Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Одна з основних статей витрат сімейного бюджету - оплата комунального опалення або придбання пального для обігріву будинку. Кожен розумний господар напевно замислюється про реальних і ефективних способах зниження цих витрат. Але ж скоротити їх можна буквально до мінімуму, використовуючи альтернативні енергетичні джерела. Що вони являють собою і як використовуються? Погодьтеся, це варто дізнатися.

Все про те, як влаштувати альтернативне опалення приватного будинку, ви дізнаєтеся з наведеної нами статті. З нашою допомогою ви без праці визначитеся з найбільш підходящим для вас варіантом. Детальний опис принципів дії схем "зеленої енергетики" надасть можливість вирішити, яким технологічним способом краще скористатися для отримання тепла.

У статті детально описані види джерел безкоштовної енергії, наведені методи генерації тепла для застосування в побуті. На допомогу самостійним домашнім майстрам і дбайливим власникам заміських володінь додаються фото-підбірки, схеми і вельми корисні відео-інструкції.

Плюси і мінуси альтернативної енергетики

Від традиційних джерел тепла, багато років використовуються для опалення, можна відмовитися. Як це не дивно, але цілком реально. Багато затяті противники стверджують про неможливість замінити природні ресурси екологічно чистими аналогами.

Альтернативою стає енергія сонця, сила вітру, тепло, приховане в надрах землі, відходи виробництва і життєдіяльності людини. Такі варіанти актуальні в сучасному світі, з огляду на загальну забрудненість навколишнього середовища.

Альтернативні джерела здатні забезпечити заміський будинок електрикою і тепловою енергією

Ще одна істотна перевага - відчутна економія при використанні екологічних джерел мимовільно відновлюваної енергії. На перший погляд здається, що це невиправдано дорого і навряд чи окупиться.

Детальніше розібравшись з особливостями кожного способу, можна побачити, що еко проект окупається через 4-7 років, а далі залишаються лише поточні витрати на підтримку використовуваних механізмів в робочому стані.

Можливість повноцінної заміни звичного палива альтернативним доведена не одним реальним прикладом. Домовласники в різних країнах світу вдаються до екологічних варіантів опалення. У нас - лише одиниці наважуються кардинально змінити звичне паливо, що дорожчає з кожним роком.

Повітря, що відноситься до одних з активно затребуваних джерел альтернативної енергії, привертає невичерпними запасами Колосальна кількість енергії можна витягти з надр землі, розташувавши приймальню частина теплового насоса в грунті Безмежними запасами зеленої енергії мають грунтові води, для використання яких бурять свердловини, і води відкритих водойм На відміну від теплових насосів вітрогенератори виробляють електроенергію, а не переробляють природні теплові ресурси в теплову енергію Установки, переробні гній і побутові відходи в біогаз, дозволяють вирішити проблему утилізації та отримати безкоштовне газоподібне паливо Невелика електростанція, що складається з сонячних батарей, послужить джерелом для роботи побутової техніки та зарядки мобільних пристроїв Сонячні колектори з водою, повітрям або антифризом в якості теплоносія забезпечать їм опалювальні системи заміських будинків Споруди, що виробляють альтернативну енергію, найчастіше використовуються в комплексі або служать доповненням до традиційних варіантів отримання електроенергії і тепла

Основна проблема застосування еко палива - значні капіталовкладення на початковому етапі. Адже спочатку потрібно детально прорахувати кількість необхідної енергії для певного будинку або котеджу. Потім з'ясувати, який тип еко ресурсів найбільш вигідний в конкретній місцевості.

Далі має бути скласти план розташування обладнання, що генерує енергію, купити все необхідне і встановити.

Якщо усіма цими питаннями будуть займатися відповідні фахівці, то кінцева вартість еко опалення буде дуже високою. Щоб заощадити, можна спробувати обійтися своїми силами.

Для цього має бути з головою зануритися в тему альтернативних джерел енергії, щоб відмовитися від залучення сторонньої допомоги. В цьому випадку вартість проекту виявиться в рази дешевше.

Саме другий варіант вибирають багато господарів приватних будинків. Їх практика доводить, що стати незалежними цілком реально. Можна повністю або частково замінити традиційне паливо - все залежить від розмірів домоволодіння, фінансових можливостей на початковому етапі, обраного варіанту опалення.

