Какво представляват алтернативните енергийни източници и как те могат да се използват за лични цели

Етикети:Осветление

В днешния бързо развиващ се свят борбата за енергийни ресурси между развитите страни е приоритет на външната политика на много държави, следователно да бъдеш енергийно независим означава да бъдеш свободен икономически и политически. В допълнение, почти на първо място сред технически развитите страни е въпросът за екологичната безопасност на нашата планета, както се вижда от Парижкото споразумение за климата от 2015 г. и редица други международни документи. В контекста на тези решения, както и във връзка с намаляване на резервите на традиционните енергийни източници (газ, нефт, въглища и др.), Много държави започват все по-активно да разработват алтернативни, възобновяеми енергийни източници. Какво представляват алтернативните енергийни източници, техните видове и методи на използване, можете ли да го направите сами - това е темата на днешния преглед.

Какви са алтернативните енергийни източници

Алтернативните енергийни източници са безопасни за екологията на нашата планета

Съдържанието на статията

1 Алтернативни енергийни източници - какво е това
2 Видове алтернативни източници на енергия
3 Алтернативни източници на енергия за частна къща
4 Има ли бъдеще алтернативните енергийни източници
5 Направи си сам алтернативна енергия за дома
6 Видео: алтернативна енергия за частна къща

Алтернативни енергийни източници - какво е това

Накратко казано, алтернативните енергийни източници са възобновяеми, екологични ресурси, преобразуването на които произвежда електрическа и топлинна енергия, използвана от хората за собствени нужди. Неконвенционални източници на електричество - слънце и вода, вятър и геотермални води, топлина - земя и слънце.

Видове алтернативни източници на енергия

Развитието на зелената енергия се дължи на развитието на технологии, които направиха възможно използването на възобновяеми енергийни източници с по-голяма ефективност, което трябва да се разгледа отделно.

Слънчева енергия

Слънцето е неизчерпаем източник на енергия, който може да осигури топлина и електричество на всички жители на нашата планета, но за да преобразува тази енергия, е необходимо да има специални технически устройства.

Схемата на автономната слънчева станция

Електрическа енергия.

За получаване на електричество е необходима електроцентрала, чийто основен елемент е слънчева батерия (панел). Принципът на действие на такова устройство (панел) се основава на превръщането на слънчевата радиация в електрическа енергия, което се случва, когато светлината удари фотоклетките, от които се състои. Електрическият ток се генерира чрез създаване на потенциална разлика във фотоклетката и се причинява от физически процеси, свързани с "p-n" проводимостта на материали, съдържащи силиций. Принципът на слънчевата батерия е показан на следващата фигура.

Многопосочното движение на електрони и дупки, причинено от слънчевата радиация, създава потенциална разлика на повърхността на фотоклетката

За експлоатацията на такава електроцентрала, с изключение на Слънчев панел, са необходими редица технически устройства:

контролер - осигурява работата на електроцентралата в автоматичен режим, осигуряващ зареждане на акумулаторни батерии;
акумулаторна батерия - е устройство за съхранение на енергия, генерирано от слънчевия панел;
инвертор - преобразува постояннотоково напрежение в променливо напрежение, използвано за свързване на домакински уреди;
свързващи проводници, както и устройства за защита и автоматизация.

Термална енергия.

За да се получи топлинна енергия, която може да се използва за отопление и водоснабдяване, са необходими технически устройства, наречени слънчеви колектори.

Схема за свързване на слънчев колектор към отоплителната и водоснабдителната система на жилищна сграда

Такива единици са два вида: плоски и вакуумни. Те се различават по дизайн, но по принцип си приличат. Функцията на такива устройства е да абсорбират енергията на слънцето и да я преобразуват в топлинна енергия, която от своя страна се прехвърля към топлоносителя в отоплителния кръг или вода, която отива за подаване на топла вода на потребителите. За работата на тази система ще ви трябват също циркулационна помпа и резервоар за съхранение (котел), спирателни и контролни клапани, както и системи за автоматизация и управление.

Вятърна енергия

Вятърът може да служи и като източник за получаване на електрическа енергия и тъй като духа почти винаги и навсякъде, което се дължи на „дъха“ на нашата планета, то запасите му са неизчерпаеми.

