Альтернативные источники энергии для дома

По оценкам профессионалов, разведанных припасов нефти и газа хватит на 30 четыре года, неразведанных еще на 5070 лет. По мере их расходования цены на энергоэлементы будут расти. В связи с этим необыкновенную актуальность получают другие источники энергии солнце, ветер, тепло земли, которые, к счастью, не принадлежат никому и в то же время всем.

Тепло для подогрева дома можно получить, используя энергию не только лишь этих, да и других возобновляемых природных источников рек, геотермальных вод, биомассы. Но сейчас речь не о их, а о тех, в разработке которых население земли уже вышло на передовые рубежи.

Для жаркого водоснабжения и подогрева сейчас интенсивно используются более действенные и надежные двух- и трехконтурные системы. Теплоноситель первого контура (антифриз) греется в гелиоколлекторе и поступает в аккумулятор, где дает тепло воде, циркулирующей в системе отопления. В аккуме может быть расположен змеевик для дополнительного обогрева воды.

В давнешние времена люди удачно использовали силу ветра для собственных потребностей. Но с течением времени бензиновые и электронные движки вытеснили ветряки. Толчок развитию ветровой энергетики дали энерго кризисы и экологические трудности с действующими электрическими станциями, также повсевременно растущие цены на энергоэлементы.

Современные ветроэнергетические установки. созданные для личных юзеров, используются сначала для производства электроэнергии. Такие ветрогенераторы имеют мощность до 50кВт, что позволяет им удачно решать задачки энергообеспечения коттеджа. Не считая того, при помощи ветродвигателей можно приводить в движение насосы, чтоб подымать воду из разных источников (эти агрегаты именуют ветронасосами).

Принцип деяния ветродвигателя прост: ветер крутит ветроколесо, передавая вращающий момент через систему передач валу электрогенератора либо водяному насосу.

В карусельных (роторных) ветродвигателях с вертикально расположенной поворотной осью лопасти движутся не по прямой, а по кругу, как у карусели. Они отлично работают при неизменной скорости ветра, не имеют гироскопического момента, просто запускаются, не делают шума, но у их есть значимый недочет маленький КПД (до 18%). В улучшенных моделях роторных движков он несколько выше до 33%.

Крыльчатые многолопастные ветродвигатели запускаются и работают при скорости ветра 24 м/с, отчего получили заглавие тихоходные. Их лопасти (от Восемнадцать до 24) имеют форму немного выгнутого листа и устанавливаются на ветровом колесе. Такие агрегаты не делают шума. Их недочеты: более маленький КПД, завышенная материалоемкость, гироскопический момент.

Более известны три типа ветродвигателей. Крыльчатые малолопастные (с 24 лопастями) именуют еще высокоскоростными. У их высочайший КПД и достаточно обычная конструкция, но исходный пуск мотора затруднен из-за малых поверхностей лопастей (требуется скорость ветра более 58 м/с). К тому же они делают завышенный уровень шума при сильном ветре.

Эффективность малых ВЭУ существенно растет при использовании дополнительных фотоэлектрических панелей, долговременных гелиевых аккумов большой емкости, источников бесперебойного питания. Благодаря аккумуляторным батареям, входящим в состав ветроэнергетической системы, можно припасать электроэнергию в период сильных ветров и отдавать ее при безветрии либо слабеньком ветре.

Термический насос непростая техно установка, где создаются такие физические условия, при которых незамерзающая жидкость, циркулирующая в замкнутом контуре, испаряясь, отбирает тепло у среды, а потом, конденсируясь, дает энергию отопительной системе дома. Принципная схема ТН состоит из компрессора, конденсатора, испарителя и дроссельного вентиля.

ТЕПЛО ЗЕМЛИ

В природе рассеяно существенное количество низкопотенциальной термический энергии, которую можно отлично использовать для подогрева дома. Источником низкотемпературного тепла могут служить воздух, грунт, поверхностные и подземные воды, солнечная энергия, термальные воды. Но чтоб собрать эту термическую энергию, повысить ее потенциал и передать в систему теплоснабжения дома, необходимы особые устройства термические насосы .

Альтернативные источники энергии для дома

Термические насосы бывают нескольких типов. Грунтовые собирают тепло при помощи горизонтального коллектора, который уложен в землю ниже уровня вымерзания грунта, либо вертикального зонда, размещаемого в специально пробуренной скважине. 2-ые дороже, и для бурения глубочайшей скважины может пригодиться разрешение соответственных органов, зато для их установки не надо много места.

Через теплообменник коллектора тепло от стержней передается теплоносителю незамерзающей воды на базе гликоля, которым заполнен 1-ый контур солярной установки. Он соединяет коллектор с термическим аккумом тепла бойлером. Таковой тип установки обеспечивает около 80% потребностей дома в жаркой воде.

В целом грунтовые термические насосы вполне удовлетворяют потребности коттеджа в тепле, но обычно их оснащают запасным электронным нагревателем, который восполняет нехватку тепла в сильные холода.

Водяные термические насосы отбирают тепло у подземных вод либо природных водоемов. Их эффективность выше, чем грунтовых, так как даже зимой температура воды от Нуль до +10OС. Но не у всех есть собственная акватория, к тому же использовать тепло открытых водоемов в зимнее время очень проблематично.

Проще брать тепло из воздуха, но если его температура падает ниже -5OС, функционирование воздушных термических насосов становится экономически нецелесообразным.

