Upotreba alternativnih vrsta energije. Energetski resursi: alternativni izvori i tehnologije za uštedu energije. probleme i rješenja. Vrste alternativne energije

25.11.2019

Pročitajte također

Pokazne zamjenice This, that, these, those

Ime Vladislav je skraćeno: značenje, porijeklo i karakter imena Skraćeni nazivi za

Šta bi moglo biti primamljivije od besplatnih resursa? Problem korišćenja alternativnih izvora energije zaokuplja umove naučnika već decenijama. Interes za ovu temu raste u direktnoj proporciji sa povećanjem računa komunalne usluge.. Iz ovog članka ćete saznati šta su alternativni izvori energije, koji tehnički i inženjerska rješenja to će nas približiti razumne uštede, te također ocijeniti izglede pojedinih oblasti.

Pročitajte u članku:

Alternativni izvori energije - šta su, formulacija osnovnih zahtjeva i definicija

Na takav uređaj možete spojiti štedljivu LED sijalicu ili bateriju. Uređaj za pohranu je koristan za punjenje vašeg pametnog telefona. Jednostavnost dizajna omogućava vam da sami implementirate takav projekat. Osim toga, takvo inženjersko rješenje neće zahtijevati financijske troškove. Jedino što vam treba je vještina, par sati slobodnog vremena i nešto jednostavne lovačke opreme.

Rješenje Robinson Crusoe, iako općenito učinkovito, nakon pažljivog ispitivanja nije bez svojih nedostataka:

vjeverice nisu u stanju da se razviju velika brzina(rotirati veliki električni motor) za stvaranje značajne snage;
brzina rada se stalno mijenja, tako da je teško optimizirati proces generiranja;
glodar se mora hraniti, a cijena orašastih plodova će najvjerovatnije premašiti cijenu proizvedene električne energije.

Ovaj duhovit primjer dobro je pogodan za nekoliko ozbiljnih zaključaka:

Određene netradicionalne izvore električne energije treba odbaciti zbog negativnog ekonomskog efekta.
Da bi poređenje opcija bilo korisno, minimalna prihvatljiva proizvodna snaga mora biti određena unaprijed.
Svaki prijedlog se mora razmotriti uzimajući u obzir primarne i operativne troškove u cjelini.

Površno proučavanje mogućnosti korištenja alternativnih izvora energije neće nam omogućiti da izvučemo prave zaključke. U svakom slučaju, preporučljivo je uzeti u obzir karakteristike mjesta na kojem se konstrukcija treba postaviti, složenost instalacije i rutinsko održavanje. U ovom članku ćemo se fokusirati na one ideje za korištenje alternativne energije za dom koje možete sami implementirati.

Glavne vrste alternativnih izvora energije

Energija vjetra i sunca

Danas se ne koristi direktni pogon na aktuatore, ali principi ostaju isti. Vjetar rotira velike lopatice ventilatora spojenog na električni generator. Za postizanje konzistentnosti i dovoljne snage protok vazduha, takve konstrukcije se podižu na veliku visinu i postavljaju na morsku obalu.

Sljedeće tipične komponente su označene na slici:

Kontroler kontrolira rad generatora, obavlja regulatorne i zaštitne funkcije.
Konstantni napon sa jednog od izlaza ove jedinice se dovodi do baterija, koje akumuliraju naboj energije za kompenzaciju parametara vjetra.
Koristeći inverter, kreira se standardni sinusoid od 220 V za povezivanje potrošača.
Za prijenos viška energije u javne mreže uz naknadu koristi se poseban ATS uređaj. Koristi se i kao izvor napajanja u nuždi (rezervni).

Bez dodatnih mehaničkih pretvarača, uređaji dobijaju električnu energiju koristeći solarni paneli. U ovoj izvedbi koristi se emf, koji nastaje kada se područje neravnotežnog poluprovodnika ozrači p-n spoj. Pozitivan efekat se javlja kada fotoni udare u ploču napravljenu od nekoliko slojeva silicijuma. različite vrste.

Ovaj primjer uključuje kombiniranu upotrebu nekoliko alternativnih izvora energije. Kako bi se kompenzirale smanjene performanse pri slabom vjetru i noću, ugrađena je baterija za skladištenje. Po potrebi koristite rezervni benzin ili dizel generator.

Infracrveno zračenje zvijezde najbliže našoj planeti može se koristiti za povećanje efikasnosti standardnih sistema (grijanje i opskrba toplom vodom) privatne kuće. Da biste to učinili, instalirajte na krov jednostavan dizajn od cijevi Rashladno sredstvo se dovodi u krug kotla za indirektno grijanje. Optimalni režim cirkulacije održavaju pumpa i kontrolna jedinica sa senzorima temperature.

Toplotna energija zemlje i vazduha

Čak i pri jakom mrazu, na dovoljno dubokoj dubini, tlo održava pozitivnu temperaturu. Ova toplina se može koristiti prema sljedećoj shemi:

Krug duznosti:

u prvoj fazi (1) rashladna tečnost koja se ne smrzava se zagreva duboko u zemlji i ulazi u izmenjivač toplote isparivača;
Unutarnja jedinica radi kao sličan dio konvencionalnog hladnjaka (klima). Kretanje rashladnog sredstva duž ovog kruga osigurava poseban kompresor (2);
zagrijana tečnost (3) ulazi u sistem grijanja. Nakon hlađenja u radijatorima, vraća se nazad (4) radi povećanja temperature.

Ova tehnika će vam omogućiti da koristite alternativne resurse bez ograničenja. tijekom cijele godine iz rezervoara koji se ne smrzavaju. Učinkovitost svih instalacija ovog tipa ovisi o temperaturnoj razlici na ulazu i izlazu vanjskog kruga.

Obnovljivi alternativni izvori energije: što je korištenje biogoriva kao primjer?

IN opšta definicija Resursi u ovoj kategoriji uključuju naftu i ugalj. Međutim, njihova obnova se odvija presporo čak iu odnosu na vrijeme postojanja ljudske civilizacije. Za praktična implementacija za privatni projekat prikladni su i drugi alternativni izvori energije:

U kotlovima na čvrsto gorivo koristi se obično drvo.
Koriste se brzorastuće stene, nakon čega sledi sušenje i prerada u zapaljivu tečnost.
Oni koriste razgradnju otpada od strane bakterija za stvaranje bioplina.

Iz primjera postaje jasno da neki alternativni izvori energije sami po sebi daju dodatne bonuse. U potonjem slučaju, usitnjena biomasa se koristi kao đubrivo. Da bi se poboljšala produktivnost i efikasnost, u ovom projektu su ugrađena dva radna rezervoara. Dobijeni plin se može koristiti kao gorivo za generatore električna energija i kotlovi za grijanje.

Snaga vode

Nema potrebe preplaćivati za ultra moderan dizajn. Sasvim je dovoljno ugraditi kotač s noževima, spojiti ga na elektromotor i dodati zaštitnu i upravljačku automatizaciju.

Razvoj drugih vrsta alternativnih izvora energije

Takvi izvori se koriste za proizvodnju toplinske i električne energije. U ovom slučaju su procesi konverzije minimalni, pa se mogu postići dobri ekonomski rezultati.

