Wat zijn alternatieve energiebronnen en hoe kunnen ze voor persoonlijke doeleinden worden gebruikt

Trefwoorden:Verlichting

In de moderne zich snel ontwikkelende wereld is de strijd om energiebronnen tussen ontwikkelde landen een prioriteit van het buitenlands beleid van veel staten, daarom betekent energetisch onafhankelijk zijn economisch en politiek vrij zijn. Bovendien is er, bijna in de eerste plaats onder technisch ontwikkelde landen, de kwestie van de milieuveiligheid van onze planeet, zoals blijkt uit het Klimaatakkoord van Parijs van 2015 en een aantal andere internationale documenten. In de context van deze besluiten, evenals in verband met de vermindering van de reserves van traditionele energiebronnen (gas, olie, steenkool, enz.), Beginnen veel staten actief alternatieve, hernieuwbare energiebronnen te ontwikkelen. Wat zijn alternatieve energiebronnen, hun soorten en gebruiksmethoden, is het mogelijk om het zelf te doen - dit is het onderwerp van de evaluatie van vandaag.

Alternatieve energiebronnen zijn veilig voor de ecologie van onze planeet

De inhoud van het artikel

1 Alternatieve energiebronnen - wat is het
2 Soorten alternatieve energiebronnen
3 Alternatieve energiebronnen voor een privéwoning
4 Is er een toekomst voor alternatieve energiebronnen
5 Doe-het-zelf alternatieve energie voor thuis
6 Video: alternatieve energie voor een privéwoning

Alternatieve energiebronnen - wat is het

Kortom, alternatieve energiebronnen zijn hernieuwbare, ecologische hulpbronnen, waarvan de transformatie elektrische en thermische energie oplevert die door mensen voor hun eigen behoeften wordt gebruikt. Onconventionele bronnen van elektriciteit zijn de zon en water, wind en geothermische wateren, warmte - de aarde en de zon.

Soorten alternatieve energiebronnen

De ontwikkeling van groene energie is te danken aan de ontwikkeling van technologieën die het mogelijk hebben gemaakt om hernieuwbare energiebronnen efficiënter te gebruiken, die afzonderlijk moeten worden besproken.

Zonne energie

De zon is een onuitputtelijke energiebron die alle bewoners van onze planeet van warmte en elektriciteit kan voorzien, maar om deze energie om te zetten, zijn speciale technische apparaten nodig.

Het schema van het autonome zonnestation

Elektrische energie.

Om elektriciteit te verkrijgen, is een energiecentrale nodig, waarvan het belangrijkste element is zonne-accu (paneel). Het werkingsprincipe van een dergelijk apparaat (paneel) is gebaseerd op de omzetting van zonnestraling in elektrische energie, die optreedt wanneer licht de fotocellen raakt waaruit het bestaat. Elektrische stroom wordt gegenereerd door het creëren van een potentiaalverschil in de fotocel en wordt veroorzaakt door fysische processen die verband houden met de "p-n" -geleiding van siliciumhoudende materialen. Het principe van de zonnebatterij wordt weergegeven in de volgende afbeelding.

De multidirectionele beweging van elektronen en gaten veroorzaakt door zonnestraling zorgt voor een potentiaalverschil op het oppervlak van de fotocel

Voor de werking van een dergelijke energiecentrale, behalve zonnepaneelzijn er een aantal technische apparaten nodig:

controller - zorgt voor de werking van de energiecentrale in automatische modus, waarbij de accu's worden opgeladen;
accumulator batterij - is een opslagapparaat voor de energie die wordt opgewekt door het zonnepaneel;
omvormer - zet gelijkspanning om in wisselspanning die wordt gebruikt om huishoudelijke apparaten aan te sluiten;
aansluitdraden, evenals beschermings- en automatiseringsapparatuur.

Thermische energie.

Om thermische energie te verkrijgen, die kan worden gebruikt voor verwarming en warmwatervoorziening, zijn technische apparaten, zonnecollectoren genaamd, nodig.

