Альтернативні джерела енергії

alternativnye-istochniki-energii-dlya-doma

Альтернативні джерела енергії

Про нескінченність природних ресурсів, таких як нафта, газ, вугілля говорити не доводиться – вони вичерпуються з року в рік. Звідси і виникає постійне збільшення вартості енергії – кожен домовласник знає про ці неприємні звістки. Також, не буде секретом той факт, що від’їхавши від великих міст на кілька сотень кілометрів, можна знайти негазифіковані селища, села. Зустрічаються навіть ділянки без електричного струму, незважаючи на всі досягнення людства. Така несправедливість, найчастіше, виявляється через кінцеву вартість робіт з підключення газу або світла – не кожне село може дозволити такі витрати.

У зв’язку з цим, все більше набирають популярності такі теми, як альтернативні джерела енергії. При цьому, над цим питанням замислюються як міські жителі, так і власники приватних будинків. Все більше людей намагаються відійти від ресурсів, які містяться в землі. Зараз, навіть школярі знають про те, що високою ефективністю володіють сонце, вітер, вода, земне ядро, якщо правильно налагодити їх перетворення. Варто враховувати, що отриману таким методом енергію можна використовувати в багатьох сферах – опалення, охолодження, нагрівання води, електрифікація та інше.

Які бувають альтернативи?

Найпоширенішими природними джерелами енергопостачання є:

  • Сонячні панелі (фотомодулі).
  • Теплові сонячні колектори.
  • Тепловий насос.
  • Вітряні генератори.

Якщо дозволяє бюджет, будь-хто бажаючий може спокійно замовити яку-небудь із запропонованих моделей енергопостачання, і встановити її. Промислові компанії все частіше освоюють виробництво таких пристроїв, адже попит завжди народжує пропозиції. Варто враховувати, що витрати на покупку і установку вийдуть чималі.

Як працюють сонячні панелі (фотомодулі)?

Ті, хто не пропускав уроки фізики в школі, з легкістю дадуть відповідь на це питання. Завдяки фотоефекту, виходить перетворення сонячного світла в електроенергію. Виглядає це наступним чином – опиняючись на пристрої, відбувається вивільнення електронів з сонячного світла. Підключений акумулятор, через надлишковий заряд, буде накопичувати струм, і в подальшому, поширювати на споживачів.

Схеми пристроїв

Як відомо, прогрес не стоїть на місці, а значить, пристрої, для перетворення сонячної енергії весь час модифікуються і знаходять нові функції. Багато з тих, хто розбирається в електротехніці, з радістю самі вдосконалюють готові конструкції. Вони також беруть участь на різних форумах, де представляють всім свої нові схеми.

В основі сонячних батарей лежать спеціалізовані кристали. Їх завдання – вловлювати сонячне світло. На жаль, виготовленням таких деталей займаються підприємства, тому самому їх зробити не вийде. Варто враховувати їх крихкість, а значить, потрібно дбайливе використання.

Зараз, можна виділити два різновиди цих елементів – монокристал і полікристал. Перший вид прослужить довше, а ефективність тримається на рівні до 25%. Полікристалічні конструкції ламаються частіше, і мають лише 17% корисної дії. Незважаючи на це, монокристалам потрібен стабільний потік сонячних променів – при наявності хмар вони принесуть мало користі. Полікристал менш залежний від погодних умов.

«Захоплена» енергія перетворюється в електроенергію, яку кожен споживач може використовувати на свій розсуд. Однак не тільки електрику – не менше актуальним залишається нагрів води. Тепер, можна підсумувати всі особливості сонячних панелей. Серед достоїнств можна відзначити:

  • Невичерпність.
  • Відсутність шкоди для навколишнього середовища під час використання.
  • Постійний розвиток.
  • Автоматизація.

Серед недоліків, варто сказати про високу ціну на подібні пристрої. Також, природа отримує, хоч і незначну, шкоду при виготовленні і утилізації. На додаток, низька ефективність однієї панелі – для отримання достатньої кількості енергії, знадобиться багато пристроїв і велика площа для установки.

Як використовуються теплові сонячні колектори

Для створення примітивного сонячного колектора, потрібна металева чорна пластина і прозора рідина. Повертаючись до шкільних занять з фізики, нагадуємо, що чорний предмет нагрівається значно більше, ніж світлий. Пересуваючи воду насосом, виходить охолодження пластини і нагрівання рідини. Додаючи цю систему до холодної води, виходить нагрівальний елемент. Використовувати його можна для отримання гарячої води або нагрівання радіаторів. Цей пристрій може бути трьох видів – повітряний, плоский і трубчастий.

