Alternatívne zdroje energie pre domácnosti

Elektrická energia je jedným z najdôležitejších zdrojov energie pre súkromný dom. Elektrická energia pomáha pri varení, vykurovaní miestnosti, čerpaní vody do nej a jednoduchom osvetlení. Je schopný úplne nahradiť dodávku plynu a centrálny vodovod. Bez elektriny sa moderný domov nepovažuje za pohodlný a funkčný. Vedenia vysokého napätia sa dostanú aj do najodľahlejších dedín a miest a dodávajú im elektrickú energiu. Ale stále existujú miesta, kde nie je položená komunikácia, a ich inštalácia bude stáť slušnú sumu. V tejto situácii pomôžu alternatívne zdroje energie. Sú šetrné k životnému prostrediu, úplne autonómne a finančne výhodné. Majiteľ vlastného zdroja elektrickej energie nie je odkázaný na plánované opravy, poruchy a výpadky elektrickej energie, ktoré nechávajú celé dediny bez elektriny. Najbežnejšie a nie celkom známe nekonvenčné zdroje energie sú podrobne popísané nižšie..

Obsah

Elektrické generátory

Prvým a najobľúbenejším zdrojom energie pre domácnosť, ktorý sa najčastejšie nachádza v súkromných domoch, sú elektrické generátory. Podľa druhu použitého paliva sa delia na naftu, benzín a plyn.

Dieselové generátory majú mnoho výhod, medzi ktoré patrí hospodárnosť, spoľahlivosť a nízke riziko požiaru. Pri pravidelnom každodennom používaní je naftový generátor oveľa výnosnejší ako modely so spotrebou plynu alebo benzínu. Spotreba paliva naftových zariadení nie je veľká, cena paliva tiež nie je vysoká, nevyžaduje drahé opravy a finančné investície. Nevýhody dieselových generátorov sú veľké množstvo plynov emitovaných počas prevádzky, hluk a vysoká cena za samotné zariadenie. Cena zariadenia s výkonom 5 kW je v priemere 850 dolárov.

Benzínový generátor – táto jednotka je ideálna ako záložný alebo sezónny zdroj energie. Generátory poháňané týmto druhom paliva sú malých rozmerov, počas prevádzky vydávajú malý hluk a samotné zariadenie má nižšiu cenu ako jeho náprotivok s naftou. Priemerná cena benzínového generátora s výkonom 5 kW je 500 dolárov. Nevýhody použitia benzínového elektrického generátora – aj keď je hladina hluku nízka, je tu, počas prevádzky sa uvoľňuje veľké množstvo oxidu uhličitého, preto musí byť zariadenie umiestnené v oddelených miestnostiach s dobrou zvukovou izoláciou.

Plynové generátory elektrickej energie sa osvedčili zo všetkých strán. Fungujú ako zo zemného plynu, tak aj zo skvapalneného paliva vo valcoch. Hladina hluku týchto zariadení je najnižšia, životnosť je veľmi vysoká. Priemerná cena za 5 kW zariadenie je 600 dolárov.

Využitie slnečnej energie

Ďalším alternatívnym zdrojom elektrickej energie je slnečná energia. Slúži nielen na výrobu elektriny, ale aj na zabezpečenie autonómneho vykurovania. Na získavanie elektriny zo slnka sú nainštalované solárne panely rôznych veľkostí, ktoré sú vybavené batériou a meničom. Výhody využívania solárnych zdrojov elektrickej energie zahŕňajú:

  • Schopnosť obnoviť.
  • Absolútne tichý chod.
  • Bezpečnosť pre ľudské zdravie a životné prostredie, pretože zariadenia použité v tejto technológii nevypúšťajú do atmosféry žiadne látky.
  • Jednoduchá inštalácia pri vlastnej inštalácii.

Vďaka všetkým týmto vlastnostiam sú zdroje slnečnej energie jedným z najobľúbenejších. Tento spôsob výroby elektriny má však aj svoje nevýhody:

  • Pre domy s vysokou spotrebou elektrickej energie bude potrebné nainštalovať zariadenie veľkej plochy, ktoré v miestnej oblasti zaberie veľa miesta. Plocha stanice musí byť najmenej 10 m2. To znamená, že tento typ výroby energie nie je k dispozícii pre majiteľov malých pozemkov..
  • Druhou nevýhodou je závislosť na denných a sezónnych zmenách slnečného žiarenia..
  • Po tretie – počas prevádzky tieto zariadenia nevypúšťajú škodlivé látky, ale na výrobu fotobuniek a heliosystémov, ktoré tvoria slnečnú batériu, sa používajú vysoko toxické látky, ktorých likvidácia je náročná..

