Альтернативные источники энергии для дома

Какие бывают

В окружающей среде энергия присутствует всегда в том или ином виде. Это ветер, излучение солнца, потоки воды, тепло земли. Остаётся лишь воспользоваться ими и преобразовать в ту, которая необходима. Рассмотрим, какие источники альтернативной энергии позволяют это сделать.

Солнечные батареи

Принцип работы основан на способности электронных приборов, называемых фотоэлементами, преобразовывать энергию фотонов солнечного света в электрическую. Данный пример альтернативной энергии является самым распространённым.

В батареях, выпускаемых для частного применения, используются кремниевые фотоэлементы. Они бывают двух видов:

• Поликристаллические. Очень хрупкие, поэтому требуют аккуратного обращения. Обладают малым КПД – не более 15%. Средний срок службы 20 лет. Преимущество – низкая цена.
• Монокристаллические. Более надёжны. Срок службы может достигать 50 лет. КПД 25%. Недостатком является дороговизна.

Преимущества солнечных батарей:

• неисчерпаемый источник энергии на несколько десятилетий;
• простота установки и обслуживания, для работы нет необходимости в ежедневном участии человека;
• долговечность;
• отсутствие вредного воздействия на окружающую среду и человека.

Их недостатками являются высокая стоимость оборудования, которое окупается довольно долго, и зависимость от интенсивности солнечного света. Если небо затягивает тучами, мощность фотоэлементов снижается.

Ветрогенераторы

Представляют собой комбинацию установленной на специальной мачте ветротурбины с лопастями и электрогенератора. При прохождении потоков воздуха через данную установку лопасти под их воздействием начинают вращаться и приводят в движение соединённый с редуктором внутренний вал.

Такая конструкция позволяет увеличить первоначальную скорость вращения. Редуктор подключён к генератору, который при вращении ротора вырабатывает электрический ток. Его излишки накапливаются в установленных аккумуляторах.

В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Первый тип более популярен. Многие модели оснащены системой автоматического разворота по направлению ветра, значительно увеличивающей эффективность работы установки.

Преимущества данных устройств во многом аналогичны солнечным батареям. КПД может составлять от 25% до 47% в зависимости от конкретной модели и погодных условий.

Работа ветрогенератора не зависит от времени суток. Нужен только ветер, и чем сильнее он будет, тем лучше. Стоимость оборудования относительно невысока, но затраты на монтаж могут выйти гораздо большими.

Основными недостатками являются шум во время работы и низкочастотный инфразвук, негативно влияющий на состояние здоровья. По этой причине устанавливать мачту с устройством следует как можно дальше от жилья.

Биогазовые установки

Используют для работы различные отходы жизнедеятельности, например, от домашних или сельскохозяйственных животных и птиц. В герметичной ёмкости они подвергаются обработке анаэробными бактериями, которые в свою очередь выделяют биогаз.

Чтобы процесс шёл быстрее, отходы нужно периодически перемешивать, для чего используется ручная или механическая мешалка.

Биогаз попадает в специальное хранилище, называемое газгольдер, где подвергается усушке. Дальше он используется как обычный природный газ. Из оставшихся после переработки отходов можно сделать удобрение.

Современные технологии для получения энергии с помощью биогазовых установок позволяют это делать без выполнения неприятных действий. Их главные преимущества:

• независимость от погодных условий;
• экономия на утилизации отходов;
• возможность использовать множество видов сырья.

К недостаткам можно отнести следующие:

• хоть это и биологически чистый вид топлива, при его сжигании в атмосферу выделяется небольшое количество вредных выбросов;
• использовать установку удобно только в районах, богатых необходимым сырьём;
• стоимость оборудования достаточно высока.

Тепловые насосы

Их правильнее назвать альтернативным источником тепла. Предназначены для организации отопления и горячего водоснабжения дома. Потребляют электричество, поэтому их необходимо использовать в комбинации с другими видами альтернативной энергии.

Принцип действия основывается на способности таких веществ, как фреон, закипать при низких температурах. Когда оно переходит в газообразное состояние, выделяется тепловая энергия. Установка состоит из внешнего и внутреннего контуров, а также контура насоса. Внешний закапывается под землю или опускается на дно водоёма.