Regeling voor het aansluiten van een zonnecollector op het verwarmings- en warmwatervoorzieningssysteem van een woongebouw

Dergelijke eenheden zijn van twee soorten: plat en vacuüm. Ze verschillen qua ontwerp, maar ze lijken in principe op elkaar. De functie van dergelijke apparaten is om de energie van de zon te absorberen en om te zetten in thermische energie, die op zijn beurt wordt overgebracht naar de warmtedrager in het verwarmingscircuit of naar water dat wordt gebruikt voor warmwatervoorziening aan consumenten. Voor de werking van dit systeem heeft u ook een circulatiepomp en een opslagtank (ketel), afsluit- en regelkleppen en automatiserings- en controlesystemen nodig.

Windenergie

Wind kan ook dienen als een bron voor het verkrijgen van elektrische energie, en aangezien het bijna altijd en overal waait, wat het gevolg is van de "adem" van onze planeet, zijn zijn reserves onuitputtelijk.

Regeling voor het aansluiten van een windgenerator op het stroomvoorzieningssysteem van een landhuis

Moeilijkheden bij het verkrijgen van elektrische energie uit de kinetische energie van de wind liggen in de wispelturigheid, de multidirectionaliteit en de verschillende sterkte van de luchtstromen. Om elektriciteit te verkrijgen met windenergie, heb je een windgenerator (windkrachtcentrale) nodig.

Carminers zijn van verschillende typen:

met verticale rotatie-as - roterend, mes en orthogonaal;
met horizontale rotatieas - schoep, turbine en trommel.

Verschillende modellen verschillen in rotatiesnelheid van messen (lage snelheid en hoge snelheid) en trommels, installatiehoogte en technische kenmerken. Voor de werking van de windturbine in het stroomvoorzieningssysteem is een set apparatuur nodig, vergelijkbaar met die bij zonnepanelen (controller, omvormer).

Gerelateerd artikel:

Hoe je met je eigen handen een 220V windgenerator maakt. In de publicatie zullen we het werkingsprincipe en de soorten windturbines, kenmerken van het samenstellen van een apparaat uit een wasmachine en een autogenerator, handige tips en aanbevelingen van specialisten bespreken.

Energie van water

Op de planeet Aarde beslaat water het grootste deel van het oppervlak - dit zijn zeeën en oceanen, meren en rivieren, kunstmatige reservoirs en andere reservoirs.

Schematische weergave van een waterkrachtcentrale van het dam-type

De mens leerde lang geleden de energie van water te gebruiken, en aanvankelijk was het mechanisch, verkregen als resultaat van de beweging van de aquatische omgeving.Zijn stromen brachten de molenstenen van een molen of ander mechanisch apparaat in rotatie, en een persoon controleerde alleen de snelheid van hun rotatie. In de toekomst begonnen mensen dit soort energie te gebruiken om elektrische energie op te wekken, zowel op rivieren met een snelle stroming als in de zeeën - als gevolg van eb en vloed, "functionerend" met constante nauwkeurigheid. Om elektrische energie op te wekken, worden speciale turbines gebruikt, die in een waterig medium worden geplaatst, waarvan de as is verbonden met een generator die een elektrische stroom opwekt. Waterstromen die op de turbinebladen zijn gericht, roteren het, en deze beweging wordt overgebracht op de generator en als resultaat wordt een elektrische stroom opgewekt.

Diagram van de werking van de getijdencentrale

In getijdenstations wordt op een gelijkaardige manier gewerkt, met als enige verschil dat de waterstromen in verschillende richtingen bewegen, wat veroorzaakt wordt door de cycliciteit van de periodes "eb-vloed".

Energie van de aarde

De energie van onze planeet wordt ook door de mens gebruikt voor zijn eigen behoeften, met zijn hulp kun je een huis verwarmen of water verwarmen, maar ook elektrische energie produceren.

Geothermische energie.