Перший тип робиться з чорного листа металу, закривається скляною панеллю. Таким чином, відбувається повітряна циркуляція. Отримане тепле повітря можна направити на обігрів приміщення або сушіння речей. Ця схема виходить досить простою і дешевою, однак потрібна примусова циркуляція повітря.

Найпопулярнішим видом є плоскі теплові панелі. Його принцип роботи ми використовували в якості типового, трохи раніше. Колектор виходить недорогим і простим. Негативні сторони також є – зі зниженням вуличної температури зростає втрата поглинутого тепла через саму панель. Ефективність плоских теплових панелей досягає більш 70%.

Трубчасті теплові панелі – це кілька вакуумних труб зі скла, які розташовуються в ряд. Всередині знаходиться світлопоглинаючий матеріал. Трубки об’єднані колектором, і через все це проходить вода. Отримана енергія може передаватися непрямим або прямим методами. Завдяки вакууму в трубках значно зростає ефективність (більше 80%!). Знову ж, такий колектор виходить надійним і простим, але зажадає значні грошові вкладення. Такий тип колекторів значно ефективніший взимку, а в цілому за рік ефективніше плоского десь на 20%.

Тепловий насос

Принцип дії полягає в перенесенні тепла. Побудовано все це, знову ж таки, на базових знаннях фізичних законів. Справа в тому, що якщо температура предмета вище абсолютного нуля градусів (-273⁰С), значить, у нього є тепловий запас. Його кількість залежить від маси і показника теплоємності. Таким чином, використовуючи тепло від морів, океанів, підземних вод, повітря, можна опалювати приміщення, не шкодячи екології.

Простим прикладом теплового насоса є кондиціонер працює на нагрів. На цьому принципі засновані всі типи теплових насосів з тією лише різницею що відбір тепла робиться не від повітря, а від надр землі, ґрунтових вод, річок і навіть морів.

Що стосується цінового питання – тепловий насос значно дорожчий традиційних джерел тепла. Але при експлуатації, витрати енергоносіїв будуть значно нижчі. Також, сучасні теплові насоси працюють на охолодження в теплі періоди року. Незважаючи на це, ціна на одиницю пристрою все одно залишається високою – потрібно грамотно розрахувати, що буде вигідно для вас, як споживача, і зупинитися на найкращому.

Вітряні станції

Досить часто оцінюють силу вітру по руху хмар. Хоч це в корені не вірно, але це не є темою сьогоднішньої статті. Вітер дійсно володіє достатньою силою, щоб давати енергію. Інженери давно розробили вітрогенератор, який, власне, і виконує завдання перетворення. Найчастіше, в конструкцію такого пристрою входить генератор, висока опора, лопасті для уловлювання повітряних мас, батарея і електроніка. Остання складова частина допомагає керувати генератором.

Діє вітряк досить просто – завдяки обертовим лопастям, виходить механічний вплив на трансмісію, вали якої також починають обертатися. Та, в свою чергу, приєднана до генератора змінного струму. Розташовуються ці два пристрої в одній конструкції, яка отримала назву гондола. Іноді, зустрічаються поворотні схеми.

Також, є підвищувальний трансформатор і керуюча автоматика – все це підключається до генератора. Трансформатор підвищує показник напруги, і вона надходить кінцевому споживачеві,в ролі якого можуть виступати різні абоненти. Це може бути виробниче підприємство або одиничний об’єкт. Варто розуміти, що тут йде пряма залежність – чим більше споживання, тим більше потрібно генераторів. І не завжди вигідно займати велику площу вітряками, щоб живити кілька будинків.

Знову ж таки, звертаючись до наукового прогресу, конструкція вітрогенератора вдосконалюється вже довгий час. Горизонтальна вісь обертання, яка найчастіше зустрічається вам, вимагає багато вільного місця. Використовуючи вертикальне рішення, можна заощадити простір, проте максимальна працездатність буде при сильному вітрі. Таким чином, можна привести особливості вітряної системи. Серед позитивних сторін, варто відзначити екологічно чисту роботу, автоматизацію і поновлювані ресурсу, тобто, вітру. Звичайно ж, не обходиться тут без недоліків, у вигляді високої вартості, шумове забруднення і потреба в великих площах. Крім того, даний тип генератора не працюватиме під час відсутності вітрів.

/ Без категорії