Mengumpulkan sumber energi alternatif: ide terbaik untuk rumah pribadi. Sumber energi alternatif untuk rumah Sumber energi alternatif

Pembawa energi membantu memastikan fungsi semua jalur komunikasi. Dengan tidak adanya jalan raya utama untuk sementara, sumber listrik alternatif dapat digunakan. Mereka tidak sepopuler yang tradisional, tetapi mereka lebih menguntungkan dalam hal operasi dan praktis tidak merusak lingkungan.

Di mana dan dalam bentuk apa untuk mendapatkan sumber energi

Penggunaan panel surya

Sumber energi tradisional adalah pembangkit listrik termal, nuklir dan hidroelektrik. Pasokan energi alternatif dapat memperbaiki sendiri, efisien, murah dan ramah lingkungan. Padahal, energi ada dalam sumber daya alam, Anda hanya perlu mencoba mengekstraknya. Tanpa keterampilan khusus, Anda dapat melakukan pekerjaan berikut:

pasang kolektor surya dan baterai untuk menyalakan penerangan atau memanaskan air;
untuk memasang turbin angin;
menggunakan pompa panas untuk memanaskan rumah menggunakan panas air, tanah atau udara;
memanfaatkan biogas plant untuk mengolah kotoran hewan, burung dan manusia.

Kerugian dari sumber energi non-tradisional adalah investasi keuangan yang besar untuk organisasi mereka.

Sumber energi terbarukan

Turbin angin di atap rumah pribadi

Karena ketersediaan bahan bakar fosil yang terbatas, para ilmuwan di seluruh dunia mengembangkan dan menggunakan sumber energi masa depan. Terbarukan meliputi:

Generator listrik - di wilayah Rusia, generator listrik, bensin, dan gas paling sering digunakan. Yang terakhir menggunakan bahan bakar cair dan alami, karena kebisingannya yang rendah, digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan tahan lama.
Energi matahari - seseorang menggunakan radiasi elektromagnetik. Sumber listrik dan pemanas otonom tidak bersuara dan ramah lingkungan.
Turbin angin - beroperasi berdasarkan transformasi energi kinetik angin menjadi rotasi mekanis turbin yang menghasilkan arus bolak-balik... Turbin angin horizontal dan vertikal dicirikan oleh efisiensi tinggi.
Biofuel - pilihan terbaik adalah lemak biji minyak, ganggang, gas dari fermentasi sampah organik.
Stasiun kincir air adalah sumber energi yang nyaman jika ada sungai di dekat rumah. Roda turbin digerakkan oleh arus air.
Solusi panas bumi - di daerah yang aktif secara seismik mengubah panas yang dihasilkan pada saat pelepasan air panas bumi.

Rusia memiliki beberapa stasiun surya - di wilayah Orenburg (daya 40 MW), di Republik Bashkortostan (daya 15 MW), di Krimea (masing-masing 10 unit 20 MW).

Menggunakan energi matahari

Menghubungkan baterai surya ke jaringan listrik rumah Anda

Listrik alternatif berdasarkan radiasi matahari elektromagnetik dibenarkan untuk orang yang memiliki pondok musim panas di luar kota. Pasalnya, indikator daya total dalam cuaca baik tidak lebih dari 5-7 kW per jam. Beberapa instalasi surya populer saat ini.

Panel surya

Perakitan perangkat terbuat dari konverter fotovoltaik. Elemen industri dibangun dari penambang yang menghasilkan arus saat terkena cahaya langsung. Di sektor swasta, konverter silikon dari tipe poli dan monokristalin sangat populer. Yang terakhir berbeda dalam efisiensi 13-25%, tetapi polikristalin lebih murah. Kisaran suhu pelat adalah dari -40 hingga +50 derajat.

Kolektor surya

Kolektor surya vakum

Digunakan untuk memanaskan udara atau air. Pengguna dapat mengatur arah aliran panas, mengatur cadangan jika cuaca buruk. Pabrikan memproduksi tiga modifikasi kolektor - udara, datar, dan tabung.

Plastik datar. Mereka adalah panel hitam dan transparan dalam satu casing dengan kumparan tembaga pusat. Elemen gelap bawah memanas saat terkena sinar matahari. Ini mentransfer panas ke koil tembaga, yang memanaskan air. Kolektor datar cocok untuk memanaskan air kolam atau jiwa musim panas... Kerugian dari teknologi adalah bahwa banyak elemen diperlukan untuk memanaskan volume besar.
Berbentuk tabung. Mereka berada dalam bentuk tabung kaca vakum atau koaksial. Air, dipanaskan oleh matahari, mengalir ke bawah mereka. Panas yang terkonsentrasi di dalam sistem khusus memanaskan air di tangki penyimpanan. Untuk sirkulasi aliran air digunakan sedimen. Kolektor tubular adalah solusi yang baik untuk memanaskan air panas dan pemanas.
Kolektor surya udara. Perangkat menyerupai model plastik datar karena bagian bawah hitam dan panel atas transparan. Instalasi dimensi terletak di dinding timur atau tenggara. Di dalamnya, karena panas matahari, ia memanaskan udara yang dipasok ke rumah dan ruang utilitas dengan kipas khusus.

Energi matahari paling cocok untuk pemanas di bawah lantai.

Panel surya buatan sendiri

Instalasi surya adalah alternatif yang mahal untuk listrik tradisional. Dengan rakitan tangan Anda sendiri, Anda dapat mengurangi biaya struktur hingga 3-4 kali lipat. Sebelum Anda mulai membuat panel surya, Anda perlu memahami prinsip fungsinya.

