Kas ir alternatīvie enerģijas avoti un kā tos var izmantot personīgiem mērķiem

Tagi:Apgaismojums

Mūsdienu strauji attīstošajā pasaulē cīņa par enerģijas resursiem starp attīstītajām valstīm ir daudzu valstu ārpolitikas prioritāte, tāpēc būt enerģētiski neatkarīgam nozīmē būt brīvam ekonomiski un politiski. Turklāt gandrīz vispirms tehniski attīstīto valstu vidū ir jautājums par mūsu planētas vides drošību, par ko liecina 2015. gada Parīzes klimata nolīgums un vairāki citi starptautiski dokumenti. Šo lēmumu kontekstā, kā arī saistībā ar tradicionālo enerģijas avotu (gāzes, naftas, ogļu u.c.) rezervju samazināšanu daudzas valstis sāk aktīvi attīstīt alternatīvus, atjaunojamus enerģijas avotus. Kas ir alternatīvie enerģijas avoti, to veidi un lietošanas metodes, vai to ir iespējams izdarīt pats - tas ir šodienas pārskata temats.

Alternatīvie enerģijas avoti ir droši mūsu planētas ekoloģijai

Raksta saturs

1 Alternatīvie enerģijas avoti - kas tas ir
2 Alternatīvo enerģijas avotu veidi
3 Alternatīvi enerģijas avoti privātmājai
4 Vai alternatīviem enerģijas avotiem ir nākotne?
5 Dari pats sev alternatīvo enerģiju mājām
6 Video: alternatīva enerģija privātmājai

Alternatīvie enerģijas avoti - kas tas ir

Īsāk sakot, alternatīvie enerģijas avoti ir atjaunojami, ekoloģiski resursi, kuru pārveidošana rada elektrisko un siltumenerģiju, ko cilvēki izmanto savām vajadzībām. Netradicionāli elektrības avoti ir saule un ūdens, vējš un ģeotermālie ūdeņi, siltums - zeme un saule.

Alternatīvo enerģijas avotu veidi

Zaļās enerģijas attīstība ir saistīta ar tādu tehnoloģiju attīstību, kas ļāva izmantot atjaunojamos enerģijas avotus ar lielāku efektivitāti, par kuriem būtu jārunā atsevišķi.

Saules enerģija

Saule ir neizsīkstošs enerģijas avots, kas var nodrošināt siltumu un elektrību visiem mūsu planētas iedzīvotājiem, tomēr, lai pārvērstu šo enerģiju, ir nepieciešamas īpašas tehniskas ierīces.

Autonomās saules stacijas shēma

Elektriskā enerģija.

Lai iegūtu elektrību, nepieciešama spēkstacija, kuras galvenais elements ir saules baterija (panelis). Šādas ierīces (paneļa) darbības princips ir balstīts uz saules starojuma pārveidošanu elektriskajā enerģijā, kas rodas, gaismai trāpot uz fotoelementiem, no kuriem tā sastāv. Elektriskā strāva rodas, radot potenciālo starpību fotoelementa iekšienē, un to izraisa fiziski procesi, kas saistīti ar silīciju saturošu materiālu "p-n" vadītspēju. Saules baterijas princips ir parādīts nākamajā attēlā.

Saules radiācijas izraisītā daudzvirzienu elektronu un caurumu kustība rada potenciālu atšķirību uz fotoelementa virsmas

Saules starojuma izraisītā daudzvirzienu elektronu un caurumu kustība rada potenciālu atšķirību uz fotoelementa virsmas

Šādas spēkstacijas darbībai, izņemot saules panelis, ir nepieciešamas vairākas tehniskās ierīces:

kontrolieris - nodrošina elektrostacijas darbību automātiskā režīmā, nodrošinot akumulatoru uzlādi;
akumulatora akumulators - ir saules paneļa radītās enerģijas uzglabāšanas ierīce;
invertors - pārveido līdzstrāvas spriegumu maiņstrāvas spriegumā, ko izmanto sadzīves tehnikas savienošanai;
savienojošie vadi, kā arī aizsardzības un automatizācijas ierīces.

Siltumenerģija.

Lai iegūtu siltumenerģiju, ko var izmantot apkurei un karstā ūdens apgādei, nepieciešamas tehniskas ierīces, ko sauc par saules kolektoriem.