Slika pokazuje dijagram strujnog kola aparat za zavarivanje. Međutim, ovaj gas se može koristiti za napajanje gorionika u kotlovskoj peći i pogon motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Ali sljedeća shema je potpuno ozbiljan i čak patentiran uzorak (službeni broj patenta - RU 2245606). Pažljivo proučite dijagram i objašnjenja ovaj razvoj još jednom potvrđuje da je sve genijalno jednostavno.

Ako želite, možete pokušati reproducirati slične domaće proizvode. Ali treba napomenuti da najčešće neki dijelovi nisu tvornički uzorci, već domaći proizvodi. Stoga takvoj "montaži" trebate vjerovati s oprezom.

Alternativni izvori energije za privatne kuće: praktična rješenja sa stručnim komentarima

Na internetu možete pronaći desetine ideja koje su potencijalno pogodne za implementaciju u ovom ili onom obliku. A sada prelazimo na diskusiju o metodama koje se već koriste u Rusiji. Efikasnost ovakvih alternativnih izvora energije dokazana je praktičnim testovima.

Solarna energija kao alternativni izvor energije: komponente i dijagrami kola

Solarni paneli

Dizajn se zasniva na principu skladištenja solarnih ćelija. Ova tehnologija je poznata već nekoliko decenija. Međutim, tek posljednjih godina pojavili su se proizvodi koji su pristupačni prosječnom potrošaču.

Solarni paneli proizvode jednosmjernu struju, koja se bez dodatne konverzije može koristiti za punjenje baterije, ishrana LED lampe i drugih odgovarajućih uređaja. televizori, mašine za pranje veša i ostala oprema povezana je preko invertera, koji stvara sinusoid od 220V na izlazu. Kontroler kontrolira prebacivanje i osigurava optimalan način punjenja baterije.

Marka/Model		Bilješke
Sunways/ FSM-100P	4480	Polikristalna ploča. Napon - 12 V, Nazivna snaga - 100 W, Veličina: 15,6×15,6 cm. Rad je prihvatljiv na temperaturama od -40 do + 85°C.
	8700	Univerzalni kontroler - 12/24 V. Maksimalna snaga - 390 W (12 V). Dozvoljena struja pri punjenju baterije je do 40 A. Priključivanjem eksternog temperaturnog senzora vrši se kontrola temperature sa zaštitom od pregrijavanja.
	61000	Inverter. Nazivna snaga - 4,5 kW.
DELTA/ HRL 12-90	16100	Punjiva olovna baterija. Kapacitet - 90 Ah, Vek trajanja – 12 godina. Napravljen u dizajnu bez održavanja.

U tabeli su prikazane glavne komponente za stvaranje individualnog alternativnog izvora energije. Osim navedenih proizvoda, trebat će vam spojne žice i elementi za pričvršćivanje. Mnogo zavisi od parametara insolacije - broja i trajanja sunčanih dana. U najjednostavnijoj verziji stvaraju autonomni sistem sa rezervnim dizel/benzinskim generatorom. Koriste se i različite kombinacije sa standardnim mrežama napajanja.

Solarni kolektori

Marka/Model	Prosječna cijena (od aprila 2018.), rub.	Bilješke
	33900 i 45900 (2.0 i 3.0 serije)	Solarni kolektori. Debljina stakla - 3,2 mm, Propustljivost svetlosti – do 85%.
	175200	Specijalizovani kotao. Opremljen kontrolnom opremom. Magnezijska zaštita od korozije. Zapremina: 1000 litara.
	39200	Titanijumski premaz. Prihvatljiva upotreba horizontalne i vertikalne dijagram ožičenja sa kombinacijom do 10 proizvoda u jednoj radnoj jedinici.
	179300	Komplet opreme za grijanje sa kotlom i pumpnom grupom.

Svi alternativni izvori energije poznatih brendova izgledaju atraktivno na slikama. Ali u ovom slučaju posebno značenje imaju praktične parametre, a ne estetiku. U procesu proučavanja solarnih instalacija obratite pažnju na sljedeće nijanse:

kompatibilnost sa drugim komponentama zajednički sistem snabdijevanje objekta toplotom;
standardna podešavanja i zaštitni uređaji;
trajnost.

Da bi se spriječilo pregrijavanje, koriste se različita inženjerska rješenja. U Viessmann kolektorima, na primjer, ugrađen je poseban sloj koji mijenja svoju strukturu na temperaturi od +75°C ili više. Ovo smanjuje efikasnost instalacije i sprečava stvaranje pare u cevovodu.

Toplotne pumpe za grijanje doma

Marka/Model	Prosječna cijena (od aprila 2018.), rub.	Bilješke
	48100	Specijalizirana zračna toplotna pumpa za održavanje ugodne temperature vode u bazenu.
	1 368000	Snaga grijanja – do 3,52 kW. Kompatibilan sa kućnim sistemima tople vode i grijanja.
	492340	Unutrašnja jedinica. Izvor toplote je vazduh. Omogućava zagrijavanje vode do +80°C. Nivo buke – 26dB.
	348800	Geotermalna toplotna pumpa. Snaga grijanja/hlađenja −7,8/7,57 kW. Prihvatljivo je koristiti vodu i tlo kao izvor topline.

Energija vjetra kao alternativni izvor energije – karakteristike modernih generatora

Marka/Model	Prosječna cijena (od aprila 2018.), rub.	Bilješke
	73900	Vjetrogenerator proizvodi do 1 kW električne energije pri brzini vjetra od 10 m/s.
	340000	Ova tehnika stvara nazivnu snagu (3 kW) pri brzini vjetra od 7-7,5 m/s. Nivo buke – do 35 dB.
	284000	Snaga – 5 kW. Početna/nominalna brzina vjetra: 2/9 m/s.

Instalacija za proizvodnju bioplina

Da biste dobili alternativnu električnu energiju za privatnu kuću vlastitim rukama, možete koristiti ovaj projekt. Glavni funkcionalni dijelovi mogu se stvoriti od standardnih proizvoda i improviziranih sredstava. Osim toga, morate razmisliti o načinu na koji se na pogodan način učitava biomasa. Uz dodatak odgovarajućeg bojlera možete riješiti problem grijanja i pripreme tople vode.

Za tvoju informaciju! Specijalizirani proizvođači nude proizvodnju kompleta za proizvodnju bioplina prema individualni nalog sa preliminarnim obračunom troškova.

Do nedavno su glavni izvori energije bili: nafta, ugalj, voda itd. kako god Prirodni resursi se brzo iscrpljuju, cijene im rastu, a emisije iz njihove prerade imaju utjecaja Negativan uticaj na životnu sredinu. Iz ovih razloga, mnoge zemlje se kreću ka usvajanju i razvoju energije koja će zamijeniti tradicionalna goriva. U ovom članku ćemo pogledati šta su alternativni izvori energije, njihove vrste, efikasnost i izglede za upotrebu.

Pročitajte u članku

Alternativni izvori energije - šta su to?