Cara kerja sistem tenaga surya

Untuk mewakili prinsip kerja, ada baiknya memulai dengan konstruksi. Perangkat sumber energi matahari meliputi:

panel surya - kompleks simpul untuk mengubah sinar matahari menjadi aliran elektron;
Baterai - ada beberapa di antaranya dalam sistem, jumlahnya tergantung pada kekuatan konsumen;
charge controller - menyediakan pengisian baterai normal tanpa pengisian ulang;
inverter - mengubah arus tegangan rendah dari baterai menjadi arus tegangan tinggi (3-5 kW sudah cukup untuk sebuah rumah).

Panel surya secara individual menghasilkan arus tegangan rendah (sekitar 18-21 V), yang cukup untuk mengisi baterai 12 volt.

Membuat baterai surya

Bahan untuk membuat panel surya

Baterai dirakit dari fotosel modular. Satu modul rumah tangga berisi 30, 36 dan 72 elemen. Mereka terhubung secara seri dengan catu daya dengan tegangan maksimum 50 V.

Untuk bagian tubuh, Anda membutuhkan balok kayu, papan serat, kaca plexiglass, dan kayu lapis. Bagian bawah kotak dipotong dari kayu lapis dan dimasukkan ke dalam bingkai yang terbuat dari batang setebal 25 mm. Lubang dibuat di sekeliling bingkai. Untuk mencegah elemen terlalu panas, langkah pengeboran harus 15-20 cm.

Untuk ukuran bawah, hitung jumlah fotosel dan ukur masing-masing.

Perakitan panel surya

Dari papan serat dengan pisau klerikal, substrat papan serat dengan lubang ventilasi dipotong. Mereka dibuat sesuai dengan skema bersarang persegi dengan lekukan 5 cm.Kemudian:

Elemen ditempatkan di atas substrat dan tidak disolder.
Koneksi dibuat secara berurutan, teratur.
Baris yang sudah jadi terhubung ke busbar yang membawa arus.
Elemen-elemen dibalik dan dipasang di kursi dengan silikon.
Periksa parameter tegangan keluaran. Kisarannya adalah 18 hingga 20 V.
Baterai dijalankan selama 2-3 hari untuk menguji kapasitas pengisian.
Pada akhir pemeriksaan, sambungan disegel.

Persiapan panel untuk pemasangan

Cat dan keringkan backing 2 kali.

Setelah memeriksa fungsinya, panel surya dirakit:

Bawa kontak input dan output ke luar.
Potong penutup kaca plexiglass dan kencangkan dengan sekrup self-tapping pada lubang yang dibuat sebelumnya.
Saat menggunakan rangkaian dioda 36 dioda dengan tegangan 12 V, cat dihilangkan dari bagian dengan aseton.
V panel plastik lubang dibuat, dioda dimasukkan dan disolder.

Langkah terakhir adalah memasang dan mengarahkan panel surya untuk memudahkan akses layanan dan efisiensi energi.

Aturan pemasangan panel surya

Koneksi panel surya

Modifikasi industri dapat berputar secara independen. Perangkat rumah tangga harus diatur sesuai dengan beberapa parameter:

Menjauh dari tempat teduh - pohon atau rumah tinggi di dekatnya akan membuat perangkat tidak efektif.
Tengara di sisi yang cerah. Penduduk belahan bumi utara mengorientasikan struktur ke selatan, yang selatan ke utara.
Sudut kemiringan - terkait dengan garis lintang geografis situs. Di musim panas, lebih baik memiringkan panel surya 30 derajat ke cakrawala, di musim dingin - 70 derajat.
Ketersediaan akses untuk pemeliharaan - pembersihan debu, kotoran, salju yang menempel.

Perangkat akan efektif jika sinar matahari diarahkan langsung ke penutup.

Fitur turbin angin

Turbin angin vertikal

Sumber tenaga angin bekerja berdasarkan prinsip mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik, dan kemudian menjadi arus bolak-balik. Listrik dapat diperoleh pada kecepatan angin minimal 2 m/s. Kecepatan angin optimal adalah dari 5 hingga 8 m / s.

Jenis generator angin

Ada modifikasi sesuai dengan jenis pemasangan rotor:

Horizontal - berbeda dalam jumlah minimum bahan untuk pembuatan dan efisiensi tinggi. Kerugian dari perangkat ini adalah tiang pemasangan yang tinggi dan kerumitan bagian mekanis.
Vertikal - beroperasi dalam berbagai kecepatan angin. Kekhususan generator adalah perlunya tambahan fiksasi motor.

Menurut jumlah bilah, ada model tunggal atau multi-pisau. Berdasarkan bahan, bilah diklasifikasikan menjadi berlayar dan kaku. Nada heliks instalasi dapat bervariasi (Anda dapat mengatur kecepatan operasi) dan tetap.

Selama konstruksi turbin angin, fondasi harus dibuat dan diperkuat.

Desain turbin angin

Generator angin jadi terdiri dari bagian-bagian berikut:

menara - ditempatkan di daerah berangin;
generator pisau;
pengontrol blade - mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah;
inverter - mengubah D.C. menjadi variabel;
aki;
tangki air.

Baterai akumulatif menghaluskan perbedaan musim angin dan periode tenang.

