاريات في منزل لا يتجاوز فيه استهلاك الطاقة اليومي 5 كيلووات في الساعة. يمكن أن تتراوح الطاقة المطلوبة للألواح الشمسية لضمان الحمل في المنزل من 40 واط إلى 5 كيلو واط. ومع ذلك، يجب استخدام مصادر أخرى للطاقة للتدفئة والطهي: إن إنفاق الطاقة "الضوئية" الباهظة الثمن لتحويلها إلى حرارة يعد إهدارًا كبيرًا. في هذه الحالة، لن يكون من الممكن الاستغناء عنها، مما سيوفر في حالة الغياب الكامل للشمس (وهو ما يحدث في كثير من الأحيان).

عادة، يتم تركيب محطة للطاقة الشمسية للاستخدام في فصل الصيف (وهي كافية للإضاءة والتلفزيون والإنذار والأجهزة المنزلية). يجب أن يشتمل النظام على بطاريات (يمكن إعادة شحنها بواسطة مولد ديزل احتياطي)، ووحدة تحكم في الشحن/التفريغ وعاكس. للاستخدام الموسمي في البلاد، عادة ما يتم استخدام الألواح الشمسية بقوة 40-200 واط. تبلغ تكلفة 1 واط من البطارية الشمسية حوالي 150 روبل، وتبدأ أسعار هذه الأنظمة الصغيرة من 8-9 آلاف روبل.

سيكلف النظام الذي يوفر توليدًا مضمونًا قدره 5 كيلووات في الساعة يوميًا (متوسط ​​استهلاك منزل ريفي) 250 ألف روبل. بالإضافة إلى تكلفة المولد الاحتياطي والتركيب. محطات الطاقة الشمسية مفيدة فقط للاستخدام الموسمي بكمية صغيرة تصل إلى 10-15 كيلووات في الساعة يوميًا. تُستخدم المحطات الكهروضوئية عادةً في الأكواخ أو جمعيات البستنة أو قرى العطلات، حيث يمكن إيقاف الكهرباء لعدة أيام، وجودتها تترك الكثير مما هو مرغوب فيه (غالبًا ما تكون شبكات الطاقة مثقلة)، ويتم جمع الأموال لها حتى في فصل الشتاء، حتى عندما لا يعيش أحد في القرية. ومع ذلك، تسمح أنظمة الطاقة الشمسية والديزل بتوفير كبير في الوقود مقارنة بنظام إمداد الطاقة بالديزل البحت. تكلفة 1 كيلوواط من الكهرباء من الألواح الشمسية في ظروفنا هي من 6 إلى 10 روبل. أي أنها أغلى بثلاث إلى خمس مرات من الكهرباء بتعريفة الدولة. ومع ذلك، هذا هو النوع الأكثر ربحية من معدات الطاقة البديلة مقارنة بالأنواع الأخرى.

الرياح في جيبك

توربينات الرياح مألوفة للعين الروسية أكثر من الألواح الشمسية. على الأقل، شاهدهم الجميع في الصور مع الصحاري الأمريكية. في ظروفنا، طواحين الهواء نادرة: هناك القليل من الرياح في روسيا. في وسط روسيا، يبلغ متوسط ​​سرعة الرياح السنوية 3-4 م/ث، ولضمان التشغيل المستقر والفعال لطاحونة الهواء، يلزم أن لا يقل متوسط ​​سرعة الرياح السنوية عن 5 م/ث. ومع ذلك، لدينا توربينات الرياح. إحدى هذه المزارع ذات النطاق الصناعي هي مزرعة رياح بقدرة 50 ميجاوات في منطقة كالينينجراد.

وبدون دعم الدولة، لا يمكن استخدام هذا النوع من الطاقة على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن البعض على استعداد لوضع طاحونة هوائية في حديقتهم الخاصة. تستخدم المنازل الريفية توربينات الرياح الصغيرة بقدرة 500 واط. تبلغ تكلفة توربينات الرياح بقدرة 5 كيلووات حوالي 500 ألف روبل، و2 كيلووات - 180-190 ألف روبل. هذا السعر مشابه لتكلفة الاتصال بالشبكة. تبلغ تكلفة توربينات الرياح الصغيرة بقدرة 500 واط حوالي 30 ألف روبل. تكلفة 1 كيلوواط ساعة أعلى مرتين إلى ثلاث مرات من تعرفة شبكة الكهرباء.

لا يتطلب الاتصال عددًا كبيرًا من الأسلاك: عادةً ما يتم تركيب طواحين هواء صغيرة بالقرب من المنزل. يوصى باستخدام أنظمة الرياح الشمسية الهجينة. في هذه الحالة، فإن طاحونة الهواء والألواح الشمسية يكملان بعضهما البعض، لأنه عادة عندما يكون الطقس سيئًا، تهب الرياح والعكس صحيح.

إجراءات المياه

بالنسبة لأولئك الذين لديهم نهر به قطرة مياه جيدة بالقرب من منزلهم، يمكننا أن نوصي بمحطة طاقة كهرومائية صغيرة. يشبه هذا الهيكل وحوش البناء السوفييتي التي أغلقت نهري الفولغا وينيسي، ولكن هؤلاء فقط هم مجرد أطفال مقارنة بمحطات الطاقة الكهرومائية الحقيقية. تعتبر محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة محطات للطاقة الكهرومائية بقدرة تصل إلى 100 كيلووات. تم تركيب محطة الطاقة الكهرومائية الدقيقة نفسها على النهر، ويمتد خط أنابيب معدني من مدخل المياه، ويتم تركيب توربين مائي بمولد كهربائي عند مخرجه. تُستخدم محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة هذه بشكل أساسي في المناطق الجبلية - ومن الضروري بناء سد على السهل لتوفير الضغط اللازم.