Alternativni izvor energije (AES) je ekološki prihvatljiv obnovljiv izvor koji, kada se pretvori, proizvodi toplinu ili električnu energiju koja se koristi za svakodnevne ljudske potrebe. Ovi resursi uključuju sve postojeće vrste prirodni rezervoari, sunce, vetar, toplota iz utrobe zemlje, kao i prerađeni materijali koji se mogu reciklirati. Alternativni izvori energije, za razliku od tradicionalnih, mogu biti obnovljivi neograničen iznos puta su efikasniji, jeftiniji i ekološki prihvatljiviji.

Vrste alternativnih izvora energije

Ovisno o obnovljivom resursu, moderni izvori energije dijele se na nekoliko tipova, koji određuju metode njegove transformacije i vrste instalacija dizajniranih za to. Razmotrimo ukratko alternativne izvore energije i njihove karakteristike.

Korišćenje alternativnih izvora energije - sunca i vetra

Pretvaranje solarne energije pomoću posebnih uređaja omogućuje dobivanje topline i električne energije za daljnju upotrebu. Električna energija nastaje usled fizičkih procesa koji se dešavaju u silicijumskim poluprovodnicima solarnih panela pod uticajem sunčeve svetlosti, a toplotna energija se generiše svojstvima gasova i tečnosti.

Upotreba vjetra kao alternativnog izvora energije temelji se na pretvaranju sile zračnih struja u električnu energiju pomoću posebnih generatorskih setova. Vjetrogeneratori imaju različite dizajne i dimenzije, a razlikuju se i po lokaciji. Vjetar pokreće lopatice, koje zauzvrat rotiraju generator koji proizvodi električnu energiju.

Voda i toplina Zemlje u službi čovjeka

Čovjek je davno naučio da koristi snagu vode za proizvodnju električne energije. Ranije su u tu svrhu građene hidroelektrane koje su blokirale rijeke, kako male tako i grandiozne građevine. S razvojem tehnologije dizajn hidroelektrana se promijenio, pa je sada moguće dobiti električnu energiju ne samo iz snage riječnog toka, već i iz plime i oseke mora i okeana (plimne stanice). Voda pada na lopatice turbina koje rotiraju generator, koji proizvodi električnu energiju koja ide do potrošača.

U dubinama naše Zemlje skrivene su ogromne zalihe topline koje omogućavaju zamjenu skupljih i „prljavih“ izvora energije. Ovaj pravac se zove geotermalna energija, koji koristi četiri glavne vrste izvora topline:

površinska toplota zemlje;
energija pare i tople vode koja se nalazi na površini zemlje;
toplota koncentrirana duboko u utrobi planete;
energija magme i toplota akumulirana ispod vulkana.

Unutrašnjost zemlje koristi se za grijanje domova i proizvodnju električne energije. Njegove rezerve su 35 milijardi puta veće od godišnjih potreba za energijom širom svijeta. Prva geotermalna elektrana snage 7,5 MW puštena je u rad u Italiji 1916. godine. On ovog trenutka cijena električne energije koju proizvode TheoTPP je gotovo jednaka onoj koju proizvode termoelektrane na ugalj.

Geotermalna elektrana Hellisheydi na Islandu je dobar projekat alternativnog izvora električne energije

Biogoriva - alternativa benzinu

Biogorivo je alternativni izvor energije koji se dobija preradom organskih sirovina ili otpada. Ova vrsta goriva može biti u čvrstom, tečnom ili gasovitom stanju. Kao čvrsto biogorivo koriste se drvo, briketi i peleti od drvnog otpada ili poljoprivrednih proizvoda (ljuske suncokreta i heljde, ljuske oraha itd.). Ovo gorivo se koristi za proizvodnju toplotne i električne energije u termoelektranama.

Tečno biogorivo se dobija preradom biljne mase određenih poljoprivrednih kultura i njihovog otpada (slame) i koristi se uglavnom kao gorivo za automobile. Ova vrsta eko goriva uključuje:

bioetanol;
biometanol;
biobutanol;
biodizel;
dimetil eter.

Plinovita ekogoriva dolaze u tri vrste: biogas, biovodonik i metan. Dobija se fermentacijom biološke mase. Sirovina je izložena posebnim bakterijama koje razgrađuju biomasu, a kao rezultat nastaje plin.

Razvoj alternativnih izvora energije

Prema podacima Ministarstva energetike Ruske Federacije, udio korištenja alternativnih izvora energije u Rusiji iznosi samo 1%. Planirano je da se ova brojka poveća na 4,5% do 2020. godine, privlačenjem ne samo sredstava Vlade Ruske Federacije, već i privatnih preduzetnika. Razvoj alternativne energije ima veliki potencijal:

zbog rijetke naseljenosti morskih i okeanskih obala Kamčatke, Čukotke, Sahalina i drugih teritorija, moguć je razvoj energije vjetra i plime;
Razvoj solarne energije je relevantan, posebno u Stavropolju i Krasnodar region, na severnom Kavkazu, Daleki istok itd.

Nažalost, alternativna energija nije prioritet ruska industrija. Glavni problem je finansiranje ovakvih projekata. Ponekad je iskopavanje uglja i nafte jeftinije od izgradnje vjetroelektrana i solarnih elektrana.

Alternativni izvori energije za privatnu kuću

Vlasnici privatnih kuća, zahvaljujući korištenju alternativnih izvora energije, mogu značajno smanjiti troškove ili potpuno odbiti usluge dobavljača plina, električne energije i topline. Također je moguće ne samo učiniti svoju farmu energetski neovisnom, već i prodati viškove. Država snažno potiče razvoj i korištenje alternativnih izvora energije od strane običnih građana. Za proizvodnju topline i električne energije korištenjem netradicionalnih izvora energije, možete koristiti fabričku opremu ili je napraviti sami. Dakle, alternativna energija omogućava:

pretvaraju solarnu energiju u električnu ili toplotnu za opskrbu toplom vodom i niskotemperaturno grijanje;
uz pomoć posebnih generatora dobiti električnu energiju koristeći snagu vjetra;
pomoću specijalnih pumpi uzimaju toplotu iz zemlje, vode i vazduha i greju kuće i proizvode električnu energiju kroz generatore toplote;
dobijanje gasa iz poljoprivrednog otpada, bioloških materijala i otpadnih proizvoda domaćih životinja i ptica.

Najveća efikasnost se postiže upotrebom više vrsta izvora alternativne energije.

Sunčeva energija kao alternativni izvor energije

Upotreba solarne energije omogućava dobijanje električne energije i vruća voda za grijanje i opskrbu toplom vodom. Kada su silikonski elementi izloženi svjetlosti, dolazi do usmjerenog kretanja elektrona (električne struje). Povezivanjem dovoljnog broja panela možete dobiti dovoljno električne energije da zadovoljite potrebe jednog doma. Na primjer, solarna baterija površine 1,4 m2 pri dobrom osvjetljenju proizvodi 24 V sa snagom od oko 270 W. Pošto sunce ne sija stalno i različite jačine, nemoguće je povezati se Aparati direktno na panele za konverziju. Da biste koristili električnu energiju iz solarnih panela, potreban vam je čitav sistem koji uključuje:

baterija(baterija) za skladištenje viška električne energije (koristi se u mračno vrijeme dani i loše vrijeme);
kontroler(opciono, ali preporučljivo) je dizajniran za praćenje nivoa napunjenosti baterije kako bi se spriječilo potpuno pražnjenje ili prekomjerno punjenje, kao i za optimizaciju rada solarnih panela;
inverter, koji pretvara jednosmjernu struju u naizmjeničnu struju i omogućava vam da dobijete napon od 220-230 V.

