Gör-det-själv-alternativ energi för ditt hem: en översyn av de bästa miljöteknologierna

Fossilbränslen är inte obegränsad och energipriserna växer ständigt. Håller med om det skulle vara trevligt att använda alternativa energikällor istället för traditionella, så att man inte är beroende av gas- och elleverantörer i din region. Men du vet inte var du ska börja?

Vi hjälper dig att hantera de viktigaste källorna till förnybar energi - i det här materialet undersökte vi de bästa miljöteknologierna. Alternativ energi kan ersätta konventionella kraftkällor: med dina egna händer kan du ordna en mycket effektiv installation för dess produktion.

I vår artikel beaktas enkla metoder för montering av en värmepump, en vindgenerator och solpaneler, fotoillustrationer av enskilda steg i processen väljs. För tydlighetens skull är materialet utrustat med videor om produktion av miljövänliga installationer.

Populära förnybara energikällor

"Green Technologies" kommer att minska hushållens kostnader avsevärt genom användning av praktiskt taget fria källor.

Sedan antiken använde människor mekanismer och apparater i vardagen, vars syfte var att förvandla naturens krafter till mekanisk energi. Ett levande exempel på detta är vattenkvarnar och väderkvarnar.

Med tillkomsten av elektricitet möjliggjorde närvaron av en generator mekanisk energi att omvandlas till elektrisk energi.

En vattenkvarn är föregångaren till maskinpumpen, som inte kräver närvaro av en person för att utföra arbete. Hjulet snurrar spontant under vattentrycket och drar vatten oberoende

Idag genereras en betydande mängd energi exakt av vindkomplex och vattenkraftverk.Förutom vind och vatten kan människor få tillgång till källor som biobränslen, jordens tarmar, solljus, gejsers och vulkaners energi, tidvattenens styrka.

I vardagen används följande enheter i stor utsträckning för förnybar energi:

• Solpaneler.
• Värmepumpar.
• Vindgeneratorer för hemmet.

Den höga kostnaden för både själva enheterna och installationsarbetet stoppar många människor på väg att få till synes fri energi.

Återbetalningen kan nå 15-20 år, men detta är inte en anledning att beröva dig ekonomiska utsikter. Alla dessa enheter kan tillverkas och installeras oberoende av varandra.

När du väljer en alternativ energikälla måste du fokusera på dess tillgänglighet, då uppnås maximal effekt med ett minimum av investeringar

Handgjorda solpaneler

En färdig solpanel kostar mycket pengar, så inte alla har råd att köpa och installera den. Med den oberoende tillverkningen av panelen kan kostnaderna minskas med 3-4 gånger.

Innan du börjar designa en solpanel måste du ta reda på hur allt fungerar.

Principen för drift av solenergisystemet

Att förstå syftet med vart och ett av elementen i systemet kommer att göra det möjligt för oss att presentera dess arbete som en helhet.

Huvudkomponenterna i alla solenergisystem:

• Solpanel. Detta är ett komplex av element anslutna till en enda enhet som omvandlar solljus till en elektronström.
• Batterier. en batteri batterierunder en lång tid räcker det inte, så systemet kan räkna upp till ett dussin av sådana enheter. Antalet batterier bestäms av strömförbrukningen. Antalet batterier kan ökas i framtiden genom att lägga till det nödvändiga antalet solpaneler i systemet;
• Soluppladdningsregulator. Denna enhet är nödvändig för att säkerställa normal laddning av batteriet. Det huvudsakliga syftet är att förhindra att batteriet laddas.
• inverterare. Enheten som krävs för att konvertera ström. Batterier producerar lågspänningsström, och växelriktaren omvandlar den till den ström som krävs för högspännings funktionell utgångseffekt. För huset räcker en växelriktare med en effekt på 3-5 kW.

Huvudfunktionen hos solpaneler är att de inte kan generera högspänningsström. Ett separat element i systemet kan generera en strömspänning på 0,5-0,55 V. Ett solbatteri kan generera en strömspänning på 18-21 V, vilket är tillräckligt för att ladda ett 12-volt batteri.

Om växelriktaren, uppladdningsbara batterier och laddningsstyrenhet bäst köps färdiga, är det fullt möjligt att göra solbatterier själv.