Shēma saules kolektora pievienošanai dzīvojamās ēkas apkures un karstā ūdens apgādes sistēmai

Šādas vienības ir divu veidu: plakanas un vakuuma. Tie atšķiras pēc dizaina, bet principā ir līdzīgi viens otram. Šādu ierīču funkcija ir absorbēt saules enerģiju un pārvērst to siltuma enerģijā, kas, savukārt, tiek pārnesta uz siltuma nesēju apkures lokā vai ūdeni, kas patērētājiem piegādā karstu ūdeni. Šīs sistēmas darbībai jums būs nepieciešams arī cirkulācijas sūknis un uzglabāšanas tvertne (katls), noslēgšanas un vadības vārsti, kā arī automatizācijas un vadības sistēmas.

Vēja enerģija

Vējš var kalpot arī kā elektriskās enerģijas iegūšanas avots, un, tā kā tas pūš gandrīz vienmēr un visur, kas ir saistīts ar mūsu planētas "elpu", tad tā rezerves ir neizsmeļamas.

Shēma vēja ģeneratora pievienošanai lauku mājas elektroapgādes sistēmai

Grūtības iegūt elektrisko enerģiju no vēja kinētiskās enerģijas slēpjas tā nepastāvībā, daudzvirzienu virzībā un gaisa plūsmas stipruma dažādos lielumos. Lai iegūtu elektrību, izmantojot vēja enerģiju, nepieciešams vēja ģenerators (vēja elektrostacija).

Karmineri ir dažāda veida:

ar vertikālu rotācijas asi - rotējošs, asmens un ortogonāls;
ar horizontālu rotācijas asi - lāpstiņa, turbīna un cilindrs.

Dažādi modeļi atšķiras no asmeņu (maza ātruma un liela ātruma) un bungu rotācijas ātruma, uzstādīšanas augstuma un tehniskajām īpašībām. Vēja turbīnas darbībai barošanas sistēmā ir nepieciešams aprīkojuma komplekts, līdzīgs tam, ko izmanto ar saules paneļiem (kontrolieris, invertors).

Saistītais raksts:

Kā ar savām rokām izgatavot 220 V vēja ģeneratoru. Publikācijā mēs apsvērsim vēja turbīnu darbības principu un veidus, ierīces montāžas iezīmes no veļas mazgājamās mašīnas un automašīnas ģeneratora, noderīgus padomus un speciālistu ieteikumus.

Ūdens enerģija

Uz Zemes planētas ūdens aizņem lielāko daļu tās virsmas - tās ir jūras un okeāni, ezeri un upes, mākslīgie rezervuāri un citi rezervuāri.

Dambja tipa hidroelektrostacijas shematisks attēlojums

Cilvēks iemācījās izmantot ūdens enerģiju jau sen, un sākotnēji tā bija mehāniska, kas iegūta ūdens vides kustības rezultātā.Tās straumes pagrieza dzirnavu vai citas mehāniskas ierīces dzirnakmeņus, un cilvēks kontrolēja tikai to griešanās ātrumu. Nākotnē cilvēki sāka izmantot šāda veida enerģiju elektriskās enerģijas ražošanai gan upēs ar strauju plūsmu, gan jūrās - bēguma un plūsmas dēļ, "funkcionējot" ar pastāvīgu precizitāti. Elektriskās enerģijas ražošanai tiek izmantotas īpašas turbīnas, kas ievietotas ūdens vidē, kuras vārpsta ir savienota ar ģeneratoru, kas ģenerē elektrisko strāvu. Ūdens straumes, kas vērstas uz turbīnas lāpstiņām, to pagriež, un šī kustība tiek pārnesta uz ģeneratoru, kā rezultātā rodas elektriskā strāva.

Plūdmaiņu spēkstacijas darbības shēma

Plūdmaiņu stacijās darbs tiek veikts līdzīgā veidā, ar vienīgo atšķirību, ka ūdens plūsmas pārvietojas dažādos virzienos, ko izraisa periodu "bēgums" cikliskums.

Zemes enerģija

Mūsu planētas enerģiju cilvēks izmanto arī savām vajadzībām, ar tās palīdzību jūs varat sildīt māju vai iesildīt ūdeni, kā arī ražot elektrisko enerģiju.