عند بناء محطة صغيرة للطاقة الكهرومائية بقدرة 10 كيلووات أو أكثر، من الضروري الحصول على تصاريح من السلطات المختصة لتخصيص الأراضي، واستخدام المياه، والاتصال بالشبكات، وما إلى ذلك. المعدات المصنعة في روسيا لمحطة الطاقة الكهرومائية الصغيرة بسعة 10 كيلوواط تكلف حوالي 240 ألف روبل. بالإضافة إلى الأعمال الهندسية والإنشائية مما يزيد من تكلفة التكلفة النهائية للمحطة بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات. الكهرباء نفسها رخيصة جدًا، ولكن نظرًا للاستثمارات الكبيرة في المرحلة الأولية، لا ينبغي أن تتوقع استردادًا سريعًا. وستؤتي الاستثمارات ثمارها خلال ست إلى سبع سنوات على الأقل مع الاستخدام المستمر للطاقة من محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة.

دفء الارض

بالإضافة إلى مصادر الطاقة البديلة، هناك أيضًا مصادر بديلة للحرارة. الأكثر شيوعًا هو المرجل الذي يعمل بوقود غير عادي - حبيبات الخشب. كريات الوقود الخشبية (المنصات) هي منتجات خشبية أسطوانية مضغوطة صغيرة يبلغ قطرها 4-12 ملم وطولها 20-50 ملم، مصنوعة من نشارة الخشب المجففة والنشارة ودقيق الخشب ورقائق الخشب وغبار الخشب. عند حرق الكريات، فإن كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة لا تتجاوز الانبعاثات التي قد تتشكل أثناء التحلل الطبيعي للخشب. بالإضافة إلى ذلك، فإن محتوى الطاقة لكل 1 كجم من الكريات يتوافق مع 0.5 لتر من وقود الديزل السائل. يطلق طن من الكريات الخشبية 5000 كيلو واط من الطاقة الحرارية عند حرقها.

غلايات الحبيبات سهلة الاستخدام للغاية. أنها توفر إمدادات الوقود الآلي، ومنزل بمساحة 120 مترا مربعا. م يتطلب ما يقرب من 7 طن من الكريات سنويا. سعر الطن 120 يورو. هناك صعوبتان فقط في صيانة الغلاية: مكان لتخزين الكريات (لأنها لا تتحمل الرطوبة) وتوصيل الوقود. السوق ضعيف التطور، وكل الإنتاج موجه للتصدير بشكل أساسي. لذلك، قبل تثبيت غلاية الحبيبات، عليك أن تفكر في مكان الحصول على هذه الكريات.

يمكنك الاستغناء عن الوقود على الإطلاق - استخدم طاقة الأرض. هذا هو الغرض من المضخات الحرارية. يتم استخدامها في 70% من المنازل في السويد، ولكن نادرًا ما يتم استخدامها هنا. يتم تسخين المضخات الحرارية (مجمعات الطاقة الشمسية)، مثل الألواح الشمسية، بواسطة الشمس. من الأفضل استخدامها من الربيع إلى الخريف. بمساعدتهم، يمكنك تغطية الحاجة إلى الماء الساخن بالكامل والاستغناء عن الكهرباء أو أي مصدر آخر للطاقة.

يحتل المجمع لعائلة متوسطة مساحة 2-3 أمتار مربعة. م بالإضافة إلى خزان 150-200 لتر. تكلفة المعدات من 30 ألف روبل، ولكن الكفاءة الاقتصادية لا تتحقق إلا في حالة عدم وجود غاز في المنزل.

هناك نوعان رئيسيان من مجمعات الطاقة الشمسية - الأنبوب المسطح والفراغ. عند استخدامها في الصيف، تكون كفاءتها هي نفسها تقريبا، ولكن في موسم البرد من الضروري استخدام مجمعات الفراغ، والتي يمكن أن تعمل أيضا في فصل الشتاء عند درجات حرارة تصل إلى -35 درجة مئوية. في المجمعات العادية، يتم تسخين المياه إلى 50- 60 درجة مئوية، في مجمعات الفراغ - ما يصل إلى 80-90 درجة مئوية. خلاف ذلك، فإن الأنظمة متشابهة - تحتاج أيضًا إلى خزان للحرارة، وفي معظم الحالات، عناصر لضمان الدوران القسري لسائل التبريد في النظام.

يمكن أيضًا استخدام مشعبات التفريغ للتدفئة عند إقرانها بغلاية. سيوفر المجمع 10 إلى 40٪ من الطاقة للتدفئة. هناك عدد أكبر مناسب للمناطق ذات الشتاء المشمس، مثل بورياتيا.

الجدوى الاقتصادية

فترة الاسترداد لأنظمة التدفئة الشمسية هي 4-7 سنوات. وبشكل عام لا توجد كفاءة اقتصادية في المصادر البديلة للكهرباء والحرارة. إذا كانت الشبكة قريبة أو يوجد غاز في المنزل، فلا يوجد بديل لأنواع الكهرباء التقليدية من حيث السعر.

يتفق جميع الخبراء على أن طواحين الهواء أو مجمعات الطاقة الشمسية ليست عملية للاستخدام الخاص، إلا إذا كنت تعيش في وسط التايغا أو في السهوب على بعد مئات الكيلومترات من أقرب خط كهرباء.

بدون كهرباء، لا يمكن تصور حياة أي منزل تقريبًا: فالكهرباء تساعد في الطهي وتدفئة الغرفة وضخ المياه إليها وفي الإضاءة البسيطة. ولكن ماذا تفعل إذا لم تكن هناك اتصالات في المكان الذي تعيش فيه، فستأتي مصادر الكهرباء البديلة إلى الإنقاذ.