Сферу застосування "зеленої енергії" продемонструє фото-підбірка:

Енергія, що виробляється тепловими насосами, використовується в опалювальних системах, рідше в контурах ГВС Теплові насоси виробляють підготовку теплоносіїв всіх типів для парових, повітряних і водяних опалювальних систем Блакитне паливо, що отримується в результаті дії установок з переробки гною та побутових відходів, забезпечить газом котли і газові плити Електроенергія, що поставляється сонячними батареями і вітрогенераторами, буде потрібно в роботі побутової техніки

Види поновлюваних джерел для опалення

Для обігріву будинку можна успішно використовувати енергію вітру, сонця, землі. А також біопаливо. Розберемо детальніше, як саме це зробити і що для цього буде потрібно.

Вид # 1 - сила вітру

Вельми успішно в якості альтернативного джерела для опалення заміського будинку можна використовувати енергію вітру. Цей ресурс неможливо вичерпати. Він має властивість відновлюватися. Щоб використовувати силу вітру, буде потрібно спеціальне пристосування, зване вітряк.

Принцип використання енергії вітру

Для перетворення сили вітру в альтернативне джерело опалення потрібно вітрогенератор. Вони бувають вертикальними і горизонтальними в залежності від осі обертання. Існує багато виробників, що пропонують свої моделі клієнтам.

Вітроенергетичні установки бувають з горизонтальною і вертикальною віссю обертання. Велика продуктивність у горизонтально орієнтованих

Вартість залежить від матеріалу, розміру самої установки і потужності. Також можна спорудити вітряної генератор своїми силами, використовуючи підручні матеріали.

Будь-вітряк складається з таких складових:

  • лопатей;
  • щогли;
  • флюгера, щоб вловлювати напрямок вітру;
  • генератора;
  • контролера;
  • акумуляторних батарей;
  • інвертора.

Принцип роботи вітроенергетичної установки заснований на силі вітру, що обертає лопаті вітряка. Лопаті, закріплені на щоглі, знаходяться високо над землею. Чим вище, тим вища продуктивність. Так, для постачання одного будинку досить висоти 25 м.

Обертові лопаті надають руху ротор генератора. Він починає виробляти трифазний змінний струм, що вимагає подальшої зміни. Цей струм надходить до контролера, де перетворюється в постійний. Він використовується для зарядки акумуляторних батарей.

Пройшовши через батареї, струм вирівнюється і надходить на інвертор, де відбувається його перетворення в однофазний змінний струм частотою 50 Гц і напругою 220 Вольт. Тепер його можна використовувати для побутових потреб, в системі електричного опалення.

У стандартній схемі вітряка присутній ротор з лопатями, генератор і редуктор. Для установки необхідна висока щогла і акумулятор для збору отриманої енергії По розташуванню осі обертання вітряки поділяються на горизонтальні і вертикальні. У горизонтальних варіантів з протилежного боку кріпиться "хвіст" Вітряний генератор з вертикальним розташуванням осі обертання відмінно працює при будь-якому напрямку і силі вітру, але вимагає більш потужної і стійкої конструкції щогли Використовуючи двигуни від непотрібної бездротової техніки і практично безкоштовні підручні засоби, можна зробити ефективну саморобну електростанцію

Особливості розташування вітряків

Вітряні установки здатні працювати при певних умовах. По-перше, вітрогенератор - досить об'ємне спорудження, що вимагає значної площі для пристрою. Маленький прилад не здатний задовольнити потреби в енергії.

Його висота повинна перевищувати мінімум на 10 м навколишні будинки, дерева та інші будови, а лінії електропередач та інші об'єкти повинні знаходиться в 100 м від вітряка. Ця вимога не завжди здійснимо - не всі власники приватних будинків мають присадибні ділянки достатньої площі.

Вітряки найкраще розташовувати на височини, пагорбі, подалі від дерев і будівель - мінімум в 100 метрах

По-друге, добре, коли розглянута місцевість володіє хорошим вітропотенціалом - височина або степова зона. Для запуску генератора потрібно швидкість вітру від 2 м / с.

Багато моделей вітряних систем, призначені для використання приватними домогосподарствами, здатні повністю покрити потреби в електроенергії.