Hotová stanica má cenu od 3 500 do 7 000 dolárov. Cenovo dostupnejší spôsob získavania energie zo slnka je prostredníctvom kolektorov na ohrev vody. Toto zariadenie zachytáva slnečné teplo aj v dňoch, keď je hviezda skrytá za mrakmi. Používa sa iba na ohrev vody, nevyrába elektrinu. Jeden kolektor pokrýva dennú potrebu teplej vody pre trojčlennú rodinu. Cena sa pohybuje od 1 000 do 4 000 dolárov. Solárne batérie majú iba jednu nevýhodu tohto typu zariadenia – nemožnosť fungovať v oblastiach s nízkou slnečnou aktivitou a v noci..

Využitie veternej energie

Zariadenia na premenu energie prúdu vzduchu na elektrickú energiu už tiež nie sú fantáziou a používajú sa všade. Fungujú na princípe veterných turbín, ktoré z rotácie turbíny premieňajú kinetickú energiu vetra na mechanickú. Túto energiu zhromažďuje a premieňa na striedavý prúd menič. Minimálna rýchlosť vetra, pri ktorej sa zo zotrvačníka generuje elektrická energia, je 2 m / s. Optimálna rýchlosť vetra je 8 m / s. Podľa typu konštrukcie sú veterné generátory rozdelené na modely s horizontálnym rotorom a vertikálnym.

Horizontálny dizajn generátora má vysokú účinnosť, počas inštalácie sa používa malé množstvo materiálov. Nevýhody – na inštaláciu je potrebný vysoký stožiar, samotný generátor má zložitú mechanickú časť, nie je vhodné ho udržiavať. Vertikálne sa vyznačujú väčším rozsahom rýchlostí vetra, pri ktorých pôsobia. Vertikálne veterné generátory však zároveň nie sú ekonomické, pretože vyžadujú použitie väčšieho počtu zariadení a materiálov..

Využívanie veternej farmy je v kontexte každého ročného obdobia obmedzené ukazovateľmi vetra. Ak v mimosezóne, so zvýšenou aktivitou vzduchu, bude stanica veľmi účinná, potom v dňoch pokoja nebude generovaná elektrina. Na vyrovnanie tohto rozdielu a nepretržité zásobovanie domu elektrickým prúdom je veterná elektráreň vybavená akumulátorom. Toto opatrenie pomáha ukladať energiu vo veternom počasí a používať ju v období pokoja..

Alternatívou k inštalácii akumulátora vo veternej farme je premena energie na teplo. Slúži na vykurovanie aj na ohrev teplej vody. V tomto prevedení je batéria nahradená zásobníkom vody. Použitie veternej farmy týmto spôsobom môže znížiť jej celkové náklady o 25%. Náklady na veternú farmu s batériou sú v priemere 10 000 dolárov, bez batérie – 1 000 – 2 000 dolárov.

Medzi nie veľmi príjemné nuansy používania veternej farmy patrí potreba zariadiť základ pre zariadenie. Je spevnený obzvlášť opatrne, aby pri silnom vetre nebol stožiar spolu s veterným mlynom vytiahnutý zo zeme. Druhou nuansou je možnosť námrazy čepelí v zime, čo znižuje účinnosť stanice. Počas prevádzky toto zariadenie vytvára hluk a vibrácie, a preto je namontované mimo obytných budov..

Využívanie geotermálnej energie

Geotermálna energia je celkom nový zdroj energie pre súkromný dom. V tomto prípade sa používa teplo, ktoré sa tvorí v útrobách planéty. Jadro zemegule má vysokú teplotu, ktorá sa dostáva na povrch v sopečných oblastiach, zdrojoch vody a pary, a nachádza sa aj v hlbokých vrstvách planéty. Geotermálne teplo sa používa ako zdroj prúdu a tepla.

Princíp fungovania zdroja geotermálnej energie v súkromnom dome je pomerne jednoduchý – vyvrtá sa studňa, do ktorej je nainštalované tepelné čerpadlo. Zariadenie čerpá horúcu vodu z hlbokých vrstiev; po ochladení vyrába energiu, ktorá sa potom premieňa na elektrickú energiu. Počas prevádzky táto inštalácia spotrebúva elektrický prúd, ale zároveň za každý vynaložený kW generuje prúd 5-6 kW. Priemerné náklady na inštaláciu domu s rozlohou 150 m2 sú 30 000 dolárov. Výhody použitia – nevyčerpateľný zdroj energie, ktorý nezávisí od sezóny, dennej doby a poveternostných podmienok.