في مراجعتنا، قمنا بجمع العديد من مصادر الكهرباء البديلة الشائعة في الحياة اليومية، والتي تستخدم على نطاق واسع في كل من روسيا والدول الأوروبية وفي القارة الأمريكية. ومن نواحٍ عديدة، فهي بالطبع أكثر تكلفة وأكثر صعوبة في التشغيل من الشبكة المركزية؛ ومع ذلك، سيتم تبرير الاستثمارات المالية بالكامل من خلال خدمة عالية الجودة وموثوقة، فضلاً عن خلق بيئة بيئية مواتية.

مولدات كهربائية

مصدر الطاقة البديلة الأكثر شعبية في روسيا، والذي هو الأكثر طلبا في المنازل الريفية الخاصة. وبحسب نوع الوقود المستخدم فإن المولدات الكهربائية هي الديزل والبنزين والغاز.

مولدات الديزلتتمتع بالكثير من المزايا، بما في ذلك الكفاءة والموثوقية وخطر نشوب حريق صغير. إذا كنت تستخدم مولد الديزل بانتظام، فهو أكثر ربحية بكثير من النماذج التي تعمل بالغاز أو البنزين. استهلاك الوقود لمعدات الديزل ليس مرتفعًا، وسعر الديزل أيضًا عند مستوى منخفض، ولا يتطلب إصلاحات باهظة الثمن.

عيوب مولد الديزل هي كمية كبيرة من الغازات المنبعثة أثناء التشغيل والضوضاء والتكلفة العالية للجهاز نفسه. يبلغ سعر المعدات "المتوسطة" التي تبلغ قدرتها الإنتاجية حوالي 5 كيلووات حوالي 23000 روبل ؛ ومع ذلك، في صيف واحد من العمل، فإنه يدفع ثمنه بالكامل.

مولد البنزينمثالي كمصدر احتياطي أو مصدر طاقة موسمي. بالمقارنة مع مولدات الديزل، فإن مولدات البنزين صغيرة الحجم، وتنبعث منها ضوضاء قليلة أثناء التشغيل، وهي أقل تكلفة - ويتراوح متوسط ​​سعر مولد البنزين بقدرة 5 كيلووات من 14 إلى 17 ألف روبل. عيب مولد البنزين هو استهلاكه العالي للوقود، كما أن المستوى العالي لثاني أكسيد الكربون المنبعث سيتطلب منك وضع المولد في غرفة منفصلة.

مولدات الغاز- ربما تكون النماذج الأكثر "ربحية" للاستخدام في الحياة اليومية، والتي أوصت نفسها تمامًا من جميع الجوانب: يمكنها العمل من الغاز الطبيعي ومن الوقود المسال في الأسطوانات. مستوى الضوضاء لهذا الجهاز منخفض جدًا، والمتانة هي الأعلى؛ في الوقت نفسه، تقع الأسعار في نطاق معتدل: بالنسبة للجهاز "المنزلي" بسعة حوالي 5 كيلو واط، سيتعين عليك دفع حوالي 18 ألف روبل.

الحياة تحت الشمس

في كل عام، أصبح مصدر بديل آخر للكهرباء أكثر شعبية - الطاقة الشمسية. ويمكن استخدامه ليس فقط لتوليد الطاقة الكهربائية، ولكن أيضا لتوفير التدفئة المستقلة. على السطح، وأحيانا على الجدران، يتم تركيب الألواح الشمسية بأحجام مختلفة، والتي تحتوي على بطارية وعاكس؛ لقد كتبنا منذ بعض الوقت عن التكنولوجيا المبتكرة - البلاط المزود بخلايا ضوئية مدمجة (). فيما يلي الفوائد التي توفرها الألواح الشمسية:

• استخدام مصدر الطاقة المتجددة.
• عملية صامتة تمامًا؛
• السلامة البيئية، وعدم وجود أي انبعاثات في الغلاف الجوي؛
• سهولة التركيب، إمكانية التثبيت الذاتي.

في كثير من الأحيان يمكنك العثور على الألواح الشمسية في الجنوب الأوروبي والروسي، حيث يتجاوز عدد الأيام المشمسة في الشتاء والصيف عدد الأيام الغائمة. ولكن هناك بعض الفروق الدقيقة التي تحتاج أيضًا إلى تذكرها:

حتى في أكثر سيناريوهات الطقس "المشمسة"، من غير المرجح أن تتجاوز الطاقة الإجمالية لجميع الخلايا الكهروضوئية المثبتة 5-7 كيلووات في الساعة. لذلك، إذا أخذنا في الاعتبار على الأقل تقديرًا تقريبيًا بأن الطاقة مطلوبة لتدفئة المنزل بمعدل 1 كيلووات لكل 10 أمتار مربعة، فسنحصل على أن منزلًا ريفيًا صغيرًا فقط يمكنه العيش على طعام "مشمس" بالكامل؛ ستظل المنازل المكونة من طابقين وثلاثة طوابق تتطلب منك مصادر إضافية للطاقة، خاصة إذا كان استهلاك الماء والضوء مرتفعًا أيضًا.

ولكن حتى لو كان المنزل صغيرا، فسيتعين تخصيص ما لا يقل عن 10 أمتار مربعة من الأرض لتركيب المعدات، لذلك، على ستة أفدنة قياسية مع حديقة وحديقة، يبدو من غير المرجح.

وبطبيعة الحال، هناك صعوبات "طبيعية" تماما - وهذا هو الاعتماد على التقلبات اليومية والموسمية في الإشعاع الشمسي: لا أحد يضمن لنا الطقس المشمس حتى في الصيف. وشيء آخر: على الرغم من أن الخلايا الكهروضوئية نفسها لا تنبعث منها مواد سامة أثناء التشغيل، إلا أن التخلص منها ليس بهذه البساطة، فأنت بحاجة إلى نقلها إلى نقاط تجميع خاصة - تمامًا مثل البطاريات المستعملة.