Membuat generator angin kecepatan lambat dari generator mesin

Membuat generator angin dari generator mobil

Karena kit untuk merakit generator angin berharga 250 hingga 300 ribu rubel, disarankan untuk membuat struktur dengan tangan Anda sendiri. Anda akan membutuhkan generator mobil dan baterai.

Pisau menyediakan pengoperasian perangkat turbin angin lainnya. Anda dapat membuatnya sendiri dari kain, logam atau pipa plastik sebagai berikut:

Pilih bahan dengan ketahanan angin yang baik - dari tebal 4 cm.
Hitung panjang bilah sehingga diameter pipa adalah 1/5.
Potong pipa dan gunakan sebagai templat.
Amplas tepi semua elemen untuk menghilangkan penyimpangan.
Pasang bilah plastik ke cakram aluminium.
Seimbangkan roda dengan menguncinya dalam posisi horizontal.
Giling tepi roda angin sambil berputar.

Tata letak blade yang optimal adalah jumlah yang besar, tetapi ukurannya lebih kecil.

Tiang harus dapat diandalkan, kuat dan tidak goyah

Proyek pembuatan tiang harus dimulai dengan pemilihan material. Ini akan memakan waktu pipa baja Panjang 7 m dan diameter 150-200 m Di hadapan rintangan, roda naik 1 m lebih tinggi darinya.

Untuk stabilitas tambahan struktur, pasak dibuat untuk meregangkan kabel baja atau galvanis dengan ketebalan 6-8 mm. Tiang dan pasak harus dibeton.

Proses pengerjaan ulang generator otomatis terdiri dari memundurkan unit starter dan membuat rotor berdasarkan magnet neodymium. Lubang dibor di perangkat untuk mereka. Magnet harus ditempatkan bergantian kutub dan rongga harus diisi dengan epoksi.

Rotor dibungkus kertas untuk memundurkan kumparan dalam satu arah dalam skema tiga fase. Pada tahap terakhir, generator diuji - pada 300 rpm seharusnya menunjukkan 30 V.

Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin efisien generator bekerja.

Sumber panas dan listrik angin alternatif dikumpulkan setelah poros poros dibuat. Anda akan membutuhkan pipa dengan dua bantalan dan bagian ekor yang terbuat dari lembaran galvanis setebal 1,2 mm.

Generator terpasang ke tiang melalui bingkai pipa profesional mereka. Jarak dari balok ke bilah harus lebih dari 25 cm. Setelah merakit struktur dasar, pengontrol muatan, inverter, dan baterai dipasang.

Memanaskan rumah dengan pompa panas

Pemanasan dengan pompa panas

Eropa telah menggunakan pompa panas selama beberapa tahun sekarang, berinteraksi dengan semua jenis alternatif listrik. Di musim panas dan musim dingin, unit mengambil panas dari tanah, udara, air dan mengirimkannya untuk memanaskan ruangan.

Varietas pompa panas

Tergantung pada kebutuhan pemanasan, Anda dapat memilih model dengan 1, 2, 3 sirkuit, 1-2 kondensor. Mereka akan bekerja untuk pemanasan dan pendinginan, atau secara eksklusif untuk pemanasan.

Berdasarkan jenis sumber energi dan metode pembangkitan listrik, perangkat adalah:

Udara ke air. Aliran panas diambil dari udara dan memanaskan air. Sistem ini cocok untuk zona iklim dengan suhu musim dingin -15 derajat.
Air tanah. Relevan untuk zona iklim sedang. Mereka dipasang di tanah melalui kolektor atau probe tanpa izin pengeboran.
Air-air. Dipasang di samping badan air. Di musim dingin, pompa, dengan memanaskan sumbernya, memberikan panas ke rumah besar.
Air-udara. Sumber energi adalah reservoir. Aliran panas disuplai ke udara melalui kompresor. Ini menjadi pendingin.
Bumi-udara. Tanah adalah sumber panas, yang ditransfer ke udara oleh kompresor. Pembawa energi adalah cairan antibeku.
Udara ke udara. Perangkat bekerja berdasarkan prinsip AC - untuk pendinginan dan pemanasan.

Pilihan sumber panas tergantung pada geologi daerah dan adanya hambatan untuk pekerjaan tanah.

Cara kerja pompa panas

Pompa panas beroperasi berdasarkan siklus Carnot - peningkatan suhu dengan kompresi pendingin yang tajam. Karena perangkat memiliki 3 sirkuit kerja (2 - eksternal, 1 - internal), kondensor, evaporator, dan kompresor, skema aksinya dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Pendingin primer (terletak di air, di udara, di tanah) mengambil panas dari sumber dengan potensi rendah. Suhu simpul maksimum sekitar + 6 derajat.
Pembawa suhu rendah dan suhu rendah ada di loop dalam. Refrigeran menguap ketika dipanaskan, uapnya dikompresi di kompresor. Pada saat ini, panas dihasilkan. Suhu uap - dari +35 hingga +65 derajat.
Panas di kondensor memasuki media pemanas dari sirkuit pemanas. Uap menjadi kondensat dan diarahkan ke evaporator.

Siklus pompa panas terus berulang.

Pompa panas dari bahan bekas

Pompa panas buatan sendiri

Buatan rumah cukup nyata jika Anda memiliki bagian yang berfungsi dari peralatan rumah tangga.

