エネルギー源の種類と選択
天然ガスは最も安価な燃料と考えられています。しかし、そのような電力システムがスムーズに機能するためには、ガス化が必要です。
ディーゼル燃料やガソリンなどを使用する発電機は、定期的に在庫を補充する必要があるため、可燃性液体を保管するための特別な容器が必要になります。
公的に利用可能な自然タイプの自由エネルギーを変換する自律システムの中で、今日最も普及しているのは次のとおりです。
- 太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する半導体パネル-太陽パネル
- 風力エネルギーを動力源とする風力タービン
- 小さな水力発電所
コテージに1つまたは別のタイプの電源を選択するときは、そのすべての技術的特性、長所と短所、既存の電力需要、および問題の経済的要素を考慮する必要があります。
次に、リストされているそれぞれの独立したエネルギーシステムを実際の使用の観点からより詳細に検討します。
ヒートポンプ
民家の最も用途の広い代替暖房は、ヒートポンプの設置です。それらは冷蔵庫のよく知られた原理に従って機能し、より冷たい体から熱を奪い、それを暖房システムに放出します。
これは、蒸発器、熱交換器、圧縮機の3つのデバイスからなる一見複雑なスキームで構成されています。ヒートポンプの実装には多くのオプションがありますが、最も一般的なものは次のとおりです。
- 空対空
- 空気から水へ
- 水-水
- 地下水
空対空
最も安価な実装オプションは空対空です。実際、それは古典的な分割システムに似ていますが、電気は通りから家に熱を送り込むためだけに使われ、気団を暖めるためには使われません。これは、一年中家を完全に暖めながら、お金を節約するのに役立ちます。
システムの効率は非常に高いです。 1 kWの電力の場合、最大6〜7kWの熱を得ることができます。最新のインバーターは、-25度以下の温度でもうまく機能します。
空気から水へ
「空気から水へ」は、ヒートポンプの最も一般的な実装の1つであり、オープンエリアに設置された大面積コイルが熱交換器の役割を果たします。さらに、ファンで吹き飛ばして、内部の水を強制的に冷却することができます。
このような設置は、より民主的なコストと簡単な設置が特徴です。しかし、それらは+7から+15度の温度でのみ高効率で動作することができます。バーが負のマークに下がると、効率が低下します。
地下水
ヒートポンプの最も用途の広い実装は、地面から水へです。一年中凍らない土壌の層がいたるところにあるので、それは気候帯に依存しません。
このスキームでは、パイプは、温度が年間を通じて7〜10度のレベルに保たれる深さまで地面に浸されます。コレクターは、垂直方向と水平方向に配置できます。最初のケースでは、いくつかの非常に深い井戸を掘削する必要があり、2番目のケースでは、コイルが特定の深さに配置されます。
不利な点は明らかです：多額の財政投資を必要とする複雑な設置作業。そのようなステップを決定する前に、経済的利益を計算する必要があります。暖かい冬が短い地域では、民家の代替暖房のための他のオプションを検討する価値があります。もう1つの制限は、最大数十平方メートルの広い空き領域が必要になることです。 m。
水-水
水から水へのヒートポンプの実装は、以前のものと実質的に同じですが、コレクターパイプは、年間を通じて凍結しない地下水、または近くの貯水池に敷設されています。次の利点があるため、より安価です。
- 最大坑井掘削深度-15m
- あなたは1-2の水中ポンプでうまくいくことができます
バイオ燃料ボイラー
地面にパイプ、屋根にソーラーモジュールで構成される複雑なシステムを装備する必要がない場合は、従来のボイラーをバイオ燃料で稼働するモデルに置き換えることができます。彼らが必要とする：
- バイオガス
- わらペレット
- ピート顆粒
- 木材チップ等
このようなインストールは、前述の代替ソースと一緒にインストールすることをお勧めします。ヒーターの1つが機能しない状況では、2番目のヒーターを使用することが可能になります。
主な利点
代替の熱エネルギー源の設置とその後の運用を決定するときは、次の質問に答える必要があります。間違いなく、検討対象のシステムには次のような利点があります。
- 生成されるエネルギーのコストは、従来のソースを使用する場合よりも低くなります