تبدأ تكلفة المحطة النهائية من 100 ألف روبل، وهو ما لا يناسب الجميع أيضًا. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام الطاقة الشمسية بطريقة "أرخص": تركيب جهاز تجميع في الموقع لتسخين المياه - فهو سيلتقط الحرارة خلال النهار، حتى في الأيام الغائمة والممطرة. من حيث المبدأ، فإن مجمع التدفئة يلبي تماما الحاجة اليومية للمياه الساخنة، ويبدأ سعره من 30،000 روبل. لكن هذا النوع من المعدات لا يولد الكهرباء ويمكن أن يعمل فقط في المناطق الجنوبية، حيث يكون النشاط الشمسي مرتفعا للغاية.

مع الريح!

لم تعد محطات تحويل الرياح إلى كهرباء تشكل مستقبلاً تكنولوجيًا رائعًا - فما عليك سوى إلقاء نظرة على الحقول في ألمانيا وهولندا لترى مدى انتشار توربينات الرياح في كل مكان.

القليل من الفيزياء المدرسية: يتم تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية للتوربينات، ويقوم العاكس بدوره بتوليد تيار متردد. عليك أن تتذكر هذا: الحد الأدنى لسرعة الرياح التي سيتم بها توليد الكهرباء من دولاب الموازنة هو 2 م / ث، وعلى النحو الأمثل إذا كانت سرعة الرياح في المنطقة من 5 إلى 8 م / ث؛ ولهذا السبب تحظى توربينات الرياح بشعبية خاصة في المناطق الشمالية الغربية من أوروبا، حيث يكون متوسط ​​سرعة الرياح السنوية مرتفعًا جدًا. وفقًا لنوع البناء، تنقسم مولدات الرياح إلى أفقية ورأسية: يعتمد ذلك على تركيب الدوار.

التصميم الأفقي للمولد جيد لكفاءته العالية، وسيتم استخدام كمية صغيرة من المواد أثناء التثبيت. ولكن سيتعين عليك مواجهة بعض الصعوبات: سيتطلب التثبيت صاريًا مرتفعًا، والمولد نفسه يحتوي على جزء ميكانيكي معقد، وقد يكون الإصلاح صعبًا للغاية.

يمكن للمولدات العمودية أن تعمل على نطاق أوسع من سرعات الرياح؛ ولكن في الوقت نفسه، يكون تركيبها أكثر تعقيدًا، وستكون هناك حاجة إلى تثبيت إضافي لتركيب المحرك.

ومن أجل تسهيل الفارق بين موسم الرياح والهدوء وتزويد المنزل بالتيار الكهربائي دون انقطاع، عادة ما يتم تجهيز مزرعة الرياح ببطارية تخزين. بديل آخر لتركيب بطارية في مزرعة الرياح هو خزان المياه، والذي يستخدم للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة. في هذه الحالة، يمكنك توفير القليل من المال عند الشراء - ومع ذلك، ستظل تكلفة مولد الرياح مرتفعة: حوالي 300 ألف روبل، بدون بطارية - حوالي 250 ألف.

فارق بسيط آخر يجب أخذه في الاعتبار عند ترتيب مزرعة الرياح هو الحاجة إلى إنشاء أساس للمعدات. يجب تقوية الأساس بعناية خاصة إذا كانت سرعة الرياح في منطقتك تتجاوز بشكل دوري 10 -15 مترًا في الثانية. وفي فصل الشتاء، سيكون من الضروري التأكد من أن شفرات مزرعة الرياح لا تتجمد، مما يقلل بشكل كبير من الكفاءة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاهتزازات والضوضاء الناتجة عن تشغيل طاحونة الهواء تجعل من المرغوب وضع المحطة على بعد 15 مترًا على الأقل من مبنى سكني.

العيش بشكل جيد

يجري الآن الحديث عن الوقود الحيوي باعتباره "تقنية بيئية للمستقبل" في كل مكان وفي كل مكان. اندلع حولها الكثير من الجدل والمراجعات المتضاربة: فهي جذابة كوقود للسيارات، كما أن سعرها مغري، ولكن في الوقت نفسه، يشك العديد من السائقين في التأثير السلبي للمادة الحيوية على المحرك والقوة. دعونا نترك مشاكل السيارات جانبا: بعد كل شيء، يمكن استخدام الوقود الحيوي ليس فقط كوقود للمركبات، ولكن أيضا كمصدر للكهرباء: يمكنهم استبدال الغاز والبنزين والديزل عند معدات التزود بالوقود.

يتم إنتاج الوقود الحيوي عن طريق معالجة بقايا النباتات - السيقان والبذور. ولتصنيع الديزل البيولوجي، تستخدم الدهون من بذور المحاصيل الزيتية، ويتم إنتاج البنزين عن طريق تخمير الذرة وقصب السكر والبنجر وغيرها من النباتات. يتم التعرف على الطحالب باعتبارها المصدر الأمثل للطاقة البيولوجية، لأنها متواضعة في الزراعة وتتحول بسهولة إلى الكتلة الحيوية ذات الخصائص الزيتية المشابهة للنفط.

وتنتج هذه التقنية أيضًا الغاز البيولوجي، الذي يتم جمعه أثناء تخمير النفايات العضوية الناتجة عن صناعة الأغذية وتربية الحيوانات: 95٪ منه يتكون من غاز الميثان. تتيح التقنيات البيئية جمع الغاز الطبيعي في ... مدافن النفايات! ينتج طن واحد من القمامة عديمة الفائدة ما يصل إلى 500 متر مكعب من الغاز المفيد، والذي يتم تحويله بعد ذلك إلى إيثانول سليلوزي.

إذا تحدثنا عن الاستخدام المنزلي للوقود الحيوي لتوليد الكهرباء، فمن الضروري لهذا الغرض شراء محطة غاز حيوي فردية تنتج الغاز الطبيعي من النفايات. من الواضح أن هذا الخيار يتم تنفيذه فقط في منزل ريفي، حيث يوجد مكب خاص للنفايات البيولوجية في الشارع.