Циркулирующий по нему фреон нагревается под воздействием окружающей среды, в контуре насоса под большим давлением переходит в газообразное состояние, в результате чего температура поднимается до 70 С°. Внутренний разносит нагретый в насосе теплоноситель по дому.

Тепловые насосы очень эффективны и способны обеспечивать горячей водой и отоплением круглый год. Затраты на электроэнергию при этом минимальны – при расходе 1 кВт электричества выделяется в среднем 4 кВт энергии тепла.

Что выбрать

Давайте разберёмся, какой вариант альтернативной энергии лучше. Солнечные батареи являются наиболее предпочтительным вариантом из-за простоты и экологичности. Однако они не работают в ночное время суток.

Ветрогенераторы хорошо подходят для местностей, где постоянно дуют сильные ветры. Функционируют и днём, и ночью, но если потоки воздуха ослабевают – эффективность становится равна нулю. Наилучшим вариантом является комбинация этих двух устройств. Тогда вы можете быть почти на 100% уверенными, что никогда не останетесь без электричества.

Остановите свой выбор на биогазовой установке, если держите в хозяйстве коров, свиней или кур, или неподалёку есть ферма, откуда можно брать отходы для переработки.

А если вы нуждаетесь в горячем водоснабжении и отоплении, дополните систему дома тепловыми насосами. Они не требовательны в обслуживании, отсутствует необходимость покупать и где-то складировать топливо, как в случае, например, с твердотопливным котлом.

Фото видов альтернативной энергии

Альтернативная энергетика для дома - разновидности и устройство

Самодельная гидроэлектростанция

При наличии на участке ручья или водоёма с плотиной дополнительным источником альтернативной электроэнергии станет самодельная гидроэлектростанция. В основе устройства лежит водяное колесо, а мощность будет зависеть от скорости течения воды. Материалы для изготовления генератора и колеса можно взять от автомобиля, а обрезки уголка и металла найдутся в любом хозяйстве. Кроме этого, понадобится кусок медного провода, фанера, смола полистироловая и неодимовые магниты.

Последовательность работ:

1. Делается колесо из 11 дюймовых дисков. Из стальной трубы изготавливаются лопасти (режем трубу вдоль на 4 части). Потребуется 16 лопастей. Диски стягиваются болтами, зазор между ними 10 дюймов. Лопасти привариваются сваркой.
2. Изготавливается сопло по ширине колеса. Его делают из обрезка металла, выгнув по размеру и соединив сваркой. Сопло настраивают по высоте. Это позволит отрегулировать водяной поток.
3. Сваривается ось.
4. Устанавливается колесо на ось.
5. Делается обмотка, заливаются смолой катушки – статор готов. Собираем генератор. Из фанеры изготавливается шаблон. Устанавливают магниты.
6. Генератор защищают металлическим крылом от водяных брызг.
7. Колесо, ось и крепежи с соплом покрывают краской для защиты металла от коррозии и эстетического удовольствия.
8. Регулировкой сопла добиваются наибольшей мощности.

Самодельные устройства не требуют больших капиталовложений и производят энергию бесплатно. Если совместить несколько видов альтернативных источников, то такой шаг ощутимо снизит расходы на электроэнергию. Для сбора агрегата понадобятся только умелые руки и ясная голова.

Волновая энергетика

Процесс выработки электричества из волн происходит в результате преобразования энергии прилива. В основе большинства электростанций такого типа находится бассейн, который организуется или в ходе отделения устья реки, или за счет перекрытия залива плотиной. В образованном барьере устраиваются водопропускные отверстия с гидротурбинами. По мере изменения уровня воды во время приливов происходит вращения турбинных лопастей, что и способствует выработке электричества. Отчасти этот вид энергетики схож с принципами рабо

Альтернативная энергия | источники, виды, использование

Ухудшение экологии и истощение природных ресурсов заставляет задумываться о том, как получать электричество и тепло из возобновляемых источников.

В этой статье рассказываем, как работает альтернативная энергия и почему многие страны делают выбор в её пользу.

Что такое альтернативная энергия?

Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).

Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».

Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.

Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.

Ресурсы возобновляемой энергии

• Солнечный свет
• Водные потоки
• Ветер
• Приливы
• Биотопливо (топливо из растительного или животного сырья)
• Геотермальная теплота (недра Земли)

Альтернативные виды энергии

1. Солнечная энергия

Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.

Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади.

Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.

Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop.

2. Ветроэнергетика

Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).

Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.

Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.

3. Гидроэнергия

Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Их ставят на реках с сильным потоком, которые не пересыхают. Плотины строят для того, чтобы добиться определённого напора воды – он заставляет двигаться лопасти гидротурбины, а она приводит в действие электрогенераторы.

Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.

4. Волновая энергетика

Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три. Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом.

Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электричество.

Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Системы тоже дорогие и для них нужен удобный выход к воде, который есть не у каждой страны.

5. Энергия приливов и отливов

Эту энергию берут от естественного подъёма и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.

Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала. Кроме того, приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

6. Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.

Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.

7. Энергия жидкостной диффузии

Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.

Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины. Пока есть только одна такая энергетическая установка в Норвегии.

8. Геотермальная энергия

Геотермальные станции берут внутреннюю энергию Земли – горячую воду и пар. Их ставят в вулканических районах, где вода у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).

Извлекаемая вода отапливает здания напрямую или через теплообменный блок. Ещё её перерабатывают в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.

Недостатки: цена, угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.

Больше всего геотермальных станций в США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.

9. Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

• Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.

• Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).

• Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

Плюсы и минусы альтернативной энергии

Главная перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля.

Преимущества:

• Доступность – не нужно обладать нефтяными или газовыми месторождениями. Правда, это относится не ко всем видам. Страны без выхода к морю не смогут получать волновую энергию, а геотермальную можно преобразовывать только в вулканических районах.

• Экологичность – при образовании тепла и электричества нет вредных выбросов в окружающую среду.

• Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость.

Недостатки и проблемы:

• Траты на этапе строительства и обслуживание – оборудование и расходные материалы дорогие. Из-за этого повышается итоговая цена электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Сейчас главная задача разработчиков снизить себестоимость установок.

• Зависимость от внешних факторов: невозможно контролировать силу ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии зависит от географии страны.

• Низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления.

• Влияние на климат. Например, спрос на биотопливо привёл к сокращению посевных площадей для продовольственных культур, а плотины для ГЭС изменили характер рыбных хозяйств.

Возобновляемая энергия в мире

Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.

Германия

40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.

Исландия

У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.

Швеция

После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.

Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.

Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.

Китай

В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.

Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.

Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.

Альтернативная энергия в России

Разное географическое положение регионов и специфика климатических поясов в России не позволяют развивать эту отрасль равномерно. Нет инвестиций и есть пробелы в законе.

Виды возобновляемой энергии в России

Солнечная энергия

Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.

Ветровая энергетика

Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».

Гидроэнергетика

Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».

Геотермальная энергетика

За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.

Биотопливо

Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии

Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.

First Solar Inc.

Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.

Vestas Wind Systems A/S

Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.

Atlantica Yield PLC

Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.

ABB Ltd. Asea Brown Boveri

Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.

Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?

Альтернативные источники электроэнергии для частного дома: своими руками

Содержание статьи:

Энергоносители помогают обеспечивать функции всех коммуникационных линий. При временном отсутствии основных магистралей можно использовать альтернативные источники электроэнергии. Они не так популярны, как традиционные, но выгоднее в плане эксплуатации и практически не вредят окружающей среде.

Откуда и в каком виде получить энергоресурсы

Использование солнечных панелей

Традиционными энергоисточниками являются тепловые, атомные и гидроэлектрические станции. Альтернативное энергоснабжение может самовосстанавливаться, является эффективным, дешевым и экологически безопасным. По факту энергия есть в природных ресурсах, нужно только попытаться ее извлечь. Без специальных навыков можно выполнить следующие работы:

• устанавливать солнечные коллекторы и батареи, чтобы запитывать освещение или греть воду;
• монтировать ветрогенераторы;
• использовать тепловые насосы для отопления дома за счет тепла воды, земли или воздуха;
• применять биогазовые установки для переработки отходов животных, птиц, человека.