Untuk menyiapkan kondensor dan kompresor, Anda perlu:

Buat kompresor pompa dari kulkas atau kompresor AC. Detailnya diperbaiki dengan suspensi lembut di dinding ruang boiler.
Membuat kapasitor. Pilihan terbaik- tangki stainless steel untuk 100 liter.
Potong wadah menjadi dua dengan penggiling, lalu masukkan koil (tabung tembaga dari lemari es atau AC).
Setelah memasang koil, las bagian tangki.

Gunakan las argon untuk las yang berkualitas.

Pompa panas membutuhkan dua sumur

Evaporator dibangun di sekitar tangki plastik 75-80 liter dengan koil tabung tembaga berdiameter ”. Itu melilit pipa baja dengan diameter 300-400 mm. Belokan diperbaiki dengan sudut berlubang.

Sebuah benang dipotong pada koil untuk dipasangkan dengan pipa. Refrigeran dipompa ke dalam unit, setelah itu evaporator dipasang di dinding.

Sumber optimal untuk metode alternatif pembangkit panas dan listrik ini adalah air dari sumur atau sumur. Cairan tidak membeku bahkan di musim dingin.

Anda membutuhkan 2 sumur:

untuk asupan air dan pasokannya ke evaporator;
untuk membuang air limbah dan memasukkannya ke dalam evaporator.

Otonomi pompa panas akan dipastikan dengan mekanisme otomatis untuk mengontrol pergerakan cairan pendingin di sepanjang sirkuit pemanas dan tekanan freon.

Mendapatkan panas dari sumber alternatif lain

Sirkuit eksternal dari sistem pertukaran panas langsung

Saat mengatur sirkuit eksternal pertama pompa, termal yang efektif

Energi matahari, angin, bumi, air - segala sesuatu yang dulunya merupakan plot cerita fantastis menjadi atribut akrab kehidupan modern. Sumber daya batu bara, minyak dan kayu yang terbatas digantikan oleh sumber energi alternatif yang tidak ada habisnya. Selain itu, setiap tahun mereka menjadi lebih terjangkau bagi warga biasa. Selain itu, Anda dapat membuat sumber energi alternatif untuk rumah pribadi dengan tangan Anda sendiri, dan untuk ini sama sekali tidak perlu menjadi fisikawan yang brilian.

Varietas perangkat alternatif

Perangkat yang paling populer dan terjangkau untuk produksi energi terbarukan adalah:

· panel surya;

· Generator angin;

· Pompa panas;

· Pabrik biogas.

Pilihan yang mendukung perangkat ini atau itu akan tergantung pada kemampuan keuangan Anda, serta pada jumlah sumber daya yang tersedia yang perlu diubah menjadi energi. Mari kita simak kelebihan dan kekurangan masing-masing perangkat tersebut.

Perangkat untuk mengubah energi matahari

Mengubah energi matahari menjadi listrik mungkin berkat fotosel. Ini adalah semikonduktor dua lapis, lapisan pertama dicirikan oleh kelebihan elektron, dan yang kedua dicirikan oleh kerugian. Di bawah pengaruh matahari, elektron berpindah dari satu lapisan ke lapisan lain, dan kemudian dikirim ke baterai, yang bertindak sebagai pemasok energi ke rumah.

Jenis yang berbeda panel surya berbeda satu sama lain dalam bahan dari mana fotosel dibuat.

silikon film tipis. Bahan ini dicirikan oleh sensitivitas tertinggi, yang memungkinkan Anda untuk memasok listrik ke rumah, bahkan ketika ada kekurangan sinar matahari. Ini tahan terhadap suhu tinggi, sedangkan varietas lain mulai cepat aus pada suhu di atas 50 ° C. Dan berkat plastisitasnya, panel yang terbuat dari bahan ini dapat dengan mudah ditempatkan bahkan di atap yang paling tidak rata. Namun, untuk ketebalan minimum elemen Anda harus membayar dengan efisiensi yang berkurang, yang akan membutuhkan baterai untuk mengambil lebih banyak ruang di rumah.

silikon mikromorfik. Generasi sel fotovoltaik berikutnya berbeda dari tipe sebelumnya dalam daya yang lebih tinggi dan pada saat yang sama harga yang lebih rendah, karena silikon dihabiskan untuk produksi lebih sedikit. Di antara keuntungan lainnya adalah kemandirian lokasi dari titik mata angin dan sudut kemiringan ke permukaan atap.

Pelat multikristalin. Jenis yang paling banyak diminati di pasaran. Karena multidirectionality kristal silikon, wafer memberikan efek yang baik baik pada hari-hari cerah dan berawan. Namun, cukup kuat, karena reaksi oksidatif, mereka berbeda dalam waktu singkat. Baterai secara bertahap akan memburuk setelah tahun ke-3 penggunaan.

Pelat monokristalin. Tampilan paling kuat, membutuhkan ruang terkecil untuk mengakomodasi. Baterai semacam itu cocok untuk dipasang di rumah-rumah kecil di zona iklim apa pun, karena tidak terpengaruh oleh kondisi eksternal yang merugikan.

Terlepas dari kenyataan bahwa sumber energi alternatif untuk rumah kehilangan harga setiap tahun, pengembaliannya harus menunggu setidaknya sepuluh tahun. Biaya bahkan set panel surya paling murah dimulai dari 50.000 rubel, dan ini ada pada panel yang tidak berbeda dalam daya tahan. Dengan keterampilan desain yang minimal, lebih rasional untuk membuat baterai buatan sendiri.