سيوفر لك التثبيت القياسي من 3 إلى 12 مترًا مكعبًا من الغاز يوميًا؛ يمكن بعد ذلك استخدام الغاز الناتج لتدفئة المنزل وتزويد المعدات المختلفة بالوقود، بما في ذلك مولد الطاقة بالغاز، الذي كتبنا عنه أعلاه. لسوء الحظ، فإن محطات الغاز الحيوي ليست متاحة بعد في كل مكان: سيتعين عليك دفع ما لا يقل عن 250000 روبل مقابل ذلك.

ترويض التدفق

إذا كان لديك تحت تصرفك مياه جارية خاصة بك (جزء من مجرى أو نهر)، فسيكون بناء محطة طاقة كهرومائية فردية حلاً جيدًا. من حيث التثبيت، يعد هذا النوع من مولدات الطاقة من أصعب المولدات، لكن كفاءته أعلى بكثير من جميع المصادر المذكورة أعلاه - الرياح والطاقة الشمسية والبيولوجية. يمكن أن تكون محطات الطاقة الكهرومائية سدودًا أو سدودًا، والخيار الثاني أكثر شيوعًا ويمكن الوصول إليه - يمكنك غالبًا العثور على الاسم المرادف "محطة التدفق". تنقسم المحطات حسب بنيتها إلى عدة أنواع:

الخيار الأمثل والأكثر شيوعًا الذي يناسب DIY هو محطة بمروحة أو عجلة. يمكنك العثور على الكثير من الإرشادات والنصائح المفيدة على الإنترنت.

سيكون الحل الأكثر صعوبة وغير مريح هو تركيب سلسلة ديزي: فهي منخفضة الإنتاجية، وهي خطيرة جدًا على الأشخاص المحيطين بها، وسيتطلب تركيب المحطة كمية كبيرة من المواد والكثير من الوقت. في هذا الصدد، يعتبر دوار دارير أكثر ملاءمة، حيث أن المحور يقع عموديا، ويمكن تثبيته فوق الماء. في الوقت نفسه، سيكون من الصعب تركيب مثل هذه المحطة، ويجب تدوير الدوار يدويًا في البداية.

إذا قمت بشراء محطة طاقة كهرومائية صغيرة جاهزة، فسيكون متوسط ​​\u200b\u200bتكلفتها حوالي 200 ألف روبل؛ سيوفر التجميع الذاتي للمكونات ما يصل إلى 30٪ من التكلفة، ولكنه سيتطلب الكثير من الوقت والجهد. أيهما أفضل متروك لك.

بالنسبة لأصحاب المنازل الخاصة، هناك فرصة لتقليل فواتير الخدمات بشكل كبير أو عدم استخدام خدمات مزودي التدفئة والكهرباء والغاز على الإطلاق. يمكنك حتى توفير اقتصاد كبير، وإذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك بيع الفائض. هذا حقيقي وقد فعل البعض ذلك بالفعل. لهذا، يتم استخدام مصادر الطاقة البديلة.

أين يمكنك الحصول على الطاقة وبأي شكل

في الواقع، الطاقة، بشكل أو بآخر، موجودة في كل مكان تقريبًا في الطبيعة - الشمس والرياح والماء والأرض - هناك طاقة في كل مكان. المهمة الرئيسية هي استخراجه من هناك. لقد كانت الإنسانية تفعل ذلك منذ أكثر من مائة عام وحققت نتائج جيدة. في الوقت الحالي، يمكن لمصادر الطاقة البديلة أن تزود المنزل بالحرارة والكهرباء والغاز والماء الدافئ. علاوة على ذلك، فإن الطاقة البديلة لا تتطلب أي مهارات خارقة أو معرفة فائقة. كل شيء يمكن القيام به لمنزلك بيديك. إذن ما الذي يمكن فعله:

جميع مصادر الطاقة البديلة قادرة على تلبية الاحتياجات البشرية بشكل كامل، ولكن هذا يتطلب استثمارات كبيرة جدًا و/أو مساحات كبيرة جدًا. لذلك، من المعقول إنشاء نظام مشترك: الحصول على الطاقة من مصادر بديلة، وإذا كان هناك نقص، "الحصول عليها" من الشبكات المركزية.

استخدام الطاقة الشمسية

أحد أقوى مصادر الطاقة البديلة للمنزل هو الإشعاع الشمسي. هناك نوعان من المنشآت لتحويل الطاقة الشمسية:

لا تظن أن المنشآت تعمل فقط في الجنوب وفي الصيف فقط. إنهم يعملون بشكل جيد في الشتاء أيضًا. في الطقس الصافي مع تساقط الثلوج، يكون إنتاج الطاقة أقل قليلاً مما هو عليه في الصيف. إذا كانت منطقتك بها عدد كبير من الأيام الصافية، فيمكنك استخدام هذه التقنية.

الألواح الشمسية

يتم تجميع الألواح الشمسية من المحولات الكهروضوئية، والتي يتم تصنيعها على أساس المعادن التي تنبعث منها الإلكترونات تحت تأثير ضوء الشمس - فهي تولد تيارًا كهربائيًا. للاستخدام الخاص، يتم استخدام محولات الصور السيليكون. في هيكلها، فهي أحادية البلورة (مصنوعة من بلورة واحدة) ومتعددة البلورات (العديد من البلورات). تتمتع المونوكريستال بكفاءة أعلى (13-25% حسب الجودة) وعمر خدمة أطول، ولكنها أكثر تكلفة. تولد المواد متعددة البلورات كهرباء أقل (9-15٪) وتفشل بشكل أسرع، ولكن سعرها أقل.

