Альтернативна енергія для дому

Ціни на енергоносії постійно зростають, що змушує споживачів шукати інші способи забезпечення житла теплом і світлом. Основні альтернативи непоправних джерел палива давно відомі, настав час їх активно застосовувати.

Про альтернативну енергію написано дуже багато. Однак про реальні перспективи її застосування взагалі не часто. Спробуємо з`ясувати, чи можна очікувати від поновлюваних ресурсів значної економії.

Альтернативна енергія: міфи і реальність

Часто можна почути фрази на кшталт: "Навіщо мені сонячна батарея, якщо у нас від сили 90 сонячних днів в році?" або "Який сенс ставити вітрогенератор, якщо в нашій місцевості слабкі вітри?". Ці твердження не позбавлені підстав.

Наприклад, в країнах Середземномор`я, зокрема Іспанії та Італії, з 2007 року забудовники зобов`язані встановлювати на дахах сонячні водонагрівачі. Вони дозволяють забезпечити до 70 потреб споживачів в гарячій воді, в залежності від області і рівня витрат води. В Ізраїлі з 1976 року згідно із законом багатоквартирні житлові будинки зобов`язані комплектуватися сонячними водонагрівачами, тому понад 85 квартир житлового фонду користуються енергією сонця.

Однак лідером у використанні сонячної енергії залишається Китай. Нагадаємо, країна лежить в цілій групі кліматичних поясів - від субтропічного до помірно холодного і при цьому вміє економити.

З вітрогенераторами теж не все просто. Встановити на дачі стометрову щоглу вітряка ви, зрозуміло, не зможете. А якщо будиночок з трьох боків оточений лісом, то з поняттям "вітер" ви, можна сказати, не знайомі. У той же час в Данії 40 всієї електроенергії отримують за рахунок вітряних електростанцій.

Таким чином, коли мова заходить про альтернативні джерела енергії, не потрібно разом відкидати все з них або встановлювати сонячні батареї і "вітряки" де завгодно. Завжди йшлося (і йде) про доповнення до основних комунікацій і нехай невеликий, але економії. Вивчіть кліматичні особливості вашої місцевості, можливо, деякими альтернативними джерелами можна скористатися.

Сонячна енергія

Енергією сонця ми звикли користуватися, самі того не помічаючи. Залежно від частоти застосування, використання сонячної енергії ділиться на пасивне і активне.

В пасивної геліосистемі сонячне світло потрапляє на об`єкти і прилади в "вільному режимі", можливість підлаштуватися під його напрямок і інтенсивність відсутня. Тому немає гарантії рівномірного теплопостачання і 100-ного використання енергії. Зате цей спосіб не вимагає особливих фінансових затрат. До пасивних геліосистемам відносяться парники, теплиці, засклені лоджії, оранжереї і пофарбовані в темні кольори (для максимального поглинання сонячних променів) ємності-резервуари для зберігання води влітку.   

активна гелиосистема має на увазі застосування спеціальних пристроїв. "Просунутої" версією поглинача світла є сонячний колектор, або геліоприймача.Ця установка збирає теплову енергію сонця, яка переноситься видимим світлом в інфрачервоному діапазоні. Після цього тепло передається системам водопостачання і опалення. В рівній мірі сонячний колектор може використовуватися і для постачання будинку електрикою.

На відміну від колектора, сонячна батарея здатна виробляти тільки електрику. В насичені сонячним світлом дні вона видає максимум своїх можливостей, а в похмурі годинник і взимку - не більше третини.

Дачний сезон якраз збігається з максимальною сонячною активністю. Періоди з травня по вересень найбільш насичені сонячним світлом. Тому не зовсім раціональні питання про те, "що робити взимку, коли сонця немає?". Адже вас в цей час на дачі теж, як правило, немає.

Звідси висновок: чим південніше регіон вашого проживання, тим більше сенсу в установці сонячної батареї.

Встановлювати сонячну батарею найкраще на південній стороні даху. Розрахувати, скільки установок і яка потужність потрібно саме вам, повинні фахівці. Вони виходять з кліматичних особливостей, кількості електроприладів і інтенсивності їх використання.

Тепер про практичне застосування. На більшій частині території Росії, наприклад, в теплий період (з квітня по кінець вересня) середньоденна сума сонячного випромінювання дорівнює 4-5 кВтг / кв.м. На півдні Іспанії вона досягає 6 кВтг / кв.м., А на півдні Німеччини - близько 5 кВтг / кв.м. Така інтенсивність сонячного світла дозволяє нагрівати до 100 л води практично кожну добу за допомогою колектора площею 2 кв.м. Що цікаво, регіонами-лідерами за надходженням сонячної радіації вважаються Примор`ї, Забайкаллі і Південь Сибіру, ​​а тільки потім йде південна смуга європейської частини Росії. Значна частина Сибіру, ​​як виявилося, також не обділена сонячним випромінюванням.

Для всесезонного застосування потрібно підбирати колекторні установки з великою робочою поверхнею, двома контурами з антифризом і оснащені додатковими теплообмінниками. Ідеальним варіантом є вакуумований колектор - в ньому вище різниця температур між повітрям зовні і нагрівається теплоносієм.  