Teknologi buatan sendiri panel surya

Jauh lebih murah untuk merakit panel untuk rumah Anda dengan tangan Anda sendiri daripada membelinya, tetapi Anda masih harus mengeluarkan uang untuk fotosel itu sendiri. Paling menguntungkan untuk memesannya di toko online Cina, misalnya, Aliexpress.

Teknologi pengumpulan panel mencakup langkah-langkah berikut:

1. Pembuatan bingkai. Sebagai bahan substrat, Anda dapat mengambil chipboard, kaca, polikarbonat. Jika bingkai seharusnya dari kayu, itu harus dicat warna putih sehingga fotosel kurang panas dan tidak gagal sebelum waktunya.

2. Koneksi fotosel menjadi satu sirkuit. Untuk melakukan ini, mereka dihubungkan dengan konduktor aluminium, sejajar satu sama lain. Dimungkinkan untuk membeli elemen yang sudah terikat, tetapi ini akan menjadi lebih mahal.

3. Menyegel baterai. Itu bisa dilakukan dengan resin epoksi atau pita perekat. Dalam melakukannya, cobalah untuk menghindari pembentukan gelembung udara, karena ini akan mempengaruhi kekuatan panel.

Pemasangan buatan sendiri harus dilakukan di sisi atap di mana ada sinar matahari maksimum. Dapat digunakan dengan atau tanpa baterai. Atau gabungkan dua mode, mengacu pada baterai hanya ketika ada kekurangan sinar matahari.

Konverter energi angin

Ketika berbicara tentang sumber energi alternatif yang paling ramah lingkungan, pemandangan ladang yang indah dengan kincir angin yang tertulis secara harmonis langsung muncul di benak Anda. Di Eropa, gambar seperti itu benar-benar tidak biasa, di negara kita, turbin angin hanya mendapatkan popularitas.

Transformasi energi angin terjadi karena adanya putaran baling-baling yang terletak pada tiang. Akibatnya, rotor digerakkan, menghasilkan arus bolak-balik tiga fase. Dan agar energi memperoleh karakteristik yang diperlukan untuk kebutuhan rumah tangga, ia dilewatkan melalui pengontrol, dan kemudian melalui inverter.

Semua turbin angin bekerja sesuai dengan prinsip yang sama, tetapi mereka dapat berbeda dalam beberapa cara:

1. Dengan jumlah bilah, yang bisa dari 1 hingga 3, atau tidak ada sama sekali, dan sebagai gantinya dipasang layar.

2. Dengan komposisi bahan, kincir angin bisa dari logam, berlayar dan terbuat dari fiberglass. Bagaimana bahan lebih kuat, semakin mahal perangkatnya.

3. Secara bertahap. Artinya, kecepatan baling-baling bisa tetap atau berubah-ubah. Harga varietas kedua meningkat karena pemasangan yang lebih kompleks dan mahal.

4. Pada arah putaran sumbu, turbin angin dibagi menjadi vertikal dan horizontal. Yang vertikal tidak bergantung pada arah dan kecepatan angin, tetapi berbeda dalam daya yang lebih kecil. Selain itu, mereka lebih rumit dan lebih mahal. Yang horizontal memiliki efisiensi yang lebih tinggi, tetapi sepenuhnya bergantung pada kondisi cuaca... Masuk akal untuk memasangnya hanya di area terbuka dan jauh dari bangunan tempat tinggal, karena perangkat ini mengeluarkan banyak suara.

Harga turbin angin industri sangat bervariasi dan mencapai beberapa ratus ribu rubel. Tetapi ada juga solusi gratis - membuat turbin angin sendiri. Di Internet Anda dapat menemukan sejumlah besar gambar untuk pembuatan perangkat semacam itu dari yang paling bahan yang berbeda... Bilahnya terbuat dari kayu dan fiberglass, dan Anda dapat menggunakan aluminium atau pipa plastik... Peran tiang dimainkan oleh pipa baja dengan panjang 5,5 m. Dan untuk generator, motor listrik asinkron dapat dikonversi.

Pompa panas dan pembangkit biogas

Pompa panas kurang umum, tetapi dalam hal efisiensi mereka tidak kalah dengan perangkat lain dari sumber energi alternatif - turbin angin atau panel surya. Perangkat ini mampu mengekstraksi energi dari sumber alami apa pun - air, bumi, udara.

Pompa terdiri dari sirkuit eksternal dan internal, evaporator, kompresor dan kondensor. Lingkaran luar ditempatkan di sumber energi, misalnya, dapat diturunkan ke dasar reservoir atau dikubur di tanah. Perangkat kemudian secara berurutan mengalami pemanasan, penguapan, kompresi uap dan pelepasan panas. Perangkat semacam itu mampu memanaskan rumah pribadi bahkan di musim dingin pada suhu lingkungan yang rendah, karena mereka tidak lagi bergantung pada nilainya, tetapi pada keteguhannya.

Inovasi hijau lainnya adalah pabrik biogas. Perangkat beroperasi pada limbah hewan peliharaan dan pilihan ideal untuk sebuah peternakan kecil. Hasil dari pengoperasian instalasi tersebut adalah gas yang terbentuk selama proses fermentasi. Gas dapat digunakan untuk pemanas ruangan, dan sisa kotoran hewan yang belum diolah adalah pupuk yang sangat baik.

Berbagai sumber energi alternatif modern memungkinkan Anda untuk menyediakan rumah pribadi dengan sumber daya tanpa merusak lingkungan. Distribusi skala besar mereka masih terhambat hanya oleh kurangnya kesadaran penduduk dan biaya tinggi. Masalah terakhir dapat dipecahkan, karena perangkat untuk produksi energi terbarukan tidak terlalu rumit dalam desain, dan dapat dibuat di rumah.

