Alternativní zdroje energie pro domácnosti

Elektřina je jedním z nejdůležitějších zdrojů energie pro soukromý dům. Elektřina pomáhá při vaření, vytápění místnosti, čerpání vody do ní a jednoduchém osvětlení. Je schopen zcela nahradit dodávku plynu a centrální zásobování vodou. Bez elektřiny není moderní domov považován za pohodlný a funkční. Vedení vysokého napětí se dostane i do těch nejodlehlejších vesnic a měst a zásobuje je elektřinou. Ale stále existují místa, kde komunikace není položena, a jejich instalace bude stát slušnou částku. V této situaci pomohou alternativní zdroje energie. Jsou šetrné k životnímu prostředí, zcela autonomní a finančně výhodné. Majitel vlastního zdroje elektrické energie není závislý na plánovaných opravách, poruchách a výpadcích proudu, které nechávají celé vesnice bez elektřiny. Nejběžnější a ne zcela známé nekonvenční zdroje energie jsou podrobně diskutovány níže..

Obsah

Elektrické generátory

Prvním a nejoblíbenějším zdrojem domácí energie, který se nejčastěji nachází v soukromých domech, jsou elektrické generátory. Podle druhu použitého paliva se dělí na naftu, benzín a plyn.

Dieselové generátory mají mnoho výhod, mezi které patří hospodárnost, spolehlivost a nízké riziko požáru. Při pravidelném každodenním používání je dieselový generátor mnohem výnosnější než modely se spotřebou plynu nebo benzinu. Spotřeba paliva naftových zařízení není velká, cena paliva také není vysoká, nevyžaduje nákladné opravy a finanční investice. Nevýhodou dieselových generátorů je velké množství plynů emitovaných během provozu, hluk a vysoká cena samotného zařízení. Cena zařízení s výkonem 5 kW je v průměru 850 dolarů.

Benzínový generátor – tato jednotka je ideální jako záložní nebo sezónní zdroj energie. Generátory poháněné tímto druhem paliva jsou malé velikosti, během provozu vydávají malý hluk a samotné zařízení má nižší cenu než jeho naftový protějšek. Průměrná cena benzínového generátoru 5 kW je 500 USD. Nevýhody použití benzínového elektrického generátoru – i když je hladina hluku nízká, je tam, během provozu se uvolňuje velké množství oxidu uhličitého, proto musí být zařízení umístěno v oddělených místnostech s dobrou zvukovou izolací.

Plynové generátory elektřiny se osvědčily ze všech stran. Fungují jak ze zemního plynu, tak ze zkapalněného paliva ve válcích. Hladina hluku těchto zařízení je nejnižší, životnost je velmi vysoká. Průměrná cena za 5 kW zařízení je 600 $.

Využití sluneční energie

Dalším alternativním zdrojem elektrické energie je sluneční energie. Slouží nejen k výrobě elektřiny, ale také k zajištění autonomního vytápění. K získávání elektřiny ze slunce jsou instalovány solární panely různých velikostí, které jsou vybaveny baterií a střídačem. Mezi výhody používání solárních zdrojů elektrické energie patří:

  • Možnost obnovy.
  • Absolutně tichý provoz.
  • Bezpečnost pro lidské zdraví a životní prostředí, protože zařízení použitá v této technologii nevypouštějí do atmosféry žádné látky.
  • Snadná instalace při vlastní instalaci.

Všechny tyto vlastnosti činí ze zdrojů sluneční energie jeden z nejpopulárnějších. Ale tento způsob výroby elektřiny má také nevýhody:

  • U domů s vysokou mírou spotřeby elektřiny bude nutné instalovat zařízení velké plochy, která v místní oblasti zabere spoustu místa. Plocha stanice musí být alespoň 10 m2. To znamená, že tento typ výroby energie není k dispozici pro vlastníky malých pozemků..
  • Druhou nevýhodou je závislost na denních a sezónních změnách slunečního záření..
  • Za třetí – během provozu tato zařízení nevyzařují škodlivé látky, ale pro výrobu fotobuněk a heliosystémů, které tvoří solární baterii, se používají vysoce toxické látky, které se obtížně likvidují..

