Альтернативные источники питания для загородного дома


Дата публикации: 10 декабря 2018

Тарифы на отопление постоянно растут, поэтому многие россияне принимают решение использовать альтернативные источники отопления частного дома. Практика показывает, что отопить жилье без использования газа и электричества вполне реально. А в некоторых ситуациях такой вид отопления становится единственным доступным решением. При выборе нетрадиционного варианта отопления следует проанализировать его положительные и отрицательные стороны, а также малейшие нюансы по эксплуатации.

6 источников альтернативного отопления частного дома

Когда может возникнуть необходимость в альтернативном отоплении

  • Участок, на котором расположен дом, не подключен к газовой магистрали.
  • Газ поставляется с перебоями.
  • Владелец дома хочет сэкономить на отоплении.
  • Подключение к газовой магистрали невозможно ввиду высокой стоимости.

Отопление дома альтернативными источниками условно можно разделить на два вида:

  • Оборудование, которое работает в дополнение к газовому котлу. Оно не способно полноценно обеспечить жилище теплом, поэтому используется для поддержки работы котла в пиковые нагрузки.
  • Оборудование, которое заменяет газовый котел. Вырабатывает достаточную отопительную мощность для обогрева здания.

6 основных источников альтернативного отопления жилища

Котлы на биотопливе

Это один из наиболее популярных видов альтернативных источников отопления загородного дома. Котлы бывают электрическими и твердотопливными, они станут достойной заменой газовому отоплению. Приборы обладают высокой теплоотдачей (до 6-8 тыс. кКал/кг). В качестве топлива выступают брикеты, гранулированный торф, древесные гранулы и пр.

Отопительные устройства оснащены автоматической системой управления, они способны обеспечить горячее водоснабжение помещений. Также котлы этого типа можно применять и для других видов топлива: угля, дров, угольных брикетов. Среди недостатков следует отметить высокую стоимость оборудования и топливных брикетов.


6 основных источников альтернативного отопления жилища

Солнечные коллекторы

Имеют вид пластин, установленных на крыше здания. Оборудование способно концентрировать тепловую энергию солнца и направлять ее на нагревание теплоносителя. Теплоноситель нагревается, затем передает накопленное тепло в резервуар-накопитель для последующего использования в отопительной системе.

Современные солнечные коллекторы устроены так, что могут получать тепло даже в пасмурную погоду и в холод. Максимальную эффективность от их использования можно получить в регионах с теплым климатом. В прохладной местности их рекомендуется применять в качестве дополнительного, а не основного отопления.

Энергия ветра

За счет удешевления производства эта технология набирает все большую популярность. Принцип работы ветряков очень прост: ветер попадает в турбину и крутит ее, и за счет этого вырабатывается энергия. Для расчета необходимой мощности устройства владелец дома должен знать площадь помещения и КПД турбины ветряка.

Вырабатываемая энергия абсолютно бесплатна, определенных затрат потребует приобретение специального оборудования. Бесперебойную работу может обеспечить только ветреная погода, поэтому при монтаже оборудования следует учитывать специфику местности. К тому же, потребуется установка вспомогательных модулей.

Существуют такие виды ветровых генераторов:


  • Вертикальные ветряки. Обладают небольшим КПД, но они более устойчивы и работают с минимальным уровнем шума.
  • Горизонтальные ветряки. Их КПД больше, чем у вертикальных ветряков. Но для полноценной работы устройствам потребуется надежная защита от сильного ветра, а это дополнительные затраты для владельца загородного дома.

Энергия ветра

Системы тепловых насосов

Это геотермальные источники отопления дома, которые работают за счет возобновляемых природных ресурсов: грунта, подземных и наземных вод, воздуха и др. В летнее время такую систему можно использовать в качестве кондиционера. Эффективность ее работы намного выше, чем у традиционных котлов (в том числе твердотопливных). Каждый затраченный киловатт электроэнергии отдает 4 кВт.

Система тепловых насосов способна не только отопить жилье, но и обеспечить его горячей водой для бытовых нужд. Стоимость оборудования достаточно высока, но она окупается в течение нескольких лет. Для полноценной работы теплового насоса требуется постоянное поступление электричества, поэтому не следует устанавливать оборудование в местности, где его часто отключают.


По виду теплоносителя входного и выходного контура выделяют такие типы систем:

  • «Воздух-воздух». Они забирают тепло у воздуха и отдают его в отапливаемое помещение.
  • «Вода-вода». Используют тепло грунтовых вод, передавая его воде для отопления и горячего водоснабжения.
  • «Вода-воздух». Работают за счет скважин для воды и воздушной системы отопления.
  • «Грунт-вода». Работают по следующему принципу: под землей прокладываются трубы, и по ним циркулирует вода, забирающая тепло из грунта.

Инфракрасное отопление

Инфракрасные обогреватели – это еще один вариант альтернативных источников отопления частного дома своими руками. Они сравнительно недорогие и простые в монтаже. Обогреватели этого типа не только обеспечат тепло в помещениях, но и украсят интерьер. По способу установки и крепления выделяют такие типы инфракрасных обогревателей: потолочные, настенные, напольные.