هذا هو محول ضوئي متعدد البلورات. يجب عليك التعامل معها بعناية - فهي هشة للغاية (أحادية البلورة أيضًا، ولكن ليس بنفس الدرجة)

إن تجميع البطارية الشمسية بيديك ليس بالأمر الصعب. تحتاج أولاً إلى شراء كمية معينة من خلايا السيليكون الضوئية (يعتمد المبلغ على الطاقة المطلوبة). غالبًا ما يتم شراؤها على منصات التداول الصينية مثل Aliexpress. ثم الإجراء بسيط:

بضع كلمات حول سبب ضرورة طلاء الركيزة للألواح الشمسية (البطاريات) باللون الأبيض. تتراوح درجة حرارة التشغيل لرقائق السيليكون من -40 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية. يؤدي التشغيل في درجات حرارة أعلى أو أقل إلى الفشل السريع للعناصر. على السطح، في الصيف، في الداخل، يمكن أن تكون درجة الحرارة أعلى بكثير من +50 درجة مئوية. لهذا السبب هناك حاجة إلى اللون الأبيض - حتى لا يسخن السيليكون.

تجميع الطاقة الشمسية

يمكن لمجمعات الطاقة الشمسية تسخين الماء أو الهواء. أين يتم توجيه المياه التي تسخنها الشمس - إلى صنابير الماء الساخن أو إلى نظام التدفئة - حسب اختيارك. فقط التدفئة ستكون ذات درجة حرارة منخفضة - للتدفئة تحت الأرضية، ما هو مطلوب. ولكن لكي لا تعتمد درجة الحرارة في المنزل على الطقس، يجب جعل النظام زائداً عن الحاجة بحيث يتم توصيل مصدر حرارة آخر، إذا لزم الأمر، أو يتحول المرجل إلى مصدر طاقة آخر.

هناك ثلاثة أنواع من مجمعات الطاقة الشمسية: مسطحة وأنبوبية وهوائية. الأكثر شيوعا هي أنبوبي، ولكن البعض الآخر لديه الحق في الوجود.

البلاستيك المسطح

يتم دمج لوحتين - سوداء وشفافة - في جسم واحد. بينهما خط أنابيب نحاسي على شكل ثعبان. من الشمس، تسخن اللوحة المظلمة السفلية. منه يسخن النحاس، ومنه - الماء الذي يمر عبر المتاهة. هذه الطريقة لاستخدام مصادر الطاقة البديلة ليست الأكثر كفاءة، ولكنها جذابة لأنها سهلة التنفيذ للغاية. وهكذا، يمكنك تسخين المياه. سيكون من الضروري فقط تكرار إمداده (باستخدام مضخة دورانية). وبنفس الطريقة، يمكنك تسخين الماء في وعاء أو استخدامه للاحتياجات المنزلية. عيب هذه المنشآت هو انخفاض الكفاءة والإنتاجية. يستغرق الأمر الكثير من الوقت أو عددًا كبيرًا من المجمعات المسطحة لتسخين كمية كبيرة من الماء.

جامعي أنبوبي

هذه أنابيب زجاجية - مفرغة أو متحدة المحور - يتدفق من خلالها الماء. نظام خاص يسمح بأقصى تركيز للحرارة في الأنابيب، والتي يتم نقلها إلى الماء المتدفق من خلالها.

يجب أن يحتوي النظام على خزان يتم فيه تسخين المياه. يتم توفير دوران المياه في النظام بواسطة مضخة. لا يمكن صنع مثل هذه الأنظمة بمفردك - فمن الصعب أن تصنع أنابيب زجاجية بيديك وهذا هو العيب الرئيسي. وإلى جانب السعر المرتفع، فإنه يعيق الاعتماد على نطاق واسع لمصدر الطاقة هذا في المنزل. والنظام نفسه فعال للغاية، فهو يتعامل مع تسخين الماء لتوفير الماء الساخن ويساهم بشكل جيد في التدفئة.

مخطط تنظيم التدفئة وإمدادات المياه الساخنة من مصادر الطاقة البديلة – باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية

جامعي الهواء

في بلدنا، فهي نادرة جدا وعبثا. فهي بسيطة وسهلة الصنع باليد. العيب الوحيد هو الحاجة إلى مساحة كبيرة: يمكنهم احتلال الجدار الجنوبي (الشرقي والجنوبي الشرقي) بأكمله. يشبه النظام إلى حد كبير مجمعات الألواح المسطحة - لوحة سفلية سوداء، ولوحة علوية شفافة، ولكنها تقوم بتسخين الهواء مباشرة، والذي يتم دفعه (بواسطة مروحة) أو بشكل طبيعي إلى الغرفة. على الرغم من الرعونة الظاهرة، فمن الممكن بهذه الطريقة تسخين الغرف الصغيرة خلال ساعات النهار، بما في ذلك الغرف التقنية أو المرافق: والأكواخ ومظلات الكائنات الحية.

مثل هذا المصدر البديل للطاقة، مثل الشمس، يمنحنا حرارتها، لكن معظمها يذهب "إلى أي مكان". إن التقاط جزء صغير منه واستخدامه للاحتياجات الشخصية هي المهمة التي تحلها كل هذه الأجهزة.

توربينات الرياح

تعتبر مصادر الطاقة البديلة جيدة لأنها في الغالب موارد متجددة. ربما تكون الريح هي الأكثر أبدية. فطالما يوجد جو وشمس، هناك رياح أيضًا. ربما سيهدأ الهواء لفترة قصيرة، لكن ليس لفترة طويلة. استخدم أسلافنا طاقة الرياح في المطاحن، ويقوم الإنسان الحديث بتحويلها إلى كهرباء. كل ما هو مطلوب لهذا:

• برج مثبت في مكان عاصف؛
• مولد مع شفرات متصلة به؛
• بطارية تخزين ونظام توزيع التيار الكهربائي.