En högkvalitativ styrenhet och korrekt anslutning hjälper till att upprätthålla batteriets prestanda och autonomi för hela solstationen så länge som möjligt

Att göra solpaneler

För tillverkning av batterier är det nödvändigt att köpa solceller på enstaka eller polykristaller.Det bör noteras att livslängden för polykristaller är mycket kortare än för enstaka kristaller.

Dessutom överstiger effektiviteten för polykristaller inte 12%, medan denna indikator för enstaka kristaller når 25%. För att skapa en solpanel måste du köpa minst 36 av dessa element.

Solbatteriet monteras från moduler. Varje bostadsmodul innehåller 30, 36 eller 72 st. element anslutna i serie med en kraftkälla med en maximal spänning på cirka 50 V

Steg # 1 - Montering av solpanelens hölje

Arbetet börjar med tillverkningen av huset, för detta krävs följande material:

• Träblock
• plywood
• plexiglas
• träfiberskivor

Det är nödvändigt att skära ned kåpan från plywood och sätta in den i ramen på 25 mm tjocka stänger. Storleken på botten bestäms av antalet solceller och deras storlek.

Längs hela ramens omkrets i stängerna med ett steg på 0,15-0,2 m är det nödvändigt att borra hål med en diameter på 8-10 mm. De krävs för att förhindra överhettning av battericellerna under drift.

Korrekt gjorda öppningar i steg om 0,15-0,20 m kommer att skydda solpanelens element från överhettning och säkerställa stabil drift av systemet

Steg # 2 - anslutning av elementen i solpanelen

Beroende på fallets storlek är det nödvändigt att använda en kontoristkniv för att skära ut underlaget för solceller från fiberplatta. Med sin anordning är det också nödvändigt att tillhandahålla närvaro av ventilationshål som är anordnade var 5 cm på ett kvadratisk kapselt sätt. Det färdiga höljet måste målas och torkas två gånger.

Solceller ska läggas upp och ned på ett fiberplattunderlag och lödas. Om de färdiga produkterna inte längre var utrustade med lödade ledare, förenklas arbetet kraftigt. Emellertid har avlödningsprocessen ännu inte avslutats.

Det måste komma ihåg att kopplingen mellan element måste vara konsekvent. Ursprungligen bör elementen anslutas i rader, och först då ska de färdiga raderna kombineras till ett komplex genom att ansluta till levande samlingsskenor.

Efter avslutad måste elementen vändas, läggas som de ska och fixeras på plats med silikon.

Var och en av elementen måste säkert fixeras på underlaget med hjälp av tejp eller silikon, i framtiden kommer detta att undvika oönskade skador

Sedan måste du kontrollera värdet på utspänningen. Grovt bör det vara inom 18-20 V. Nu ska batteriet vara igång i flera dagar, kontrollera batteriets laddningsförmåga. Först efter prestationsövervakning är fogarna tätade.

Steg 3 - montering av strömförsörjningssystemet

Efter att ha övertygat om oklanderlig funktionalitet är det möjligt att utföra montering av strömförsörjningssystemet. Ingångs- och utgångskontaktledningar måste tas ut för efterföljande anslutning av enheten.

Skyddet ska klippas ur plexiglas och fixeras med skruvar på kroppens sidor genom förborrade hål.

I stället för solceller kan en diodkrets med D223B-dioder användas för att skapa ett batteri. En panel med 36 seriekopplade dioder kan leverera en spänning på 12 V.

Dioder måste först blötläggas i aceton för att ta bort färg. Borra hål i en plastpanel, sätt in dioder och led dem ut. Den färdiga panelen måste placeras i ett transparent hölje och förseglas.

Korrekt orienterade och installerade solpaneler ger maximal effektivitet när det gäller att få solenergi, samt enkel och underhåll av systemet

Grundläggande regler för installation av en solpanel

Effektiviteten i hela systemet beror på rätt installation av solbatteriet.