Принцип действия устройств основан на передаче тепловой энергии предметам, которые при нагревании отдают полученное тепло в окружающее пространство. Их часто используют если необходимо обогреть часть помещения или людей, работающих на открытом воздухе. Один из ярких примеров инфракрасного отопления – система «теплый пол», которую укладывают под слоем декоративного напольного покрытия.


Гелиосистемы

Последний из 6 источников альтернативного отопления частного дома – гелиосистемы. Принцип их работы основан на преобразовании солнечной энергии в тепловую. Теплоноситель нагревается благодаря энергии солнца, а циркуляционный насос доставляет тепло в батареи и радиаторы.

Гелиосистемы хорошо зарекомендовали себя при использовании в местах, где есть постоянный разбор горячей воды и большая тепловая нагрузка. Их часто применяют при нагреве воды в больших бассейнах, для водоснабжения отелей и ресторанов. При правильном расчете система компенсирует до 80% затрат энергии в летний период времени. Оборудование полностью окупает свою стоимость в течение 7-8 лет.

Гелиосистемы имеют немало преимуществ, но они не смогут стать единственным источником тепла и электроэнергии в доме. Рекомендуется использовать их как дополнение к традиционным отопительным и энергоснабжающим системам. Существуют такие виды гелиосистем: коллекторы, солнечные батареи с инвертором и контроллером, солнечные батареи в кооперации с объемным аккумулятором.

Источник: altenergiya.ru

Жизнь в частном доме


Крыша дома с аккумуляторами солнцаОна намного разнообразней и красочней чем в городской квартире. Большинство людей, понимая все преимущества собственного строения, всеми силами стремятся сменить душные комнаты на свободу частного участка.

И пусть это даже будет лишь летний сезон на даче, а не постоянное место жительства, хозяева стараются вложить в дом все самое лучшее. Подвод коммуникаций, централизованного газоснабжения не всегда доступно самостоятельным постройкам.

Альтернативное отопление частного дома

Как заменить систему отопления

Три вида альтернативного отопленияПолноценно заменить привычную систему отопления альтернативной вполне реально. И тому уйма примеров по всему миру.


К сожалению, у нас, пока, такая тенденция только зарождается. Но, учитывая неуклонный рост, цены на обычное топливо, распространение  альтернативных источников тепла будет набирать обороты.

Первое к чему нужно быть готовым, это весомые вложения на первоначальном этапе. Нужно выполнить немало расчетов, для достаточного обеспечения всего дома энергией, и составить схему расположения узлов.

После закупить необходимое оборудование. Для того, что бы расходы получились более демократичными последний пункт лучше выполнить своими руками.

Рассмотрим по-отдельности наиболее распространенные системы отопления без газа.

Тепловые насосы

Насос тепловой. Вид изнутриИх действие основано на передачи тепла от источника с низким потенциалом в жилое помещение.


Интересно! Элементы системы тепловых насосов очень схожи с узлами самых обычных холодильников. В них есть теплообменник, испаритель, компрессор.

Фреон, через капиллярное отверстие, попадает в испаритель  и испаряется при резкой смене давления. Стенки испарителя, нагретые от геотермальных вод, передают тепловую энергию хладагенту.

Компрессор в свою очередь всасывает и сжимает хладагент, тем самым нагревает его до125 градусов, а затем отдает в конденсатор, направляя тепло в отопительный контур.

Различают следующие виды тепловых насосов: грунт-вода, вода-вода, воздух-вода, воздух-воздух.

Подземный вид альтернативного отопленияНасосы грунт-вода считаются наиболее универсальными из альтернативных источников отопления для зданий удаленных от города. Они менее привязаны к климатическим условиям.


Их универсальность обусловлена тем, что даже в зонах вечной мерзлоты на глубине десятков метров, температура грунта выше нуля.

Устройство, позволяющее забирать тепло у грунта, погружается в глубокие скважины, несколько десятков метров, отсюда ясно, что стоимость системы приличная.

Бурение только одной такой скважины оценивается в несколько тысяч рублей. А скважин требуется несколько.

Совет! Немного экономнее вариант насоса грунт-вода с горизонтальным коллектором.

Еще среди недостатков системы – требование немалых площадей для монтажа.

Насосы вода-вода уместны в случае, если около здания есть проточные грунтовые воды. Ценовая категория подобных систем невысокая и сложность выполнения доступная. Для нее необходим лишь один погружной зонд-теплообменник. Глубина погружения от 10 до 15 метров.

Насосы воздух-воздух самые дешевые. Примером подобного оборудования является сплит-система с режимом для обогревания.

Насосы воздух-вода функционируют на основе уличного воздуха. Теплообменник в таком случает, представляет собой радиатор с достаточной площадью оребрения, которая обдувается вентилятором. Системы также приятна в цене и проста в монтаже.

Недостатком будет то, что при снижении температуры воздуха теплоотдача падает.


