Альтернативный источник энергии для частного дома

Общие требования к домашним автономным системам

Чтобы автономный комплекс корректно работал и производил объем энергии, полностью покрывающий потребности всех домашних устройств и предметов бытовой техники, перед монтажом оборудования проводят предварительный расчет общей мощности имеющихся в наличии электропотребителей.

К их числу относятся такие агрегаты, как:

• отопительная система жилого дома;
• холодильная техника;
• устройства по очистке/охлаждению воздуха;
• крупно- и мелкогабаритные бытовые приборы;
• насосный комплекс, осуществляющий поставку в дом воды из колодца или скважины;
• электрический инструмент для текущего ремонта, осуществляемого своими руками, и ухода за строениями и приусадебным участком.

Базовую мощность узнают из сопроводительных документов, выданных производителем и прилагающихся к каждому агрегату. Этот показатель у всех разный, но любые приборы и устройства одинаково требуют стабильной подачи энергии с определенной частотой электропотока и без перепадов напряжения.

В некоторых случаях учитывают еще и такой параметр, как синусоидальность формы переменного напряжения.

Данные о мощности приборов суммируют и таким способом выясняют, сколько реальных киловатт часов должна бесперебойно вырабатывать в день автономная электросистема. Рекомендуется превышать полученное число на 15-30%, чтобы в будущем иметь солидный запас на увеличение потребления энергии.

Автономная электрическая система позволяет круглогодично обеспечивать необходимый уровень комфорта в домах, расположенных далеко от центральных коммуникационных систем, отвечающих за поставку энергоресурса в жилые помещения

На следующем этапе определяют основные технические характеристики будущей энергосистемы. Эти параметры напрямую зависят от ее назначения.

Собираясь сделать резервный источник, подключающийся только в определенный момент, когда недоступно получение электричества через централизованные коммуникации, устанавливают предполагаемое время работы автономного оборудования, и на основании этих данных вычисляют нужную для нормального функционирования системы мощность.

Наличие в частном доме комплекса автономного электроснабжения обеспечивает владельцу полную свободу действий. У него в распоряжении всегда будет нужный ресурс, независимо от того, какую цену установит на электричество государство

Если же на «плечи» автономного оборудования планируют возложить все электрообеспечение в жилом помещении, хозяйственных постройках и на самом приусадебном участке, заранее четко высчитывают примерное дневное потребление.

На эту цифру накидывают еще 20-25% и таким способом получают фактическую базовую мощность, необходимую для полноценной работы коммуникационных сетей, оборудования и бытовой техники.

Выбирая в качестве альтернативного источника поставки энергии солнечные батареи, следует помнить, что в зимний период модули производят в 2-3 раза меньше ресурса, нежели во время наивысшей солнечной активности (с марта по сентябрь)

Имея на руках подробную техническую информацию, приступают к разработке проекта и выводят смету с полным объективным обсчетом предстоящих финансовых затрат на покупку агрегатов и оплату услуг по установке.

Специалисты, разумеется, справятся с монтажом быстрее и качественней, однако попросят за это солидную сумму. Домашние мастера тоже могут осилить основные части задачи, но для осуществления отдельных этапов все же разумнее будет пригласить профессионалов или хотя бы воспользоваться их советами.

Особенности ветрогенераторов

Вертикальный ветрогенератор

Источники ветровой электроэнергии работают по принципу преобразования кинетической энергии в механическую, а затем – в переменный ток. Электричество можно получить при минимальной скорости ветрового потока от 2 м/с. Оптимальной является скорость ветра от 5 до 8 м/с.

Виды ветряных генераторов

По типу крепления ротора существуют модификации:

• Горизонтальные – отличаются минимальным количеством материалов для изготовления и большим КПД. Минусы прибора заключаются в высокой монтажной мачте и сложности механической части.
• Вертикальные – работают в большом диапазоне ветровой скорости. Специфика генератора – необходимость дополнительной фиксации мотора.

По количеству лопастей существуют одно- или многолопастные модели. По материалу лопасти классифицируются на парусные и жесткие. Винтовой шаг установки бывает изменяемым (можно выставить рабочую скорость) и фиксируемым.

Конструкция ветрогенератора

Конструкция ветрогенератора

Готовый ветряной генератор состоит из таких частей:

• вышка – ставится в ветреной зоне;
• лопастный генератор;
• контроллер лопастей – преобразует переменный ток в постоянный;
• инвертор – трансформирует постоянный ток в переменный;
• накопительный аккумулятор;
• резервуар для воды.

Накопительная АКБ сглаживает разницу в сезон ветров и период штиля.

