Vad är alternativa energikällor och hur kan de användas för personliga ändamål

Taggar:Belysning

I den moderna världen som snabbt utvecklas är kampen för energiresurser mellan utvecklade länder en prioritet för många staters utrikespolitik. Att vara energiskt oberoende innebär därför att vara ekonomiskt och politiskt fritt. Dessutom, nästan i första hand bland tekniskt utvecklade länder, finns frågan om vår planets miljösäkerhet, vilket framgår av Paris klimatavtal från 2015 och ett antal andra internationella dokument. Inom ramen för dessa beslut, liksom i samband med en minskning av reserverna för traditionella energikällor (gas, olja, kol etc.), börjar många stater aktivt utveckla alternativa förnybara energikällor. Vad är alternativa energikällor, deras typer och användningsmetoder, är det möjligt att göra det själv - detta är ämnet i dagens granskning.

Alternativa energikällor är säkra för vår planets ekologi

Innehållet i artikeln

1 Alternativa energikällor - vad är det?
2 Typer av alternativa energikällor
3 Alternativa energikällor för ett privat hus
4 Finns det en framtid för alternativa energikällor
5 Gör det själv alternativ energi för hemmet
6 Video: alternativ energi för ett privat hus

Alternativa energikällor - vad är det?

För att uttrycka det kort är alternativa energikällor förnybara, ekologiska resurser vars omvandling producerar elektrisk och termisk energi som används av människor för sina egna behov. Okonventionella källor till el är solen och vattnet, vind- och geotermiska vatten, värme - jorden och solen.

Typer av alternativa energikällor

Utvecklingen av grön energi beror på utvecklingen av teknik som har gjort det möjligt att använda förnybara energikällor med större effektivitet, vilket bör diskuteras separat.

Solenergi

Solen är en outtömlig energikälla som kan ge värme och el till alla invånare på vår planet, men för att omvandla denna energi är det nödvändigt att ha speciella tekniska enheter.

Schemat för den autonoma solstationen

Elektrisk energi.

För att få el behövs ett kraftverk, vars huvudsakliga element är solbatteri (panel). Funktionsprincipen för en sådan anordning (panel) är baserad på omvandling av solstrålning till elektrisk energi, som uppstår när ljus träffar de fotoceller som den består av. Elektrisk ström genereras genom att skapa en potentiell skillnad inuti fotocellen och orsakas av fysiska processer associerade med "p-n" konduktiviteten hos kiselinnehållande material. Principen för solbatteriet visas i följande bild

Multiriktningsrörelsen av elektroner och hål som orsakas av solstrålning skapar en potentiell skillnad på fotocellens yta

För drift av ett sådant kraftverk, utom solpanelkrävs ett antal tekniska anordningar:

kontroller - säkerställer att kraftverket fungerar i automatiskt läge och ger en laddning av lagringsbatterier;
ackumulatorbatteri - är en lagringsenhet för den energi som genereras av solpanelen;
växelriktare - omvandlar likspänning till växelspänning som används för att ansluta hushållsapparater;
anslutande ledningar, samt skydds- och automatiseringsenheter.

Värmeenergi.

För att erhålla termisk energi, som kan användas för uppvärmning och varmvattenförsörjning, krävs tekniska apparater som kallas solfångare.

Schema för anslutning av en solfångare till ett bostadshus värme- och varmvattenförsörjningssystem

Sådana enheter är av två typer: platt och vakuum. De skiljer sig åt i design, men de liknar i princip varandra. Funktionen hos sådana anordningar är att absorbera solenergin och omvandla den till termisk energi, som i sin tur överförs till värmebäraren i värmekretsen eller vatten som går till varmvattenförsörjning till konsumenterna. För drift av detta system behöver du också en cirkulationspump och en lagringstank (panna), avstängnings- och reglerventiler samt automatiserings- och styrsystem.

Vindkraft

Vind kan också tjäna som en källa för att erhålla elektrisk energi, och eftersom den blåser nästan alltid och överallt, vilket beror på vår planets "andedräkt", är dess reserver outtömliga.