Вітрогенератори

Історія розвитку вітрогенераторів на просторах колишнього СРСР дуже трагічна. З огляду на великі райони, в яких майже постійно дмуть вітри, активні спроби приборкати енергію вітру робилися ще на початку 20 століття. Але, на жаль, до кінця 60-х рр. виробництво "вітряків" і будівництво ВЕС було припинено.

Ще зовсім недавно (з 1988 по 1992 рр.) Проводилася "домашня" версія ветромеханіческого водопідіймального агрегату (вітряного насоса) АВВП-1,2 "Ромашка". Він призначався для забору рідини з будь-яких водойм на глибині до 8 м і використовувався як в домашніх, так і в колективних господарствах. Це був простий, дешевий і зручний автоматичний прилад.

тепер вітроенергоустановки використовуються індивідуальними користувачами для отримання електроенергії. Вироблюваної "вітряком" потужності в 50 кВт цілком вистачає для обслуговування невеликого котеджу.

Система покликана накопичувати електрику. Чим частіше і сильніше дме вітер, тим швидше заряджаються акумулятори та енергією можна користуватися. Побутові вітрогенератори в областях з помірним переважанням вітрів цілком здатні додатково забезпечувати будівлю світлом.

Основою вітрогенератора виступає ветроколесо. Під дією сили вітру воно обертається, створюючи крутний момент і передаючи його через механізм передач на водяний насос або вал електрогенератора. Вітрогенератори зазвичай кріплять на високих щоглах не для того "щоб всі бачили", а тому що інтенсивність і швидкість вітру над поверхнею землі вище, ніж на "нульовій позначці".

Вітрогенератори для дому бувають трьох видів:

• карусельного типу (роторні) - оснащені ветроколесом (ротором), яке рухається в напрямку вітру. Вісь обертання - вертикальна. Коефіцієнт корисної дії не вище 20.

• крильчасті вітрогенератори - мають вигляд класичного пропелера з числом лопатей від 2 до 24. Чим менше лопатей, тим вище повинна бути швидкість вітру "для розкрутки". Вітряк з числом лопатей до 4 називається малолопастним, якщо лопатей більше 4 - багатолопатеву. Вісь обертання паралельна вітрі, ККД досить високий - 40-50.

• барабанні вітрогенератори - схожі на роторні вітряки, тільки лопаті розташовані в горизонтальній проекції. Вісь обертання знаходиться під кутом 90 градусів до напрямку вітру, що, як наслідок, формує низький ККД - до 10.

Отже, на відміну від сонячних колекторів та батарей, вітрогенератори краще встановлювати в північних районах з сильними, частими і рвучкими вітрами. Найчастіше вони дмуть поблизу водойм, в горах і на відкритих ділянках у відповідній області.

Теплова енергія землі

Тепло можна брати звідусіль - з грунту, повітря, підземних джерел і поверхневих вод. Для збору низькотемпературного тепла, підвищення його якостей і передачі споживачеві застосовуються теплові насоси. Використовувати "тепло землі" можна для гарячого водопостачання, опалення та кондиціонування.

Відомо кілька видів теплових насосів:

• грунтові - вони збирають тепло за допомогою закопаного нижче рівня промерзання землі горизонтального колектора або прокладеного в вертикальної свердловині теплового зонда. Потужні і дорогі установки здатні забезпечити споживача теплом взимку, але використовувати їх краще тільки в якості аварійного варіанту.
• водяні - за тим же принципом відбирають тепло у ґрунтових вод чи інших водойм. Температура там зазвичай не опускається нижче 6 ° С. Водяні теплові насоси складні в монтажі, оскільки потрібно бурити свердловину і проводити регулярне очищення насоса.
• повітряні - зазвичай використовуються в теплих широтах, вбираючи в себе тепло з навколишнього повітря.

Тепловий насос - досить складний прилад, який в умовах вкрай низьких температур практично не застосуємо.

енергія води

При згадці цього джерела альтернативної енергії в пам`яті спливають величезні гідроелектростанції і середньовічні мануфактури з колесами, по яких стікає вода. В основному енергія води використовується саме в таких, "промислових" масштабах.

Втім, якщо у вас є регулярний доступ до води, можна спробувати виготовити що-небудь на зразок міні-ГЕС. використовувати водяне колесо, пропелер або ротор Дарині. Для цього не обов`язково жити біля водоспаду або бурхливої ​​гірської річки. Достатньо лише грамотно встановити конструкції в місцях, де є рух води і наявності течії. Якщо швидкість водного потоку менше 1 м / с, монтувати подібні станції немає сенсу.

Наостанок згадаємо такий оригінальний джерело енергії, як біомаса. Вона являє собою сухі залишки рослин, продуктів життєдіяльності і займає шосте місце за поширеністю. Щорічно на Землі утворюється близько 170 млрд тонн первинної біомаси, яка поступово руйнується, не знаходячи застосування в господарстві. В основному вона служить для вироблення тепла та електрики, використовується при приготуванні біопалива (біодизелю). В інших випадках з неї отримують біогаз, який перетворюється в теплову і електричну енергію.

Таким чином, альтернативні джерела енергії поки претендують лише на часткову заміну основних ресурсів. Вони спрямовані на економію і непередбачені обставини. А ще припускають безоплатне використання тих благ, які нам подарувала сама природа.