När du installerar måste du beakta följande viktiga parametrar:

1. Skuggning. Om batteriet är i skuggan av träd eller högre strukturer, fungerar det inte bara normalt, utan kan också misslyckas.
2. Orientering. För maximalt solljus på fotocellerna måste batteriet riktas mot solen. Om du bor på den norra halvklotet, bör panelen vara riktad mot söder, om den är på den södra, vice versa.
3. Sluttningen. Denna parameter bestäms av geografisk plats. Experter rekommenderar att panelen installeras i en vinkel lika med den geografiska breddgraden.
4. Tillgänglighet. Det är nödvändigt att ständigt övervaka renheten på framsidan och i tid att ta bort ett lager av damm och smuts. Och på vintern måste panelen regelbundet rengöras för stickande snö.

Det är önskvärt att lutningsvinkeln under drift av solpanelen inte är konstant. Enheten fungerar maximalt endast om direkt solljus riktas direkt på locket.

På sommaren är det bättre att placera den i en sluttning på 30 º till horisonten. På vintern rekommenderas att höja och installera vid 70º.

Ett antal industriella alternativ för solpaneler inkluderar spårningsanordningar för solens rörelse. För hushållsbruk kan du tänka över och tillhandahålla stativ som gör att du kan ändra panelens vinkel

Värmepumpar för uppvärmning

Värmepumpar är en av de mest avancerade tekniska lösningarna att få alternativ energi för ditt hem. De är inte bara de mest bekväma, utan också miljövänliga.

Deras drift kommer att avsevärt minska kostnaderna för att betala för kylning och uppvärmning av lokalerna.

Värmepumpsklassificering

Jag klassificerar värmepumpar efter antal kretsar, energikällan och produktionsmetoden.

Beroende på de slutliga behoven kan värmepumpar vara:

• En, två eller tre kretsar;
• Enkel eller dubbel kondensator;
• Med möjlighet till uppvärmning eller med möjlighet att värma och kyla.

Beroende på typen av energikälla och metoden för dess produktion skiljs följande värmepumpar:

• Jord är vatten. De används i en tempererad klimatzon med jämn uppvärmning av jorden, oavsett årstid. För installation, använd en uppsamlare eller sond beroende på jordtyp. För borrning av grunda brunnar krävs inte tillstånd.
• Luft - vatten. Värme ackumuleras från luften och skickas för att värma vattnet. Installation kommer att vara lämplig i klimatzoner med en vintertemperatur på minst -15 grader.
• Vatten - vatten. Installation beror på närvaron av vattendrag (sjöar, floder, grundvatten, brunnar, sedimentationstankar). Effektiviteten hos en sådan värmepump är mycket imponerande på grund av källans höga temperatur under den kalla säsongen.
• Vatten är luft. I detta bunt fungerar samma vattenkroppar som en värmekälla, men samtidigt överförs värmen direkt genom kompressorn direkt till luften som används för att värma rummen. I detta fall fungerar inte vatten som kylvätska.
• Jord är luft. I detta system är värmeledaren jord. Värme från marken genom kompressorn överförs till luften.Icke-frysande vätskor används som energibärare. Detta system anses vara det mest universella.
• Luft - luft. Funktionen för detta system liknar driften av en luftkonditionering som kan värma och kyla ett rum. Detta system är det billigaste eftersom det inte kräver grävning och rörledningar.

När du väljer typ av värmekälla måste du fokusera på platsens geologi och möjligheten till obehindrad utgrävning, liksom tillgången på ledigt utrymme.

Med brist på fritt utrymme måste du överge värmekällor som land och vatten och ta värme från luften.

Systemets effektivitet och kostnaderna för dess arrangemang beror till stor del på det rätta valet av typen av värmepump

Principen för drift av värmepumpen

Principen för drift av värmepumpar är baserad på användningen av Carnot-cykeln, som till följd av skarp kompression av kylvätskan ger en temperaturökning.

Med samma princip, men med motsatt effekt, fungerar de flesta klimatkontrollanordningar med kompressorenheter (kyl, frys, luftkonditionering).

Den huvudsakliga arbetscykeln, som implementeras i kamrarna på dessa enheter, tyder på motsatt effekt - som ett resultat av en kraftig expansion, kylmediet drar sig ihop.

Det är därför en av de mest prisvärda metoderna för tillverkning av en värmepump bygger på användningen av separata funktionella enheter som används i klimatutrustning.