Другие варианты альтернативного отопления дома

Солнечные аккумулирующие коллекторы

коллектор на алиекспресс

Система напрямую связана с интенсивностью солнечного света. В холодное время года и в пасмурные дни вырабатываемая энергия не может покрыть нужд жилого дома в полном объеме.

Однако применение солнечных батарей оптимально в качестве дополнительного источника.

Ветряки

купить-ветрянное-альтернативное-электричество

Основным узлом является ветрогенератор (вертикальные или горизонтальные). Далее идут: лопасти, мачта, флюгер, контроллер, аккумуляторные батареи, инвертор. Ветер вращает лопасти, прикрепленные к мачте высоко от земли.

От высоты напрямую зависит производительность всей конструкции. Вращение лопастей воздействует на ротор генератора. Тот производит электроэнергию, преобразующуюся с помощью контроллера в постоянный ток.

Электричество накапливается в аккумуляторных батареях. На выходе из батарей ток поступает на инвертор, где преобразуется в переменный частотой 50Гц и напряжение в 220 Вт.

Инфракрасные излучатели

Их ещё называют экообогреватели. Их работа построена на отдаче тепла в виде инфракрасного излучения предметам, а он в свою уже передают его воздуху. Подобные системы способны обогревать и комнаты жилого здания и людей на открытом воздухе.

ИК излучатели дают значительную экономию в отоплении, за счет направленного обогрева только необходимого сегмента пространства. Могут крепится на стену, потолок, устанавливаться на пол.

Водородные котлы (наноспособ)

Относительно новый способ альтернативного отопления. Система водородного котла работает от реакции водорода с кислородом. Взаимодействие этих двух веществ дает молекулы H2О и тепло около 40 градусов. Именно оно и пускается на обогрев воздуха.

Электрокотлы

электрокотел выбрать

Биотопливо

К ним относятся производственные отходы:

  • шелуха сельхоз культур,
  • щепа, опилки и прочие остатки деревообработки.

Эти отходы плотно прессуют в своеобразные гранулы (пеллеты), которые предназначены для сжигания в котлах.

Преимущество подобных гранул перед обычными дровами в продолжительности горения и большом объеме высвобождающегося тепла. Одной из разновидностью биотоплива является биогаз. Он образуется в результате гниения органических отходов.

Источник: domsdelat.ru

Альтернативная энергетикаВ ходе совершенствования своей шестисоточной дачи много раз задумывался об оптимизации её энергообеспечения. Мысли об этом вызваны, скорее всего, несколько параноидальным стремлением к независимости. Ведь уже изначально, даже еще не погружаясь в тему, я понимал, что стоимость альтернативной энергии существенно выше той, что мы получаем из розетки или газопровода. Однако, как и многие, я питал надежды, что возможно за некоторые разумные деньги получить хотя бы относительную независимость от РАО ЕЭС и Газпрома. Ведь посмотрите, прогресс идет вперед саженными шагами, так неужели не найдется решения и для подмосковного дачестроителя?

Начну с исходных данных: шесть соток в Подмосковье; присутствие на участке электричества и летнего водопровода; отсутствие в настоящем и обозримом будущем газа; баня 6х4 с мансардой и дом 7х7 с мансардой же, находящийся в процессе глубокой реконструкции.
Теперь о желаемом: виделось мне, что, благодаря альтернативным источникам энергии, мне удастся обеспечить зимой в доме температуру выше 0 и обеспечить энергией аэрационную станцию очистки и планируемую систему охраны и видеонаблюдения.
Сначала о самой серьезной статье расхода энергии – поддержании плюсовой температуры. Предполагается, что дом будет доведен до самых высоких стандартов по теплосбережению. В доме кладу печь с теплоотдачей чуть более 3,2 КВт/ч. Теплопотери самого сруба (ок. 35м2), согласно расчету на калькуляторе теплопотерь, при -25 — снаружи и +20 — внутри составляют около тех самых 3,2 Квт/ч. Однако, по опыту, старой версии этой же печки вполне хватало при существенно худшем утеплении. Это значит, что печного отопления с запасом и я рассчитываю, что его хватит на весь дом, возможно при некоторой поддержке электричеством в особо морозные ночи. Впрочем, сейчас не о печном отоплении — речь о поддержании всего лишь плюсовой температуры, что требует значительно меньше мощности на обогрев – около киловатта в час. Но поддержание должно осуществляться постоянно и автоматически. Зачем? Мы иногда приезжаем туда зимой на выходные и хочется комфорта. А это относительное тепло в момент приезда и водопровод. Оговорюсь, что решение для этих проблем нашлось совершенно другое, но сейчас об альтернативной энергетике.
Итак, на отопление требуется 1 Квт/ч. Если его брать из сети, то получается (2015г, 1КВт/ч = 5 руб у нас в СНТ) около 3500 руб. в месяц. А если посчитать в киловаттах за год, то получается 3600 киловатт или 3,6 МВт.
На аэрационную установку еще 70 Вт/ч и система охраны и видеонаблюдения потянет ватт на 150.
Итого, общая стоимость электричества составит более 4 т.р. в месяц.
С одной стороны, сумма не смертельная, но платить не охота, ибо за «несезон» набежит тысяч 15-20. Таким образом, отопление из розетки было отложено. Но при этом было принято — срок возврата инвестиций должен быть не более 5 лет, так как любые системы энергообеспечения морально, а главное, физически устаревают. То есть, стоимость системы не должна превышать 100 тысяч по ценам, приведенным к 2015 году.  И в любом случае, даже для «вечной» системы – не превышать 300 тысяч, ибо за 20 лет морально устареет даже вечная система.
Так же я поступил с котлами на солярке, пелетах и прочими подобными штуками, поскольку они нецелесообразно дороги и сложны в обслуживании. Заметьте, речь о периодических приездах по выходным. Если бы там жить, то может быть…
Остались у меня различные альтернативные источники энергии, как то: солнце, ветер и подземное тепло.
Поначалу я возлагал на солнце приличные надежды. Начал я с изучения солнечных батарей, присутствующих на рынке. Оказалось, что в целях отопления гораздо эффективней использовать солнечные коллекторы, лучше вакуумные. В солнечных коллекторах происходит прямое использование солнечного тепла для нагрева теплоносителя, которым может быть и вода, и различные антифризы. Как писал выше, наиболее эффективны вакуумные коллекторы, в которых трубки с теплоносителем помещены в стеклянные трубки, доверху «наполненные» вакуумом. Получается термос. На ютубе легко найти демонстрацию кипящей воды в таких коллекторах при хорошем минусе.