Так, вітряк потужністю 1, 5 кВт може в місяць генерувати, в залежності від пори року, 100-200 кВт год. Якщо висоту щогли збільшити, то продуктивність побільшає в 2 рази.

Але це зажадає додаткових витрат на монтаж та витратні матеріали. Термін служби вітряних електростанцій становить в середньому 20 років.

Також у нас на сайті є інші матеріали по влаштуванню, різновидам вітрогенератора, розрахунку та виготовлення своїми руками, і по установці.

Пропонуємо вам ознайомитися з ними:

  • Кінетичний вітрогенератор: пристрій, принцип роботи, застосування
  • Вітрогенератор для приватного будинку: види і особливості агрегатів, тонкощі вибору, розрахунки окупності + кращі пропозиції
  • Як зробити розрахунок вітрогенератора: формули + практичний приклад розрахунку
  • Вітрогенератор своїми руками з пральної машини: інструкція по збірці вітряка
  • Як спорудити лопаті для вітрогенератора своїми руками: приклади самостійного виготовлення лопатей для вітряка

Вид # 2 - енергія Землі

Однією з альтернативних систем опалення є геотермальна. В її основі лежить використання енергії Землі. Це тепло землі, підземних вод, навколишнього повітря, що перетворюється тепловими насосами (ТН). Важливо, щоб температура середовища, яка використовується установкою, була вище нуля.

Пристрій і принцип роботи теплового насоса

Для роботи геотермальної системи потрібна електроенергія, яка використовується на перенесення отриманого тепла. Тепловий насос, вживаючи 1 кВт, видає від 2-х до 6-ти кВт тепла.

Основний принцип роботи ТН полягає в зборі тепла, перетворенні його і подальшої передачі в опалювальний контур. Це реалізується завдяки влаштуванню самого приладу.

Найдешевше встановити тепловий насос «повітря-повітря». Якщо спорудити його своїми руками, то буде потрібно мінімальні фінансові вкладення

ТН складається з 3-х замкнутих контурів, задіяних в процесі отримання тепла для опалення приватного будинку:

  • зовнішнього - призначеного для забору тепла у джерел. По контуру циркулює антифриз або соляний розчин;
  • внутрішнього - заповненого холодоагентом, частіше фреоном;
  • опалювального контура, заповненого теплоносієм.

Фреон, що заповнює внутрішній контур, нагрівається від тепла, що прийшов із зовнішнього контуру. Маючи низьку температуру кипіння, він перетворюється в газ в першому теплообміннику - випарнику.

Потім надходить в компресор, де стискається, в результаті чого виділяється багато тепла, а температура самого газу багаторазово підвищується - аж до 65 градусів.

Далі газоподібний фреон потрапляє в наступний теплообмінник, іменований конденсатором, де залишає своє тепло. Фреон, розлучившись з більшою частиною тепла, потрапляє під тиском на скидний клапан. Тут різко падає тиск, холодоагент охолоджується і, прийнявши рідкий стан, знову надходить у випарник.

Тепло, залишене фреоном в конденсаторі, нагріває рідину, яка циркулює в системі опалення домоволодіння. Якщо в цій системі передбачено влаштування теплої підлоги, то можливо досягти найбільш ефективного обігріву при мінімальних витратах.

Зробити найпростіший варіант теплового насоса нескладно власними руками. Для цього будуть потрібні фактично непридатні деталі, дешево придбане обладнання і, звичайно, терпіння. Наводимо схему теплової системи з забором енергії тепла в свердловині, заглибленою в доломіт.

У конструктивному пристрої теплових насосів багато спільного. Традиційні компоненти: 1 - компресор; 2 - конденсатор; 3 - випарник; 4 - ТРВ, тобто терморегулювальний клапан

Випарник розглянутої в прикладі системи підключений до забирающей енергію грунту свердловині.