Untuk mengatasi masalah kelangkaan bahan bakar fosil, para peneliti di seluruh dunia bekerja pada penciptaan dan penyebaran sumber energi alternatif. DAN itu datang tidak hanya tentang turbin angin dan panel surya yang terkenal. Gas dan minyak dapat digantikan oleh energi dari ganggang, gunung berapi dan langkah manusia. Recycle telah memilih sepuluh sumber energi masa depan yang paling menarik dan bersih.

Joule dari pintu putar

Ribuan orang melewati pintu putar setiap hari di pintu masuk stasiun kereta api. Gagasan untuk menggunakan arus manusia sebagai pembangkit energi yang inovatif muncul di beberapa pusat penelitian di seluruh dunia. Perusahaan Kereta Api Jepang Timur memutuskan untuk melengkapi setiap pintu putar di stasiun kereta api dengan generator. Instalasi bekerja di stasiun kereta api di daerah Shibuya Tokyo: elemen piezoelektrik dibangun ke lantai di bawah pintu putar yang menghasilkan listrik dari tekanan dan getaran yang mereka terima saat orang menginjaknya.

Teknologi “pintu putar energi” lainnya sudah digunakan di Cina dan Belanda. Di negara-negara ini, para insinyur memutuskan untuk tidak menggunakan efek penekanan pada elemen piezoelektrik, tetapi efek mendorong pegangan pintu putar atau pintu pintu putar. Konsep perusahaan Belanda Boon Edam melibatkan penggantian pintu standar di pintu masuk ke Pusat perbelanjaan(yang biasanya bekerja pada sistem fotosel dan mulai berputar sendiri) di pintu, yang harus didorong oleh pengunjung dan dengan demikian menghasilkan listrik.

Di pusat Natuurcafe La Port Belanda, pintu generator seperti itu sudah muncul. Masing-masing dari mereka menghasilkan sekitar 4.600 kilowatt-jam energi per tahun, yang sekilas mungkin tampak tidak signifikan, tetapi berfungsi sebagai contoh yang baik dari teknologi alternatif untuk menghasilkan listrik.

Sampai saat ini, sumber energi utama adalah: minyak, batu bara, air, dll. Namun, sumber daya alam dengan cepat menipis, harganya naik, dan emisi dari pemrosesannya berdampak negatif pada lingkungan... Untuk alasan ini, banyak negara condong ke arah adopsi dan pengembangan energi yang akan menggantikan bahan bakar tradisional. Pada artikel ini kami akan mempertimbangkan apa itu sumber energi alternatif, jenisnya, efisiensinya, dan prospek aplikasinya.

Baca di artikel

Sumber energi alternatif - apa itu

Sumber energi alternatif (AES) adalah sumber daya terbarukan yang ramah lingkungan yang bila dikonversi memungkinkan Anda memperoleh panas atau listrik yang digunakan untuk kebutuhan manusia sehari-hari. Sumber daya ini mencakup semua spesies yang ada reservoir alami, matahari, angin, panas dari perut bumi, serta daur ulang yang dapat didaur ulang. Sumber alternatif energi, tidak seperti jenis tradisional, dapat diperbarui dalam jumlah yang tidak terbatas, lebih efisien, lebih murah, dan ramah lingkungan.

Jenis sumber energi alternatif

Tergantung pada sumber daya terbarukan, sumber energi modern dibagi menjadi beberapa jenis, yang menentukan metode transformasi dan jenis instalasi yang dirancang untuk ini. Mari kita pertimbangkan secara singkat sumber energi alternatif dan karakteristiknya.

Menggunakan sumber energi alternatif - matahari dan angin

Mengubah energi matahari dengan bantuan perangkat khusus memungkinkan Anda mendapatkan panas dan listrik untuk penggunaan lebih lanjut. Energi listrik dihasilkan oleh proses fisik yang terjadi dalam semikonduktor silikon panel surya di bawah pengaruh sinar matahari, dan energi panas dihasilkan oleh sifat-sifat gas dan cairan.

Penggunaan angin sebagai sumber energi alternatif didasarkan pada konversi gaya arus udara menjadi listrik dengan menggunakan genset khusus. Turbin angin memiliki desain yang berbeda dan dimensi, dan juga berbeda di lokasi. Angin menggerakkan baling-baling, yang, pada gilirannya, memutar generator, yang menghasilkan listrik.

Air dan kehangatan Bumi untuk melayani manusia

Manusia telah lama belajar menggunakan kekuatan air untuk menghasilkan listrik. Sebelumnya, untuk ini, pembangkit listrik tenaga air dibangun, yang memblokir sungai, ini adalah struktur kecil dan megah. Dengan perkembangan teknologi, desain pembangkit listrik tenaga air telah berubah, dan sekarang dimungkinkan untuk menerima listrik tidak hanya karena kekuatan aliran sungai, tetapi juga karena pasang surut air laut dan samudera (stasiun pasang surut). Air jatuh pada bilah turbin yang memutar generator, yang menghasilkan listrik yang dipasok ke konsumen.

Cadangan panas yang besar tersembunyi di kedalaman Bumi kita, yang memungkinkan untuk mengganti sumber energi yang lebih mahal dan "kotor". Arah ini disebut energi panas bumi, yang menggunakan empat jenis utama sumber panas:

panas permukaan bumi;
energi uap dan air panas yang terletak di permukaan bumi;
panas terkonsentrasi jauh di dalam perut planet ini;
energi magma dan panas yang terakumulasi di bawah gunung berapi.