Солнечный коллекторМне подумалось, что это может быть неплохим решением для поддержания плюсовой температуры в доме. Правда цены на эти самые вакуумные коллекторы достаточно высоки, но ведь и мне надо нагреть не очень большую площадь и не слишком на много. Мне всего-то нужен  киловатт или 860 килокалорий в час. И пришло мне в голову посмотреть данные по инсоляции (проще говоря, количество поступающей солнечной энергии) в Подмосковье. Всё сразу встало на свои места – в жаркий зимний месяц солнечные лучи приносят на землю Подмосковья аж 20 киловатт. Ну, или менее киловатта в сутки. Примерно, в 30 раз меньше чем мне надо. Э-э-э!? Летом, разумеется, намного лучше. В общем, за год с 1м2 набегает около 1 МВт. В принципе, уже сопоставимо с потребностью: с 4м2 я смогу собрать нужное мне количество тепла. И цена на 3м2 почти не выбивается за установленные рамки. И КПД  у вакуумных коллекторов высокий – от 70 и выше. Вот только где ж я его сохраню до зимы? Что ж, его можно складывать под землю, точнее прямо в землю.
Принципиальная схема теплового насосаЕсть такая штука, как тепловой насос. Он представляет собой кондиционер наоборот. Кондиционер забирает тепло в доме и сбрасывает его во внешнюю среду (обычно на улицу, капая конденсатом на головы прохожих). А тепловой насос совсем наоборот – забирает тепло из внешней среды и приносит его в дом. Эффективней всего забирать тепло из под земли, где даже зимой сохраняется плюсовая температура (бывает и из воздуха, но эффективны до -10С). Но можно поступить еще хитрей: если есть достаточно толстые пласты земли без активного движения грунтовых вод, то тепло, получаемое летом, можно «сбрасывать» туда тепловым насосом и копить. Да, половина все равно разойдется под землей и будет потеряна, но половину-то можно будет собрать обратно тем же тепловым насосом.

 

 

Теперь чуть подробнее о тепловом насосе. На практике он представляет собой достаточно большую (150-200м) сеть из труб, заложенных на глубинах от 1,5 метров и глубже. По этим трубам движется теплоноситель и осуществляет теплообмен между недрами и домом. Летом – под землю, зимой – из-под земли.
Ага, учитывая потери при хранении, мне уже нужно не 4, а 8м2 солнечних коллекторов. Что-то мне это уже не нравится. Т-а-а-к, а стоимость теплового насоса? Кошмар, переваливает за 300 т.р. Хотя, если морочиться с тепловым насосом, то можно обойтись и без солнечных коллекторов – его будет достаточно. Но цена! А еще, помните, у меня только 6 соток. Где трубы зарывать? А 300 тысяч мне хватит на 15 лет отопления.
Из всего этого делаем вывод: солнечные коллекторы и тепловые насосы – в полном смысле, зарывание денег в землю. В топку!
Солнечные батареи с их КПД в 15% по понятным причинам туда же (в целях обогрева, конечно).
Мельница - ранний прототип ветряка для получения энергии от ветраЧто осталось? Да, энергия ветра! Мельницы, ветряки, вертолеты.  Тут я уже пошел проторенной дорожкой. Посмотрел цены на китайские ветряки – получается, примерно как и у солнечных батарей,  $1 за обещанный ватт. Что ж, более или менее годится. Правда, эта цена не учитывает стоимости всей дополнительной аппаратуры аккумуляторов и прочего. Но без неё можно обойтись – гнать электричество напрямую на обогрев: там напряжение и частота относительно по-барабану, греется и греется.