Schema för anslutning av en vindgenerator till ett lantgårds strömförsörjningssystem

Svårigheter med att erhålla elektrisk energi från vindens kinetiska energi ligger i dess inkonstans, flerdirektionalitet och olika storleken på luftflödets styrka. För att få el med hjälp av vindkraft krävs en vindgenerator (vindkraftverk).

Carminers är av olika typer:

med vertikal rotationsaxel - roterande, blad och ortogonalt;
med horisontell rotationsaxel - skovel, turbin och trumma.

Olika modeller skiljer sig åt i rotationshastighet för blad (låg hastighet och hög hastighet) och trummor, installationshöjd och tekniska egenskaper. För drift av en vindturbin i strömförsörjningssystemet krävs en uppsättning utrustning, liknande den som används med solpaneler (styrenhet, växelriktare).

Relaterad artikel:

Hur man skapar en 220V vindgenerator med egna händer. I publikationen kommer vi att överväga principen för drift och typer av vindkraftverk, funktioner för att montera en enhet från en tvättmaskin och en bilgenerator, användbara tips och rekommendationer från specialister.

Energi av vatten

På planeten Jorden upptar vatten större delen av sin yta - det här är hav och hav, sjöar och floder, konstgjorda reservoarer och andra reservoarer.

Schematisk framställning av ett vattenkraftverk av dammtyp

Mannen lärde sig att använda energin från vatten för länge sedan, och ursprungligen var den mekanisk, erhållen som ett resultat av vattenmiljön.Dess strömmar förde kvarnstenarna till en kvarn eller annan mekanisk anordning i rotation, och en person kontrollerade bara rotationshastigheten. I framtiden började människor använda denna typ av energi för att generera elektrisk energi, både i floder med ett snabbt flöde och i haven - på grund av ebb och flöde, "fungerade" med konstant noggrannhet. För att generera elektrisk energi används speciella turbiner som placeras i ett vattenbaserat medium vars axel är ansluten till en generator som genererar en elektrisk ström. Strömmar av vatten som riktas mot turbinbladen roterar det och denna rörelse överförs till generatorn och som ett resultat genereras en elektrisk ström.

Tidvattenkraftverkets driftdiagram

I tidvattensstationer utförs arbetet på ett liknande sätt, med den enda skillnaden att vattenströmmarna rör sig i olika riktningar, vilket orsakas av periodernas "ebb".

Jordens energi

Energin på vår planet används också av människan för sina egna behov, med hjälp kan du värma ett hus eller värma upp vatten, samt producera elektrisk energi.

Geotermisk energi.

I vissa regioner på vår planet bryter den inre värmen helt enkelt ut, vilket uttrycks i seismisk aktivitet, vulkanutbrott och närvaron av gejsrar. På sådana ställen löses problem med uppvärmning och varmvattenförsörjning helt enkelt och kräver ingen speciell beskrivning, och inte alla vet om att generera el på detta sätt.

Alternativ för geotermisk station

För att erhålla elektrisk energi byggs ett geotermiskt kraftverk där en ångturbin används som en energikälla, driven av ånga, erhållen eller omvandlad från jordens termiska energi.

Typerna och metoderna för ångomvandling kan vara olika, vilket beror på djupet på geotermiskt vatten och deras kemiska egenskaper, såväl som termiska indikatorer.

Värmepump.

En värmepump är en teknisk anordning som tillåter användning av värme från olika naturliga källor för uppvärmning och varmvattenförsörjning.

Det finns flera typer av sådana enheter, som skiljer sig åt i den primära energikällan och metoden för dess överföring till konsumenten: "luft-vatten" och "luft-luft", "vatten-vatten" och "vatten-luft", liksom "grundvatten".

Värmepump "vatten-till-vatten"

Funktionen för vatten-till-vatten-värmepumpen som visas i figuren är som följer:

i väl, belägen bredvid ett hus på landet, placeras en extern krets där kylvätskan cirkulerar;
byggnaden är placerad Värmepumptill vilken den externa kretsen är ansluten;
när den passerar genom pumpen avger kylvätskan i den externa kretsen sin värme till kylvätskan som cirkulerar i värmepumpens interna krets, medan kylvätskan avdunstar;
byggnadens inre kontur är också ansluten till värmepumpen, och värmebäraren cirkulerar också genom den;
Köldmediet, som cirkulerar genom värmepumpen, kommer in i förångaren, där det avdunstar, medan den värmeenergi som frigörs i detta ögonblick överförs till byggnadens värmebärare eller varmvatten.