Kako bi kuća ili vikendica bila potpuno neovisna od centraliziranog napajanja, potrebno je ugraditi veliki broj baterija i nekoliko baterija. Ovo, naravno, nije jeftino, ali se na kraju potpuno isplati u relativno kratkom vremenskom periodu. Komplet panela za generisanje 1500 W dnevno, što je dovoljno za napajanje vikendice ili nekih električnih uređaja u kući, košta oko 1.000 dolara, za proizvodnju 4 kW - oko 2.200 dolara, i 9 kW - 6.200 dolara. Može kupiti mala instalacija i naknadno ga dopuniti novim solarnim panelima, postižući potrebnu snagu.

Alternativni izvori električne energije za privatnu kuću - solarni paneli

Dakle, već smo vidjeli da se solarna energija može koristiti za proizvodnju električne energije (poluvodički paneli) i topline za grijanje i opskrbu toplom vodom (kolektori). Pogledajmo šta su solarni paneli. sastoji se od određenog broja silikonskih fotoćelija ( kućni modeli). Takvi paneli imaju efikasnost od 20-24% i relativno nisku cijenu. Fotoćelije su međusobno povezane, a njihovi kontakti su povezani na terminale koji se nalaze na zatvorenom tijelu svake baterije. Tijelo je izrađeno od eloksiranog aluminija, a prednji panel je od izdržljivog stakla. Visoka kvaliteta i obložena antirefleksnom smjesom.

Povezani članak:

Šta je to, principi rada i vrste solarnih panela za privatnu kuću, cijena kompleta, recenzije, specifikacije, preporuke stručnjaka - pročitajte u publikaciji.

Solarni kolektori su dostojna zamjena za tradicionalne bojlere

Solarni kolektori toplote vam omogućavaju da akumulirate 600-800 W/h po kvadratnom metru i obezbedite kući dovoljno energije za grejanje i toplu vodu. Strukturno, kolektori su podijeljeni u sljedeće glavne grupe:

vakuum. Ravni ili višecijevni dizajni sa prirodnim ili prisilna cirkulacija rashladna tečnost u sistemu. To su uglavnom stacionarni kolektori namijenjeni za sezonsku upotrebu;
zrak solarni sistemi , koji su najlakši i najjednostavniji. Toplota sa zagrijane površine kolektora uklanja se strujanjem zraka;
u trećoj opciji, toplina iz solarnih kolektora može se koristiti za pretvaranje u električnu energiju.

Posljednja opcija nije posebno popularna među običnim potrošačima zbog složenosti održavanja i visoke cijene opreme.

Toplotne pumpe za sisteme grijanja privatnih kuća

Trenutno se uglavnom koriste za opskrbu toplom vodom različite vrste kotlovi – , dizel itd. Relativno nedavno se pojavila još jedna metoda zagrijavanja tekućine pomoću tekućine, ali do sada još nije dobila dovoljno široku primjenu. , krećući se duž nadvožnjaka položenog u zemlju na određenoj dubini, zagrijava se za nekoliko stupnjeva i ulazi u isparivač. Zatim, zagrijana tekućina daje toplinu rashladnom sredstvu, koje se na niskim temperaturama pretvara u paru i ulazi u kompresor. U kompresoru je komprimiran, što dovodi do povećanja tlaka i, shodno tome, povećanja temperature.

Komprimirano zagrijano rashladno sredstvo se kreće u kondenzator, gdje prenosi toplinu na drugu rashladnu tekućinu (vazduh, vodu ili). Kao rezultat ovog procesa, rashladno sredstvo se hladi i vraća u tečno stanje. Nakon toga tečnost ulazi u isparivač i cijeli ciklus se ponavlja.

Princip rada toplotne pumpe

Povezani članak:

Šta je to, principi rada, glavne vrste toplotnih pumpi, pregled proizvođača, dodatne funkcije toplinske pumpe i kako napraviti toplinsku pumpu vlastitim rukama, preporuke stručnjaka - pročitajte u publikaciji.

Energija vjetra kao alternativni izvor energije

Korišćenje energije vetra za proizvodnju električne energije posebno je važno u onim delovima planete gde nije moguće koristiti druge izvore energije. Stacionarni vjetrogeneratori (ovisno o broju instalacija) mogu obezbijediti električnu energiju za dom, industriju, pa čak i urbana područja. Uređaji za pretvaranje energije vjetra u električnu energiju dijele se u dvije grupe:

Vertical. Prednost ovog dizajna je u tome što nema potrebe za ugradnjom, fokusirajući se na preovlađujuće vjetrove. Zbog nedostatka efikasnosti koriste se za privatna domaćinstva. Upravo ovu vrstu vjetrogeneratora majstori radije proizvode kako bi zadovoljili svoje potrebe za električnom energijom. Takvi dizajni su jednostavni, imaju dovoljnu otpornost na opterećenje i lako se mogu poboljšati radi povećanja snage.
Horizontalno. Oni su efikasniji od vertikalnih vjetrogeneratora, ali ih je potrebno prilagoditi prema smjeru vjetra. Uglavnom se koriste za proizvodnju električne energije u industrijskim razmjerima.

Postrojenje za proizvodnju biogasa

Biogas je jedan od ekološki prihvatljivih alternativnih izvora energije, čiji način proizvodnje nema veliki utjecaj na okoliš. Štoviše, za njegovo dobivanje koristi se ljudski, životinjski i poljoprivredni otpad koji zahtijeva odlaganje. Ova tehnologija se stalno usavršava, ali među netradicionalnim izvorima električne energije nije toliko popularna kao solarni paneli, vjetrogeneratori ili termoelektrane.

Ova vrsta biogoriva se proizvodi fermentacijom sirovina u posebnom reaktoru. Otpad se ubacuje u instalaciju i izlaže posebnim bakterijama na određeno vrijeme, što zavisi od količine sirovina. Kao rezultat takve obrade nastaje zapaljiva smjesa (60% metana, 35% ugljičnog dioksida i 5% drugih vrsta plinova), kao i sumporovodika koji je potencijalno opasan za ljude. Dobiveni proizvod se pročišćava i kroz cijevi dovodi do potrošačkih uređaja (kotlovi za grijanje, plinske peći, itd.) ili, ako ima viška, u spremnik (plinski držač).

Otpad koji ostaje nakon proizvodnje biogasa mora se redovno uklanjati iz reaktora. Fermentisana sirovina se široko koristi u poljoprivredi kao visokokvalitetno đubrivo. Instalacija za dobijanje ove vrste goriva je korisna za vlasnike stočne farme ili poljoprivrednim preduzećima, kao i onima koji imaju pristup neophodnim sirovinama. Bioreaktor se može kupiti od specijalizovanih kompanija, naručiti ili napraviti sami.

Postoji li budućnost za alternativne izvore energije?

Alternativni izvori obnovljive energije se koriste i razvijaju neravnomjerno u različitim zemljama. Ali gdje su ti smjerovi široko dati državna podrška, rezultati su impresivni. Upotreba AES-a može značajno poboljšati životnu sredinu i postići značajne uštede.