 

Но посмотрел на график генерации электричества в зависимости от скорости ветра и расстроился.
Зависимость выработки электроэнергии от скорости ветра
Средняя скорость ветра в Подмосковье зимой 4 м/с. А при этой скорости дура, стоимостью в тышшу долларов, будет вырабатывать около сотни ватт. А её еще придется затащить на мачту метров в 10-15 высотой. Тут-то все соседи и поймут, насколько я энергетически продвинутый.
И здесь искомый киловатт обойдется в весьма круглую сумму. Теперь получается, деньги на ветер.
Может микро-ГЭС? А где я речку возьму? Ближайшая лесная речушка в километре. Да и реализовать на практике микро-ГЭС так, чтобы она и зимой работала, стоит дорогого, в прямом смысле.
Итак, резюмирую:
1.    Солнечный обогрев в условиях средней полосы, ограниченном пространстве – вещь нецелесообразная. Расходы превышают получаемый профит.
2.    Тепловой насос – туда же. Оборудование не самое дешевое, а объем бурильно-земляных работ заставляет приуныть.
3.    Ветряки еще и шумят сильно…
4.    Ждём серийного выпуска вечного двигателя, ну, или, на худой конец, ядерного микро-котла, где столовой ложки урана хватит лет на 50. Может самому изобрести, а..? Но нет, уран достать сложновато, плутоний тоже.
Получилось у меня, что альтернативные источники энергии использовать, в принципе, можно, но только при полном отсутствии централизованной розетки, когда себестоимость энергии становится вторичной. Ну, или в качестве хобби. Ведь даже в качестве резервного источника питания для охранной системы целесообразней использовать аккумуляторы.
Однако вывод о нецелесообразности использования альтернативных источников энергии относится именно к средней полосе и материковому климату, где и солнце не очень злое и ветры весьма умерены. Уже на наших югах вполне можно рассматривать солнце, как источник тепла и электричества, а уж ветреных мест и на побережье Северного Ледовитого хватает.
И, кроме того, я не оставил мысль об использовании этого добра у себя, но, скорей, забавы рады и в «секвестированном» варианте, типа, диодики на лесенке зажечь.
А вот добиться комфорта при периодическом посещении дачи (тепло, светло, вода и туалет) я решил добиться правильным управлением всем этим добром.

Источник: idilettante.ru

Для решения проблемы ограниченности ископаемых видов топлива исследователи во всем мире работают над созданием и внедрением в эксплуатацию альтернативных источников энергии. И речь идет не только о всем известных ветряках и солнечных батареях. На смену газу и нефти может прийти энергия от водорослей, вулканов и человеческих шагов. Recycle выбрал десять самых интересных и экологически чистых энерго-источников будущего.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Джоули из турникетов

Тысячи людей каждый день проходят через турникеты при входе на железнодорожные станции. Сразу в нескольких исследовательских центрах мира появилась идея использовать поток людей в качестве инновационного генератора энергии. Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый турникет на железнодорожных станциях генераторами. Установка работает на вокзале в токийском районе Сибуя: в пол под турникетами встроены пьезоэлементы, которые производят электричество от давления и вибрации, которую они получают, когда люди наступают на них.

Другая технология «энерго-турникетов» уже используется в Китае и в Нидерландах. В этих странах инженеры решили использовать не эффект нажатия на пьезоэлементы, а эффект толкания ручек турникета или дверей-турникетов. Концепция голландской компании Boon Edam предполагает замену стандартных дверец при входе в торговые центры (которые обычно работают по системе фотоэлемента и сами начинают крутиться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом производить электроэнергию.

В голландском центре Natuurcafe La Port такие двери-генераторы уже появились. Каждая из них производит около 4600 киловатт-час энергии в год, что на первый взгляд может показаться незначительным, но служит неплохим примером альтернативной технологии по выработке электричества.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Водоросли отапливают дома

Водоросли стали рассматриваться в качестве альтернативного источника энергии относительно недавно, но технология, по мнению экспертов, очень перспективна. Достаточно сказать, что с 1 гектара площади водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тысяч кубометров биогаза. Это приблизительно равно объёму газа, который выдает небольшая скважина, и достаточно для жизнедеятельности небольшого поселка.

Зеленые водоросли просты в содержании, быстро растут и представлены множеством видов, использующих энергию солнечного света для осуществления фотосинтеза. Всю биомассу, будь то сахара или жиры, можно превратить в биотопливо, чаще всего в биоэтанол и биодизельное топливо. Водоросли — идеальное эко-топливо, потому что растут в водной среде и не требуют земельных ресурсов, обладают высокой продуктивностью и не наносят ущерба окружающей среде.