In sommige regio's van onze planeet barst de interne hitte gewoon uit, wat tot uiting komt in seismische activiteit, vulkaanuitbarstingen en de aanwezigheid van geisers. Op dergelijke plaatsen worden de problemen van verwarming en warmwatervoorziening eenvoudig opgelost en is geen speciale beschrijving vereist, en niet iedereen weet hoe u op deze manier elektriciteit kunt opwekken.

Geothermische station opties

Om elektrische energie te verkrijgen, wordt een geothermische energiecentrale gebouwd, waarin een stoomturbine wordt gebruikt als energiebron, aangedreven door stoom, verkregen of omgezet uit de thermische energie van de aarde.

De soorten en methoden van stoomconversie kunnen verschillen, wat te wijten is aan de diepte van geothermische wateren en hun chemische kenmerken, evenals thermische indicatoren.

Warmtepomp.

Een warmtepomp is een technisch apparaat waarmee warmte uit verschillende natuurlijke bronnen kan worden gebruikt voor verwarming en warmwatervoorziening.

Er zijn verschillende soorten van dergelijke eenheden, die verschillen in de primaire energiebron en de wijze van overdracht naar de consument: "lucht-water" en "lucht-lucht", "water-water" en "water-lucht", evenals "grondwater".

Warmtepomp "water-naar-water"

De werking van de water-naar-water-warmtepomp in de afbeelding is als volgt:

in goed, gelegen naast een landhuis, wordt een extern circuit geplaatst waarin het koelmiddel circuleert;
het gebouw wordt geplaatst Warmtepompwaarop het externe circuit is aangesloten;
bij het passeren van de pomp geeft het koelmiddel van het externe circuit zijn warmte af aan het koelmiddel dat in het interne circuit van de warmtepomp circuleert, terwijl het koelmiddel verdampt;
de binnencontour van het gebouw is ook verbonden met de warmtepomp en de warmtedrager circuleert er ook doorheen;
Het koudemiddel, dat door de warmtepomp circuleert, komt de verdamper binnen, waar het verdampt, terwijl de warmte-energie die op dat moment vrijkomt, wordt overgedragen op het verwarmingsmedium van het verwarmingscircuit of het sanitair water van het gebouw.

Werkingsschema van de lucht-naar-water-warmtepomp

Gerelateerd artikel:

Warmtepomp voor woningverwarming maakt het mogelijk batterijen op een milieuvriendelijke, veilige en gratis manier op te warmen. Het principe van de werking en het apparaat, selectiecriteria, een overzicht van fabrikanten en modellen - lees de publicatie.

Biobrandstoffen

Brandhout is een algemeen bekend type biobrandstof, maar omdat bossen niet in alle regio's beschikbaar zijn en ze zeer zorgvuldig moeten worden gebruikt, mogen ze niet in hun pure vorm worden beschouwd als een alternatieve en gemakkelijk hernieuwbare brandstof.

Alternatieve en hernieuwbare energiebronnen omvatten de volgende soorten biobrandstoffen:

solide - brandstofbriketten en granulaat (pellets) gemaakt van zaagsel en houtbewerkingsafval, turf;
vloeistof - bio-ethanol en biobutanol, biomethanol en biodiesel;
gasvormig - biogas en biowaterstof.

Brandstofbriketten en -pellets worden op speciale apparatuur gemaakt en voor hun verbranding gebruikt ketels voor vaste brandstoffenuitgerust met speciale roosters die zorgen voor hun verbranding.

Brandstofpellets - pellets gemaakt van afval van verschillende houtsoorten

Vloeibare brandstof wordt bij speciale bedrijven verkregen door de oorspronkelijke plantaardige grondstoffen te verwerken. Biogas wordt ook geproduceerd door organisch afval te verwerken en kan worden gebruikt om elektriciteit en warmte op te wekken. Hiervoor wordt het resulterende gas verbrand en de resulterende warmte wordt verbruikt voor warmtetoevoer en warmwatervoorziening, evenals voor het genereren van stoom, wat de werking van een speciale turbine garandeert die een elektrische stroom opwekt.