Alternativna energija će spasiti čovječanstvo od energetske krize, a planetu od iscrpljivanja i zagađenja životne sredine. Uprkos tvrdoglavom otporu monopolističkih kompanija koje kao glavne izvore energije nude ugalj, naftu i gas, razvijene zemlje nastoje da gotovo sve vrste proizvodnje prebace na izvore energije. Dakle, razvoj netradicionalnih izvora energije ima ogromne izglede.

Nekoliko riječi u zaključku

Potpunim prelaskom na korištenje alternativnih izvora energije, ne samo da možete dobiti gotovo besplatnu toplinu, električnu energiju i eko-gorivo, već i očistiti okoliš od emisija i stakleničkih plinova štetnih po zdravlje ljudi. Možete sami napraviti instalacije za obnovljive izvore energije i grijati svoju kuću toplinom i strujom, a prodajom viškova državi čak možete i zaraditi. Nadamo se da vam je naš članak bio koristan, a ako imate bilo kakvih pitanja, postavite ih u komentarima, a naši stručnjaci će rado odgovoriti na njih.

alternativne energije- skup obećavajućih metoda proizvodnje energije, koji nisu toliko rasprostranjeni kao tradicionalni, ali su od interesa zbog isplativosti njihove upotrebe uz niski rizik od nanošenja štete okolišu.

Alternativni izvor energije- metoda, uređaj ili struktura koja omogućava dobivanje električne energije (ili druge potrebne vrste energije) i zamjenjuje tradicionalne izvore energije koji rade na proizvedenoj nafti prirodni gas i ugalj.

Vrste alternativne energije: solarna energija, energija vjetra, energija biomase, energija valova, energija gradijenta-temperature, efekat memorije oblika, energija plime i oseke, geotermalna energija.

Solarna energija- transformacija solarna energija u električnu energiju pomoću fotoelektričnih i termodinamičkih metoda. Za fotoelektričnu metodu, fotoelektrični pretvarači (PEC) se koriste za direktno pretvaranje energije svjetlosnih kvanta (fotona) u električnu energiju.

Termodinamičke instalacije, koje sunčevu energiju prvo pretvaraju u toplinu, a zatim u mehaničku, a zatim u električnu, sadrže "solarni kotao", turbinu i generator. Međutim, sunčevo zračenje koje pada na Zemlju ima niz karakterističnih karakteristika: nisku gustinu protoka energije, dnevnu i sezonsku cikličnost, zavisnost od vremenskim uvjetima. Stoga promjene u termičkim uslovima mogu dovesti do ozbiljnih ograničenja u radu sistema. Takav sistem mora imati uređaj za skladištenje da eliminiše slučajne fluktuacije u radnim uslovima ili da obezbedi neophodne promene u proizvodnji energije tokom vremena. Prilikom projektiranja solarnih elektrana potrebno je pravilno procijeniti meteorološke faktore.

Geotermalna energija- metoda proizvodnje električne energije pretvaranjem unutrašnje toplote Zemlje (energija izvora tople pare-vode) u električnu energiju.

Ovaj način proizvodnje električne energije zasniva se na činjenici da temperatura stijena raste sa dubinom, te na nivou od 2-3 km od površine Zemlje prelazi 100°C. Postoji nekoliko shema za proizvodnju električne energije iz geotermalne elektrane.

Direktna shema: prirodna para se usmjerava kroz cijevi do turbina spojenih na električne generatore. Indirektna shema: para se prvo (prije nego što uđe u turbine) pročišćava od plinova koji uzrokuju uništavanje cijevi. Mješovita shema: neobrađena para ulazi u turbine, a zatim se plinovi koji se nisu otopili u njoj uklanjaju iz vode koja nastaje kao rezultat kondenzacije.

Cijena “goriva” za takvu elektranu određena je troškovima produktivnih bunara i sistema za sakupljanje pare i relativno je niska. Cijena same elektrane je niska, jer nema ložište, kotlovnicu ili dimnjak.

Nedostaci geotermalnih električnih instalacija uključuju mogućnost lokalnog slijeganja tla i buđenja seizmičke aktivnosti. A plinovi koji izlaze iz zemlje mogu sadržavati otrovne tvari. Osim toga, za izgradnju geotermalne elektrane potrebni su određeni geološki uslovi.

Snaga vjetra je grana energetike specijalizirana za korištenje energije vjetra (kinetička energija vazdušnih masa u atmosferi).

Vjetroelektrana je instalacija koja transformira kinetička energija vjetra u električnu energiju. Sastoji se od motora na vjetar, generatora električna struja, automatski uređaj kontrola rada vjetroagregata i generatora, konstrukcija za njihovu ugradnju i održavanje.

Koristi se za proizvodnju energije vjetra različiti dizajni: višekrake “tratinčice”; propeleri poput propelera aviona; vertikalni rotori i sl.

Proizvodnja vjetroelektrane vrlo jeftino, ali njihova snaga je mala i njihov rad ovisi o vremenskim prilikama. Osim toga, vrlo su bučni, pa se velike vjetroelektrane čak moraju gasiti noću. Osim toga, vjetroelektrane ometaju zračni promet, pa čak i radio valove. Upotreba vjetroelektrana uzrokuje lokalno slabljenje jačine strujanja zraka, što ometa ventilaciju industrijskih prostora, pa čak i utiče na klimu. Konačno, upotreba vjetroelektrana zahtijeva ogromne površine, mnogo veće nego za druge vrste električnih generatora.

Energija talasa- metoda dobivanja električne energije pretvaranjem potencijalne energije valova u kinetičku energiju pulsiranja i formiranjem pulsiranja u jednosmjernu silu koja rotira osovinu električnog generatora.

U poređenju sa energijom vetra i sunca, energija talasa ima mnogo veću gustinu snage. Dakle, prosječna snaga mora i okeana po pravilu prelazi 15 kW/m. Sa visinom talasa od 2 m, snaga dostiže 80 kW/m. Odnosno, pri razvoju površine okeana ne može doći do nedostatka energije. Samo dio valne snage može se pretvoriti u mehaničku i električnu energiju, ali je za vodu koeficijent konverzije veći nego za zrak - do 85 posto.

Energija plime i oseke, kao i druge vrste alternativne energije, je obnovljivi izvor energije.

Ova vrsta elektrane koristi energiju plime i oseke za proizvodnju električne energije. Da biste postavili jednostavnu elektranu za plimovanje (TE), potreban vam je bazen - pregrađeni zaljev ili ušće rijeke. Brana ima propuste i ugrađene hidraulične turbine koje rotiraju generator.

U vrijeme plime, voda teče u bazen. Kada su vodostaji u bazenu i moru jednaki, kapije propusta se zatvaraju. S početkom oseke, nivo vode u moru opada, a kada pritisak postane dovoljan, turbine i električni generatori koji su povezani na njega počinju raditi, a voda postupno napušta bazen.

Smatra se da je ekonomski izvodljivo graditi elektrane na plimu i oseku u područjima sa plimnim kolebanjima u nivou mora od najmanje 4 m zapremini i površini plimnog bazena, te o broju turbina ugrađenih u tijelo brane.