- 高効率
ただし、初期材料費が高く、数万ドルに達する可能性があることに注意する必要があります。そのような設備の設置は単純とは言えないため、作業は結果を保証できる専門家チームに独占的に委託されます。
まとめ
需要は民家の代替暖房を取得しており、これは従来の熱エネルギー源の価格上昇を背景に収益性が高くなっています。ただし、現在の暖房システムの再装備を開始する前に、提案された各オプションを考慮してすべてを計算する必要があります。
また、従来のボイラーを放棄することはお勧めしません。それは残されなければならず、特定の状況では、代替暖房がその機能を果たさないとき、あなたの家を暖め、凍らせないことが可能であり続けます。
太陽エネルギーを電気に
ソーラーパネルは最初に宇宙船用に作られました。このデバイスは、電流を生成する光子の能力に基づいています。ソーラーパネルのデザインには多くのバリエーションがあり、毎年改良されています。自分で太陽電池を作るには2つの方法があります。
メソッド番号1。既製のフォトセルを購入し、それらからチェーンを組み立てて、透明な素材で構造を覆います
あなたは細心の注意を払って作業する必要があります、すべての要素は非常に壊れやすいです。各フォトセルはボルトアンペアでマークされています。必要な電力のバッテリーを収集するために必要なセルの数を計算することはそれほど難しくありません
作業の順序は次のとおりです。
必要な電力のバッテリーを収集するために必要なセルの数を計算することはそれほど難しくありません。作業の順序は次のとおりです。
- ケースの製造には合板が必要です。木製のスラットは周囲に沿って釘付けされています。
- 合板シートに通気孔を開けます。
- フォトセルのチェーンがはんだ付けされたファイバーボードシートが内部に配置されています。
- パフォーマンスがチェックされます。
- プレキシガラスはレールにねじ込まれています。
方法2には、電気工学の知識が必要です。電気回路はD223Bダイオードから組み立てられています。それらを順番に並べてはんだ付けします。透明な素材で覆われたケースに入れます。
フォトセルには次の2つのタイプがあります。
- 単結晶プレートの効率は13％で、四半世紀続きます。彼らは晴れた天気でのみ完璧に動作します。
- 多結晶のものは効率が低く、耐用年数はわずか10年ですが、曇っても電力は低下しません。パネル面積10sq。 m。は1kWのエネルギーを生成することができます。屋根の上に置くときは、構造物の総重量を考慮する価値があります。
レディバッテリーは最も日当たりの良い側に配置されます。パネルには、太陽に対する角度の傾きを調整する機能が装備されている必要があります。降雪時にはバッテリーが故障しないように垂直位置を設定します。
ソーラーパネルは、バッテリーの有無にかかわらず使用できます。日中は太陽電池のエネルギーを消費し、夜は電池を消費します。または、中央の電源ネットワークから、日中および夜間に太陽エネルギーを使用します。
実用的な代替エネルギー：タイプ
代替エネルギー源は、得られた電力を取得し、送信するためのさまざまな有望な方法です。同時に、そのようなエネルギー源は再生可能であり、環境への害を最小限に抑えます。これらのエネルギー源には、ソーラーパネルとソーラーステーションが含まれます。
次に、それらは以下を使用して3種類のエネルギー生産に分けられます。
- フォトセル;
- ソーラーパネル;
- 組み合わせたオプション。
水を高温に加熱するミラーシステムの使用が一般的であり、その結果、蒸気がパイプのシステムを通過してタービンを回転させます。風車や風力発電所は風力エネルギーから電気を生成し、それが発電機に接続された特殊なブレードを回転させます。
波力エネルギーの使用だけでなく、引き潮と流れも人気があります。
地熱源からの温水は、発電に広く使用されています。シミュレーターの可動部分がロッドによって発電機に接続されているジムなど、一部の部屋で運動エネルギーを使用することは興味深いことです。発電機は、人の動きの結果として電気を生成します。
現代の暖房技術
民家の暖房オプション：
- 従来の暖房システム。熱源はボイラーです。熱エネルギーは、熱媒体（水、空気）によって分配されます。ボイラーの熱伝達を増やすことで改善できます。