Изготовление тихоходного ветрогенератора из генератора машины

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора

Поскольку комплект для сборки ветрогенератора стоит от 250 до 300 тыс. руб, конструкцию целесообразно сделать собственноручно. Понадобится генератор автомобиля и аккумуляторная батарея.

Лопасти обеспечивают работу других устройств ветряка. Самостоятельно их можно изготовить из ткани, металла или пластиковой трубы следующим образом:

1. Выбрать материал с хорошей ветроустойчивостью – толщиной от 4 см.
2. Рассчитать длину лопасти так, что диаметр трубы равнялся 1/5.
3. Обрезать трубу и применять ее в качестве шаблонов.
4. Пройтись по краям всех элементов наждачкой для удаления неровностей.
5. Зафиксировать пластиковые лопасти на диске из алюминия.
6. Произвести балансировку колеса посредством фиксирования в горизонтальном положении.
7. Обточить края ветрового колеса при вращении.

Мачта должна быть надежной, прочной и не раскачиваться

Проект изготовления мачты нужно начать с выбора материала. Понадобится стальная труба длиной 7 м и диаметром 150-200 м. При наличии препятствий колесо поднимается выше их на 1 м.

Для дополнительной устойчивости конструкции изготавливаются колышки под растяжку из стального или оцинкованного троса 6-8 мм в толщину. Мачту и колышки нужно забетонировать.

Процесс переделки автогенератора заключается в перемотке старторного узла и создании ротора на основе неодимовых магнитов. В приборе просверливаются отверстия под них. Магниты нужно ставить, чередуя полюса и заполнять пустоты эпоксидкой.

Ротор оборачивается бумагой для перемотки катушки в одном направлении по трехфазной схеме. На последнем этапе генератор тестируется – при 300 оборотах должно показывать 30 В.

Чем больше витков на катушке, тем эффективнее работает генератор.

Альтернативные ветровые источники тепла и электрической энергии собираются после изготовления поворотной оси. Понадобится труба с двумя подшипниками и хвостовая часть из оцинкованного листа 1,2 мм в толщину.

Генератор крепится к мачте посредством рамы их профтрубы. Расстояние от балки до лопастей должно быть больше 25 см. После сборки базовой конструкции монтируются контроллер заряда, инвертор и АКБ.

Королевская милость: Питер при дворе

Георг забрал ребенка с собой и отдал на попечение Каролины. В 1726 году его крестили и нарекли Питером. Будущая королева Каролина взяла на себя заботы по воспитанию одичавшего мальчика. Ему назначили учителя, доктора Джона Арбетнота, прославившегося при дворе не только врачеванием, но и талантом сатирика.

Арбетнот пытался научить Питера разговаривать, но это ему так и не удалось. За всю жизнь Питер выучил только несколько слов: свое имя и имя короля Георга. В остальном, он продолжал издавать нечленораздельные звуки. Питер так и не привык ходить на двух ногах и спать в кровати, предпочитая сворачиваться калачиком на полу в углу комнаты.

Он не любил носить одежду. Согласно придворной легенде, «дикарь» пришел в ужас, когда с него впервые снимали длинные чулки, вероятно потому, что решил, будто слуги стягивают с него кожу, а не предмет одежды.

Каролина Бранденбург-Ансбахская.

Сама концепция нахождения в социуме так и осталась ему не ясна. Тем не менее, Питер был настоящей звездой при дворе Георга. Аристократы, фрейлины, высокопоставленные придворные, философы, писатели и ученые приходили в Кенсингтонский дворец, чтобы посмотреть на это невиданное и любопытное явление. Питер был чем-то вроде «человеческого питомца», настоящей диковинкой.

Он по-прежнему передвигался на руках и ногах, запрыгивал на столы, дергал посетителей за одежду и волосы, шарил по карманам в поисках часов и мелких предметов и издавал нечеловеческие звуки. Застольные манеры также оставляли желать лучшего. Но, несмотря на практически нулевую социализацию, Питера очень любили как придворные, так и члены королевской семьи. Он обладал чрезвычайно располагающим, добрым и приветливым характером, и потому дикарские повадки мало кого пугали, разве что потрясали.

Питер стал героем эпиграмм, баллад, стихов и памфлетов, о нем писали в газетах, а великие умы времени, такие как Даниэль Дефо и Джонатан Свифт, надеялись на его примере получить ответ на философский вопрос эпохи Просвещения: что же, в конце концов, победит — дикарская природа или облагораживание воспитанием и культурой?

Что такое альтернативное отопление частного дома

Альтернативное отопление представляет собой способы и системы теплоподачи для частного дома, дающие возможность не использовать газ или электрическую энергию. Как правило, источники тепла в этом контексте – бесплатные ресурсы природы, доступные каждому из нас. Например, такие, как солнце и ветер.