Nedostatak plimnih elektrana je što se grade samo na obalama mora i oceana, štoviše, ne razvijaju mnogo snage, a plime i oseke se javljaju samo dva puta dnevno. Čak ni oni nisu ekološki prihvatljivi. One remete normalnu razmjenu slane i slatke vode, a time i uslove života morske flore i faune. Oni također utiču na klimu, jer mijenjaju energetski potencijal morskih voda, njihovu brzinu i područje kretanja.

Gradijentno-temperaturna energija. Ova metoda proizvodnje energije zasniva se na temperaturnim razlikama. Nije jako rasprostranjena. Uz njegovu pomoć možete proizvesti prilično veliku količinu energije uz umjerenu cijenu proizvodnje električne energije.

Većina elektrana s gradijentom temperature nalazi se na morskoj obali i za rad koristi morsku vodu. Svjetski okeani apsorbuju skoro 70% sunčeve energije koja pada na Zemlju. Temperaturna razlika između hladnih voda na dubini od nekoliko stotina metara i tople vode na površini okeana nalazi se ogroman izvor energije, procijenjen na 20-40 hiljada TW, od čega se samo 4 TW može praktično iskoristiti.

Istovremeno, morske toplinske stanice, izgrađene na temperaturnoj razlici morske vode, doprinose oslobađanju velikih količina ugljičnog dioksida, zagrijavanju i smanjenju pritiska dubokih voda i hlađenju površinskih voda. A ovi procesi ne mogu a da ne utiču na klimu, floru i faunu regiona.

Energija biomase. Kada biomasa (stajnjak, mrtvi organizmi, biljke) truli, oslobađa se biogas sa visokim sadržajem metana koji se koristi za grijanje, proizvodnju električne energije itd.

Postoje preduzeća (svinjaci i štale za krave itd.) koja se snabdijevaju strujom i toplinom zbog činjenice da imaju nekoliko velikih „kaca“ u koje se odlažu velike mase životinjskog gnoja. U ovim zatvorenim rezervoarima stajnjak truli, a oslobođeni gas se koristi za potrebe farme.

Još jedna prednost ove vrste energije je da kao rezultat korištenja mokrog stajnjaka za proizvodnju energije, iz stajnjaka ostaje suhi talog, koji je odlično gnojivo za polja.

Kao biogorivo mogu se koristiti i brzorastuće alge i neke vrste organskog otpada (stabljike kukuruza, trska itd.).

Efekat pamćenja oblika je fizički fenomen koji su prvi otkrili sovjetski naučnici Kurdjumov i Hondros 1949.

Efekt memorije oblika opaža se u posebnim legurama i sastoji se u činjenici da dijelovi izrađeni od njih, nakon deformacije, vraćaju svoj početni oblik kada su izloženi toplini. Prilikom vraćanja izvornog oblika može se obaviti posao koji znatno premašuje onaj utrošen na deformaciju u hladnom stanju. Dakle, kada se legure vrate u prvobitni oblik, one stvaraju značajnu količinu topline (energije).

Glavni nedostatak efekta obnavljanja oblika je niska efikasnost - samo 5-6 posto.

Materijal je pripremljen na osnovu informacija iz otvorenih izvora

Ograničene rezerve fosilnih goriva i globalno zagađenje životne sredine natjerali su čovječanstvo da traži obnovljive alternativne izvore takve energije kako bi šteta od njene prerade bila minimalna uz održavanje prihvatljivih troškova proizvodnje, prerade i transporta energetskih resursa.

Savremene tehnologije omogućavaju korištenje dostupnih alternativnih energetskih resursa, kako u razmjerima cijele planete, tako i unutar elektroenergetske mreže stana ili privatne kuće.

Brzi razvoj života tokom nekoliko milijardi godina jasno pokazuje dostupnost izvora energije na Zemlji. Sunčeva svjetlost, podzemna toplota i hemijski potencijal omogućavaju živim organizmima da izvrše višestruku razmjenu energije, postojeće u okruženju stvorenom fizičkim faktorima - temperaturom, pritiskom, vlažnošću, hemijskim sastavom.

Krug materije i energije u prirodi

Ekonomski kriterijumi za alternativne izvore energije

Čovjek je od davnina koristio energiju vjetra kao pogonski uređaj za brodove, što je omogućilo razvoj trgovine. Obnovljivo gorivo iz mrtvih biljaka i otpada bilo je izvor topline za kuhanje i proizvodnju prvih metala. Energija razlike vode pokretala je vodeničko kamenje. Hiljadama godina to su bili glavni oblici energije koje danas nazivamo alternativnim izvorima.

Razvojem geologije i tehnologije vađenja tla postalo je ekonomski isplativije vaditi ugljikovodike i sagorijevati ih za proizvodnju energije po potrebi nego doslovno čekati vrijeme uz more, nadajući se uspješnoj podudarnosti struja, smjera vjetra i oblačnost.

Nestabilnost i promjenjivost vremenskih uvjeta, kao i relativna jeftinost motora koji rade na fosilna goriva, natjerali su da se razvije u pravcu korištenja energije iz utrobe zemlje.

Grafikon koji pokazuje omjer potrošnje fosilne i obnovljive energije

Ugljični dioksid, asimiliran i prerađen od strane živih organizama, koji počiva u dubinama milionima godina, vraća se u atmosferu kada se sagorijevaju fosilni ugljovodonici, koji su izvor efekta staklene bašte i globalnog zagrijavanja. Dobrobit budućih generacija i krhka ravnoteža ekosistema tjeraju čovječanstvo da preispita ekonomski pokazatelji i koristiti alternativne energije, jer je zdravlje vrednije od svega.

Svesna upotreba alternativnih izvora energije obnovljivih po prirodi postaje popularna, ali kao i do sada preovladavaju ekonomski prioriteti. Ali u uslovima seoska kuća ili na dachi, korištenje alternativnih izvora električne energije i topline može biti jedina ekonomična opcija profitabilna opcija dobijanje energije ako se ispostavi da je provođenje, povezivanje i postavljanje vodova za napajanje preskupo.

Omogućavanje kuće udaljene od civilizacije sa minimalno potrebnom količinom električne energije pomoću solarnih panela i vjetrogeneratora

Mogućnosti korištenja alternativnih vrsta energije

Dok naučnici istražuju nove pravce i razvijaju tehnologije hladne fuzije, domaći majstori mogu koristiti sljedeće alternativne izvore energije za dom:

Sunlight;
Energija vjetra;
Biološki gas;
Temperaturna razlika;

Prema ovim alternativnim vrstama obnovljive energije postoje gotova rješenja, uspješno uveden u masovnu proizvodnju. Na primjer, uz isporuku i montažu mogu se kupiti solarni paneli, vjetrogeneratori, bioplinska postrojenja i toplinske pumpe različitih kapaciteta kako biste imali svoje alternativne izvore električne i toplinske energije za privatnu kuću.

Industrijski proizvedeno solarni panel instaliran na krovu privatne kuće

Svaki pojedinačni slučaj mora imati svoj sopstveni plan obezbeđivanje električnih aparata za domaćinstvo izvorima alternativne električne energije, prema potrebama i mogućnostima. Na primjer, za napajanje laptopa, tableta ili punjenje telefona možete koristiti izvor od 12 V i prijenosne adaptere. Ovaj napon, uz dovoljnu zapreminu baterije, biće dovoljna energija za korišćenje osvetljenja.