- 新しい暖房技術で使用される省エネ機器。電気（ソーラーシステム、さまざまなタイプの電気暖房およびソーラーコレクター）は、住宅を暖房するためのエネルギーキャリアとして機能します。
暖房の新技術は、次の問題の解決に役立つはずです。
- コスト削減;
- 天然資源の尊重。
暖かい床
赤外線床（IR）は、最新の暖房技術です。主な素材は珍しい映画です。肯定的な品質-柔軟性、強度の向上、耐湿性、耐火性。任意の床材の下に置くことができます。赤外線床の放射は、人体への太陽光の影響と同じように、幸福に良い影響を及ぼします。赤外線床を敷設するための現金費用は、電気加熱要素を備えた床を設置する費用よりも30〜40％少なくなります。 15〜20％のフィルム床を使用する場合のエネルギー節約。コントロールパネルは、各部屋の温度を調整します。騒音、臭い、ほこりはありません。
熱を供給する水法では、金属プラスチックパイプが床スクリードにあります。加熱温度は40度に制限されています。
水太陽集熱器
革新的な暖房技術は、太陽活動が活発な場所で使用されています。太陽集熱器は、太陽に開かれた場所にあります。通常、これは建物の屋根です。太陽光線から水が加熱され、家の中に送られます。
マイナス点は、夜間にコレクターを使用できないことです。北方向の地域に適用することは意味がありません。この熱発生の原理を使用することの大きな利点は、太陽エネルギーの一般的な利用可能性です。自然を害することはありません。家の庭の使用可能なスペースを占有しません。
ソーラーシステム
ヒートポンプを使用しています。総電力消費量は3〜5 kWで、ポンプは自然源から5〜10倍のエネルギーを汲み上げます。ソースは天然資源です。結果として生じる熱エネルギーは、ヒートポンプの助けを借りて冷却剤に供給されます。
赤外線加熱
赤外線ヒーターは、どの部屋でも一次および二次加熱の形で使用されています。低消費電力で、大きな熱伝達が得られます。部屋の空気は乾きません。
設置は簡単で、このタイプの暖房には追加の許可は必要ありません。節約の秘訣は、熱が物体や壁に蓄積することです。天井と壁のシステムを適用します。彼らは20年以上の長い耐用年数を持っています。
幅木暖房技術
部屋を暖房するための幅木技術の操作のスキームは、IRヒーターの操作に似ています。壁が熱くなっています。それから彼女は熱を発し始めます。赤外線熱は人間によって十分に許容されます。壁は常に乾燥しているため、カビやカビの影響を受けにくくなります。
インストールが簡単。各部屋の熱供給は調整されています。夏には、このシステムを使用して壁を冷やすことができます。動作原理は加熱と同じです。
空気暖房システム
暖房システムは、体温調節の原理に基づいて構築されています。温風または冷風が直接部屋に供給されます。主な要素は、ガスバーナー付きのオーブンです。燃焼ガスは熱交換器に熱を放出します。そこから、加熱された空気が部屋に入ります。水道管、ラジエーターは必要ありません。暖房、換気の3つの問題を解決します。
利点は、加熱を徐々に開始できることです。この場合、既存の暖房は影響を受けません。
蓄熱器
電気代を節約するために、クーラントは夜間に加熱されます。断熱タンク、大容量はバッテリーです。夜は熱くなり、日中は熱エネルギーが戻って暖房されます。
コンピュータモジュールの使用とそれらによって生成される熱
暖房システムを開始するには、インターネットと電気を接続する必要があります。動作原理：動作中にプロセッサが放出する熱が使用されます。
コンパクトで安価なASICチップを使用しています。数百のチップが1つのデバイスに組み立てられます。コストがかかると、このインストールは通常のコンピューターのようになります。
オプション＃1-ソーラーパネルの作成
太陽のエネルギーを捉えて変換できる設計は数多くあり、多様であり、絶えず改善されています。多くの職人にとって、これらの便利な構造を完成させることは大きな趣味になっています。テーマ別の展示会では、そのような愛好家は喜んで多くの有用なアイデアを示します。
ソーラーパネルを作るには、単結晶または多結晶の太陽電池を購入し、それらを透明なフレームに入れ、丈夫なケースで固定する必要があります
太陽電池の基本は、エネルギーを取り込む特殊な結晶です。家庭では、そのような要素を作ることはできません、それらは購入されなければなりません。
クリスタルは非常に壊れやすいため、取り扱いには注意が必要です。太陽電池を作るには、次のものが必要です。