Схема за свързване на вятърен генератор към електрозахранващата система на селска къща

Трудностите при получаването на електрическа енергия от кинетичната енергия на вятъра се крият в неговата непостоянство, многопосочност и различни величини на силата на въздушните потоци. За да се получи електричество с помощта на вятърна енергия, е необходим вятърен генератор (вятърна електроцентрала).

Карминарите са от различни видове:

с вертикална ос на въртене - въртящ се, острие и ортогонален;
с хоризонтална ос на въртене - лопатка, турбина и барабан.

Различните модели се различават по скоростта на въртене на лопатките (бавни и високоскоростни) и барабаните, височината на монтаж и техническите характеристики. За работата на вятърната турбина в електрозахранващата система е необходим комплект оборудване, подобно на това, използвано със слънчеви панели (контролер, инвертор).

Свързана статия:

Как да направите 220V генератор на вятър със собствените си ръце. В публикацията ще разгледаме принципа на работа и видовете вятърни турбини, характеристиките на сглобяване на устройство от пералня и автомобилен генератор, полезни съвети и препоръки от специалисти.

Енергия на водата

На планетата Земя водата заема по-голямата част от повърхността й - това са морета и океани, езера и реки, изкуствени резервоари и други резервоари.

Схематично изображение на водноелектрическа централа от язовирен тип

Човекът се научи да използва енергията на водата отдавна и първоначално тя беше механична, получена в резултат на движението на водната среда.Неговите потоци задвижваха воденичните камъни на мелница или друго механично устройство и човек само контролираше скоростта на въртенето им. В бъдеще хората започнаха да използват този вид енергия за генериране на електрическа енергия, както по реките с бърз поток, така и в моретата - поради приливите и отливите, „функциониращи“ с постоянна точност. За генериране на електрическа енергия се използват специални турбини, които се поставят във водна среда, чиято шахта е свързана с генератор, генериращ електрически ток. Водни потоци, насочени към лопатките на турбината, я въртят и това движение се предава на генератора и в резултат се генерира електрически ток.

Диаграма на приливна електроцентрала

В приливните станции работата се извършва по подобен начин, с единствената разлика, че водните потоци се движат в различни посоки, което се дължи на цикличността на периодите „прилив и отлив“.

Енергия на земята

Енергията на нашата планета се използва и от човека за собствените му нужди, с нейна помощ можете да отоплявате къща или да загрявате вода, както и да произвеждате електрическа енергия.

Геотермална енергия.

В някои региони на нашата планета вътрешната топлина просто избухва, което се изразява в сеизмична активност, вулканични изригвания и присъствие на гейзери. На такива места въпросите с отоплението и водоснабдяването се решават съвсем просто и не изискват специално описание и не всеки знае за генерирането на електричество по този начин.

Опции за геотермална станция

За получаване на електрическа енергия се изгражда геотермална електроцентрала, в която като източник на енергия се използва парна турбина, задвижвана от пара, получена или преобразувана от топлинната енергия на земята.

Видовете и методите за превръщане на пара могат да бъдат различни, поради дълбочината на геотермалните води и техните химични характеристики, както и топлинните показатели.

Топлинна помпа.

Термопомпата е техническо устройство, което позволява използването на топлина от различни естествени източници за отопление и водоснабдяване.

Има няколко вида такива единици, различаващи се по първичния източник на енергия и начина на предаването му на потребителя: „въздух-вода" и „въздух-въздух", "вода-вода" и "вода-въздух", както и "подземни води".

Термопомпа "вода-вода"

Работата на термопомпата вода-вода, показана на фигурата, е както следва:

в добре, разположен до селска къща, е поставен външен кръг, в който циркулира охлаждащата течност;
сградата е поставена Топлинна помпакъм която е свързана външната верига;
при преминаване през помпата охлаждащата течност на външната верига отдава топлината си на охлаждащата течност, циркулираща във вътрешния кръг на термопомпата, докато охлаждащата течност се изпарява;
вътрешният контур на сградата също е свързан с термопомпата, а топлоносителят също циркулира през нея;
Хладилният агент, циркулиращ през термопомпата, попада в изпарителя, където се изпарява, докато освободената в този момент топлинна енергия се прехвърля към топлоносителя на отоплителния кръг или водоснабдяването на сградата.