Solarni paneli i vjetroturbine moraju puniti baterije zbog varijabilnosti osvjetljenja i jačine energije vjetra. Sa povećanjem snage alternativnih izvora električne energije i zapremine baterija, povećava se i energetska nezavisnost autonomnog napajanja. Ako trebate priključiti električne uređaje koji rade na 220 V na alternativni izvor električne energije, tada koristite pretvarači napona.

Dijagram koji ilustruje snagu kućanskih električnih uređaja iz baterija koje se napajaju vjetrogeneratorom i solarnim panelima

Alternativna solarna energija

Gotovo je nemoguće stvoriti solarne ćelije kod kuće, pa dizajneri alternativnih izvora energije koriste gotove komponente, sklapajući generativne strukture, postižući potrebna snaga. Veza fotoćelija se stalno povećava izlazni napon rezultirajući izvor električne energije, a paralelno povezivanje sklopljenih kola daje veću ukupnu struju sklopa.

Šema povezivanja fotoćelija u sklopu

Možete se fokusirati na energetski intenzitet sunčevo zračenje- ovo je otprilike jedan kilovat po kvadratnom metru. Takođe morate uzeti u obzir koeficijent korisna akcija solarni paneli - u ovom trenutku to je otprilike 14%, ali je u toku intenzivan razvoj kako bi se povećala efikasnost solarnih generatora. Izlazna snaga zavisi od intenziteta zračenja i upadnog ugla zraka.

Možete početi s malim - kupiti jedan ili nekoliko malih solarnih panela i imati izvor alternativne struje na svojoj dači u količini potrebnoj za punjenje pametnog telefona ili laptopa kako biste imali pristup globalnom internetu. Mjerenjem struje i napona proučavaju obim potrošnje energije, s obzirom na perspektivu daljeg proširenja korištenja izvora alternativne električne energije.

Postavljanje dodatnih solarnih panela na krov kuće

Mora se imati na umu da je sunčeva svjetlost također izvor toplotnog (infracrvenog) zračenja, koje se može koristiti za zagrijavanje rashladne tekućine bez daljeg pretvaranja energije u električnu energiju. Ovaj alternativni princip se primjenjuje u solarni kolektori, gdje se koriste reflektori infracrveno zračenje koncentriše i prenosi rashladno sredstvo u sistem grijanja.

solarni kolektor kao dio kućni sistem grijanje

Alternativna energija vjetra

Najjednostavniji način za samostvaranje vjetrogenerator je korištenje autogeneratora. Za povećanje brzine i napona izvora alternativne električne energije (efikasnost proizvodnje električne energije) treba koristiti mjenjač ili remen. Objašnjenja svih vrsta tehnološke nijanse je izvan okvira ovog članka - potrebno je proučiti principe aerodinamike kako biste razumjeli proces pretvaranja brzine protoka zračne mase u alternativni elektricitet.

On početna faza proučavajući izglede za pretvaranje obnovljivih izvora alternativne energije vjetra u električnu energiju, morate odabrati dizajn vjetroturbine. Najčešći dizajni su propeler sa lopaticom horizontalne ose, Savonius rotor i Darrieusova turbina. Propeler sa tri lopatice kao alternativni izvor energije je najčešća opcija DIY.

Vrste Darrieus turbina

Prilikom projektovanja lopatica propelera veliki značaj ima ugaonu brzinu rotacije vjetrenjače. Postoji takozvani faktor efikasnosti propelera, koji zavisi od brzine strujanja vazduha, kao i od dužine, poprečnog preseka, broja i napadnog ugla lopatica.

Općenito, ovaj koncept se može shvatiti na sljedeći način: pri slabom vjetru, dužina lopatice s najpovoljnijim napadnim uglom neće biti dovoljna za postizanje maksimalne efikasnosti proizvodnje energije, već uz višestruko povećanje protoka i povećanje ugaone brzine, rubovi lopatica će doživjeti prevelik otpor, što ih može oštetiti.

Složen profil lopatice vjetroturbine

Stoga se dužina oštrica izračunava na osnovu prosječna brzina vjetar, glatko mijenjajući ugao napada u odnosu na udaljenost od centra propelera. Da biste spriječili lomljenje oštrice kada uraganski vjetar vodovi generatora su kratko spojeni, što sprečava rotaciju vijka. Za grube proračune, jedan kilovat alternativne električne energije može se uzeti iz propelera sa tri lopatice prečnika 3 metra pri prosečnoj brzini vetra od 10 m/s.

Da biste kreirali optimalan profil oštrice, trebat će vam kompjutersko modeliranje i CNC mašina. Kod kuće majstori koriste dostupne materijale i alate, pokušavajući što preciznije rekreirati crteže alternativnih izvora energije vjetra. Materijali koji se koriste su drvo, metal, plastika itd.

Domaći propeler vjetroagregata od drveta i metalne ploče

Za proizvodnju električne energije auto generator možda neće biti dovoljno, pa majstori izrađuju električne mašine za proizvodnju vlastitim rukama ili prepravljaju elektromotore. Najpopularniji dizajn alternativnog izvora električne energije je rotor s naizmjenično postavljenim neodimijskim magnetima i stator s namotima.

Domaći rotori generatora

Stator sa namotajima za domaći generator

Alternativni energetski biogas

Biološki gas kao energent dobija se uglavnom na dva načina: piroliza i anaerobna (bez kiseonika) razgradnja organskih materija. Piroliza zahtijeva ograničenu opskrbu kisikom za održavanje temperature reakcije, a oslobađaju se zapaljivi plinovi: metan, vodik, ugljen monoksid i druga jedinjenja: ugljen dioksid, sirćetna kiselina, voda, ostaci pepela. Gorivo sa visokim sadržajem katrana je najpogodnije kao izvor za pirolizu. Video ispod prikazuje vizualnu demonstraciju oslobađanja zapaljivih plinova iz drva prilikom zagrijavanja.

Spremnici za metan se koriste za sintezu bioplina iz otpadnih produkata organizama. razni dizajni. Instalacija rezervoara za metan kod kuće vlastitim rukama ima smisla ako domaćinstvo ima kokošinjac, svinjac i stoku. Glavni gas na izlazu je metan, ali postoji velika količina sumporovodika i drugih nečistoća organska jedinjenja zahtijeva korištenje sistema za čišćenje kako bi se uklonio miris i spriječio začepljenje gorionika u generatorima topline ili kontaminacija puteva goriva motora.

Neophodno je temeljno proučavati energiju hemijskih procesa i tehnologija uz postepeno sticanje iskustva, kroz pokušaje i greške, kako bi se na izlazu izvora dobio zapaljivi biološki gas prihvatljivog kvaliteta.