Специфіку пристрої теплового насоса для системи підлогового обігріву представляє фото-галерея:

Тепловий насос споруджується для підготовки теплоносія для низькотемпературних опалювальних систем: теплої підлоги і радіаторів, що відрізняється великою теплопроводящей площею У пристрої використано компресор від системи кондиціонування на 7 кВт Для виготовлення конденсатора був куплений бак з нержавійки місткістю близько 120л. Для установки всередину змійовика він був розрізаний навпіл. Змійовик влаштований шляхом намотування мідного трубки на балон з фреоном Щоб закріпити положення витків, до змійовика збоку кріпиться одна або більше алюмінієва планка Обидві частини насоса: і конденсатор (зліва), і випарник з розташованим над ним компресором (праворуч) встановлюються на кронштейни У виготовленні випарника задіяний пластиковий бак об'ємом на 127 л, для подачі і стоку води в бак введені пластикові труби та водопровідні крани Пластиковий бак, призначений для переробки отриманої з свердловини енергії, за аналогією з усіма частинами системи встановлено на кронштейн Споруджена теплова система заповнена фреоном, для контролю тиску встановлений манометр, для автоматизації роботи насоса придбаний блок автоматики

Доцільність використання ТН

Теплові насоси - ТН, що забирають тепло з навколишнього середовища, бувають різні. Все залежить від типу навколишнього середовища, використовуваної в якості джерела забору тепла і типу використовуваного теплоносія.

Відповідно, виділяють такі види ТН:

  • повітря-повітря;
  • вода-повітря;
  • вода-вода;
  • грунт-вода.

Перші два види насосів застосовують в системах повітряного опалення, а другі два види - в системах з рідким теплоносієм.

Вертикальний варіант теплового насоса найбільш ефективний по отриманню енергії землі, але він найбільш дорогий

Найвигіднішими з економічної точки зору буде використання теплового насоса «вода-вода». Цей варіант доцільно використовувати, якщо поруч з будинком розташовується незамерзаючий водоймище, в який вкладаються труби для забору тепла.

Тепловий насос дозволяє отримувати 30 Вт тепла з 1 м трубопроводу. Залежно від площі приватного домоволодіння і потребах в енергії буде потрібно укласти відповідну кількість труб.

Насоси, що використовують повітря, не замінять традиційне опалення в регіонах з суворим кліматом. Що стосується тепла, черпає з грунту, то це дуже дорогий проект. Використовують горизонтальне пристрій геотермального поля, вертикальне і кластерне буріння.

При горизонтальному варіанті належить спорудити геотермальне поле на глибину, більшу за рівень промерзання. Це близько 1, 5-2 м. Площа такого поля виходить значною - від 200 м 2.

ТН здатні замінити звичне паливо в системі опалення, забезпечивши повну енергетичну незалежність заміського будинку

Для реалізації вертикального і кластерного проекту буде потрібно буріння на значну глибину з застосуванням бурильних установок.

Це дуже дорога послуга. Устаткування такого виду теплових насосів доцільно для власників котеджів, які не замислюються про вартість робіт. Опалення, що використовує тепло з надр землі, здатне повністю замінити твердопаливні або газове.

Геотермальне опалення найвигідніше використовувати в тандемі з пристроєм водяний «тепла підлога». Воно дозволяє отримати найоптимальніший результат.

З істотних недоліків - велика протяжність трубопроводу для збору тепла, дорогі земляні роботи по установці системи, потреба у великій площі для облаштування геотермального поля.

Вид # 3 - сонячна енергія

Сонячна енергія, яку випромінює світилом круглий рік, здатна навіть у люті морози стати альтернативним видом для опалення заміського житла. Важливо навчитися правильно її збирати і використовувати в опалювальній системі.

Для збору і перетворення енергії сонця використовуються сонячні батареї на фотоелектричних перетворювачів і колектори, що представляють собою систему трубок, наповнених теплоносієм.

Сонячні установки мають високий коефіцієнт корисної дії. Багато дбайливі господарі самостійно обладнали свої будинки такими системами

Принципова відмінність цих перетворювачів полягає в тому, що батареї виробляють струм, який можна використовувати при електричному опаленні заміського будинку. Колектори ж використовуються в системі водяного і повітряного опалення. Найефективніший варіант - обладнання в приміщеннях системи теплих підлог.

Думка про те, що сонце не здатне впоратися з обігрівом будинку, справедливо лише в разі неправильної установки і помилкових розрахунків кількості необхідної енергії і тепла. Оптимально підібрана геліоустановка цілком здатна забезпечити автономне опалення.

Інше питання, що для цього буде потрібно вкласти гроші в покупку устаткування, його монтаж та інтегрування в існуючу опалювальну систему.

Спорудження невеликої сонячної електростанції не зажадає спеціально виділеного для неї місця Найпоширенішим місцем для розташування сонячних панелей є дах. Установка проводиться як на скатних, так і на плоских конструкціях Якщо в межах облаштовується споруди не дуже багато споживачів електроенергії, то досить одного модуля Гелиоприбор можно сделать собственными руками или купить батарею заводского производства в комплектации с монтажными приспособлениями При использовании готовых модулей в сооружении мини электростанции работы проводятся в несколько часов Доставленную к месту установки батарею надо будет просто проверить на работоспособность и собрать конструкцию в соответствии с приложенным к изделию инструктажом Собранный прибор аккуратно транспортируется на крышу. Следует избегать всех возможных повреждений в период перемещения Доставленный к месту эксплуатации прибор располагают так, чтобы он смог собрать максимальное количество солнечных лучей

Гелиосистема на фотоэлектрических преобразователях поглощает солнечную энергию, а кремниевые фотоэлементы сразу же превращают ее в постоянный электрический ток. 1 м 2 установки способен вырабатывать 120 Вт.

Помимо панелей, улавливающих солнечное излучение и преобразующих его, для солнечной системы отопления предстоит установить контроллер заряда, преобразователь постоянного тока в переменный и позаботиться о безопасности – поставить предохранители.

Прежде, чем решиться на монтаж гелиоустановок, нужно разобраться с их устройством и принципом работы

Преимущество панелей – возможность подключать аккумуляторные батареи, накапливающие излишки энергии, которую можно использовать в ночное время. Существенный недостаток при использовании гелио батарей – наибольшая их эффективность в южных регионах. В суровом климате экономически нецелесообразно их устанавливать для использования в качестве основного вида отопления.

Солнечные установки, оснащенные системой трубок, больше подходят для регионов с холодными зимами и отрицательной температурой. В зависимости от строения панели и материалов, различают вакуумные коллекторы, плоские и концентраторы.

Наиболее дорогостоящие среди них – с вакуумными трубками. Но они самые эффективные в любое время года и любую погоду, ведь умеют поглощать широкий спектр солнечного излучения. Еще одно их преимущество – вакуумные панели успешно функционируют при отрицательной температуре до -35 °C.

Установить солнечные коллекторы можно своими руками, не используя услуги организаций, специализирующихся на этом. Такая работа потребует помощника, но позволит сэкономить семейный бюджет

Принцип работы коллектора заключается в том, что он улавливает солнечное излучение, которое в вакуумных трубках преобразуется в тепло. Далее оно передается теплоносителю, который доставляет его в теплообменный бак. Затем теплоноситель поступает в отопительную систему.

Более подробно лучшие конструкции для солнечного отопления дома мы рассмотрели в другой нашей статье.

Вид #4 – биологически чистое топливо

Одним из эффективных и доступных способов обогреть загородный дом служит котел, работающий на биологически чистом топливе.

Этот вид альтернативного отопления использует для своей работы отходы производства – шелуха сельскохозяйственных культур, щепа, опилки и другие побочные продукты деревообрабатывающей промышленности.

Котлов, работающих на пеллетах, существует много. Есть возможность автоматизировать процесс подачи топлива, чтобы все происходило без участия хозяина

Из различных отходов делают плотные спрессованные гранулы небольшого размера – пеллеты, которые сжигаются в котлах. По сравнению с обычными дровами такое топливо горит дольше и позволяет получить больше тепла.

Так же делают крупные плотные брикеты из различного рода отходов растительного происхождения. Такое спрессованное топливо позволяет получить в 2-4 раза больше тепловой энергии. Его теплотворная способность составляет до 5, 0 кВт×ч/кг.

Пеллеты, в отличии от брикетов, имеют значительно меньший размер. Они применяются в автоматизированной системе отопления. Брикеты же, более эффективны, но обладают большим размером

Для газового котла можно использовать биогаз. Его несложно получить в процессе гниения органических отходов. Для этого потребуется соорудить достаточно объемный резервуар, поместить в него отходы, предусмотреть установку для их перемешивания.