Схема на работа на термопомпа въздух-вода

Схема за работа на термопомпа въздух-вода

Свързана статия:

Термопомпа за отопление на дома дава възможност за затопляне на батериите по екологичен, безопасен и безплатен начин. Принципът на неговото действие и устройство, критерии за избор, преглед на производителите и моделите - прочетете публикацията.

Биогорива

Дървата за огрев са добре познат вид биогорива, но поради факта, че горите не са налични във всички региони и трябва да се използват много внимателно, те не трябва да се разглеждат в чист вид като алтернативно и лесно възобновяемо гориво.

Алтернативните и възобновяеми енергийни източници включват следните видове биогорива:

твърдо - горивни брикети и гранули (пелети) от дървени стърготини и дървообработващи отпадъци, торф;
течност - биоетанол и биобутанол, биометанол и биодизел;
газообразен - биогаз и биоводород.

Горивните брикети и пелети се изработват на специално оборудване и за тяхното изгаряне се използват котли на твърдо горивооборудвани със специални решетки, които осигуряват тяхното изгаряне.

Горивни пелети - пелети, произведени от отпадъци от различни дървесни видове

Течното гориво се получава в специални предприятия чрез преработка на оригиналните растителни суровини. Биогазът също се произвежда чрез преработка на органични отпадъци и може да се използва за производство на електричество и топлина. За това полученият газ се изгаря и получената топлина се изразходва за отопление и подаване на топла вода, както и за генериране на пара, което осигурява работата на специална турбина, която генерира електрически ток.

Алтернативни източници на енергия за частна къща

Почти всички изброени по-горе източници на алтернативна енергия могат да се използват за частна къща или друга конструкция, единственото изключение може да бъде производството на течно биогориво, което се дължи на високата цена на оборудването, необходимо за неговото производство. Инсталациите от алтернативни енергийни източници, използвани за лично потребление, може да изглеждат по-различно, по-долу са дадени примери за вече изпълнени проекти на инсталации за възобновяема енергия:

Слънчева енергия.

Слънчеви електроцентрали се произвеждат у нас и много технически развити страни по света. Различните модели се различават по технически характеристики, експлоатационен живот и цена и следователно винаги е възможно да изберете станция в съответствие с нуждите и финансовите възможности. Ето някои от опциите, които са успешно внедрени на вътрешния пазар.

В отдалечените региони слънчевата електроцентрала може да се превърне в основен източник на електрическа енергия

Обратна връзка за модела на слънчевата централа "Аbi-solar" с мощност 7,5 kW:
Повече подробности за Otzovik: http://otzovik.com/review_4483104.html

Слънчевите панели и колекторите могат да бъдат поставени един до друг, като по този начин си осигурявате топлина и електричество

Слънчевите колектори се използват и у нас за отопление и водоснабдяване на къщи, но тази тенденция е най-развита в южните райони, където климатът позволява да използвате подобни инсталации почти през цялата година.

Ето някои от тези приложения.

Вакуумният слънчев колектор може лесно да бъде поставен на покрива на всяка сграда

Обратна връзка за слънчевата система Atmosfera, създадена на базата на колектора SVK-Nano-30:
Повече подробности за Otzovik: http://otzovik.com/review_4503734.html

Вятърни инсталации.

Вятърните генератори са по-рядко срещани сред обикновените потребители, отколкото слънчевите централи, причината за това е ниското натоварване от вятър в най-населените региони на страната ни. Независимо от това, в Интернет можете да намерите снимки и препоръки за успешното използване на такива инсталации.

Вятърната мелница може да бъде добро допълнение към слънчевата станция, тъй като работните параметри и наборът от необходимо оборудване са почти идентични.

На места, където няма централизирано захранване, вятърният генератор и слънчевата станция се превръщат в основен източник на електрическа енергия.

Обратна връзка за използването на вятърния парк:
Повече подробности за Otzovik: http://otzovik.com/review_98896.html

Топлинна помпа.