تم بناء البرج من أي مادة. بطارية التخزين هي بطارية، لا يمكنك تخيل أي شيء هنا، ولكن مكان توفير الكهرباء هو اختيارك. يبقى فقط لصنع مولد. يمكن أيضًا شراؤه جاهزًا، ولكن من الممكن تمامًا صنعه من محرك من الأجهزة المنزلية - غسالة، مفك براغي، إلخ. سوف تحتاج إلى مغناطيس النيوديميوم وراتنجات الايبوكسي، ومخرطة.

على دوار المحرك نحدد أماكن تركيب المغناطيس. يجب أن يكونوا على مسافة متساوية من بعضهم البعض. نقوم بطحن الدوار للمحرك المحدد وتشكيل "مقاعد". يجب أن يكون للجزء السفلي من التجويف ميل طفيف بحيث يكون سطح المغناطيس مائلاً. يتم لصق المغناطيس على الأماكن المنحوتة على مسامير سائلة مملوءة براتنج الإيبوكسي. ثم يتم تنعيم السطح باستخدام ورق الصنفرة. بعد ذلك، تحتاج إلى إرفاق فرش من شأنها إزالة التيار. وهذا كل شيء، يمكنك تجميع وتشغيل مولد الرياح.

تعتبر هذه التركيبات فعالة للغاية، لكن قوتها تعتمد على العديد من العوامل: شدة الرياح، ومدى جودة عمل المولد، ومدى فعالية إزالة فرق الجهد بواسطة الفرش، وعلى موثوقية التوصيلات الكهربائية، وما إلى ذلك.

مضخات حرارية لتدفئة المنزل

تستخدم المضخات الحرارية جميع مصادر الطاقة البديلة المتاحة. يأخذون الحرارة من الماء والهواء والتربة. وبكميات قليلة، تكون هذه الحرارة موجودة حتى في فصل الشتاء، فتقوم المضخة الحرارية بتجميعها وإعادة توجيهها لتدفئة المنزل.

تستخدم المضخات الحرارية أيضًا مصادر طاقة بديلة - حرارة الأرض والماء والهواء

مبدأ التشغيل

لماذا تعتبر المضخات الحرارية جذابة للغاية؟ والحقيقة هي أنه بعد أن أنفقت 1 كيلو واط من الطاقة لضخها، في أسوأ الأحوال، سوف تحصل على 1.5 كيلو واط من الحرارة، ويمكن للتطبيقات الأكثر نجاحًا أن تتخلى عن ما يصل إلى 4-6 كيلو واط. وهذا لا يتعارض بأي شكل من الأشكال مع قانون الحفاظ على الطاقة، لأن الطاقة لا تنفق على الحصول على الحرارة، ولكن لا تنفق على ضخها. لذلك لا توجد تناقضات.

تحتوي المضخات الحرارية على ثلاث دوائر عمل: اثنتان خارجيتان وداخلية، بالإضافة إلى المبخر والضاغط والمكثف. المخطط يعمل مثل هذا:

• يدور سائل التبريد في الدائرة الأولية، التي تأخذ الحرارة من مصادر منخفضة الإمكانات. ويمكن إنزاله في الماء، أو دفنه في الأرض، أو يمكن أن يمتص الحرارة من الهواء. أعلى درجة حرارة تم الوصول إليها في هذه الدائرة هي حوالي 6 درجات مئوية.
• تقوم الدائرة الداخلية بتدوير وسط تسخين بنقطة غليان منخفضة جدًا (عادةً 0 درجة مئوية). عند تسخينه، يتبخر سائل التبريد، ويدخل البخار إلى الضاغط، حيث يتم ضغطه إلى ضغط مرتفع. أثناء الضغط، يتم إطلاق الحرارة، ويتم تسخين بخار مادة التبريد إلى درجة حرارة متوسطة تتراوح من +35 درجة مئوية إلى +65 درجة مئوية.
• في المكثف، يتم نقل الحرارة إلى المبرد من دائرة التسخين الثالثة. يتم تكثيف أبخرة التبريد، ثم تدخل إلى المبخر. ثم تتكرر الدورة.

من الأفضل عمل دائرة التسخين على شكل أرضية دافئة. درجات الحرارة هي الأفضل لهذا الغرض. سيتطلب نظام الرادياتير الكثير من الأقسام، وهو أمر قبيح وغير مربح.

المصادر البديلة للطاقة الحرارية: أين وكيف تحصل على الحرارة

لكن الصعوبة الأكبر هي جهاز الدائرة الخارجية الأولى التي تجمع الحرارة. وبما أن المصادر ذات إمكانات منخفضة (هناك حرارة قليلة في القاع)، فإن تجميعها بكميات كافية يتطلب مساحات كبيرة. هناك أربعة أنواع من الخطوط:

• حلقات موضوعة في أنابيب المياه مع المبرد. يمكن أن يكون المسطح المائي أي شيء - نهر، بركة، بحيرة. الشرط الرئيسي هو أنه لا ينبغي أن يتجمد حتى في أشد الصقيع. تعمل المضخات التي تضخ الحرارة من النهر بكفاءة أكبر، حيث يتم نقل حرارة أقل بكثير في المياه الراكدة. يعد مصدر الحرارة هذا هو الأسهل في التنفيذ - حيث يتم رمي الأنابيب وربط الحمل. لا يوجد سوى احتمال كبير لحدوث أضرار عرضية.

  

• الحقول الحرارية مع الأنابيب المدفونة تحت عمق التجمد. في هذه الحالة، هناك عيب واحد فقط - كميات كبيرة من أعمال الحفر. يتعين علينا إزالة التربة على مساحة كبيرة، وحتى إلى عمق متين.

  

• استخدام درجات الحرارة الحرارية الأرضية. يتم حفر عدد من الآبار ذات العمق الكبير، ويتم إنزال دوائر التبريد فيها. والشيء الجيد في هذا الخيار هو أنه يتطلب مساحة صغيرة، ولكن ليس من الممكن الحفر إلى أعماق كبيرة في كل مكان، كما أن خدمات الحفر تكلف الكثير. ومع ذلك، فمن الممكن، ولكن العمل لا يزال ليس سهلا.