Nevýhody využívania energie Zeme – termálna voda je často silne mineralizovaná a obsahuje toxické prímesi, preto sa nemôže dostať do bežných kanalizácií. Odpadová voda sa vracia do hlbokého horizontu, z ktorého bola čerpaná. Niektorí vedci sa domnievajú, že tento druh výroby energie vedie k zvýšeniu seizmickej aktivity v zemskej kôre..

Využitie energie z biomasy

Mnoho ľudí už počulo o biopalivách. Okolo tohto druhu horúcich filmov vzplanie množstvo kontroverzných a protichodných recenzií. Ako palivo pre automobily má atraktívnu cenu, ale jeho vplyv na motor a jeho výkon nie je úplne pochopený. Palivo sa však používa nielen ako palivo pre vozidlá, ale aj ako zdroj elektrického prúdu. Toto palivo nahrádza plyn, benzín a naftu pri tankovaní zariadení na výrobu elektriny.

Biopalivá sa vyrábajú spracovaním rôznych rastlín. Na výrobu biologickej nafty sa používajú tuky zo semien olejnatých plodín a benzín sa vyrába kvasením kukurice, cukrovej trstiny, repy a ďalších rastlín. Riasy sú uznávané ako najoptimálnejší zdroj biologickej energie, pretože sú nenáročné a ľahko sa zmenia na boimass s olejovými vlastnosťami..

Táto technológia umožňuje aj produkciu biologického plynu, ktorý sa zachytáva pri fermentácii organického odpadu z potravinárskeho priemyslu a chovu zvierat. V tomto prípade sa získa metán. Zachytením plynu na skládkach sa získa celulózový etanol. 1 tona zbytočného odpadu vyprodukuje až 500 m3 užitočného plynu.

Pokiaľ ide o domáce použitie biopalív na výrobu elektriny, na tento účel sa nakupuje individuálna bioplynová stanica. Takéto zariadenie generuje zemný plyn z odpadu. Štandardná inštalácia IBGU-1 denne poskytne 3 až 12 m3 plynu, ktoré sa potom použije na vykurovanie domu, tankovanie rôznych zariadení vrátane plynového generátora elektrickej energie. Náklady na bioplynovú stanicu sú v priemere 9 000 dolárov.

Miniatúrna vodná elektráreň

Ďalším typom alternatívnej energie, ktorá sa úspešne používa v súkromných domoch, sú jednotlivé vodné elektrárne. Pri inštalácii je tento typ generátorov elektrickej energie jedným z najťažších, ale zároveň je jeho účinnosť oveľa vyššia ako pri veterných a slnečných zdrojoch. Budujú sa priehradné a priehradné vodné elektrárne, druhá možnosť je najjednoduchšia a najdostupnejšia. Takéto zariadenia sa tiež nazývajú prietokové stanice. Podľa zariadenia sú rozdelené na stanice s kolesom, girlandou, rotorom Darrieus a vrtuľou..

  • Stanica vodného kolesa má centrálny kruhový úsek s lopatkami, ktoré sú kolmé na vodnú hladinu. Pri pohybe voda tlačí na lopatky a otáča kolesom. Princíp činnosti je rovnaký ako vo veternej farme, iba voda funguje ako zdroj. Zložitejšie konštrukcie kolesových vodných elektrární – turbínové koleso so špeciálnymi lopatkami pre prúd vody.

  • Stanica s girlandou je kábel, na ktorom sú rotory pevne pripevnené. Kábel je pripevnený na protiľahlých stranách prúdu vody, rotory sú ponorené do vody. Pri pohybe voda otáča rotory a tieto pohyby prenášajú na kábel.
  • Stanica s rotorom Darrieus – konštrukcia je podobná predchádzajúcej, ale tu je rotor umiestnený zvisle a otáča sa kvôli rôznym indikátorom tlaku v jeho lopatkách. Tento indikátor je vytvorený kvôli zložitému tvaru povrchu..

  • Vrtuľová stanica – vertikálna inštalácia podmorského rotora. Navonok je táto inštalácia podobná veternému mlynu s malými lopatkami..

Medzi prezentovanými typmi vodných elektrární je inštalácia girlandy považovaná za najnevhodnejšiu. Má nízku produktivitu, samotný dizajn predstavuje nebezpečenstvo pre ľudí okolo, inštalácia stanice vyžaduje spotrebu veľkého množstva materiálu. Rotor Darrieus je výhodnejší, pretože náprava je umiestnená zvisle a môže byť inštalovaná nad vodou. Je však dosť ťažké namontovať takúto stanicu a rotor sa musí na začiatku roztočiť. Najoptimálnejšou možnosťou výroby vlastnými rukami je stanica s vrtuľou alebo kolesom. Priemerné náklady na 6 kW stanicu sú 8 000-10 000 dolárov.

About the author