- プレキシガラスなどの透明な素材でソーラーパネル用のフレームを作成します。
- 金属の角や合板などでケースを作ります。
- 結晶素子を回路に注意深くはんだ付けします。
- フォトセルをフレームに配置します。
- ボディアセンブリを実行します。
一般に、太陽電池には単結晶と多結晶の2種類があります。前者はより耐久性があり、効率は約13％ですが、後者はより速く故障しますが、効率はやや低く、9％未満です。ただし、単結晶太陽電池は、太陽エネルギーの安定した流れでのみうまく機能します。曇りの日には、効率が大幅に低下します。しかし、多結晶要素は、天候の変動にはるかによく耐えます。
このビデオは、太陽電池の自己製造の基本原則を反映しています。
もちろん、既製のバッテリーは屋根の最も日当たりの良い側に配置されます。この場合、パネルの傾きを調整できるようにする必要があります。たとえば、降雪時には、パネルをほぼ垂直に配置する必要があります。そうしないと、雪の層がバッテリーの動作を妨げたり、バッテリーを損傷したりする可能性があります。
自家製水力発電所
敷地内にダムのある小川や貯水池がある場合、代替電力の追加の供給源は自作の水力発電所になります。デバイスは水車に基づいており、電力は水の流れの速度に依存します。発電機とホイールの製造材料は車から取り出すことができ、角や金属のスクラップはどの家庭でも見つけることができます。さらに、銅線、合板、ポリスチレン樹脂、ネオジム磁石が必要になります。
- ホイールは11インチのホイールで作られています。刃は鋼管でできています（パイプを縦に4つに切っています）。 16枚のブレードが必要になります。ディスクはボルトで一緒に引っ張られ、それらの間のギャップは10インチです。ブレードは溶接されています。
- ノズルはホイールの幅に合わせて作られています。それは金属くずから作られ、サイズに曲げられ、溶接によって接合されます。ノズルの高さを調整します。これにより、水の流れが調整されます。
- 車軸は溶接されています。
- ホイールは車軸に取り付けられています。
- 巻線が作られ、コイルに樹脂が注がれます-固定子の準備ができています。発電機を回収します。テンプレートは合板から作られています。磁石を取り付けます。
- 発電機は、水しぶきから金属製の翼で保護されています。
- ホイール、アクスル、ノズル付きファスナーは、金属を腐食や美的快楽から保護するために塗料でコーティングされています。
- ノズルを調整することで最大のパワーが得られます。
自家製のデバイスは、多額の設備投資を必要とせず、無料でエネルギーを生成します。いくつかのタイプの代替ソースを組み合わせる場合、そのようなステップはエネルギーコストを大幅に削減します。ユニットを組み立てるには、熟練した手と明確な頭だけが必要です。
伝統的なエネルギー
これは、熱および電力業界の確立されたセクターの幅広い層であり、世界のエネルギー消費者の約95％を提供しています。資源の生成は、火力発電所、水力発電所、原子力発電所などの特別な発電所で行われます。これらは、目標エネルギーを処理する過程で、既製の原材料ベースと連携します。が生成されます。エネルギー生産には次の段階があります。
- ある種または別の種類のエネルギーを生産するための原料の生産、準備、および施設への配送。これらは、燃料の抽出と濃縮、石油製品の燃焼などのプロセスである可能性があります。
- エネルギーを直接変換するユニットおよびアセンブリへの原材料の転送。
- エネルギーを一次から二次に変換するプロセス。これらのサイクルはすべてのステーションに存在するわけではありませんが、たとえば、エネルギーの供給とその後の分配の便宜のために、さまざまな形式（主に熱と電気）を使用できます。
- 完成した変換エネルギーの維持、その伝達と分配。
最終段階で、リソースはエンドユーザーに送信されます。エンドユーザーは、国民経済のセクターと一般の住宅所有者の両方である可能性があります。
非伝統的なエネルギー源：入手方法
非伝統的なエネルギー供給源は、主に風力、太陽光、津波エネルギーを使用した発電と、地熱水を使用した発電です。しかし、これに加えて、バイオマスや他の方法を使用する他の方法があります。
つまり：