  

• استخلاص الحرارة من الهواء. هذه هي الطريقة التي تعمل بها مكيفات الهواء مع إمكانية التدفئة - فهي تأخذ الحرارة من الهواء "الخارجي". حتى في درجات حرارة أقل من الصفر، تعمل هذه الوحدات، على الرغم من أنها ليست "عميقة" للغاية - تصل إلى -15 درجة مئوية. لجعل العمل أكثر كثافة، يمكنك استخدام الحرارة من أعمدة التهوية. قم برمي عدد قليل من الرافعات مع سائل التبريد هناك وضخ الحرارة من هناك.

  

العيب الرئيسي للمضخات الحرارية هو ارتفاع سعر المضخة نفسها، كما أن تركيب حقول تجميع الحرارة ليس رخيصًا. في هذه الحالة، يمكنك توفير المال عن طريق صنع المضخة بنفسك وكذلك وضع الخطوط بيديك، لكن المبلغ سيظل كبيرًا. الميزة هي أن التدفئة ستكون غير مكلفة وسيعمل النظام لفترة طويلة.

النفايات إلى الدخل:

جميع مصادر الطاقة البديلة هي من أصل طبيعي، ولكن يمكنك فقط الحصول على فائدة مضاعفة من محطات الغاز الحيوي. يقومون بإعادة تدوير نفايات الحيوانات والدواجن. ونتيجة لذلك، يتم الحصول على حجم معين من الغاز، والذي، بعد التنقية والتجفيف، يمكن استخدامه للغرض المقصود منه. ويمكن بيع النفايات المعالجة المتبقية أو استخدامها في الحقول لزيادة الإنتاجية - ويتم الحصول على سماد فعال وآمن للغاية.

باختصار عن التكنولوجيا

يحدث تكوين الغاز أثناء التخمير، وتشارك البكتيريا التي تعيش في السماد في ذلك. تعتبر أي نفايات للماشية والدواجن مناسبة لإنتاج الغاز الحيوي، لكن روث الماشية هو الأمثل. حتى أنه يتم إضافته إلى بقية نفايات "العجين المخمر" - فهو يحتوي بالضبط على البكتيريا اللازمة للمعالجة.

لخلق الظروف المثلى، من الضروري وجود بيئة لاهوائية - يجب أن يتم التخمير بدون أكسجين. ولذلك فإن المفاعلات الحيوية الفعالة هي عبارة عن حاويات مغلقة. لكي تستمر العملية بشكل أكثر نشاطًا، من الضروري الخلط المنتظم للكتلة. في المنشآت الصناعية، يتم تثبيت الخلاطات الكهربائية لهذا الغرض، في مصانع الغاز الحيوي ذاتية الصنع، عادة ما تكون هذه أجهزة ميكانيكية - من أبسط عصا إلى الخلاطات الميكانيكية التي "تعمل" باليد.

هناك نوعان من البكتيريا المشاركة في تكوين الغاز من السماد: متوسطة الحجم ومحبة للحرارة. ينشط الميزوفيليك عند درجات حرارة من +30 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية، ومحب للحرارة - عند +42 درجة مئوية إلى +53 درجة مئوية. تعمل البكتيريا المحبة للحرارة بشكل أكثر كفاءة. في ظل الظروف المثالية، يمكن أن يصل إنتاج الغاز من 1 لتر من المساحة الصالحة للاستخدام إلى 4-4.5 لتر من الغاز. لكن الحفاظ على درجة حرارة 50 درجة مئوية في التركيب أمر صعب ومكلف للغاية، على الرغم من أن التكاليف تبرر نفسها.

قليلا عن التصاميم

أبسط مصنع للغاز الحيوي هو برميل بغطاء ومحرك. يحتوي الغطاء على منفذ لتوصيل خرطوم يدخل من خلاله الغاز إلى الخزان. لن تحصل على الكثير من الغاز من هذا الحجم، لكنه سيكون كافيًا لموقد غاز واحد أو اثنين.

يمكن الحصول على مجلدات أكثر خطورة من مخبأ تحت الأرض أو فوق الأرض. إذا كنا نتحدث عن مخبأ تحت الأرض، فهو مصنوع من الخرسانة المسلحة. يتم فصل الجدران عن الأرض بطبقة من العزل الحراري، ويمكن تقسيم الحاوية نفسها إلى عدة مقصورات، حيث ستتم المعالجة مع التحول الزمني. وبما أن المزارع المحبة للحرارة تعمل عادةً في ظل مثل هذه الظروف، فإن العملية برمتها تستغرق من 12 إلى 30 يومًا (تتم معالجة المزارع المحبة للحرارة في 3 أيام)، وبالتالي يكون تغيير الوقت أمرًا مرغوبًا فيه.

يدخل السماد من خلال قادوس التحميل، على الجانب الآخر يصنعون فتحة تفريغ، حيث يتم أخذ المواد الخام المعالجة. القبو غير مملوء بالكامل بالخليط الحيوي - حوالي 15-20٪ من المساحة تظل خالية - يتراكم الغاز هنا. لتصريفه، يتم بناء أنبوب في الغطاء، ويتم تخفيض الطرف الثاني منه في ختم الماء - حاوية مملوءة جزئيا بالماء. بهذه الطريقة، يتم تجفيف الغاز - حيث يتم تجميعه في الجزء العلوي، ويتم تفريغه باستخدام أنبوب آخر ويمكن بالفعل خنقه للمستهلك.

يمكن لأي شخص استخدام مصادر الطاقة البديلة. يصعب على أصحاب الشقق تنفيذ ذلك، ولكن في منزل خاص، يمكنك على الأقل تنفيذ جميع الأفكار. بل إن هناك أمثلة حقيقية على ذلك. يوفر الناس بشكل كامل احتياجاتهم الخاصة واقتصادًا كبيرًا.