Geotermāla enerģija.

Dažos mūsu planētas reģionos iekšējais siltums vienkārši izplūst, kas izpaužas kā seismiskā aktivitāte, vulkāna izvirdumi un geizeru klātbūtne. Šādās vietās apkures un karstā ūdens piegādes jautājumi tiek atrisināti pavisam vienkārši un tiem nav nepieciešams īpašs apraksts, un ne visi zina par šāda veida elektroenerģijas ražošanu.

Ģeotermiskās stacijas iespējas

Lai iegūtu elektroenerģiju, tiek būvēta ģeotermālā elektrostacija, kurā kā enerģijas avotu izmanto tvaika turbīnu, ko vada tvaiks, kas iegūta vai pārveidota no zemes siltuma enerģijas.

Tvaika pārveidošanas veidi un metodes var būt dažādi, kas ir saistīts ar ģeotermālo ūdeņu dziļumu un to ķīmiskajām īpašībām, kā arī termiskajiem rādītājiem.

Siltumsūknis.

Siltumsūknis ir tehniska ierīce, kas ļauj izmantot siltumu no dažādiem dabīgiem avotiem apkurei un karstā ūdens apgādei.

Ir vairāki šādu vienību veidi, kas atšķiras no primārā enerģijas avota un tā nodošanas patērētājam metodes: "gaiss-ūdens" un "gaiss-gaiss", "ūdens-ūdens" un "ūdens-gaiss", kā arī "grunts-ūdens".

Siltumsūknis "ūdens-ūdens"

Attēlā parādītais ūdens-ūdens siltumsūkņa darbs ir šāds:

iekšā labi, kas atrodas blakus lauku mājai, tiek ievietota ārēja ķēde, kurā cirkulē dzesēšanas šķidrums;
ēka ir novietota Siltumsūknisar kuru ir savienota ārējā ķēde;
izejot caur sūkni, ārējās ķēdes dzesēšanas šķidrums atdod savu siltumu dzesēšanas šķidrumam, kas cirkulē siltumsūkņa iekšējā kontūrā, savukārt dzesēšanas šķidrums iztvaiko;
ēkas iekšējā ķēde ir savienota arī ar siltumsūkni, un caur to cirkulē arī siltumnesējs;
Aukstumaģents, kas cirkulē caur siltumsūkni, nonāk iztvaicētājā, kur tas iztvaiko, savukārt šajā brīdī izdalītā siltumenerģija tiek pārnesta uz ēkas apkures loku vai karsto ūdeni.

Gaisa-ūdens siltumsūkņa darbības shēma

Saistītais raksts:

Siltumsūknis mājas apkurei ļauj akumulatorus sildīt videi draudzīgā, drošā un bezmaksas veidā. Tās darbības princips un ierīce, izvēles kritēriji, pārskats par ražotājiem un modeļiem - lasiet publikācijā.

Biodegviela

Malka ir viss pazīstamais biodegvielas veids, taču, tā kā meži nav pieejami visos reģionos, un tie ir jāizmanto ļoti uzmanīgi, tos nevajadzētu uzskatīt tīrā veidā par alternatīvu un viegli atjaunojamu degvielu.

Alternatīvie un atjaunojamie enerģijas avoti ietver šādus biodegvielu veidus:

ciets - degvielas briketes un granulas (granulas), kas izgatavotas no zāģu skaidām un kokapstrādes atkritumiem, kūdras;
šķidrums - bioetanols un biobutanols, biometanols un biodīzeļdegviela;
gāzveida - biogāze un biogļūdeņradis.

Degvielas briketes un granulas tiek izgatavotas uz īpašām iekārtām, un to sadedzināšanai tiek izmantotas cietā kurināmā katliaprīkots ar īpašām restēm, kas nodrošina to sadedzināšanu.

Degvielas granulas - granulas, kas izgatavotas no dažādu koksnes sugu atkritumiem

Šķidro degvielu iegūst īpašos uzņēmumos, apstrādājot sākotnējās augu izejvielas. Biogāze tiek ražota arī, pārstrādājot organiskos atkritumus, un to var izmantot elektroenerģijas un siltuma ražošanai. Tam tiek sadedzināta iegūtā gāze, un iegūtais siltums tiek patērēts siltuma piegādei un karstā ūdens apgādei, kā arī tvaika ģenerēšanai, kas nodrošina īpašas turbīnas darbību, kas ģenerē elektrisko strāvu.