Alternatieve energiebronnen voor een privéwoning

Bijna alle bovenstaande bronnen van alternatieve energie kunnen worden gebruikt voor een privéwoning of andere structuur, de enige uitzondering kan de productie van vloeibare biobrandstof zijn, die te wijten is aan de hoge kosten van apparatuur die nodig is voor de productie ervan. Installaties van alternatieve energiebronnen die worden gebruikt voor persoonlijk gebruik kunnen er anders uitzien, hieronder staan voorbeelden van reeds uitgevoerde projecten van installaties voor hernieuwbare energie:

Zonne energie.

In ons land en in veel technisch ontwikkelde landen van de wereld worden zonne-energiecentrales geproduceerd. Verschillende modellen verschillen qua technische kenmerken, levensduur en kosten, en daarom is het altijd mogelijk om een station te kiezen in overeenstemming met de behoefte en financiële mogelijkheden. Hier zijn enkele van de opties die met succes op de binnenlandse markt zijn geïmplementeerd.

In afgelegen gebieden kan een zonne-energiecentrale de belangrijkste elektriciteitsbron worden

Feedback over het model van zonne-energiecentrale "Аbi-solar" met een vermogen van 7,5 kW:
Meer details over Otzovik: http://otzovik.com/review_4483104.html

Zonnepanelen en collectoren kunnen naast elkaar worden geplaatst, waardoor je jezelf van warmte en elektriciteit voorziet

Zonnecollectoren worden in ons land ook gebruikt voor verwarming en warmwatervoorziening van huizen, maar deze trend is het meest ontwikkeld in de zuidelijke regio's, waar je door het klimaat bijna het hele jaar door dergelijke installaties kunt gebruiken.

Hier zijn enkele van deze toepassingen.

De vacuüm zonnecollector kan eenvoudig op het dak van elk gebouw worden geplaatst

Feedback over het Atmosfera-zonnestelsel, gemaakt op basis van de SVK-Nano-30-collector:
Meer details over Otzovik: http://otzovik.com/review_4503734.html

Windinstallaties.

Windgeneratoren komen minder vaak voor bij gewone consumenten dan zonne-energiecentrales, de reden hiervoor is de lage windbelasting in de meest bevolkte streken van ons land. Toch kunt u op internet foto's en getuigenissen vinden over het succesvolle gebruik van dergelijke installaties.

Een windmolen kan een goede aanvulling zijn op een zonnestation, aangezien de bedrijfsparameters en de set benodigde apparatuur vrijwel identiek zijn.

Op plaatsen waar geen centrale stroomvoorziening is, worden de windgenerator en het zonnestation de belangrijkste bron van elektrische energie.

Feedback over het gebruik van het windpark:
Meer details over Otzovik: http://otzovik.com/review_98896.html

Warmtepomp.

Weinig mensen zijn bekend met dit soort apparatuur, maar geleidelijk aan veroveren ze door de daling van de kosten van warmtepompen langzaamaan de markt van alternatieve energiebronnen. Hier zijn enkele van de met succes voltooide projecten.

De warmtepomp neemt niet veel ruimte in beslag, maar kan een landhuis volledig van warmte voorzien

Een lucht-lucht warmtepomp ziet eruit als een airconditioner

Biogasproductie.

Biogasproductie kan worden gedaan door een landhuis te hebben, maar tegelijkertijd moet u niet vergeten het temperatuurregime tijdens de productie en de onaangename geur die wordt gevormd tijdens de fermentatie van biomassa in acht te nemen. Dergelijke installaties kunnen worden geboden door inwoners van de zuidelijke regio's die zich bezighouden met landbouw, omdat het is gewasafval dat dient als grondstof voor de productie van dit soort alternatieve brandstof.