Funktionsdiagram för luft-till-vatten-värmepump

Relaterad artikel:

Värmepump för uppvärmning av hemmet gör det möjligt att värma upp batterier på ett miljövänligt, säkert och gratis sätt. Principen för dess funktion och enhet, urvalskriterier, en översikt över tillverkare och modeller - läs publikationen.

Biodrivmedel

Ved är en känd typ av biobränsle, men på grund av att skogar inte finns i alla regioner och de måste användas mycket noggrant, bör de inte betraktas i sin rena form som ett alternativt och lätt förnybart bränsle.

Alternativa och förnybara energikällor inkluderar följande typer av biodrivmedel:

fast - bränslebriketter och granulat (pellets) tillverkade av sågspån och träbearbetningsavfall, torv;
flytande - bioetanol och biobutanol, biometanol och biodiesel,
gasformig - biogas och bioväte.

Bränslebriketter och pellets tillverkas på specialutrustning och används för förbränning pannor med fast bränsleutrustade med speciella galler som säkerställer förbränning.

Bränslepellets - pellets tillverkade av avfall från olika träslag

Flytande bränsle erhålls vid specialföretag genom bearbetning av de ursprungliga växtråvarorna. Biogas produceras också genom bearbetning av organiskt avfall och kan användas för att generera el och värme. För detta bränns den resulterande gasen och den resulterande värmen förbrukas för värmeförsörjning och varmvattenförsörjning, liksom för att generera ånga, vilket säkerställer driften av en speciell turbin som genererar en elektrisk ström.

Alternativa energikällor för ett privat hus

Nästan alla ovanstående källor till alternativ energi kan användas för ett privat hus eller annan struktur, det enda undantaget kan vara produktionen av flytande biobränsle, vilket beror på de höga kostnaderna för utrustning som krävs för dess produktion. Installationer av alternativa energikällor som används för personlig konsumtion kan se annorlunda ut, nedan är exempel på redan genomförda projekt för förnybara energianläggningar:

Solenergi.

Solkraftverk produceras i vårt land och i många tekniskt utvecklade länder i världen. Olika modeller skiljer sig åt i tekniska egenskaper, livslängd och kostnad, och det är därför alltid möjligt att välja en station i enlighet med behovet och den ekonomiska förmågan. Här är några av de alternativ som framgångsrikt har implementerats på den inhemska marknaden.

I avlägsna regioner kan ett solkraftverk bli den huvudsakliga källan till el

Feedback på modellen för solkraftverk "Аbi-solar" med en kapacitet på 7,5 kW:
Mer information om Otzovik: http://otzovik.com/review_4483104.html

Solpaneler och solfångare kan placeras sida vid sida, vilket ger dig värme och el

Solfångare används också i vårt land för uppvärmning och varmvattenförsörjning till hus, men denna trend är mest utvecklad i de södra regionerna, där klimatet gör att du kan använda sådana installationer nästan hela året.

Här är några av dessa användningsområden.

Vakuum solfångaren kan enkelt placeras på taket i alla byggnader

Feedback om atmosfärens solsystem, skapad på grundval av SVK-Nano-30-samlaren:
Mer information om Otzovik: http://otzovik.com/review_4503734.html

Vindinstallationer.

Vindgeneratorer är mindre vanliga bland vanliga konsumenter än solkraftverk, orsaken till detta är den låga vindbelastningen i de mest befolkade regionerna i vårt land. Ändå på Internet kan du hitta fotografier och vittnesmål om framgångsrik användning av sådana installationer.

En väderkvarn kan vara ett bra komplement till en solstation, eftersom driftsparametrarna och uppsättningen nödvändig utrustning är nästan identiska.

På platser där det inte finns någon central strömförsörjning blir vindgeneratorn och solstationen den viktigaste källan till elektrisk energi.

Feedback om användningen av vindkraftsparken:
Mer information om Otzovik: http://otzovik.com/review_98896.html

Värmepump.