Минус нетрадиционных энергоисточников – большие финансовые вложения для их организации.

Источники возобновляемой энергии

Ветрогенераторы на крыше частного дома

По причине ограниченности топливных ископаемых ученые всего мира разрабатывают и внедряют в эксплуатацию энергоисточники будущего. К возобновляемым относятся:

• Генераторы электричества – на территории России чаще всего используются электрические, бензиновые и газовые. Последний работает на сжиженном и природном топливе, за счет малошумности применяется в быту и является долговечным.
• Энергия солнца – человек пользуется электромагнитным излучением. Источник электричества и автономного отопления бесшумный, экологически безопасный.
• Ветряные установки – функционируют на основании трансформации кинетической энергии ветра в механическое вращение турбины, вырабатывающей переменный ток. Горизонтальные и вертикальные ветряки отличаются высоким КПД.
• Биотопливо – оптимальными вариантами будут жиры масличных культур, водоросли, газ от брожения органических отходов.
• Станции с водяным колесом – удобный энергоисточник, если рядом с домом имеется река. Турбинное колесо приводится в движении при помощи водных потоков.
• Геотермальные решения – на сейсмически активных территориях преобразовывают тепло, возникающее в момент выброса геотермальной воды.

Россия располагает несколькими солнечными станциями – в Оренбургской области (мощность 40 МВт), в Республике Башкортостан (мощность 15 МВт), на территории Крыма (10 штук по 20 МВт каждая).

Применение энергии солнца

Подключение солнечной батареи к домашней электросети

Альтернативное электричество на основе электромагнитного солнечного излучения оправдано для людей, у которых есть дача за городом. Причина – показатель суммарной мощности в хорошую погоду не более 5-7 кВт за час. На сегодняшний день популярны несколько солнечных установок.

Солнечные батареи

Сборка устройств производится из фотоэлектрических преобразователей. Промышленные элементы конструируются из минеров, вырабатывающих ток при воздействии прямого света. В частном секторе популярны кремниевые преобразователи поли- и монокристаллического типа. Последние отличаются КПД 13-25 %, но поликристаллические дешевле. Температурный диапазон пластин – от -40 до +50 градусов.

Солнечные коллекторы

Вакуумные солнечные коллекторы

Используются для нагрева воздуха или воды. Пользователь может задать направление нагретых потоков, организовать резерв на случай плохой погоды. Производители выпускают три модификации коллекторов – воздушные, плоские и трубчатые.

• Плоские пластиковые. Представляют собой черную и прозрачную панель в одном корпусе с центральным змеевиком из меди. При воздействии солнечных лучей нагревается нижний темный элемент. Он передает тепло медному змеевику, который греет воду. Плоский коллектор подходит для подогрева воды в бассейне или летнем душе. Минус технологии – для нагрева больших объемов требуется много элементов.
• Трубчатые. Имеют вид вакуумных или коаксиальных трубочек из стекла. По ним стекает вода, нагретая солнцем. Тепло, сосредоточенное внутри специальной системой, нагревает воду в накопительном резервуаре. Для циркуляции водных потоков применяется нанос. Трубчатый коллектор – неплохое решение для подогрева воды в ГВС и отопления.
• Воздушные солнечные коллекторы. Устройства напоминают плоские пластиковые модели за счет черной нижней и прозрачной верхней панели. Габаритные установки находятся на восточной или юго-восточной стене. В них за счет солнечного тепла нагревает воздух, подаваемый в дом и хозяйственные помещения специальными вентиляторами.

Солнечная энергия лучше всего подходит для теплых полов.

Самостоятельное изготовление солнечных панелей

Солнечные установки – альтернатива традиционному электричеству, которая в готовом виде стоит дорого. При собственноручной сборке можно снизить себестоимость конструкции в 3-4 раза. Перед началом создания солнечной панели нужно понять принцип ее функционала.

Как работает система солнечного электроснабжения

Для представления принципа работы стоит начать с конструкции. Устройство солнечных энергоисточников включает:

• солнечную панель – комплекс узлов преобразования солнечного света в электронный поток;
• АКБ – в системе их несколько, количество зависит от мощности потребителей;
• контроллер заряда – обеспечивает нормальную зарядку АКБ без перезарядки;
• инвертор – трансформирует ток низкого напряжения с батарей в ток высокого напряжения (для дома хватит 3-5 кВт).