Kippenmest biogasinstallatie naast de pluimveestal

Biogasinstallatie voor een woonhuis, bezig met granenafval

Is er een toekomst voor alternatieve energiebronnen

Of er een toekomst is voor alternatieve energiebronnen, is een vraag die veel energie-ingenieurs, ecologen en gewoon actieve burgers van ons land interesseert, en het antwoord is ondubbelzinnig: JA, er is een toekomst. In ons land is in 2009 een programma voor de ontwikkeling van alternatieve energie in Rusland aangenomen dat met succes wordt geïmplementeerd, geformuleerd als 'De belangrijkste richtingen van het overheidsbeleid op het gebied van het verbeteren van de energie-efficiëntie van de elektriciteitsindustrie op basis van het gebruik van hernieuwbare energiebronnen voor de periode tot 2020'. Bovendien verleent de staat hulp aan ondernemingen bij de uitvoering van het programma van de International Finance Corporation (IFC) voor de ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen. Op wetgevend niveau worden economische hefbomen gecreëerd om de verspreiding van "groene" energie te bevorderen, uitgedrukt in de vaststelling van preferentiële tarieven en financiële steun voor de bouw, belastingvoordelen en compensatie voor een deel van de kredietkosten van de bouw.

Ontwikkeling van de alternatieve energiemarkt in Rusland door geïnstalleerd vermogen (binnenste cirkel - 2009 / buitenste cirkel - 2020)

Een voorbeeld van een dergelijke ondersteuning is de introductie van het zogenaamde "groene tarief" voor elektriciteit. De essentie ervan ligt in het feit dat de waarden van dit tarief hoger zijn dan die van stroomvoorzieningsorganisaties, dus de staat stimuleert de ontwikkeling van alternatieve energie in een specifiek gebied. Het tarief stelt individuele gebruikers en ondernemingen met alternatieve energiecentrales in staat om de kosten van hun aankoop en installatie gedeeltelijk te compenseren door overtollige opgewekte elektriciteit tegen hogere prijzen aan het externe netwerk te verkopen. Momenteel heeft de Russische regering de regels voor een dergelijke implementatie goedgekeurd en ontwerp-resoluties opgesteld waarin de voorwaarden voor de levering van het "groene tarief" worden gedefinieerd. De wet volgens welke dergelijke activiteiten zullen worden uitgevoerd, wordt ontwikkeld door het Ministerie van Energie, het Ministerie van Economische Ontwikkeling en de Federale Antimonopolie Dienst en zou in 2018 ter overweging aan de Doema moeten worden voorgelegd.

De structuur van het gebruik van hernieuwbare energiebronnen in Rusland en de wereld

Doe-het-zelf alternatieve energie voor thuis

Als u vrije tijd, verlangen en ook de mogelijkheid heeft om met een handgereedschap te werken, kunt u installaties maken waarmee u alternatieve bronnen voor uw behoeften kunt gebruiken, zowel in de vorm van elektrische als thermische energie.

Dit geldt voor alle bovenstaande soorten alternatieve energie:

zonne-opwekking - je kunt zelfstandig zonnepanelen maken met in de fabriek gemaakte fotocellen, een controller en een omvormer in elkaar zetten en ook een zonnecollector maken;
windturbines - elektronische apparaten (controller, omvormer) worden op dezelfde manier geassembleerd als voor zonnestations, van in de fabriek gemaakte reserveonderdelen, en de windgenerator is vrij eenvoudig gemaakt van schrootmateriaal en reserveonderdelen van auto's;
micro-waterkrachtcentrale - het kan ook worden gemaakt van auto-, motorfietsonderdelen en bestaande materialen, de enige voorwaarde voor een succesvolle constructie is de aanwezigheid van een reservoir waar de turbine moet worden geplaatst;
biogasinstallatie - elke dorpeling kan verzamelen, de voorwaarden hiervoor zijn - de aanwezigheid van de vereiste hoeveelheid biomassa en de temperatuur van de omgevingslucht, waardoor het fermentatieproces kan plaatsvinden.