По оценкам экономистов, к 2018 году глобальный оборот от переработки биомассы морских микроводорослей может составить около 100 млрд долларов. Уже существуют реализованные проекты на «водорослевом» топливе — например, 15-квартирный дом в немецком Гамбурге. Фасады дома покрыты 129 аквариумами с водорослями, служащими единственным источником энергии для отопления и кондиционирования здания, получившего название Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.

Альтернативные источники питания для загородного дома

«Лежачие полицейские» освещают улицы

Концепцию выработки электроэнергии при помощи так называемых «лежачих полицейских» начали реализовывать сначала в Великобритании, затем в Бахрейне, а скоро технология дойдет и до России. Все началось с того, что британский изобретатель Питер Хьюс создал «Генерирующую дорожную рампу» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобильных дорог. Рампа представляет собой две металлические пластины, немного поднимающиеся над дорогой. Под пластинами заложен электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда автомобиль проезжает через рампу. 

В зависимости от веса машины рампа может вырабатывать от 5 до 50 киловатт в течение времени, пока автомобиль проезжает рампу. Такие рампы в качестве аккумуляторов способны питать электричеством светофоры и подсвечиваемые дорожные знаки. В Великобритании технология работает уже в нескольких городах. Способ начал распространяться и на другие страны — например, на маленький Бахрейн.

Самое удивительное, что нечто подобное можно будет увидеть и в России. Студент из Тюмени Альберт Бранд предложил такое же решение по уличному освещению на форуме «ВУЗПромЭкспо». По подсчетам разработчика, в день по «лежачим полицейским» в его городе проезжает от 1000 до 1500 машин. За один «наезд» автомобиля по оборудованному электрогенеретором «лежачему полицейскому» будет вырабатываться около 20 ватт электроэнергии, не наносящей вред окружающей среде.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Больше, чем просто футбол

Разработанный группой выпускников Гарварда, основателей компании Uncharted Play, мяч Soccket может за полчаса игры в футбол сгенерировать электроэнергию, которой будет достаточно, чтобы несколько часов подпитывать LED-лампу. Soccket называют экологически чистой альтернативой небезопасным источникам энергии, которые нередко используются жителями малоразвитых стран.

Принцип аккумулирования энергии мячом Soccket довольно прост: кинетическая энергия, образуемая от удара по мячу, передается крошечному механизму, похожему на маятник, который приводит в движение генератор. Генератор производит электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе. Сохраненная энергия может быть использована для питания любого небольшого электроприбора — например, настольной лампы со светодиодом.

Выходная мощность Soccket составляет шесть ватт. Генерирующий энергию мяч уже завоевал признание мирового сообщества: получил множество наград, был высоко оценен организацией Clinton Global Initiative, а также получил хвалебные отзывы на известной конференции TED.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Скрытая энергия вулканов

Одна из главных разработок в освоении вулканической энергии принадлежит американским исследователям из компаний-инициаторов AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings. «Испытуемым» стал спящий вулкан в штате Орегон. Соленая вода закачивается глубоко в горные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока. При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергию.

На данный момент существуют лишь две небольшие действующие электростанции подобного типа – во Франции и в Германии. Если американская технология заработает, то, по оценке Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально способна обеспечить 50% необходимого стране электричества (сегодня ее вклад составляет лишь 0,3%).

Другой способ использования вулканов для получения энергии предложили в 2009 году исландские исследователи. Рядом с вулканическими недрами они обнаружили подземный резервуар воды с аномально высокой температурой. Супер-горячая вода находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенных температуре и давлении.

Ученые могли генерировать нечто подобное в лаборатории, но оказалось, что такая вода встречается и в природе — в недрах земли. Считается, что из воды «критической температуры» можно извлечь в десять раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим образом.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Энергия из тепла человека

Принцип термоэлектрических генераторов, работающих на разнице температур, известен давно. Но лишь несколько лет назад технологии стали позволять использовать в качестве источника энергии тепло человеческого тела. Группа исследователей из Корейского ведущего научно-технического института (KAIST) разработала генератор, встроенный в гибкую стеклянную пластинку.

Такой гаджет позволит фитнес-браслетам подзаряжаться от тепла человеческой руки — например, в процессе бега, когда тело сильно нагревается и контрастирует с температурой окружающей среды. Корейский генератор размером 10 на 10 сантиметров может производить около 40 милливат энергии при температуре кожи в 31 градус Цельсия.

Похожую технологию взяла за основу молодая Энн Макосински, придумавшая фонарик, заряжающийся от разницы температур воздуха и человеческого тела. Эффект объясняется использованием четырех элементов Пельтье: их особенностью является способность вырабатывать электричество при нагреве с одной стороны и охлаждении с другой стороны.

В итоге фонарик Энн производит довольно яркий свет, но не требует батарей-акуумуляторов. Для его работы необходима лишь температурная разница всего в пять градусов между степенью нагрева ладони человека и температурой в комнате.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Шаги по «умной» тротуарной плитке

На любую точку одной из оживленных улиц приходится до 50000 шагов в день. Идея использовать пешеходный поток для полезного преобразования шагов в энергию была реализована в продукте, разработанном Лоуренсом Кемболл-Куком, директором британской Pavegen Systems Ltd. Инженер создал тротуарную плитку, генерирующую электроэнергию из кинетической энергии гуляющих пешеходов.