Hotová stanice má cenu od 3500 do 7000 dolarů. Cenově dostupnější způsob, jak získat energii ze slunce, jsou kolektory pro ohřev vody. Toto zařízení zachycuje sluneční teplo i ve dnech, kdy je hvězda skrytá za mraky. Používá se pouze k ohřevu vody, nevyrábí elektřinu. Jeden kolektor pokrývá denní potřebu teplé vody pro tříčlennou rodinu. Cena se pohybuje od 1 000 do 4 000 USD. Solární baterie má pouze jednu nevýhodu tohoto typu zařízení – nemožnost fungovat v oblastech s nízkou sluneční aktivitou a v noci..

Využití větrné energie

Zařízení pro přeměnu energie proudu vzduchu na elektřinu již také nejsou fantazií a používají se všude. Fungují na principu větrných turbín, které převádějí kinetickou energii větru na mechanickou energii z otáčení turbíny. Tuto energii shromažďuje a převádí na střídavý proud měnič. Minimální rychlost větru, při které se ze setrvačníku generuje elektřina, je 2 m / s. Optimální rychlost větru je 8 m / s. Podle konstrukčního typu jsou větrné generátory rozděleny na modely s horizontálním rotorem a s vertikálním.

Horizontální konstrukce generátoru má vysokou účinnost; při instalaci je použito malé množství materiálů. Nevýhody – pro instalaci je vyžadován vysoký stožár, samotný generátor má složitou mechanickou část, není vhodné jej udržovat. Svislé se vyznačují větším rozsahem rychlostí větru, při kterých působí. Vertikální větrné generátory však zároveň nejsou ekonomické, protože vyžadují použití většího vybavení a materiálů..

Využití větrné farmy je omezeno indikátory větru v kontextu každé sezóny. Pokud v mimosezóně, se zvýšenou vzdušnou aktivitou, bude stanice velmi účinná, pak ve dnech klidu nebude generována elektřina. Aby se tento rozdíl vyrovnal a dodával domu nepřetržitý elektrický proud, je větrná farma vybavena akumulační baterií. Toto opatření pomáhá ukládat energii ve větrném počasí a využívat ji v období klidu..

Alternativou k instalaci akumulátoru ve větrné farmě je přeměna energie na teplo. Používá se jak pro vytápění, tak pro zásobování teplou vodou. V tomto provedení je baterie nahrazena zásobníkem vody. Použití větrné farmy tímto způsobem může snížit její celkové náklady o 25%. Náklady na větrnou farmu s baterií jsou v průměru 10 000 $, bez baterie – 1 000–2 000 $.

Mezi nepříliš příjemné nuance používání větrné farmy patří potřeba zařídit základ pro zařízení. Je zpevněn obzvláště opatrně, aby při silném větru nebyl stožár spolu s větrným mlýnem vytažen ze země. Druhou nuancí je možnost námrazy čepelí v zimě, což snižuje účinnost stanice. Během provozu toto zařízení generuje hluk a vibrace, proto je namontováno mimo obytné budovy..

Využití geotermální energie

Geotermální energie je docela nový zdroj energie pro soukromý dům. V tomto případě se využívá teplo, které se tvoří v útrobách planety. Jádro zeměkoule má vysokou teplotu, která se dostává na povrch v sopečných oblastech, zdrojích vody a páry, a nachází se také v hlubokých vrstvách planety. Geotermální teplo se používá jako zdroj proudu a tepla.

Princip fungování zdroje geotermální energie v soukromém domě je poměrně jednoduchý – vyvrtá se studna, do které je nainstalováno tepelné čerpadlo. Zařízení čerpá horkou vodu z hlubokých vrstev; po ochlazení vyrábí energii, která se pak přeměňuje na elektřinu. Během provozu tato instalace spotřebovává elektrický proud, ale zároveň za každý vynaložený kW generuje proud 5-6 kW. Průměrné náklady na instalaci domu o rozloze 150 m2 činí 30 000 USD. Výhody použití – nevyčerpatelný zdroj energie, který nezávisí na ročním období, denní době a povětrnostních podmínkách.

Nevýhody využívání energie Země – termální voda je často vysoce mineralizovaná a obsahuje toxické nečistoty, proto ji nelze zaslat do běžných odpadních vod. Odpadní voda se vrací do hlubokého horizontu, ze kterého byla čerpána. Někteří vědci se domnívají, že tento typ výroby energie vede ke zvýšení seismické aktivity v zemské kůře..