Почему это выгодно:

• Для обогрева помещения используются такие тепловые источники, которые не требуют оплаты счетов от поставщиков;
• На создание установок работающих с ветром или солнцем уйдет меньше денежных трат, чем на обустройство привычных отопительных систем;
• Повышение цен на коммунальные блага никак не отразится на использовании альтернативы обогрева жилья.

Впрочем, альтернатива электрическому или газовому обогреву не только экономически выгодна, но и еще экологична, так как в процессе работы не сжигается древесина или иное топливо.

Генетическое заболевание — причина всех бед?

Интерес к Питеру постепенно угасал, и было принято решение найти для «придворного дикаря» дом подальше от двора, суеты и любопытных глаз. Заботы о нем перепоручили миссис Тичборн, одной из фрейлин Каролины. Питеру выделили годовое содержание в размере 35 фунтов, распоряжаться деньгами должен был опекун.

Вначале его поселили в доме некоего фермера Джеймса Фенна, а после смерти последнего Питер стал жить у брата покойного, Томаса Фенна, на ферме под названием Бродвей в Хартфордшире. В 1751-м году он вдруг исчез, вероятно, убежал. Его опекуны поместили объявление о пропаже «темного волосатого мужчины, ростом 5 футов 8 дюймов, не умеющего говорить, но отзывающегося на имя Питер» в одной из лондонских газет.

Питер в пожилом возрасте.

Современные исследователи истории «придворного дикаря» склоняются к версии, что тот мог страдать от синдрома Питта-Хопкинса, заболевания, при котором черты лица принимают определенные отличительные особенности, кои можно наблюдать на картинах с изображения Питера.

В частности, это крупный и продолговатый рот, глубоко посаженные глаза, широкая переносица и другие характерные черты. Кроме того, этот синдром у взрослых выражается в некоторых особенностях развития, например, в речевых трудностях. «Дикий мальчик» прожил достаточно долгую жизнь, около 70 лет. Он скончался 22 февраля 1785 года. Питера с почестями захоронили в деревне Нортчерч, а его могила входит в список охраняемого наследия по сей день.

Соблюдение техники безопасности

Отказ от газа, дров и угля

От традиционных источников тепла, многие годы используемых для отопления, можно отказаться. Как это ни удивительно, но вполне реально. Многие ярые противники утверждают о невозможности заменить природные ресурсы экологически чистыми аналогами. Альтернативой становится энергия солнца, сила ветра, тепло, скрытое в недрах земли, отходы производства и жизнедеятельности человека. Такие варианты актуальны в современном мире, учитывая общую загрязненность окружающей среды.

Альтернативные источники способны обеспечить загородный дом электричеством и тепловой энергией

Еще одно существенное преимущество – ощутимая экономия при использовании экологических источников самопроизвольно возобновляемой энергии. На первый взгляд кажется, что это неоправданно дорого и вряд ли окупится. Детальнее разобравшись с особенностями каждого способа, можно увидеть, что эко проект окупается через 4-7 лет, а далее остаются лишь текущие расходы на поддержание используемых механизмов в рабочем состоянии.

Возможность полноценной замены привычного топлива альтернативным доказана не одним реальным примером. Домовладельцы в разных странах мира прибегают к экологическим вариантам отопления. У нас – лишь единицы решаются кардинально сменить привычное топливо, дорожающее с каждым годом.

Основная проблема экотоплива – значительные капиталовложения на начальном этапе. Ведь сначала нужно детально просчитать количество необходимой энергии для определенного дома или коттеджа. Затем выяснить, какой тип эко ресурсов наиболее выгодный в конкретной местности. Далее, предстоит составить план расположения оборудования, генерирующего энергию, купить все необходимое и установить.

Если всеми этими вопросами будут заниматься соответствующие специалисты, то конечная стоимость эко отопления будет очень высокой. Чтобы сэкономить, можно попытаться обойтись своими силами. Для этого предстоит с головой погрузиться в тему альтернативных источников энергии, чтобы отказаться от привлечения посторонней помощи. В этом случае стоимость проекта окажется в разы дешевле.

Именно второй вариант выбирают многие хозяева частных домов. Их практика доказывает, что стать энергонезависимыми вполне реально. Можно полностью или частично заменить традиционное топливо – все зависит от размеров домовладения, финансовых возможностей на начальном этапе, выбранного варианта отопления.