Устройство в инновационной плитке сделано из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается примерно на пять миллиметров. Это, в свою очередь, создаёт энергию, которую механизм преобразует в электричество. Накопленные ватты либо сохраняются в литиевом полимерном аккумуляторе, либо сразу идут на освещение автобусных остановок, витрин магазинов и вывесок.

Сама плитка Pavegen считается абсолютно экологически чистой: ее корпус изготовлен из нержавеющей стали специального сорта и переработанного полимера с низким содержанием углерода. Верхняя поверхность изготовлена из использованных шин, благодаря этому плитка обладает прочностью и высокой устойчивостью к истиранию.

Во время проведения летней Олимпиады в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах. За две недели удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого с избытком хватило для работы уличного освещения британской столицы.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Велосипед, заряжающий смартфоны

Чтобы подзарядить плеер, телефон или планшет, необязательно иметь под рукой розетку. Иногда достаточно лишь покрутить педали. Так, американская компания Cycle Atom выпустила в свет устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии подзаряжать мобильные устройства. 

Продукт, названный Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с литиевым аккумулятором, предназначенным для питания практически любых мобильных устройств, имеющих порт USB. Такой мини-генератор может быть установлен на большинстве обычных велосипедных рам в течение считанных минут. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов. Пользователь занимается спортом и крутит педали — а спустя пару часов его смартфон уже заряжен на 100 поцентов.

Компания Nokia в свою очередь тоже представила широкой публике гаджет, присоединяемый к велосипеду и позволяющий переводить кручение педалей в способ получегия экологически безопасной энергии. Комплект Nokia Bicycle Charger Kit имеет динамо-машину, небольшой электрический генератор, который использует энергию от вращения колес велосипеда и подзаряжает ей телефон через стандартный двухмиллиметровый разъем, распространенный в большинстве телефонов Nokia.

Альтернативные источники питания для загородного дома

Польза от сточных вод

Любой крупный город ежедневно сбрасывает в открытые водоемы гигантское количество сточных вод, загрязняющих экосистему. Казалось бы, отравленная нечистотами вода уже никому не может пригодиться, но это не так — ученые открыли способ создавать на ее основе топливные элементы.

Одним из пионеров идеи стал профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан. Общая концепция весьма сложная для понмания неспециалиста и построена на двух столпах — применении бактериальных топливных ячеек и установке так называемого обратного электродиализа. Бактерии окисляют органическое вещество в сточных водах и производят в данном процессе электроны, создавая электрический ток.

Для производства электричества может использоваться почти любой тип органического отходного материала – не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты производств в виноделии, пивоварении и молочной промышленности. Что касается обратного электродиализа, то здесь работают электрогенераторы, разделенные мембранами на ячейки и извлекающие энергию из разницы в солености двух смешивающихся потоков жидкости.

Альтернативные источники питания для загородного дома

«Бумажная» энергия

Японский производитель электроники Sony разработал и представил на Токийской выставке экологически чистых продуктов био-генератор, способный производить электроэнергию из мелко нарезанной бумаги. Суть процесса заключается в следующем: для выделения целлюлозы (это длинная цепь сахара глюкозы, которая находится в зеленых растениях) необходим гофрированный картон.

Цепь разрывается с помощью ферментов, а образовавшаяся от этого глюкоза подвергается обработке другой группой ферментов, с помощью которых высвобождаются ионы водорода и свободные электроны. Электроны направляются через внешнюю цепь для выработки электроэнергии. Предполагается, что подобная установка в ходе переработки одного листа бумаги размером 210 на 297 мм может выработать около 18 Вт в час (примерно столько же энергии вырабатывают 6 батареек AA).

Метод является экологически чистым: важным достоинством такой «батарейки» является отсутствие металлов и вредных химических соединений. Хотя на данный момент технология еще далека от коммерциализации: электричества вырабатывается достаточно мало – его хватает лишь на питание небольших портативных гаджетов.

Источник: recyclemag.ru

Жизнь в частном доме

Крыша дома с аккумуляторами солнцаОна намного разнообразней и красочней чем в городской квартире. Большинство людей, понимая все преимущества собственного строения, всеми силами стремятся сменить душные комнаты на свободу частного участка.

И пусть это даже будет лишь летний сезон на даче, а не постоянное место жительства, хозяева стараются вложить в дом все самое лучшее. Подвод коммуникаций, централизованного газоснабжения не всегда доступно самостоятельным постройкам.

Альтернативное отопление частного дома

Как заменить систему отопления

Три вида альтернативного отопленияПолноценно заменить привычную систему отопления альтернативной вполне реально. И тому уйма примеров по всему миру.