Bez obzira na porijeklo, nakon prečišćavanja, mješavina plinova se dovodi do generatora topline (bojlera, pećnice, gorionika peći) ili do karburatora benzinski generator, - na ovaj način možete vlastitim rukama dobiti punopravnu alternativnu energiju. Uz dovoljnu snagu plinskih generatora, moguće je ne samo osigurati dom alternativnom energijom, već i osigurati rad mala proizvodnja kao što je prikazano u videu:

Termalni motori za uštedu i dobijanje alternativne energije

Toplotne pumpeširoko se koristi u frižiderima i klima uređajima. Uočeno je da je za kretanje toplote potrebno nekoliko puta manje energije nego za njeno stvaranje. Stoga, hladna voda iz bunara ima termalni potencijal u odnosu na mrazno vrijeme. Snižavanjem temperature tekuće vode iz bunara ili iz dubine nezamrznutog jezera, toplotne pumpe izvlače toplotu i prenose je u sistem grejanja, čime se postižu značajne uštede energije.

Ušteda energije sa toplotnom pumpom

Druga vrsta toplotnog motora je Stirlingov motor, koji se pokreće energijom temperaturnih razlika u zatvoreni sistem cilindri i klipovi postavljeni na radilicu pod uglom od 90º. Rotacija radilice može se koristiti za proizvodnju električne energije. Mreža sadrži mnogo materijala iz pouzdanih izvora koji detaljno objašnjavaju princip rada Stirling motora, pa čak i daje primjere domaćih dizajna, kao u videu ispod:

Nažalost, kućni uslovi nam ne dozvoljavaju da napravimo Stirlingov motor sa parametrima izlazne energije višim od onih zabavne igračke ili demonstracionog štanda. Da bi se postigla prihvatljiva snaga i efikasnost, potrebno je da radni gas (vodonik ili helijum) bude pod visokim pritiskom (200 atmosfera ili više). Slični termalni motori se već koriste u solarnim i geotermalnim elektranama i počinju se uvoditi u privatni sektor.

Stirlingov motor u fokusu paraboličnog ogledala

Da biste dobili najstabilniju i neovisnu električnu energiju u seoskoj kući ili u privatnoj kući, morat ćete kombinirati nekoliko alternativnih izvora energije.

Inovativne ideje za stvaranje alternativnih izvora energije

Nijedan stručnjak neće moći u potpunosti i u potpunosti pokriti čitav niz mogućnosti obnovljive alternativne energije. Alternativni izvori energije dostupni su bukvalno u svakoj živoj ćeliji. Na primjer, alge klorele su dugo bile poznate kao izvor proteina u hrani za ribe.

Eksperimenti se izvode na uzgoju hlorele u nultom stepenu gravitacije, kako bi se u budućnosti koristila kao hrana za astronaute tokom svemirskih letova na velike udaljenosti. Energetski potencijal algi i dr jednostavnih organizama se proučava za sintezu zapaljivih ugljovodonika.

Akumulacija sunčeve svjetlosti u živim ćelijama klorele koje se uzgajaju u industrijskim postrojenjima

Mora se imati na umu da bolji pretvarač i baterija za solarnu energiju od fluoroplastike žive ćelije još nije izmišljen. Stoga su potencijalni obnovljivi izvori alternativne električne energije dostupni u svakom zelenom listu koji provodi fotosinteza.

Glavna poteškoća je prikupljanje organski materijal, koristeći hemijske i fizičke procese, izvlače energiju odatle i pretvaraju je u električnu. Već sada su velike površine poljoprivrednog zemljišta dodijeljene za uzgoj alternativnih energetskih usjeva.

Berba miskantusa - energetske agrotehničke kulture

Još jedan kolosalan izvor alternativne energije može biti atmosferski elektricitet. Energija groma je ogromna i ima destruktivne efekte, a za zaštitu od nje se koriste gromobrani.

altPoteškoća u iskorišćavanju energetskog potencijala groma i atmosferskog elektriciteta je visok napon i struja pražnjenja u vrlo kratkom vremenu, što zahtijeva stvaranje višestepenih sistema kondenzatora za skladištenje naboja i zatim korištenje uskladištene energije. Statički atmosferski elektricitet također ima dobre izglede.

Bez energije, ljudski život je nezamisliv. Svi smo navikli koristiti organska goriva kao izvore energije – ugalj, plin, naftu. Međutim, poznato je da su njihove rezerve u prirodi ograničene. I prije ili kasnije će doći dan kada ih ponestane. Na pitanje "šta učiniti u iščekivanju energetske krize?" Odgovor je odavno pronađen: moramo tražiti druge izvore energije – alternativne, netradicionalne, obnovljive.

Šta su glavne alternativnih izvora energije?

Solarna energija

Sve vrste solarnih instalacija koriste sunčevo zračenje kao alternativni izvor energije. Sunčevo zračenje se može koristiti i za potrebe opskrbe toplinom i za proizvodnju električne energije (pomoću fotonaponskih ćelija).

Prednosti solarne energije uključuju obnovljivost ovog izvora energije, bešumnost, te odsustvo štetnih emisija u atmosferu pri preradi sunčevog zračenja u druge vrste energije.

Nedostaci solarne energije su zavisnost intenziteta sunčevog zračenja od dnevnog i sezonskog ritma, kao i potreba velike površine za izgradnju solarnih elektrana. Takodje ozbiljno ekološki problem je upotreba u proizvodnji fotonaponskih ćelija za solarne sisteme koji su toksični i toksične supstance, što stvara problem njihovog odlaganja.

Opcije solarne energije:

Energija vjetra

Jedan od najperspektivnijih izvora energije je vjetar. Princip rada vjetrogeneratora je elementaran. Sila vjetra se koristi za pomicanje vjetrovnog točka. Ova se rotacija, zauzvrat, prenosi na rotor električnog generatora.

Prednost vjetrogenerator je, prije svega, da se na vjetrovitim mjestima vjetar može smatrati nepresušnim izvorom energije. Osim toga, vjetrogeneratori, dok proizvode energiju, ne zagađuju atmosferu štetnim emisijama.

Nedostaci uređaja za proizvodnju energije vjetra uključuju varijabilnost sile vjetra i niske snage jedan generator vjetra. Vjetrogeneratori su također poznati po tome što proizvode veliku buku, zbog čega ih pokušavaju graditi daleko od mjesta gdje ljudi žive.

Ako vas zanima tema korištenja energije vjetra, pogledajte ove članke:

Geotermalna energija

Ogromna količina toplotne energije pohranjena je u dubinama Zemlje. To je zbog činjenice da je temperatura Zemljinog jezgra izuzetno visoka. Na nekim mjestima globus dolazi do direktnog oslobađanja visokotemperaturne magme na površinu Zemlje: vulkanska područja, topli izvori vode ili pare. Energija ovih geotermalni izvori a zagovornici geotermalne energije predlažu korištenje geotermalne energije kao alternativnog izvora.

Geotermalni izvori se koriste na različite načine. Neki izvori služe za opskrbu toplinom, drugi za proizvodnju električne energije iz toplinske energije.

Prednosti geotermalnih izvora energije su neiscrpnost i nezavisnost od doba dana i godišnjeg doba.

Negativne strane uključuju činjenicu da su termalne vode visoko mineralizirane, a često i zasićene toksičnim spojevima. To onemogućava ispuštanje otpadnih termalnih voda u površinska vodna tijela. Stoga se otpadna voda mora pumpati natrag u podzemni vodonosnik. Osim toga, neki seizmičari protive se bilo kakvoj intervenciji u dubokim slojevima Zemlje, tvrdeći da bi to moglo izazvati zemljotrese.