Особенности использования солнечных батарей

Солнечные батареи — созданы для преобразования солнечной энергии в электричество. Устройства представляют собой собранные в единую конструкцию фотоэлементы. Фотоэлектрические пластины изготавливают с применением кремния, дополнительно используя специальные добавки. В результате, когда на пластины попадает свет солнца, высвобождаются электроны, после чего и образуется электрический ток. 

Фотоэлементы отличаются по структуре, бывают монокристаллическими и поликристаллическими. Первый вариант отличается высоким КПД, хорошо себя показывает даже при пасмурной погоде. 

Учитывая то, что вырабатывается электроэнергия преимущественно в большем количестве, нежели необходимо частному дому, а иногда и в меньшем, для стабилизации электроснабжения необходимо в обязательном порядке использовать специальный аккумулятор. Его размещают под землей, углубляя примерно на 3 метра. 

Солнечные батареи получили популярность, потому как несмотря на цену быстро себя окупают. Главное – правильно собрать систему, выбрать комплектующие, хорошо сочетающиеся между собой. Поэтому, если вы решили устанавливать солнечные панели, доверьте компоновку и монтаж системы профессионалам. За работу придется заплатить, но вы исключите сбои в работе оборудования, получите гарантии должной производительности.

Что касается места установки и количества, площади фотоэлементов, определять их нужно отдельно для каждой ситуации. Например, в частных домах солнечные панели устанавливают на крыше жилья или хозяйственных построек. Батареи не создают помех, получают максимум солнечной энергии, которую впоследствии преобразуют в электрическую. Вы можете покрыть крышу панелями полностью или частично. Все зависит от того, какой объем ресурсов интересует. 

Все ли так гладко?

Казалось бы, такая технология электроснабжения частного дома должна бы уже давно вытеснить с рынка традиционные централизованные методы обеспечения энергией. Почему же этого не происходит? Есть несколько аргументов, которые свидетельствуют не в пользу альтернативной энергетики. Но их значимость определяется в индивидуальном порядке — для части владельцев загородных домов актуальны одни недостатки и совсем не представляют интереса другие.

Для больших загородных коттеджей может стать проблемой не слишком высокий КПД альтернативных энергетических установок. Естественно, локальные гелиосистемы, тепловые насосы или геотермальные установки не могут сравниваться с продуктивностью даже самых старых ГЭС, ТЭЦ и тем более — атомных электростанций.Впрочем, этот недостаток часто минимизируется за счет установки двух или даже трех систем, использованием их больше мощности. Следствием этого может стать другая проблема — для их монтажа потребуется более обширная площадь, выделить которую получается не во всех проектах домов.

Для бесперебойного обеспечения привычного для современного дома числа бытовых приборов и отопительной системы требуется большая мощность. Поэтому в проекте должны предусматриваться такие источники, которые смогут продуцировать такую мощность. А это требует солидных капиталовложений — чем мощнее оборудование, тем оно дороже.

Кроме того, в некоторых случаях (например, при использовании энергии ветра) источник может не гарантировать постоянства выработки энергии. Поэтому необходимо оснастить всю коммуникацию накопительными устройствами. Обычно с этой целью устанавливаются аккумуляторы и коллекторы, что влечет все те же дополнительные расходы и необходимость в выделении большего количества квадратных метров в доме.

Откуда и в каком виде получить энергоресурсы

Использование солнечных панелей

Традиционными энергоисточниками являются тепловые, атомные и гидроэлектрические станции. Альтернативное энергоснабжение может самовосстанавливаться, является эффективным, дешевым и экологически безопасным. По факту энергия есть в природных ресурсах, нужно только попытаться ее извлечь. Без специальных навыков можно выполнить следующие работы:

• устанавливать солнечные коллекторы и батареи, чтобы запитывать освещение или греть воду;
• монтировать ветрогенераторы;
• использовать тепловые насосы для отопления дома за счет тепла воды, земли или воздуха;
• применять биогазовые установки для переработки отходов животных, птиц, человека.

КОТЛЫ НА БИОТОПЛИВЕ – АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ОТОПЛЕНИЯ ЧАСТНОГО ДОМА И КВАРТИРЫ

Котлы на биотопливе – распространенные альтернативные источники энергии для частного дома, которые отличает высокое качество исполнения. Биотопливо в виде брикетов и пеллет из сырья растительного происхождения (опилки, стружка, отходы пиломатериалов, лузга подсолнечника) – альтернативное отопление, которое может служить идеальной заменой газовому отоплению в частном доме благодаря высокой теплоотдаче, которая может достигать 6-8 тыс. кКал/кг. Котел для биотоплива – универсальное отопительное устройство с высоким КПД, оснащенное автоматической системой управления, и может с успехом применяться и для отопления другими видами твердого топлива, в том числе углем, дровами, угольными брикетами.