Så för tillverkning av en värmepump kan ett inhemskt kylskåp användas. Förångaren och kondensorn kommer att spela rollen som värmeväxlare som tar värme från mediet och leder det direkt till värme kylvätska som cirkulerar i värmesystemet.

Lågklassig värme från jord, luft eller vatten tillsammans med kylvätskan kommer in i förångaren, där den förvandlas till gas, och komprimeras sedan ytterligare av kompressorn, vilket resulterar i att temperaturen blir ännu högre

Montering av en värmepump från improviserade material

Med hjälp av gamla hushållsapparater, eller snarare, dess enskilda komponenter, kan du självständigt montera en värmepump. Hur detta kan göras kommer vi att överväga ytterligare.

Steg 1 - förbereda kompressorn och kondensorn

Arbetet börjar med att förbereda pumpens kompressordel, vars funktioner kommer att tilldelas motsvarande enhet i luftkonditioneringsapparaten eller kylskåpet. Denna enhet måste fixeras med en mjuk upphängning på en av väggarna i arbetsrummet, där den kommer att vara bekväm.

Efter det är det nödvändigt att skapa en kondensator. En 100 liters rostfritt stålbehållare är idealisk för detta. Det är nödvändigt att montera en spole i den (du kan ta ett färdig kopparrör från en gammal luftkonditionering eller kylskåp).

Med hjälp av en kvarn måste den förberedda tanken skäras i längdriktningen i två lika delar - detta är nödvändigt för att installera och fixera spolen i karosseriet i den framtida kondensatorn.

Efter installation av spolen i en av halvorna måste båda delar av tanken anslutas och svetsas samman så att en stängd tank erhålls.

En 100 l rostfritt stålbehållare användes för tillverkning av kondensatorn, med hjälp av en kvarn skars den i hälften, en spole monterades och den bakre svetsningen utfördes

Observera att när du svetsar måste du använda speciella elektroder, och ännu bättre att använda argonsvetsning, bara det kan ge sömmen maximal kvalitet.

Steg 2 - att göra förångaren

För att göra förångaren behöver du en förseglad plastbehållare med en volym på 75-80 liter, där du måste placera en spole från ett rör med en diameter på ¾ tum.

För tillverkning av en spole räcker det att linda ett kopparrör runt ett stålrör med en diameter av 300-400 mm, följt av fixering av svängarna med ett perforerat hörn

Trådar måste gängas i rörets ändar för att säkerställa efterföljande anslutning till rörledningen. När montering är klar och tätningen har kontrollerats bör förångaren fästas på arbetsrumets vägg med lämplig konsolstorlek.

Slutförandet av montering lämnas bäst till en specialist. Om en del av aggregatet kan utföras oberoende, bör en professionell arbeta med lödning av kopparrör och insprutning av köldmedium. Monteringen av pumpens huvuddel avslutas med anslutning av värmebatterier och en värmeväxlare.

Det bör noteras att detta system har låg effekt. Därför blir det bättre om värmepumpen blir en ytterligare del av det befintliga värmesystemet.

Steg 3 - arrangera och ansluta en extern enhet

Som värmekälla är vatten från en brunn eller brunn bäst lämpad. Det fryser aldrig och även på vintern sjunker temperaturen sällan under +12 grader. Två sådana brunnar kommer att krävas.

Vatten kommer att dras från en brunn med efterföljande tillförsel till förångaren.

Grundvattenenergi kan användas året runt. Temperaturen påverkas inte av väderförhållanden och årstider.

Därefter släpps avloppsvattnet ut i den andra brunnen. Det återstår att ansluta allt detta till inloppet till förångaren, till utloppet och tätningen.

I princip är systemet klart för drift, men för dess fulla autonomi krävs ett automatiseringssystem som övervakar temperaturen på det rörliga kylmediet i värmekretsarna och trycket på freon.

Till att börja med kan du göra med en vanlig starter, men det bör noteras att starta systemet efter att kompressorn stängts av kan göras efter 8-10 minuter - den här tiden är nödvändig för att utjämna trycket från freon i systemet.

Enhet och användning av vindgeneratorer

Vindkraften användes också av våra förfäder. Sedan dessa dagar har i princip inget förändrats.