Alternatīvi enerģijas avoti privātmājai

Gandrīz visus iepriekš minētos alternatīvās enerģijas avotus var izmantot privātmājai vai citai struktūrai, vienīgais izņēmums var būt šķidras biodegvielas ražošana, kas ir saistīta ar tā ražošanai nepieciešamo augsto iekārtu izmaksām. Personīgam patēriņam izmantojamo alternatīvo enerģijas avotu iekārtas var izskatīties citādi, tālāk sniegti piemēri jau īstenotajiem atjaunojamās enerģijas iekārtu projektiem:

Saules enerģija.

Saules elektrostacijas ražo mūsu valstī un daudzās tehniski attīstītās pasaules valstīs. Dažādi modeļi atšķiras pēc tehniskajiem parametriem, kalpošanas laika un izmaksām, un tāpēc vienmēr ir iespējams izvēlēties staciju atbilstoši vajadzībām un finansiālajām iespējām. Šeit ir daži no variantiem, kas ir veiksmīgi ieviesti vietējā tirgū.

Attālos reģionos saules elektrostacija var kļūt par galveno elektroenerģijas avotu

Atsauksmes par saules elektrostacijas "Аbi-solar" modeli ar jaudu 7,5 kW:
Sīkāka informācija par Otzovik: http://otzovik.com/review_4483104.html

Saules paneļus un kolektorus var novietot blakus, tādējādi nodrošinot sevi ar siltumu un elektrību

Saules kolektorus mūsu valstī izmanto arī māju apkurei un karstā ūdens apgādei, taču šī tendence visvairāk attīstās dienvidu reģionos, kur klimats ļauj šādas instalācijas izmantot gandrīz visu gadu.

Šeit ir daži no šiem lietojumiem.

Vakuuma saules kolektoru var viegli novietot uz jebkuras ēkas jumta

Atsauksmes par Saules sistēmu Atmosfera, kas izveidota, pamatojoties uz SVK-Nano-30 kolektoru:
Sīkāka informācija par Otzovik: http://otzovik.com/review_4503734.html

Vēja instalācijas.

Vēja ģeneratori parasto patērētāju vidū ir retāk sastopami nekā saules elektrostacijas, tāpēc to izraisa zema vēja slodze mūsu apdzīvotākajos reģionos. Neskatoties uz to, internetā varat atrast fotogrāfijas un atsauksmes par šādu instalāciju veiksmīgu izmantošanu.

Vējdzirnavas var būt labs papildinājums saules stacijai, jo darbības parametri un nepieciešamo iekārtu komplekts ir gandrīz identiski.

Vietās, kur nav centralizētas barošanas avota, vēja ģenerators un saules stacija kļūst par galveno elektroenerģijas avotu.

Atsauksmes par vēja parka izmantošanu:
Sīkāka informācija par Otzovik: http://otzovik.com/review_98896.html

Siltumsūknis.

Tikai daži cilvēki ir iepazinušies ar šāda veida aprīkojumu, taču pamazām siltumsūkņu izmaksu samazināšanās dēļ viņi lēnām iekaro alternatīvo enerģijas avotu tirgu. Šeit ir daži no veiksmīgi pabeigtajiem projektiem.

Siltumsūknis neaizņem daudz vietas, bet spēj pilnībā nodrošināt siltumu lauku mājai

Gaisa-gaisa siltumsūknis izskatās kā gaisa kondicionieris

Biogāzes ražošana.

Biogāzes ražošanu var veikt ar lauku māju, taču tajā pašā laikā jums vajadzētu atcerēties par temperatūras režīma ievērošanu tā ražošanas laikā un nepatīkamo smaku, kas rodas biomasas fermentācijas laikā. Šādas iekārtas var atļauties lauksaimniecībā iesaistīto dienvidu reģionu iedzīvotāji, jo tieši kultūraugu atkritumi kalpo kā izejviela šāda veida alternatīvās degvielas ražošanai.