К сожалению, у нас, пока, такая тенденция только зарождается. Но, учитывая неуклонный рост, цены на обычное топливо, распространение  альтернативных источников тепла будет набирать обороты.

Первое к чему нужно быть готовым, это весомые вложения на первоначальном этапе. Нужно выполнить немало расчетов, для достаточного обеспечения всего дома энергией, и составить схему расположения узлов.

После закупить необходимое оборудование. Для того, что бы расходы получились более демократичными последний пункт лучше выполнить своими руками.

Рассмотрим по-отдельности наиболее распространенные системы отопления без газа.

Тепловые насосы

Насос тепловой. Вид изнутриИх действие основано на передачи тепла от источника с низким потенциалом в жилое помещение.

Интересно! Элементы системы тепловых насосов очень схожи с узлами самых обычных холодильников. В них есть теплообменник, испаритель, компрессор.

Фреон, через капиллярное отверстие, попадает в испаритель  и испаряется при резкой смене давления. Стенки испарителя, нагретые от геотермальных вод, передают тепловую энергию хладагенту.

Компрессор в свою очередь всасывает и сжимает хладагент, тем самым нагревает его до125 градусов, а затем отдает в конденсатор, направляя тепло в отопительный контур.

Различают следующие виды тепловых насосов: грунт-вода, вода-вода, воздух-вода, воздух-воздух.

Подземный вид альтернативного отопленияНасосы грунт-вода считаются наиболее универсальными из альтернативных источников отопления для зданий удаленных от города. Они менее привязаны к климатическим условиям.

Их универсальность обусловлена тем, что даже в зонах вечной мерзлоты на глубине десятков метров, температура грунта выше нуля.

Устройство, позволяющее забирать тепло у грунта, погружается в глубокие скважины, несколько десятков метров, отсюда ясно, что стоимость системы приличная.

Бурение только одной такой скважины оценивается в несколько тысяч рублей. А скважин требуется несколько.

Совет! Немного экономнее вариант насоса грунт-вода с горизонтальным коллектором.

Еще среди недостатков системы – требование немалых площадей для монтажа.

Насосы вода-вода уместны в случае, если около здания есть проточные грунтовые воды. Ценовая категория подобных систем невысокая и сложность выполнения доступная. Для нее необходим лишь один погружной зонд-теплообменник. Глубина погружения от 10 до 15 метров.

Насосы воздух-воздух самые дешевые. Примером подобного оборудования является сплит-система с режимом для обогревания.

Насосы воздух-вода функционируют на основе уличного воздуха. Теплообменник в таком случает, представляет собой радиатор с достаточной площадью оребрения, которая обдувается вентилятором. Системы также приятна в цене и проста в монтаже.

Недостатком будет то, что при снижении температуры воздуха теплоотдача падает.

Другие варианты альтернативного отопления дома

Солнечные аккумулирующие коллекторы

коллектор на алиекспресс

Система напрямую связана с интенсивностью солнечного света. В холодное время года и в пасмурные дни вырабатываемая энергия не может покрыть нужд жилого дома в полном объеме.

Однако применение солнечных батарей оптимально в качестве дополнительного источника.

Ветряки

купить-ветрянное-альтернативное-электричество

Основным узлом является ветрогенератор (вертикальные или горизонтальные). Далее идут: лопасти, мачта, флюгер, контроллер, аккумуляторные батареи, инвертор. Ветер вращает лопасти, прикрепленные к мачте высоко от земли.

От высоты напрямую зависит производительность всей конструкции. Вращение лопастей воздействует на ротор генератора. Тот производит электроэнергию, преобразующуюся с помощью контроллера в постоянный ток.

Электричество накапливается в аккумуляторных батареях. На выходе из батарей ток поступает на инвертор, где преобразуется в переменный частотой 50Гц и напряжение в 220 Вт.

Инфракрасные излучатели

Их ещё называют экообогреватели. Их работа построена на отдаче тепла в виде инфракрасного излучения предметам, а он в свою уже передают его воздуху. Подобные системы способны обогревать и комнаты жилого здания и людей на открытом воздухе.

ИК излучатели дают значительную экономию в отоплении, за счет направленного обогрева только необходимого сегмента пространства. Могут крепится на стену, потолок, устанавливаться на пол.

Водородные котлы (наноспособ)

Относительно новый способ альтернативного отопления. Система водородного котла работает от реакции водорода с кислородом. Взаимодействие этих двух веществ дает молекулы H2О и тепло около 40 градусов. Именно оно и пускается на обогрев воздуха.

Электрокотлы

электрокотел выбрать

Биотопливо

К ним относятся производственные отходы:

  • шелуха сельхоз культур,
  • щепа, опилки и прочие остатки деревообработки.

Эти отходы плотно прессуют в своеобразные гранулы (пеллеты), которые предназначены для сжигания в котлах.

Преимущество подобных гранул перед обычными дровами в продолжительности горения и большом объеме высвобождающегося тепла. Одной из разновидностью биотоплива является биогаз. Он образуется в результате гниения органических отходов.

Источник: domsdelat.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.