Den enda skillnaden är att kvarnen i kvarnen ersätts av en generator och en drivenhet, vilket ger omvandlingen av bladets mekaniska energi till elektrisk energi.

Installation av en vindgenerator anses ekonomiskt hållbar om den genomsnittliga årliga vindhastigheten överstiger 6 m / s.

Installationen görs bäst på kullar och slätter, idealiska platser är kusterna av floder och stora reservoarer från olika verktyg.

För att omvandla luftmassans energi till elektrisk energi används vindgeneratorer, de mest produktiva i kustregioner

Vindgeneratorklassificering

Klassificeringen av vindgeneratorer beror på följande huvudparametrar:

• Beroende på axelns placering kan det finnas vertikala virvlar och horisontell. Den horisontella designen ger möjlighet att automatiskt rotera huvuddelen för att söka efter vind. Huvudutrustningen för en vertikal vindgenerator är placerad på marken, så det är lättare att underhålla medan effektiviteten hos vertikalt belägna blad är lägre.
• Beroende på antalet blad skiljer du en-, två-, tre- och multiblad vindgeneratorer. Vindgeneratorer med flera blad används vid låg luftflöde, används sällan på grund av behovet av att installera en växellåda.
• Beroende på vilket material som används för att göra bladen kan bladen vara segling och tuff. Segelblad är lätta att tillverka och installera, men kräver ofta byte, eftersom de snabbt misslyckas under påverkan av plötsliga vindstöt.
• Skillnad beroende på skruvens tonhöjd föränderlig och fasta steg. Med användning av en variabel tonhöjd kan en betydande ökning i vindkraftsintervallet för vindkraftsgeneratorn uppnås, men detta kommer att leda till en oundviklig komplikation av strukturen och en ökning av dess massa.

Kraften för alla typer av enheter som konverterar vindkraft till en elektrisk analog beror på bladen.

För drift behöver vindgeneratorer praktiskt taget inte klassiska energikällor. Att använda en anläggning med en kapacitet på cirka 1 MW sparar 92 000 fat olja eller 29 000 ton kol under 20 år

Vindgeneratorn

Följande grundelement finns i alla vindkraftverk:

• bladrotera under påverkan av vind och ge rotorns rörelse;
• generatorsom producerar växelström;
• Bladkontroll, ansvarar för bildandet av växelström i likström, som krävs för att ladda batterierna;
• Laddningsbara batterierbehövs för ackumulering och utjämning av elektrisk energi;
• inverterare, utför omvänd omvandling av likström till växelström, från vilken alla hushållsapparater arbetar;
• mast, är nödvändigt för att lyfta bladen över jordytan tills de når luftmassornas rörelsehöjd.

Med denna generator rotationsblad och masten betraktas som huvuddelarna i vindgeneratorn, och allt annat är ytterligare komponenter som säkerställer pålitlig och autonom drift av systemet som helhet

Omformaren, laddningsregulatorn och batterierna måste ingå i kretsen för alla ens enklaste vindgeneratorer

Långsam hastighet vindgenerator från en generator

Det antas att denna design är den enklaste och billigaste för oberoende tillverkning. Det kan bli antingen en oberoende energikälla eller ta på sig en del av kraften i det befintliga kraftförsörjningssystemet.

Om du har en bilgenerator och ett batteri kan alla andra delar tillverkas av improviserade material.

Steg 1 - Att göra ett vindhjul

Bladen anses vara en av de viktigaste delarna av vindgeneratorn, eftersom deras konstruktion bestämmer driften av de återstående noderna. För tillverkning av blad kan användas i en mängd olika material - tyg, plast, metall och till och med trä.

Vi kommer att göra blad från ett avloppsplaströr. De viktigaste fördelarna med detta material är låg kostnad, hög fuktbeständighet, enkel bearbetning.

Arbetet utförs i följande ordning:

1. Bladets längd beräknas, medan plaströrets diameter bör vara 1/5 av de erforderliga bilderna;
2. Med hjälp av en pussel ska röret skäras i längdriktningen i fyra delar;
3. En del blir mallen för tillverkning av alla efterföljande blad;
4. Efter trimning av röret måste grenarna i kanterna behandlas med sandpapper;
5. De utskurna bladen måste fixeras på en förberedd aluminiumskiva med den medföljande fästningen.
6. Även till denna disk efter förändring måste du skruva generatorn.