Котлы на биотопливе, как альтернативные источники отопления частного дома, могут использоваться не только для отопления (одноконтурные котлы), но и обеспечивать горячее водоснабжение помещений – для этого можно приобрести двухконтурный котел или добавить к существующему устройству второй контур с бойлером соответствующего типа (проточный или накопительный). Несложное устройство котлов для биотоплива дает возможность обустроить альтернативное отопление дома своими руками, сэкономив, таким образом, часть средств семейного бюджета.

Минимизация потерь тепла из дома

В заключение этой статьи мы не можем не затронуть еще один важный аспект — минимизацию потерь тепла из дома. Ведь, очевидно, какими бы эффективными и современными не были источники энергии вашего дома, если он «дырявый как сито» — все труды будут напрасными, а экономия бюджета — минимальной.

Как же избавиться от потерь тепла? Поскольку мы уже ранее неоднократно писали на нашем портале Nedvio.com об энергоэффективности домов, различных утеплителях и пассивных технологиях строительства, рассмотрим эти факторы здесь кратко:

1. Улучшение теплоизоляции стен и кровли;
2. Выявление тепловых мостов и их устранение;
3. Замена окон и дверей на более теплоизолированные (предпочтительно с коэффициентом теплопередачи до 1,0 Вт / м²K);
4. Модернизация естественной механической вентиляции дома в систему с рекуперацией тепла;
5. Теплоизоляция труб и установка более эффективных бойлеров.

Разумеется, это далеко не все факторы. Вот наглядная схема того, куда может уходить тепло из вашего дома:

Если следовать данным рекомендациям и привести дом в порядок, вы уже с первых недель заметите, что дом станет более теплым, а счета за отопление и электричество станут меньше. Ну а использование альтернативных, возобновляемых источников энергии поможет достичь вам еще лучших показателей комфорта и эффективности вашего дома.

Купить солнечные панели для дома

Рейтинг среди кроссоверов

Схема генератора

Минимальные мощности из любых устройств можно получить несколькими способами:

1. Атмосферный конденсат в качестве источника. Его можно использовать при создании трансгенератора.
2. Ферримагнитные сплавы.
3. Тёплая вода.
4. Через магниты. Условия для них нужны минимальные.

Но необходимо научиться управлять этим явлением, чтобы эффект был максимальным.

Схема свободной энергии

Магнитный генератор

Подача магнитного поля к электрической катушке — главный эффект, которого можно добиться при использовании такого устройства. Список основных компонентов выглядит следующим образом:

• Поддерживающая катушка, для регулировки электричества.
• Питающая катушка.
• Запирающая катушка.
• Пусковая катушка, необходимая и для бестопливных приборов.

Схема включает транзистор управления вместе с конденсатором, диодами, ограничительным резистором и нагрузкой.

Создание переменного магнитного потока — вопрос, при решении которого у владельцев устройств возникает больше всего вопросов. Рекомендуется монтировать два контура, у которых есть постоянные магниты. Тогда силовые линии организуются со встречным направлением.

С самозапиткой

Необходимо создать схему, которая подаёт на рабочее устройство основной поток электроэнергии. После этого генераторы переходят к автоколебательному режиму. Во внешнем питании они больше не нуждаются.

Такое устройство получило название «качера». Но правильное название — блокинг-генератор. Оно создаёт мощный электрический импульс.

Всего выделяют три основные группы блокинг-генераторов:

1. На полевых транзисторах, затвор у которых изолирован.
2. С основой в виде биполярных транзисторов.
3. С электронными лампами, такие конструкции тоже встречаются часто.

Энергия из эфира

Генераторы Теслы

Конструкция предполагает применение трансформатора, как высоковольтные аналоги. Принцип работы — примерно такой же, как и у обычных изделий. На выходе у этого приспособления образуются так называемые излишки энергии. Они значительно превосходят то, что потратилось при запуске устройства. Главное — выбрать правильную методику изготовления трансформатора, настроить приспособление на работу.

Видео: комплексная система альтернативного отопления частного дома

Таким образом, подведя итог, можно сделать вывод, что в настоящее время можно отопить дом дешево без газа. В торговой сети находится достаточно много современных энергоэффективных твердотопливных котлов длительного горения, которые способны конкурировать с газовыми котлами по мощности и качеству обогрева. Если в такую систему теплоснабжения будут интегрированы дополнительные нетрадиционные источники нагрева в виде гелиосистем и тепловых насосов с бойлерами косвенного нагрева, то такая схема обогрева будет вырабатывать тепловую энергию с самой низкой себестоимостью.