Tubuh bagian dalam bumi digunakan untuk memanaskan rumah dan menghasilkan listrik. Cadangannya adalah 35 miliar kali lipat dari permintaan energi tahunan di seluruh dunia. Pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama dengan kapasitas 7,5 MW ditugaskan di Italia pada tahun 1916. Saat ini, biaya listrik yang dihasilkan oleh TeoTPP praktis sama dengan yang dihasilkan oleh PLTU batubara.

Biofuel - alternatif untuk bensin

Biofuel merupakan sumber energi alternatif yang diperoleh dari pengolahan bahan baku atau limbah organik. Jenis bahan bakar ini bisa dalam keadaan padat, cair atau gas. Kayu, briket dan pelet dari limbah kayu atau produk pertanian (bunga matahari dan sekam soba, kulit kacang, dll.) digunakan sebagai biofuel padat. Bahan bakar ini digunakan untuk menghasilkan panas dan listrik di TPP.

Biofuel cair diproduksi dengan memproses materi tanaman dari tanaman tertentu dan limbahnya (jerami) dan terutama digunakan sebagai bahan bakar untuk mobil. Jenis bahan bakar ramah lingkungan ini meliputi:

bioetanol;
biometanol;
biobutanol;
biodiesel;
dimetil eter.

Ecofuel gas adalah tiga jenis: biogas, biohidrogen dan metana. Itu diperoleh melalui fermentasi massa biologis. Bahan mentah terkena bakteri khusus yang menguraikan biomassa, dan sebagai hasilnya, gas diproduksi.

Pengembangan sumber energi alternatif

Menurut Kementerian Energi Federasi Rusia, pangsa penggunaan sumber energi alternatif di Rusia hanya 1%. Direncanakan untuk meningkatkan angka ini pada tahun 2020 menjadi 4,5%, dengan menarik tidak hanya dana pemerintah Federasi Rusia tetapi juga pengusaha swasta. Pengembangan energi alternatif memiliki potensi besar:

karena kepadatan populasi yang rendah di pantai laut dan samudera Kamchatka, Chukotka, Sakhalin dan wilayah lainnya, pengembangan energi angin dan pasang surut dimungkinkan;
pengembangan energi matahari relevan, terutama di wilayah Stavropol dan Krasnodar, di Kaukasus Utara, Timur Jauh, dll.

Sayangnya, energi alternatif bukanlah bidang prioritas industri Rusia. Masalah utama adalah pembiayaan proyek-proyek tersebut. Terkadang menambang batu bara dan minyak lebih murah daripada membangun pembangkit listrik tenaga angin dan surya.

Sumber energi alternatif untuk rumah pribadi

Pemilik rumah pribadi, berkat penggunaan sumber energi alternatif, dapat secara signifikan mengurangi biaya atau sepenuhnya meninggalkan layanan pemasok gas, listrik, dan panas. Ada juga peluang tidak hanya untuk membuat ekonomi Anda tidak bergejolak, tetapi juga untuk menjual surplus. Negara dengan segala cara mendorong pengembangan dan penggunaan instalasi sumber energi alternatif oleh warga negara biasa. Untuk menghasilkan panas dan listrik menggunakan sumber energi non-tradisional, Anda dapat menggunakan peralatan pabrik atau membuatnya sendiri. Jadi, energi alternatif memungkinkan Anda untuk:

mengubah energi matahari menjadi listrik atau panas untuk pasokan air panas dan pemanasan suhu rendah;
dengan bantuan generator khusus, terima listrik menggunakan kekuatan angin;
menggunakan pompa khusus untuk mengambil panas dari tanah, air dan udara dan memanaskan rumah dan menghasilkan listrik melalui generator panas;
memperoleh gas dari limbah pertanian, bahan biologis dan produk limbah dari hewan domestik dan burung.

Efisiensi terbesar dicapai melalui penggunaan beberapa jenis sumber energi alternatif.

Energi matahari sebagai sumber energi alternatif

Penggunaan energi matahari memungkinkan untuk memperoleh listrik dengan bantuan panel semikonduktor surya dan kolektor dan air panas untuk pemanas dan pasokan air panas. Di bawah pengaruh cahaya pada elemen silikon, terjadi pergerakan elektron (arus listrik) yang terarah. Dengan menghubungkan panel dalam jumlah yang cukup, Anda bisa mendapatkan listrik yang cukup untuk memenuhi kebutuhan satu rumah. Jadi, misalnya, baterai surya dengan luas 1,4 m2 dengan penerangan yang baik menghasilkan 24 V dengan daya sekitar 270 W. Karena matahari tidak bersinar sepanjang waktu dan dengan kekuatan yang berbeda, tidak mungkin untuk menghubungkan peralatan rumah tangga langsung ke panel konversi. Untuk menggunakan listrik dari panel surya, Anda memerlukan keseluruhan sistem yang meliputi:

baterai(Baterai) untuk akumulasi kelebihan listrik (digunakan dalam cuaca gelap dan buruk);
pengontrol(opsional, tetapi disarankan) dirancang untuk memantau tingkat pengisian daya baterai untuk mencegah pengosongan total atau pengisian daya yang berlebihan, serta untuk mengoptimalkan pengoperasian panel surya;
inverter, yang mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik dan memungkinkan memperoleh tegangan 220-230 V.