Observera att PVC-röret inte har tillräcklig hållfasthet och inte kommer att kunna motstå starka vindkast. För tillverkning av blad är det bäst att använda ett PVC-rör med en tjocklek av minst 4 cm.

Långt från den sista rollen på lastens storlek är bladet. Därför kommer det inte vara fel att överväga möjligheten att minska bladets storlek genom att öka antalet.

Vindgeneratorns blad är tillverkade enligt mallen från ¼ PVC-avloppsrör med en diameter på 200 mm, skuren längs axeln i 4 delar

Efter montering, balansera vindhjulet. Detta kräver att den fixeras horisontellt på ett stativ inomhus. Korrekt montering kommer att leda till hjulets obobilitet.

Om bladets rotation sker är det nödvändigt att slipa dem med ett slipmedel för att balansera strukturen.

Steg 2 - göra en mast från en vindgenerator

För tillverkning av masten kan du använda ett stålrör med en diameter på 150-200 mm. Minsta mastlängd bör vara 7 m. Om det finns hinder för rörelse av luftmassor på platsen, måste vindgeneratorns hjul höjas till en höjd som överstiger hindret med minst 1 m.

Pinnarna för att säkra stretchmärkena och själva masten måste betong. Som förlängningar kan du använda en stål- eller galvaniserad kabel med en tjocklek av 6-8 mm.

Mastförlängningar kommer att ge vindgeneratorn ytterligare stabilitet och minska kostnaderna för installation av en massiv grund, deras kostnad är mycket lägre än andra typer av master, men ytterligare area krävs för förlängningar

Steg 3 - återmontering av bilgenerator

Ändring består endast i att spola upp statortråden såväl som i tillverkningen av en rotor med neodymmagneter. Först måste du borra de hål som krävs för att fixera magneterna i rotorns poler.

Installation av magneter utförs med alternerande stolpar. När arbetet är avslutat måste de intermagnetiska håligheterna fyllas med epoxiharts, och själva rotorn ska lindas med papper.

När du spolar upp spolen igen måste du tänka på att generatorns effektivitet beror på antalet varv. Spolen måste lindas i ett trefasmönster i en riktning.

Den färdiga generatorn måste testas, resultatet av korrekt utfört arbete kommer att vara en indikator på 30 V vid 300 rpm för generatorn.

Den konverterade generatorn är redo att utföra test på den utgående märkspänningen före den slutliga installationen av hela låghastighets vindgeneratorsystemet

Steg 4 - slutför montering av låghastighets vindgenerator

Generatorns rotationsaxel är tillverkad av ett rör med två lager monterade, och svansdelen skärs av galvaniserat järn med en tjocklek av 1,2 mm.

Innan generatorn monteras på masten är det nödvändigt att skapa en ram, profilröret är bäst för detta. Vid fästning bör det noteras att minimiavståndet från masten till bladet bör vara mer än 0,25 m.

Under påverkan av vindflödet rör sig bladen och rotorn, vilket resulterar i att växellådan roterar och elektrisk energi erhålls

För att systemet ska fungera efter vindgeneratorn måste du installera en laddningsregulator, batterier samt en växelriktare.

Batterikapaciteten bestäms av vindgeneratorns kraft.Denna indikator beror på vindhjulets storlek, antalet blad och vindhastighet.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Produktion av en solpanel med ett plasthölje, en materiallista och arbetsordning

Funktionsprincip och översikt över geotermiska pumpar

Återutrustning av autogeneratorn och tillverkning av en låghastighets vindgenerator gör det själv

En särskild egenskap hos alternativa energikällor är deras miljövänlighet och säkerhet.

Installationernas ganska låga effekt och anslutningen till vissa terrängförhållanden gör det möjligt att effektivt använda endast kombinerade system av traditionella och alternativa källor.

Använder ditt hem alternativ energi som värmekällor och el? Har du byggt en vindgenerator själv eller gjort solpaneler? Vänligen dela din erfarenhet i kommentarerna till vår artikel.