Малко хора са запознати с този тип оборудване, но постепенно, поради намаляването на цената на термопомпите, те бавно завладяват пазара на алтернативни енергийни източници. Ето някои от успешно завършените проекти.

Термопомпата не заема много място, но е в състояние напълно да осигури топлина на селска къща

Термопомпата въздух-въздух прилича на климатик

Производство на биогаз.

Производството на биогаз може да се осъществи чрез селска къща, но в същото време трябва да помните за спазването на температурния режим по време на неговото производство и неприятната миризма, генерирана по време на ферментацията на биомасата. Такива инсталации могат да си позволят жителите на южните райони, занимаващи се със земеделие, тъй като именно отпадъците от култури служат като суровина при производството на този вид алтернативно гориво.

Завод за биогаз за пилешки тор, разположен до птицефермата

Биогазова инсталация за частна къща, работеща върху отпадъци от зърнени култури

Има ли бъдеще алтернативните енергийни източници

Дали има бъдеще за алтернативни енергийни източници е въпрос, който интересува много енергетици, еколози и просто активни граждани на страната ни, а отговорът е категоричен - ДА, има бъдеще. У нас през 2009 г. е приета и успешно се изпълнява програма за развитие на алтернативна енергия в Русия, формулирана като „Основните насоки на държавната политика в областта на повишаване на енергийната ефективност на електроенергийната индустрия, базирана на използването на възобновяеми енергийни източници за периода до 2020 г.“. Освен това държавата оказва помощ на предприятията в изпълнението на програмата на Международната финансова корпорация (IFC) за развитие на възобновяеми енергийни източници. На законодателно ниво се създават икономически лостове за насърчаване на разпространението на „зелена” енергия, изразяващи се в установяване на преференциални тарифи и финансова помощ за строителството, данъчни стимули и компенсация за част от кредитните разходи за строителство.

Развитие на пазара на алтернативна енергия в Русия чрез инсталиран капацитет (вътрешен кръг - 2009 / външен кръг - 2020)

Един пример за такава помощ е въвеждането на така наречената „зелена тарифа“ за електроенергия. Същността му се състои във факта, че стойностите на тази тарифа са по-високи от тези на електроснабдителните организации, като по този начин държавата стимулира развитието на алтернативна енергия в определена територия. Тарифата позволява на отделните потребители и предприятия с алтернативни електроцентрали да компенсират частично разходите за тяхното закупуване и инсталиране, като продават излишък от генерирана електроенергия на външната мрежа на по-високи цени. Понастоящем руското правителство одобри правилата за такова прилагане и подготви проекторезолюции, определящи условията за предоставяне на „зелената тарифа“. Законът, според който ще се извършват подобни дейности, се разработва от Министерството на енергетиката, Министерството на икономическото развитие и Федералната антимонополна служба и трябва да бъде внесен за разглеждане в Държавната Дума през 2018 г.

Структурата на използването на възобновяеми енергийни източници в Русия и света

Направи си сам алтернативна енергия за дома

Ако имате свободно време, желание, както и възможност за работа с ръчен инструмент, можете да създадете инсталации, с които да използвате алтернативни източници за вашите нужди, както под формата на електрическа, така и на топлинна енергия.

Това се отнася за всички горепосочени видове алтернативна енергия:

слънчева генерация - можете самостоятелно да правите слънчеви панели, докато използвате фабрично изработени фотоклетки, да сглобите контролер и инвертор, а също така да направите слънчев колектор;
вятърни турбини - електронните устройства (контролер, инвертор) се сглобяват по същия начин, както при соларните станции, от фабрично изработени резервни части, а вятърният генератор е доста лесно направен от скрап материали и резервни части от автомобили;
микро-водноелектрическа централа - може да бъде направен и от авто, мотоциклетни части и съществуващи материали, единственото условие за успешна конструкция ще бъде наличието на резервоар, където да бъде поставена турбината;
инсталация за биогаз - всеки селянин е в състояние да събира, условията за това ще бъдат - наличието на необходимото количество биомаса и температурата на околната среда, която позволява процеса на нейната ферментация.