Vistas kūtsmēslu biogāzes rūpnīca atrodas blakus mājputnu novietnei

Biogāzes iekārta privātmājai, kas strādā ar graudaugu atkritumiem

Vai alternatīviem enerģijas avotiem ir nākotne?

Tas, vai alternatīviem enerģijas avotiem ir nākotne, ir jautājums, kas interesē daudzus enerģētikas inženierus, ekologus un vienkārši aktīvus mūsu valsts pilsoņus, un atbilde ir viennozīmīga - JĀ, ir nākotne. Mūsu valstī 2009. gadā tika pieņemta un veiksmīgi tiek īstenota alternatīvās enerģijas attīstības programma Krievijā, kas formulēta kā "Valsts politikas galvenie virzieni elektroenerģijas nozares energoefektivitātes uzlabošanas jomā, pamatojoties uz atjaunojamo enerģijas avotu izmantošanu laika posmā līdz 2020. gadam". Turklāt valsts sniedz palīdzību uzņēmumiem Starptautiskās finanšu korporācijas (IFC) programmas atjaunojamo enerģijas avotu attīstībai īstenošanā. Likumdošanas līmenī tiek veidotas ekonomiskās sviras, lai veicinātu "zaļās" enerģijas izplatīšanos, kas izteikta kā preferenciālo tarifu un finansiālas palīdzības noteikšana būvniecībai, nodokļu atvieglojumi un kompensācija par daļu no būvniecības kredīta izmaksām.

Alternatīvās enerģijas tirgus attīstība Krievijā pēc uzstādītās jaudas (iekšējais aplis - 2009 / ārējais aplis - 2020)

Viens šādas palīdzības piemērs ir tā sauktā “zaļā tarifa” ieviešana elektroenerģijai. Tās būtība slēpjas faktā, ka šī tarifa vērtības ir augstākas nekā elektroapgādes organizācijām, tādējādi valsts stimulē alternatīvās enerģijas attīstību konkrētā teritorijā. Tarifs ļauj individuāliem lietotājiem un uzņēmumiem ar alternatīvām elektrostacijām daļēji kompensēt to iegādes un uzstādīšanas izmaksas, pārdodot saražotās elektroenerģijas pārpalikumu ārējam tīklam par augstākām cenām. Pašlaik Krievijas valdība ir apstiprinājusi šādas ieviešanas noteikumus un sagatavojusi rezolūciju projektus, kuros definēti “zaļā tarifa” nodrošināšanas nosacījumi. Likumu, saskaņā ar kuru šādas darbības tiks veiktas, izstrādā Enerģētikas ministrija, Ekonomikas attīstības ministrija un Federālais pretmonopola dienests, un tas jāiesniedz izskatīšanai Valsts domē 2018. gadā.

Atjaunojamo enerģijas avotu izmantošanas struktūra Krievijā un pasaulē

Dari pats sev alternatīvo enerģiju mājām

Ja jums ir brīvs laiks, vēlme un arī iespēja strādāt ar rokas instrumentu, varat izveidot instalācijas, ar kurām izmantot alternatīvus avotus savām vajadzībām gan elektriskās, gan siltumenerģijas veidā.

Tas attiecas uz visiem iepriekš minētajiem alternatīvās enerģijas veidiem:

saules ģenerācija - jūs varat patstāvīgi izgatavot saules paneļus, vienlaikus izmantojot rūpnīcā izgatavotas fotoelementus, salikt kontrolieri un invertoru, kā arī izgatavot saules kolektoru;
vēja turbīnas - elektroniskās ierīces (kontrolieris, invertors) tiek montētas tāpat kā saules elektrostacijām, no rūpnīcā ražotām rezerves daļām, un vēja ģeneratoru diezgan viegli izgatavo no lūžņu materiāliem un automašīnu rezerves daļām;
mikro-hidroelektrostacija - to var izgatavot arī no automašīnām, motociklu detaļām un esošajiem materiāliem, veiksmīgas būvniecības vienīgais nosacījums būs rezervuāra klātbūtne, kur jānovieto turbīna;
biogāzes stacija - jebkurš ciema iedzīvotājs spēj savākt, apstākļi tam būs - nepieciešamā biomasas daudzuma klātbūtne un apkārtējā temperatūra, ļaujot notikt tā fermentācijas procesam.