Využití energie z biomasy

Mnoho lidí již slyšelo o biopalivech. Kolem tohoto druhu horkých událostí vzplane spousta kontroverzí a protichůdných recenzí. Jako palivo pro automobily má atraktivní cenu, ale jeho účinek na motor a jeho výkon není zcela pochopen. Palivo se však používá nejen jako palivo pro vozidla, ale také jako zdroj elektrického proudu. Toto palivo nahrazuje plyn, benzín a naftu při tankování zařízení na výrobu elektřiny.

Biopaliva se vyrábějí zpracováním různých rostlin. K výrobě biologické nafty se používají tuky ze semen olejnin a benzín se vyrábí kvašením kukuřice, cukrové třtiny, řepy a dalších rostlin. Řasy jsou uznávány jako nejoptimálnější zdroj biologické energie, protože jsou nenáročné, snadno se přemění na boimass s olejovými vlastnostmi podobnými oleji..

Tato technologie také umožňuje produkci biologického plynu, který je zachycován při kvašení organického odpadu z potravinářského průmyslu a chovu zvířat. V tomto případě se získá metan. Zachycením plynu na skládkách se získává celulózový ethanol. 1 tuna zbytečného odpadu vyprodukuje až 500 m3 užitečného plynu.

Pokud jde o domácí použití biopaliv pro výrobu elektřiny, je k tomuto účelu zakoupena individuální bioplynová stanice. Takové zařízení generuje zemní plyn z odpadu. Standardní instalace IBGU-1 za den dává 3 až 12 m3 plynu, které se poté používají k vytápění domu, tankování různých zařízení, včetně plynového generátoru elektřiny. Náklady na bioplynovou stanici jsou v průměru 9 000 USD.

Miniaturní vodní elektrárna

Dalším typem alternativní energie, který se úspěšně používá v soukromých domech, jsou jednotlivé vodní elektrárny. Při instalaci je tento typ generátorů elektřiny jedním z nejobtížnějších, ale zároveň je jeho účinnost mnohem vyšší než u větrných a slunečních zdrojů. Staví se vodní a přehradní vodní elektrárny, druhá možnost je nejjednodušší a nejdostupnější. Takovým zařízením se také říká průtokové stanice. Podle zařízení jsou rozděleny na stanice s kolem, věncem, rotorem Darrieus a vrtulí..

  • Stanice vodního kola má centrální kruhovou sekci s lopatkami, která je kolmá na vodní hladinu. Při pohybu voda tlačí na lopatky a otáčí kolem. Princip činnosti je stejný jako ve větrné farmě, pouze voda funguje jako zdroj. Složitější konstrukce kolových vodních elektráren – turbínové kolo se speciálními lopatkami pro vodní proud.

  • Stanice s věncem je kabel, na kterém jsou rotory pevně upevněny. Kabel je připevněn na opačných stranách proudu vody, rotory jsou ponořeny do vody. Při pohybu voda otáčí rotory a ty tento pohyb přenášejí na kabel.
  • Stanice s rotorem Darrieus – design je podobný předchozímu, ale zde je rotor umístěn svisle a otáčí se kvůli různým indikátorům tlaku v jeho lopatkách. Tento indikátor je vytvořen kvůli složitému tvaru povrchu..

  • Vrtulová stanice – vertikální instalace podmořského rotoru. Navenek je tato instalace podobná větrnému mlýnu s malými lopatkami..

Mezi prezentovanými typy vodních elektráren je instalace girlandy považována za nejnevhodnější. Má nízkou produktivitu, samotný design představuje nebezpečí pro lidi kolem, instalace stanice vyžaduje spotřebu velkého množství materiálu. Rotor Darrieus je výhodnější, protože náprava je umístěna svisle a může být instalována nad vodou. Namontovat takovou stanici je však docela obtížné a rotor se musí roztočit na začátku. Nejoptimálnější možností pro výrobu vlastníma rukama je stanice s vrtulí nebo kolem. Průměrné náklady na 6 kW stanici jsou 8 000–10 000 $.

About the author