Untuk membuat rumah atau pondok musim panas sepenuhnya independen dari catu daya terpusat, perlu memasang sejumlah besar baterai dan beberapa akumulator. Ini, tentu saja, tidak murah, tetapi pada akhirnya terbayar sepenuhnya dalam waktu yang relatif singkat. Satu set panel untuk menghasilkan 1500 W per hari, yang cukup untuk menyediakan tempat tinggal musim panas atau beberapa peralatan listrik di rumah, biayanya sekitar $ 1.000, untuk produksi 4 kW - sekitar $ 2.200, dan 9 kW - $ 6.200. Anda dapat membeli instalasi kecil dan kemudian melengkapinya dengan panel surya baru, setelah mencapai daya yang dibutuhkan.

Sumber listrik alternatif untuk rumah pribadi - panel surya

Jadi, kita telah mempertimbangkan bahwa energi matahari dapat digunakan untuk menghasilkan listrik (panel semikonduktor) dan panas untuk pemanas dan pasokan air panas (kolektor). Mari kita lihat apa itu panel surya. terdiri dari sejumlah sel surya silikon (model rumah tangga). Panel tersebut memiliki efisiensi 20-24% dan biaya yang relatif rendah. Fotosel terhubung satu sama lain, dan kontaknya dibawa ke terminal yang terletak di kasing tertutup setiap baterai. Tubuh terbuat dari aluminium anodized, dan bezel terbuat dari kaca tahan lama berkualitas tinggi dan dilapisi dengan senyawa anti-reflektif.

Artikel terkait:

Apa itu, prinsip operasi dan jenis panel surya untuk rumah pribadi, biaya kit, ulasan, spesifikasi, rekomendasi para ahli - baca di publikasi.

Kolektor surya - pengganti yang layak untuk pemanas air tradisional

Kolektor panas surya memungkinkan akumulasi 600-800 W / jam dari satu meter persegi dan menyediakan rumah dengan energi yang cukup untuk pemanas dan pasokan air panas. Secara struktural, kolektor dibagi menjadi beberapa kelompok utama berikut:

kekosongan... Struktur datar atau multi-pipa dengan sirkulasi alami atau paksa dari pendingin dalam sistem. Ini terutama kolektor stasioner dimaksudkan untuk penggunaan musiman;
udara tata surya yang paling ringan dan paling sederhana. Panas dihilangkan dari permukaan kolektor yang dipanaskan dengan aliran udara;
pada versi ketiga, panas dari kolektor surya dapat digunakan untuk mengubahnya menjadi listrik.

Opsi terakhir tidak terlalu populer di kalangan konsumen biasa karena kerumitan perawatan dan tingginya biaya peralatan.

Pompa panas untuk sistem pemanas rumah pribadi

Saat ini, untuk dan menyediakan mereka dengan pasokan air panas, mereka terutama digunakan jenis yang berbeda boiler -, diesel, dll. Relatif baru-baru ini, metode lain untuk memanaskan cairan dengan bantuan telah muncul, tetapi sejauh ini belum digunakan secara luas. bergerak di sepanjang jalan layang yang diletakkan di tanah pada kedalaman tertentu, ia memanas beberapa derajat dan memasuki evaporator. Selanjutnya, cairan yang dipanaskan mengeluarkan panas ke refrigeran, yang berubah menjadi uap pada suhu rendah dan memasuki kompresor. Di kompresor, itu dikompresi, yang mengarah pada peningkatan tekanan dan, karenanya, kenaikan suhu.

Refrigeran panas terkompresi bergerak ke kondensor, di mana ia melepaskan panas ke pembawa panas lain (udara, air atau). Sebagai hasil dari proses ini, refrigeran didinginkan dan dikembalikan ke keadaan cair... Setelah itu, cairan memasuki evaporator, dan seluruh siklus diulang.

Artikel

Energi alternatif adalah energi yang sumbernya berbeda dengan yang biasa kita gunakan (batubara, gas, bahan bakar nuklir, minyak bumi, dll); lebih sering digunakan dalam konteks terbatasnya ketersediaan bahan bakar fosil dan adanya emisi gas rumah kaca yang berbahaya ke atmosfer. Energi alternatif adalah industri yang relatif baru (karena tidak perlu mencari sesuatu yang kurang efisien, tetapi lebih bersih dari batu bara, misalnya) tidak menemukan banyak pendukung, tetapi transisi ke sana tidak dapat dihindari. Kapan kita akan menemukan cara untuk menambang jumlah yang besar listrik (lebih tepatnya, penyimpanannya), penggunaan hidrogen dan elemen lainnya, energi surya atau termonuklir yang efektif untuk menggantikan sumber biasa, dunia akan berubah tanpa bisa dikenali.

Biaya produksi energi dari apa yang disebut sumber terbarukan, seperti angin dan sinar matahari, perlahan tapi pasti menurun setiap tahun. Namun, salah satu kelemahan dari produksi semacam itu masih belum terselesaikan - apa yang harus dilakukan dengan kelebihan energi yang dihasilkan, bagaimana cara menyimpannya? Misalnya, dalam kondisi berangin, turbin angin menghasilkan energi yang cukup untuk memberi daya pada jaringan listrik. Tapi begitu angin berhenti, tidak ada energi. Berbagai perusahaan di seluruh dunia berusaha memecahkan masalah ini. Misalnya, sebuah perusahaan