Få människor känner till denna typ av utrustning, men gradvis, på grund av minskningen av kostnaden för värmepumpar, erövrar de långsamt marknaden för alternativa energikällor. Här är några av de framgångsrikt genomförda projekten.

Värmepumpen tar inte mycket utrymme, men kan tillföra värme till ett hus på landet

En luft-till-luft-värmepump ser ut som en luftkonditionering

Produktion av biogas.

Biogasproduktion kan göras genom att ha ett lantgård, men samtidigt bör du komma ihåg att observera temperaturregimen under dess produktion och den obehagliga lukt som bildas under jäsning av biomassa. Sådana installationer kan erbjudas av invånare i de södra regionerna som bedriver jordbruk, eftersom det är grödavfall som fungerar som råvara för produktion av denna typ av alternativt bränsle.

Biogasanläggning för hönsgödsel belägen bredvid fjäderfähuset

Biogasanläggning för ett privat hus som arbetar med avfall av spannmål

Finns det en framtid för alternativa energikällor

Huruvida det finns en framtid för alternativa energikällor är en fråga som intresserar många krafttekniker, ekologer och bara aktiva medborgare i vårt land, och svaret är entydigt - JA, det finns en framtid. I vårt land antogs 2009 ett program för utveckling av alternativ energi i Ryssland och genomförs framgångsrikt, formulerat som "De viktigaste riktningarna för statlig politik inom området för att förbättra energieffektiviteten i elkraftsindustrin baserat på användningen av förnybara energikällor under perioden fram till 2020". Dessutom ger staten stöd till företag i genomförandet av International Finance Corporation (IFC) -programmet för utveckling av förnybara energikällor. På lagstiftningsnivå skapas ekonomiska hävstänger för att främja spridningen av "grön" energi, uttryckt i upprättandet av förmånstullar och ekonomiskt stöd för byggande, skatteincitament och kompensation för en del av byggnadens kreditkostnader.

Utveckling av den alternativa energimarknaden i Ryssland efter installerad kapacitet (inre cirkel - 2009 / yttre cirkel - 2020)

Ett exempel på sådant stöd är införandet av den så kallade ”gröna taxan” för el. Dess väsen ligger i det faktum att värdena för denna taxa är högre än för kraftförsörjningsorganisationer, vilket stimulerar staten utvecklingen av alternativ energi inom ett specifikt territorium. Tariffen tillåter enskilda användare och företag som har alternativa kraftverk att delvis kompensera kostnaderna för inköp och installation genom att sälja överskottsgenererad el till det externa nätet till högre priser. För närvarande har den ryska regeringen godkänt reglerna för ett sådant genomförande och utarbetat utkast till resolutioner som definierar villkoren för tillhandahållandet av den "gröna tariffen". Lagen, enligt vilken sådan verksamhet kommer att genomföras, utvecklas av energiministeriet, ministeriet för ekonomisk utveckling och den federala antimonopoltjänsten och bör läggas fram för övervägande till statsduman 2018.

Strukturen för användningen av förnybara energikällor i Ryssland och världen

Gör det själv alternativ energi för hemmet

Om du har ledig tid, önskan och förmågan att arbeta med ett handverktyg kan du skapa installationer med hjälp av vilka du kan använda alternativa källor för dina behov, både i form av elektrisk och termisk energi.

Detta gäller alla ovanstående typer av alternativ energi:

solgenerering - du kan självständigt skapa solpaneler, samtidigt som du använder fabrikstillverkade fotoceller, montera en styrenhet och en växelriktare och också göra en solfångare;
vindturbiner - elektroniska enheter (styrenhet, växelriktare) monteras på samma sätt som för solstationer, från fabrikstillverkade reservdelar, och vindgeneratorn är ganska lätt tillverkad av skrotmaterial och reservdelar från bilar;
mikrokraftverk - det kan också tillverkas av bilar, motorcykeldelar och befintliga material. Det enda villkoret för framgångsrik konstruktion är närvaron av en reservoar där turbinen ska placeras;
biogasanläggning - varje bybor kan samla, villkoren för detta kommer att vara - närvaron av den erforderliga mängden biomassa och temperaturen i den omgivande luften, så att jäsningsprocessen kan ske.