Все же в наших погодных критериях ветроэнергетические установки могут работать на полную мощность приблизительно 2030% дней в году, потому рассчитывать на их как на единственный источник энергоснабжения дома рискованно. Хотя перспективы внедрения ВЭУ вырастают, так как бытовые и осветительные приборы становятся энергосберегающими. Так, потребление электроэнергии телевизорами, компьютерами, циркуляционными насосами отопительных систем, устройствами систем охраны и сигнализации за последние 10 лет уменьшилось в 35 раз, а осветительными лампами в 550 раз.

Эффективность работы системы находится в зависимости от разности температур на входе (в испарителе) и выходе (конденсаторе) чем она больше, тем лучше.

Термические насосы употребляются не только лишь для отопления дома, да и для кондиционирования помещений, также жаркого водоснабжения. Они экологичны и экономны, невзирая на значимые финансовложения при их установке. И очень перспективны, так как позволяют утилизировать фактически всякую низкотемпературную теплоту.

ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА

Энергоресурсы, которые мы используем (уголь, нефть, газ, дрова, вода, ветер), являются производными солнечной энергии. С солнечной радиацией на Землю передается около 1500х1015 кВтnч энергии. Около 45% ее поглощается атмосферой, остальное отражается в космос. Энергия, поступающая от Солнца, более чем в 30 000 раз превосходит годичное энергопотребление всего населения земли и в 10 раз припасы органического горючего. А та ее часть, которая попадает на дом, расположенный в средних широтах, в пару раз превосходит потребности этого дома.

Благодаря природным и климатическим условиям наша страна имеет хорошие перспективы использования солнечной энергии. Сейчас гелиосистемы более интенсивно используются для жаркого водоснабжения, отопления и остывания домов.

Солнечные термические установки делятся на пассивные и активные. В пассивных системах происходит прямое попадание лучей на приборы и объекты, но регулировать их интенсивность фактически нереально. Это более обычный и дешевенький метод, который, но, не гарантирует равномерного теплоснабжения и полного использования энергии. К таким системам относятся парники и теплицы, застекленные веранды и лоджии в домах, зачерненные баки-резервуары для обогрева воды в летний период.

В активных системах солнечная энергия поступает в гелиоприемник (солнечный коллектор ), модифицирующий солнечное излучение в термическое. Теплоноситель передает тепло в систему отопления, ГВС либо аккумулятор, откуда оно потребляется при необходимости.

Альтернативные источники энергии для дома

В свою очередь гелиоколлекторы делятся на плоские и трубчатые. Тонкий состоит из зачерненной, в большей степени железной поверхности, которую омывает циркулирующий теплоноситель (обычно вода). После нагрева он поступает для конкретного использования либо аккумуляции. Баки-аккумуляторы отлично теплоизолированы, потому вода в их длительно остается жаркой.

Чтоб уменьшить теплоотдачи, переднюю стену корпуса герметизируют стеклом, а дно изолируют. Для большего термического эффекта гелиоколлектор устанавливают так, чтоб солнце освещало его очень длительно. Наклон панели должен быть 1015O плюс величина географической широты, что для широты 45O составляет 5560O.

СИЛА ВЕТРА

Современные плоские коллекторы имеют медный поглотитель, покрытый слоем высокоселективного покрытия, который обеспечивает не плохое поглощение солнечной энергии. Высокоэффективная термоизоляция уменьшает утраты тепла.

Трубчатые коллекторы устроены по принципу термический трубы, состоящей из 2-ух стеклянных трубок, меж которыми сотворен вакуум. Внутренняя трубка имеет селективную всасывающую оболочку. В центральной ее части находится термический стержень, заполненный легкокипящей жидкостью, которая при нагревании закипает и, испаряясь, подымается к наконечнику, где дает тепло теплоносителю.

Наконечник стержня соединен с конденсатором через медную гильзу. Это так называемое сухое соединение позволяет подменять стеклянные трубки без остановки системы.

Трубчатые коллекторы употребляются для подготовки жаркой воды, обогрева воды в бассейнах. а при определенных критериях и для отопления дома. Такие коллекторы имеют на 2030% огромную эффективность, чем плоские. Обычно система оснащается емкостным подогревателем (змеевиком), насосной установкой, блоком регулирования и компенсатором объема.

Более эффективны коллекторы, в каких вакуумируется все место снутри трубы, а селективное покрытие наносится на медную пластинку с впрессованным в нее термическим стержнем.

Эффективность горизонтального коллектора почти во всем находится в зависимости от глубины его укладки. Грунт неплохой аккумулятор тепла. Его поверхность интенсивно поглощает и копит солнечную энергию, и на глубине выше Два м температура держится на уровне +10OС. При этом чем поглубже заложен контур, тем выше и стабильнее температура источника тепла.

Отдавая тепло воде, теплоноситель коллектора циркулирует до того времени, пока вода в аккуме не нагреется до данной температуры, и датчики не подадут сигнал на отключение насоса. Если солнечной энергии недостаточно, вода догревается при помощи электронного ТЭНа либо обыденного отопительного котла. Работая по принципу ниппеля, насос врубается всякий раз, когда температура в коллекторе превосходит температуру в термическом накопителе. Это позволяет даже в прохладное время года создавать нагрев теплоносителя до значимых температур.

Не считая использования термического потенциала Солнца имеются способности использовать солнечное излучение для получения электроэнергии.

Теги: