Las fuentes de energía ayudan a proporcionar las funciones de todas las líneas de comunicación. Con la ausencia temporal de carreteras principales, se pueden utilizar fuentes alternativas de electricidad. No son tan populares como los tradicionales, pero son más rentables en términos de operación y prácticamente no dañan el medio ambiente.
Dónde y de qué forma obtener recursos energéticos
Las fuentes de energía tradicionales son las estaciones térmicas, nucleares e hidroeléctricas. Los suministros de energía alternativa pueden ser autocurativos, eficientes, económicos y ecológicos. De hecho, hay energía en los recursos naturales, solo debes intentar extraerla. Sin habilidades especiales, puede realizar las siguientes tareas:
- instale colectores solares y baterías para alimentar la iluminación o agua caliente;
- montar generadores eólicos;
- use bombas de calor para calentar la casa debido al calor del agua, la tierra o el aire;
- aplicar plantas de biogás para el procesamiento de animales, aves, desechos humanos.
La desventaja de las fuentes de energía no tradicionales son las grandes inversiones financieras para su organización.
Fuentes de energía renovable
Debido a los limitados recursos de combustible, los científicos de todo el mundo están desarrollando y poniendo en funcionamiento las fuentes de energía del futuro. Las energías renovables incluyen:
- Generadores de electricidad: en Rusia, los más utilizados son la electricidad, la gasolina y el gas. Este último funciona con combustibles licuados y naturales, debido a su bajo nivel de ruido, se utiliza en la vida cotidiana y es duradero.
- Energía solar: una persona usa radiación electromagnética. La fuente de electricidad y calefacción autónoma es silenciosa, ecológica.
- Turbinas eólicas: operan sobre la base de la transformación de la energía cinética del viento en la rotación mecánica de una turbina que genera corriente alterna. Los molinos de viento horizontales y verticales son altamente eficientes.
- Biocombustibles: las mejores opciones son grasas de semillas oleaginosas, algas, gases residuales orgánicos.
- Las estaciones de noria son una fuente conveniente de energía si hay un río cerca de la casa. La rueda de la turbina es impulsada por los flujos de agua.
- Soluciones geotérmicas: en territorios sísmicamente activos convierten el calor que se produce cuando se libera agua geotérmica.
Rusia tiene varias estaciones solares: en la región de Orenburg (capacidad 40 MW), en la República de Bashkortostán (capacidad 15 MW), en Crimea (10 unidades de 20 MW cada una).
La aplicación de la energía solar.
La electricidad alternativa basada en radiación solar electromagnética está justificada para las personas que tienen una casa de campo en el país. La razón es el indicador de potencia total en buen tiempo no más de 5-7 kW por hora. Hasta la fecha, varias instalaciones solares son populares.
Paneles solares
El montaje de los dispositivos se realiza a partir de convertidores fotovoltaicos. Los elementos industriales se construyen a partir de mineros que generan corriente cuando se exponen a la luz directa. En el sector privado, los convertidores de silicio de tipo poli y monocristal son populares. Estos últimos difieren en eficiencia del 13-25%, pero los policristalinos son más baratos. El rango de temperatura de las placas es de -40 a +50 grados.
Colectores solares
Se usa para calentar aire o agua. El usuario puede establecer la dirección de los flujos calentados, organizar una reserva en caso de mal tiempo. Los fabricantes producen tres modificaciones de los colectores: aire, plano y tubular.
- Plástico plano. Son un panel negro y transparente en un caso con una bobina central de cobre. Cuando se expone a la luz solar, el elemento oscuro inferior se calienta. Transfiere calor a una bobina de cobre que calienta el agua. El colector plano es adecuado para calentar agua en una piscina o ducha al aire libre. Menos tecnología: para calentar grandes volúmenes, se requieren muchos elementos.
- Tubular. Parecen tubos de vacío o coaxiales de vidrio. El agua calentada por el sol fluye por ellos. El calor concentrado dentro de un sistema especial calienta el agua en el tanque de almacenamiento. El sedimento se usa para hacer circular los flujos de agua. Un colector tubular es una buena solución para calentar agua en agua caliente y calefacción.
- Colectores solares aéreos. Los dispositivos se parecen a los modelos de plástico plano debido al fondo negro y al panel superior transparente. Las instalaciones dimensionales están ubicadas en la pared este o sureste. En ellos, debido al calor solar, calienta el aire suministrado a la casa y cuartos de servicio con ventiladores especiales.
La energía solar es mejor para pisos cálidos.
Paneles solares hechos a sí mismos
Las instalaciones solares son una alternativa a la electricidad tradicional, que cuando se termina es costosa. Con su propio ensamblaje, puede reducir el costo de construcción en 3-4 veces. Antes de comenzar a crear un panel solar, debe comprender el principio de su funcionalidad.
Como funciona el sistema de energía solar
Para presentar el principio de funcionamiento, vale la pena comenzar con el diseño. El dispositivo de las fuentes de energía solar incluye:
- panel solar: un complejo de unidades para convertir la luz solar en una corriente electrónica;
- Batería: hay varios en el sistema, el número depende de la capacidad de los consumidores;
- controlador de carga: proporciona carga normal de la batería sin recargar;
- inversor: transforma la corriente de bajo voltaje de las baterías en corriente de alto voltaje (3-5 kW es suficiente para una casa).
Los paneles solares producen por separado corrientes de bajo voltaje (aproximadamente 18-21 V), que es suficiente para cargar una batería de 12 voltios.
Creando un panel solar
El ensamblaje de la batería está hecho de fotocélulas modulares. En un módulo doméstico hay 30, 36 y 72 elementos. Están conectados en serie con una fuente de alimentación, cuyo voltaje máximo es de 50 V.
Para la parte del cuerpo necesitará barras de madera, tableros de fibra, plexiglás y madera contrachapada. La parte inferior de la caja está cortada de madera contrachapada y se inserta en un marco de barras de 25 mm de espesor. Se hacen agujeros alrededor del perímetro del marco. Para evitar el sobrecalentamiento de los elementos, el paso de perforación debe ser de 15-20 cm.
Para el tamaño inferior, cuente la cantidad de fotocélulas y mida cada una.
De un tablero de fibra con un cuchillo de oficina, un sustrato está hecho de tablero de fibra con orificios de ventilación. Se hacen de acuerdo con un patrón anidado cuadrado con una sangría de 5 cm. Luego:
- Los elementos se apilan sobre el sustrato y se sueldan.
- Las conexiones se realizan secuencialmente, en orden.
- Las filas terminadas están conectadas a autobuses que conducen corriente.
- Los elementos se dan vuelta y se fijan en el asiento con silicona.
- Verifique los parámetros de voltaje de salida. Su rango es de 18 a 20 V.
- 2-3 días ejecute la batería para probar la capacidad de carga.
- Al final de la prueba, las juntas están selladas.
Pinte y seque el sustrato 2 veces.
Después de verificar la operación, el panel solar se ensambla:
- Saque los contactos de entrada y salida.
- Recorte la cubierta de plexiglás y fíjela con tornillos en agujeros prefabricados.
- Cuando se utiliza un circuito de diodos de 36 diodos con un voltaje de 12 V, se elimina la acetona de la pieza.
- Los agujeros se hacen en el panel de plástico, los diodos se insertan y sueldan.
En la última etapa, la instalación y orientación del panel solar se lleva a cabo para facilitar el acceso a los servicios y la eficiencia de la producción de energía.
Reglas para instalar un panel solar
Las modificaciones industriales pueden rotar independientemente. Los dispositivos domésticos deben configurarse de varias maneras:
- Eliminación de áreas sombreadas: un árbol o una casa alta cercana harán que el dispositivo sea ineficiente.
- Punto de referencia en el lado soleado. Los residentes del hemisferio norte orientan la estructura hacia el sur, el sur, hacia el norte.
- El ángulo de inclinación está ligado a la latitud geográfica del sitio. En verano, es mejor inclinar el panel solar 30 grados hacia el horizonte, en invierno, 70 grados.
- Disponibilidad de acceso para mantenimiento: limpieza de polvo, suciedad, nieve adherida.
El dispositivo será efectivo si los rayos directos del sol en la cubierta.
Características de los generadores eólicos.
Las fuentes de electricidad eólica funcionan según el principio de convertir la energía cinética en energía mecánica y luego en corriente alterna. La electricidad se puede obtener a una velocidad de flujo de viento mínima de 2 m / s. La velocidad óptima del viento es de 5 a 8 m / s.
Tipos de generadores eólicos
Según el tipo de montaje del rotor, hay modificaciones:
- Horizontal: difieren en la cantidad mínima de materiales para fabricación y alta eficiencia. Las desventajas del dispositivo son el alto mástil de montaje y la complejidad de la parte mecánica.
- Vertical: trabaje en una amplia gama de velocidades del viento. La especificidad del generador es la necesidad de una fijación adicional del motor.
Por la cantidad de cuchillas, hay modelos de una o varias cuchillas. Por material, las cuchillas se clasifican en vela y rígidas. El paso del tornillo de la instalación puede ser variable (puede establecer la velocidad de funcionamiento) y fijo.
Durante la construcción de una instalación eólica, los cimientos se crean y fortalecen necesariamente.
Diseño de aerogeneradores
El generador eólico terminado consta de las siguientes partes:
- torre - se coloca en una zona ventosa;
- generador de cuchillas;
- controlador de cuchilla: convierte la corriente alterna en corriente continua;
- inversor: transforma la corriente continua en corriente alterna;
- almacenamiento de batería;
- depósito de agua.
La batería acumulativa suaviza la diferencia en la temporada de vientos y el período de calma.
Hacer un generador eólico de baja velocidad a partir de un generador de máquina
Dado que un kit para ensamblar un generador eólico cuesta de 250 a 300 mil rublos, es recomendable hacer el diseño usted mismo. Necesitará un generador de automóvil y una batería.
Las palas proporcionan el funcionamiento de otros dispositivos del molino de viento. Puede hacerlos usted mismo de tela, metal o tubería de plástico de la siguiente manera:
- Elija un material con buena resistencia al viento, de 4 cm de espesor.
- Calcule la longitud de la cuchilla de modo que el diámetro de la tubería sea 1/5.
- Recorte el tubo y aplíquelo como plantilla.
- Camine a lo largo de los bordes de todos los elementos con un paño de esmeril para eliminar golpes.
- Fije las cuchillas de plástico al disco de aluminio.
- Equilibre la rueda bloqueándola horizontalmente.
- Moler los bordes de la rueda del viento mientras gira.
El diseño óptimo de las cuchillas es un gran número, pero más pequeño.
El proyecto de fabricación del mástil debe comenzar con la selección del material. Necesitará una tubería de acero con una longitud de 7 my un diámetro de 150-200 m. Si hay obstáculos, la rueda se eleva 1 m por encima de ellos.
Para una estabilidad estructural adicional, las clavijas para estirar están hechas de acero o cable galvanizado de 6-8 mm de espesor.El mástil y las clavijas deben estar hormigonados.
El proceso de alterar el oscilador es rebobinar el conjunto de arranque y crear un rotor basado en imanes de neodimio. En el dispositivo, se perforan agujeros debajo de ellos. Los imanes se deben colocar alternando entre los polos y llenar los vacíos con epoxi.
El rotor se envuelve en papel para rebobinar la bobina en una dirección de acuerdo con un esquema trifásico. En la última etapa, se prueba el generador: a 300 rpm debe mostrar 30 V.
Cuantas más vueltas encienda la bobina, más eficiente será el generador.
Las fuentes de viento alternativas de calor y energía eléctrica se recogen después de la fabricación del eje de pivote. Necesitará una tubería con dos cojinetes y una cola de chapa galvanizada de 1,2 mm de espesor.
El generador está conectado al mástil a través del marco de su tubería. La distancia desde la viga hasta las cuchillas debe ser superior a 25 cm. Después de ensamblar la estructura básica, se montan el controlador de carga, el inversor y la batería.
Calentar una casa con bombas de calor.
Europa ha estado utilizando bombas de calor durante varios años, interactuando con todos los tipos alternativos de electricidad. En verano e invierno, las unidades toman calor del suelo, el aire, el agua y lo dirigen a calentar la habitación.
Variedades de bombas de calor.
Dependiendo de las necesidades de calefacción, puede elegir modelos con 1, 2, 3 circuitos, 1-2 condensadores. Trabajarán para calefacción y refrigeración o exclusivamente para calefacción.
Según el tipo de fuente de energía y el método de producción de electricidad, los dispositivos son:
- Aire agua. El calor fluye del aire y calienta el agua. Los sistemas son adecuados para zonas climáticas con una temperatura invernal de -15 grados.
- Tierra agua. Actual para una zona climática templada. Montado en el suelo por medio de un colector o sonda sin permisos para perforar.
- Agua agua. Instalado cerca de estanques. En invierno, la bomba proporciona calor a la casa grande al calentar la fuente.
- Agua-aire. La fuente de energía es un depósito. El calor fluye a través de un compresor hacia el aire. Se convierte en refrigerante.
- Tierra-aire. El suelo es una fuente de calor que el compresor transfiere al aire. Portador de energía - líquidos anticongelantes.
- Aire a aire. Los dispositivos funcionan según el principio del aire acondicionado: para refrigeración y calefacción.
La elección de la fuente de calor depende de la geología del área y la presencia de obstáculos para el movimiento de tierras.
Como funciona la bomba de calor
La bomba de calor funciona según el ciclo de Carnot: aumento de temperatura durante la compresión brusca del refrigerante. Dado que los dispositivos tienen 3 circuitos de trabajo (2 - externos, 1 - internos), un condensador, un evaporador y un compresor, el esquema de su acción se puede representar de la siguiente manera:
- El refrigerante primario (ubicado en el agua, en el aire, en el suelo) elimina el calor y las fuentes con bajo potencial. La temperatura máxima del nodo es de aproximadamente + 6 grados.
