У Росії відзначається щорічне зростання комунальних платежів за використовуване електрику та опалення. Для зменшення витрат доцільно використовувати альтернативні джерела енергії для дому. Особливо це вигідно мешканцям приватного сектора. Відомо кілька варіантів таких джерел енергії.
Основні альтернативні джерела енергії для дому
Набули поширення наступні три види джерел альтернативної енергії для приватних будинків:
- сонячні батареї;
- вітроенергетичні установки;
- теплові насоси.
Зазначені джерела мають низку переваг і недоліків. Вони найбільш ефективні, коли використовуються комплексно. Але і при використанні окремо такі джерела енергії дозволяють істотно економити на комунальних платежах.
Застосування енергії сонця
Сонячна енергія як альтернативне джерело енергії використовується давно. Для вироблення електроенергії за допомогою неї застосовуються сонячні батареї.
Вони являють собою панелі, що складаються з 4 елементів:
- сама сонячна панель;
- акумулятори;
- контролер;
- інвертор.
Сонячна панель – це пристрій, що складається з елементів, які з’єднані між собою. За допомогою панелі світло сонця перетвориться в потік електронів. Від акумуляторів залежить потужність пристрою. Для нормальної роботи сонячної батареї часто потрібно близько десяти акумуляторів.
Контролер необхідний для хорошої зарядки акумуляторів. Це пристосування призначене для того, щоб акумуляторна батарея не перезаряжалась повторно. За допомогою інвертора забезпечується перетворення сонячної енергії в струм. Якщо за допомогою акумуляторів створюється струм низької напруги, то завдяки інвертору цей струм перетворюється у вихідну потужність. Зазвичай для приватного будинку потрібно інвертор потужністю від 3 до 5 кВт.
Сонячні батареї в альтернативній енергетиці застосовуються часто. Але при цьому вони мають ряд особливостей. Серед них:
- неможливість вироблення струму високої напруги;
- дорожнеча;
- невисокий коефіцієнт корисної дії;
- низька потужність.
Сонячні батареї бувають вакуумними трубчастими і плоскими. Перші складаються з трубок-колб. У них є подвійне скло. З трубок попередньо викачується повітря. Зовні колба покрита відображає складом. Він дозволяє поглинати енергію сонця, але не дає їй вийти назовні. Всередині трубки є теплоносій. У плоских сонячних батареях є абсорбуюча пластина. Вона поглинає сонячну енергію і передає її спеціальним рідкого носія.
Зазначені альтернативні джерела енергії для будинку рекомендується встановлювати з його південного боку. Вони повинні кріпитися під нахилом (влітку під кутом 300 до горизонту, взимку – в 700). Сонячні батареї повинні розташовуватися на плоскій поверхні і бажано на даху будинку.
Вітроенергетичні установки
Головним елементом таких пристроїв є щогла з декількома лопатями. Вона називається вітрогенератором.
Елементами даного альтернативного джерела енергії для будинку виступають:
- сам генератор, що виробляє змінний струм;
- інвертор, з допомогою якого постійний струм назад перетворюється на змінний;
- батареї, накопичують електричну енергію;
- лопаті, що приходять в рух від вітру;
- контролер, який перетворює змінний струм в постійний (необхідний для зарядки батарей);
- щогла, піднімає лопаті до потрібної висоти.
Саме генератор разом з лопатями виступають базовими компонентами вітрогенератора. Решта є додатковими пристосуваннями, що забезпечують нормальну роботу системи. За рахунок вітру електрика починає накопичуватися на акумуляторних батареях. Струм, проходячи через інвертор, що надходить в будинок.
Вітер, як альтернативна енергія, нестабільний. Робота установки безпосередньо залежить від його наявності. Сам процес установки вітрогенератора відрізняється складністю. Такий пристрій коштує дорого. Нормальне функціонування зазначеного джерела енергії також залежить від рельєфу місцевості, на якій він встановлений. Робота вітрогенератора залежить від середніх показників швидкості вітру в регіоні, кількості вітряних днів протягом року. Пристрій постійно потребує якісному обслуговуванні. Особливо часто потрібно перевіряти роботу лопатей.
Вітрогенератор рекомендується встановлювати на відкритій місцевості. Там значно вища швидкість вітру. Щогла, розташована якомога вище, буде сприяти більшій виробленні енергії пристроєм. Але при цьому для фундаменту вітрогенератора знадобиться більше бетону.
Теплові насоси як альтернативні джерела енергії для дому
Дані пристрої використовують енергію землі, води, а також повітря. Для генерації енергії застосовуються теплові насоси. Вони бувають декількох типів.
Стандартний пристрій складається з наступних компонентів:
- Контури. Їх може бути три. У зовнішньому контурі знаходиться теплоносій. Останній бере тепло з води і повітря. Теплоносій особливо ефективно використовує енергію землі як альтернативне джерело енергії. В такому контурі температура максимум досягає 60С. У внутрішньому контурі також знаходиться теплоносій. При цьому у нього низька температура кипіння.
- Випарник. У зазначений елемент теплового насоса потрапляє холодоагент. Після цього він випаровується.
- Компресор. У даний елемент конструкції потрапляє пара з випарника. В компресорі відбувається стиснення пари високого тиску. Наслідком процесу є виділення тепла. Пар в компресорі може розігрітися до 650С.
- Конденсатор. В даному елементі насоса теплоносій з контуру отримує тепло. Пара починає конденсуватися, після чого надходить у випарник. Потім відбувається повторення всього циклу.
При використанні теплових насосів енергія витрачається на перекачування тепла.
Інші альтернативні джерела енергії
Ефективно використовувати теплові генератори. Такі пристрої працюють від котлів і дров’яних печей. Генератор здатний виробляти понад 140 кВт/год електричної енергії. Такі пристрої рекомендується встановлювати в будинках, де є газові котли. При цьому теплові генератори відрізняються високою ціною.
Альтернативну енергію для будинку можуть виробляти такі сучасні джерела енергетики, як міні-гідроелектростанції. Їх можна проектувати в тих випадках, якщо будинок розташований поруч з великою річкою, потік води в якій широкий. Також для нормального функціонування міні-гідроелектростанції необхідно, щоб вода у водоймі мала високу швидкість течії.
Ще одним варіантом є біогазові установки. Такі пристрої виробляють газ з продуктів життєдіяльності тварин. Він утворюється в результаті бродіння гною.
Біогазові установки дозволяють отримувати подвійну вигоду. Крім забезпечення будинку біогазом, господар отримує добрива, які можна використовувати в сільському господарстві. Біогазові установки є готовим рішенням для створення джерела альтернативної енергії своїми руками.