- バイオマスから電気を得る。この技術は、メタンと二酸化炭素からなる廃棄物からのバイオガスの生産を意味します。一部の実験設備（Michael's Humireactor）は、肥料とわらを処理します。これにより、1トンの材料から10〜12m3のメタンを得ることができます。
- 電気を熱的に得る。熱電対で構成される相互接続された半導体を加熱し、他の半導体を冷却することにより、熱エネルギーを電気に変換します。温度差の結果、電流が発生します。
- 水素セル。これは、通常の水から電気分解により、かなり大量の水素と酸素の混合物を得ることができる装置です。同時に、水素を得るコストは最小限です。しかし、そのような発電はまだ実験段階に過ぎません。
別の種類の発電は、スターリングエンジンと呼ばれる特別な装置です。ピストン付きの特殊なシリンダーの中には、気体または液体があります。外部加熱により、液体または気体の量が増加し、ピストンが動き、発電機が順番に作動します。さらに、パイプシステムを通過する気体または液体は、冷却してピストンを後方に移動させます。これはかなり大まかな説明ですが、このエンジンがどのように機能するかが明確になります。
オプション＃4-バイオガスプラント
有機性廃棄物の嫌気性処理中に、いわゆるバイオガスが放出されます。その結果、メタン、二酸化炭素、硫化水素からなるガスの混合物が生成されます。バイオガス発生器は次のもので構成されています。
- 密閉タンク;
- 有機性廃棄物を混合するためのオーガー。
- 使用済み廃棄物を降ろすための分岐パイプ。
- 廃棄物と水を充填するためのネック。
- 結果として生じるガスが流れるパイプ。
多くの場合、廃棄物処理タンクは表面ではなく、土壌の厚さに配置されます。得られたガスの漏れを防ぐために、完全に密閉されています。同時に、バイオガスの放出過程では、タンク内の圧力が絶えず上昇しているため、ガスは定期的にタンクから取り出さなければならないことを覚えておく必要があります。バイオガスに加えて、処理の結果、植物の成長に役立つ優れた有機肥料が得られます。
バイオガスは吸入するのが危険であり、爆発する可能性があるため、このようなガス発生器の装置と操作規則は、安全要件の強化の対象となります。しかし、世界の多くの国、たとえば中国では、このエネルギー取得方法は非常に普及しています。
バイオガス発生器の設計は非常に単純ですが、バイオガスは健康に有害な可燃性物質であるため、運転中は注意が必要です。
廃棄物から得られるバイオガスの組成と量は、基質によって異なります。ほとんどのガスは、脂肪、穀物、工業用グリセリン、新鮮な草、サイレージなどを使用するときに得られます。通常、動物と野菜の廃棄物の混合物がタンクに入れられ、そこに水が追加されます。夏には、塊の湿度を94〜96％に上げることをお勧めします。冬には、88〜90％の湿度で十分です。廃液タンクに供給される水は35〜40度に加熱する必要があります。そうしないと、分解プロセスが遅くなります。保温のために、タンクの外側に断熱材の層が取り付けられています。
代替エネルギーは投資の面で高すぎるようにいつも私には思えましたが、あなたはなんとか私を納得させることができました。一方で、必要な備品を手作業で組み立てるのは難しいです（私は個人的に試したことがないので、判断できません）。一方、すべてが正しく行われることができれば、代替エネルギー源はとにかくそれ自体でお金を払うでしょう。今、電気はたくさんのお金がかかります。でも、代替エネルギーは民家にしか設置できないと思います。市内では-監督サービス（名前は覚えていません）-彼らはそれをあまり認めないでしょう-罰金を科されることさえあります。私は自分で街に住んでいて、そんなことを試す方法はありません。
すべての種類の代替エネルギー生産を組み合わせると、おそらくこれによりエネルギーコストが大幅に削減され、いつかは建設費が返済されます。記事から判断すると、代替エネルギー源を組み立てるのはそれほど難しいことではありませんが、それでもある程度のスキルが必要です。屋根にソーラーパネルを設置し、それに加えて風力タービンを設置することを検討すると、どのような天候でもほぼ普遍的なエネルギー源を得ることができます。そして、バイオガスを加えると、一般的に美しさがあります。ただし、これらの方法はすべて、暖かい季節（まあ、または強風がある秋）にのみ有効ですが、冬には太陽があまりなく、風もありません。この場合はどうなりますか？