- Un portador de baja temperatura con baja temperatura se encuentra en el circuito interno. Cuando se calienta, el refrigerante se evapora; su vapor en el compresor se comprime. En este punto, se libera calor. Temperatura de vapor: de +35 a +65 grados.
- El calor en el condensador ingresa al refrigerante desde el circuito de calefacción. Los vapores se condensan y se envían al evaporador.
El ciclo de la bomba de calor se repite constantemente.
Bomba de calor hecha a mano
Hecho en casa es bastante real si tiene piezas de electrodomésticos que funcionan.
Para preparar el condensador y el compresor necesitará:
- Haga el compresor de la bomba del compresor del refrigerador o del aire acondicionado. El detalle se fija con una suspensión suave en la pared de la sala de calderas.
- Haz un condensador. La mejor opción es un tanque de acero inoxidable de 100 litros.
- Corte el recipiente por la mitad con un molinillo y luego inserte la bobina (tubo de cobre del refrigerador o aire acondicionado).
- Después de instalar la bobina, suelde las mitades del tanque.
Para una costura de alta calidad, use soldadura de argón.
El evaporador está hecho sobre la base de un tanque de plástico de 75-80 litros con una bobina de tubería de cobre de ½ pulgada de diámetro. Está envuelto alrededor de una tubería de acero de 300-400 mm de diámetro. Los giros se fijan con perforados.
Se corta una rosca en la bobina para acoplarla a la tubería. El refrigerante se bombea a la unidad, después de lo cual el evaporador se monta en la pared.
La fuente óptima para estos métodos alternativos de generación de calor y electricidad será el agua de un pozo o un pozo. El líquido no se congela ni siquiera en invierno.
Tomará 2 pozos:
- para la toma de agua y su suministro al evaporador;
- para descargar el agua residual y su flujo al evaporador.
La autonomía de la bomba de calor será proporcionada por mecanismos automáticos para controlar el movimiento del refrigerante a lo largo de los circuitos de calefacción y la presión de freón.
Generación de calor a partir de otras fuentes alternativas.
Al organizar el primer circuito externo de la bomba, necesita una fuente de calor efectiva:
- Tubos en forma de anillo en el agua. Un estanque sin una gran profundidad de congelación o un río proporciona la efectividad de la tecnología. Las tuberías se colocan bajo el agua con la ayuda de carga.
- Campos termales. Las tuberías se entierran debajo de la congelación del suelo: se elimina una gran capa de tierra.
- Resortes geotérmicos. Los pozos se perforan a grandes profundidades. Arrancan circuitos con refrigerantes.
- Aire exterior. El calor se extrae de los pozos de ventilación o canales de viento.
La desventaja de la bomba de calor es el alto costo y los costos de instalación de fuentes de calor.
Plantas de biogás
La electricidad alternativa orgánica se produce utilizando sistemas de biogás. Los dispositivos permiten el procesamiento de residuos de aves y animales. El gas resultante se purifica y se seca, y luego se usa como refrigerante. Las masas residuales serán un fertilizante efectivo y seguro para el suelo.
Principio de la tecnología
Los gases se forman durante la fermentación de los desechos biológicos de animales y aves. Un ambiente anaeróbico sin oxígeno es óptimo. Aumenta la actividad de las bacterias mesofílicas y termofílicas. Para la eficiencia del proceso, la masa deberá mezclarse a mano con un palo o agitadores mecánicos. En condiciones ideales, se obtienen de 1 a 4.5 litros de gas en 1 litro de un recipiente cerrado calentado a una temperatura de +50 grados.
Sistema de biogás para una casa particular.
El biorreactor más simple es un recipiente con tapa y mecanismo de mezcla. Se hace un orificio en la cubierta de la manguera de escape de gas. Su cantidad será suficiente para 1-2 quemadores.
El búnker subterráneo o elevado aumenta el volumen utilizable. La estructura subterránea está hecha de hormigón armado con una capa superior de aislamiento térmico. La capacidad se divide en compartimentos. El estiércol se carga en el transportador, llenando la tolva en un 80-85%. El área restante se usa para la acumulación de gas. Se descarga a través de un tubo especial, cuyo segundo extremo está en la cerradura hidráulica. Después del drenaje, el gas purificado entra en la casa.
Los tipos alternativos de extracción de recursos de calor y electricidad no están disponibles actualmente para los residentes de los apartamentos. Pueden ser utilizados por residentes de casas privadas y granjas. El único inconveniente de las fuentes renovables es el costo de organizar el sistema, pero las inversiones financieras dan sus frutos después de 1-2 años de operación.