Под воздействием воздуха и бактерий будет происходить процесс гниения и выделение газа. Предстоит установить трубопровод для сброса отработанного материала. Также для сбора газа в специальные резервуары, его очистки и перемещения в систему отопления, нужно использовать соответствующие приспособления.

Экологически чистый способ отопления, использующий альтернативный источник получения тепла – водородный котел.

В основе его работы лежит реакция взаимодействия молекул водорода с кислородом, в процессе которой выделяется огромное количество тепла. Этот вид отопления требует соблюдения правил эксплуатации и техники безопасности.

Принцип работы водородного котла основан на химическом расщеплении воды на водород с кислородом, в результате чего выделяется много тепла и никаких вредных веществ. Но нужно соблюдать правила безопасности

Основной недостаток – высокая стоимость фабричного оборудования. Выходом из сложившейся ситуации является оборудование водородной системы отопления своими силами.

Для ее работы потребуется постоянное подключение к источникам электроэнергии и воды, водородная горелка, водородный генератор, катализаторы и сам котел. Тепло, полученное в результате химической реакции, поступает в теплообменник, а в качестве отходов – простая вода.

Чтобы больше узнать о биотопливе, рекомендуем ознакомиться с другими нашими статьями по этой теме:

  • Біогазова установка для приватного будинку своїми руками: рекомендації по влаштуванню і приклад облаштування саморобки
  • Как получить биогаз из навоза: технология и устройство установки по производству
  • Водневий котел опалення: пристрій + принцип роботи + критерії вибору
  • Як зробити водневий генератор для будинку своїми руками: практичні поради з виготовлення та монтажу

Как сэкономить на внедрении “зеленой энергетики”?

Проанализировав финансовую составляющую альтернативных видов отопления, можно прийти к неутешительному выводу – потребуются значительные средства на первоначальном этапе.

Вот спустя 3-7 лет, в зависимости от выбранного способа отопления, станет заметна существенная экономия благодаря энергонезависимой системе.

Выгодно и удобно использовать комбинированные источник альтернативного отопления. Для этого можно подобрать наиболее оптимальную комбинацию для своего дома

Сэкономить на использовании и установке альтернативных установок для выработки тепла можно. Многие домашние мастера с большим энтузиазмом подходят к созданию своими руками аналогов фабричным приборам преобразования альтернативной энергии.

Так, достаточно просто и недорого можно собрать гелиоустановку из шланга, которая послужит дополнительным источником нагрева воды.

Успешно собираются в домашних условиях небольшие ветряки из подручных средств. Также начитанные фермеры, проживающие в сельской местности, сооружают установки по преобразованию биологических отходов растительного и животного происхождения в биогаз.

Самодельные ветрогенераторы вполне работоспособны. Но для их сборки потребуется произвести предварительные расчеты, приобрести расходные материалы, потратить свое время

В дальнейшем он используется для потребностей хозяйства. В зависимости от размера резервуара для сбраживания отходов и площади частного дома, возможно полностью обеспечить хозяйство биогазом для удовлетворения всех нужд.

Висновки і корисне відео по темі

Видео о комбинировании альтернативных источников для получения электричества в небольшом загородном доме:

Ролик об изготовлении ветрогенератора своими руками поможет легко разобраться в принципах устройства:

Небольшое видео об использовании теплового насоса:

Видео ролик о получении биогаза:

Отказаться от традиционных источников отопления вполне реально. Для этого нужно внимательно подобрать альтернативу или скомбинировать несколько, исходя из особенностей местности, площади своего загородного дома и придомовой территории.

Энергия солнца, земли, сила ветра, утилизация бытовых отходов растительного и животного происхождения вполне способны стать достойной заменой газу, углю, дровам и платному электричеству .

Вы используете один из альтернативных источников энергии для домашних целей? Поделитесь, в какую сумму вам обошлась сборка установки и как быстро она окупилась.

Или может кто-то из ваших знакомых обустроил свой загородный дом на возобновляемых источниках? Использовав систему солнечных батарей или тепловой насос в качестве независимого источника для получения тепла, ГВС и электроэнергии?

Расскажите об этом опыте в комментариях под статьей – наглядный пример будет полезен домовладельцам, все еще сомневающимся в реальности альтернативной энергетики.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Будівництво