Солнечные батареи по отдельности производят токи с низким напряжением (около 18-21 В), чего хватает для зарядки аккумулятора на 12 вольт.

Создание солнечной батареи

Материалы для изготовления солнечной панели

Сборка батареи производится из модульных фотоэлементов. В одном бытовом модуле находится 30, 36 и 72 элемента. Они соединяются последовательно с источником питания, максимальное напряжение которого – 50 В.

Для корпусной части понадобятся деревянные брусья, ДВП, оргстекло и фанера. Дно бокса вырезается из фанеры и вставляется в рамку из брусков 25 мм в толщину. По периметру рамы проделываются отверстия. Для предотвращения перегрева элементов шаг сверления должен составлять 15-20 см.

Для размера дна подсчитайте количество фотоэлементов и замеряйте каждый.

Сборка солнечной панели

Из ДВП канцелярским ножом вырезается подложка из ДВП с вентиляционными отверстиями. Их изготавливают по квадратно-гнездовой схеме с отступом на 5 см. Затем:

1. Элементы укладываются верхней частью на подложку и распаиваются.
2. Соединения производятся последовательно, порядово.
3. Готовые ряды присоединяют на шины, проводящие ток.
4. Элементы переворачивают и крепят в посадочном месте силиконом.
5. Проверяют параметры напряжения на выходе. Его диапазон составляет от 18 до 20 В.
6. 2-3 дня производят обкатку батареи для тестирования заряжающей способности.
7. По окончании проверки стыки герметизируют.

Подготовка панели к монтажу

Покрасьте и просушите подложку 2 раза.

После проверки функционирования собирают солнечную панель:

1. Выводят контакты входа и выхода наружу.
2. Вырезают крышку из оргстекла и фиксируют ее саморезами на заранее проделанные отверстия.
3. При использовании диодной цепи из 36 диодов с напряжением 12 В с детали снимают краску ацетоном.
4. В пластиковой панели проделываются отверстия, вставляют и распаиваются диоды.

На последнем этапе выполняется монтаж и ориентирование солнечной панели для облегчения доступа обслуживания и эффективности получения энергии.

Правила монтажа солнечной панели

Подключение солнечной батареи

Промышленные модификации могут вращаться самостоятельно. Бытовые устройства необходимо выставлять по нескольким параметрам:

• Удаление от затененных участков – дерево или высокий дом рядом сделают работу прибора неэффективной.
• Ориентир на солнечную сторону. Жители северного полушария ориентируют конструкцию на юг, южного – на север.
• Угол наклона – привязывается к географической широте участка. Летом солнечную панель лучше наклонять на 30 градусов к линии горизонта, зимой – на 70 градусов.
• Наличие доступа для обслуживания – уборки пыли, грязи, налипшего снега.

Устройство будет эффективным в случае прямой направленности лучей солнца на крышку.

Особенности ветрогенераторов

Вертикальный ветрогенератор

Источники ветровой электроэнергии работают по принципу преобразования кинетической энергии в механическую, а затем – в переменный ток. Электричество можно получить при минимальной скорости ветрового потока от 2 м/с. Оптимальной является скорость ветра от 5 до 8 м/с.

Виды ветряных генераторов

По типу крепления ротора существуют модификации:

• Горизонтальные – отличаются минимальным количеством материалов для изготовления и большим КПД. Минусы прибора заключаются в высокой монтажной мачте и сложности механической части.
• Вертикальные – работают в большом диапазоне ветровой скорости. Специфика генератора – необходимость дополнительной фиксации мотора.

По количеству лопастей существуют одно- или многолопастные модели. По материалу лопасти классифицируются на парусные и жесткие. Винтовой шаг установки бывает изменяемым (можно выставить рабочую скорость) и фиксируемым.

При строительстве ветровой установки обязательно создается и укрепляется фундамент.

Конструкция ветрогенератора

Конструкция ветрогенератора

Готовый ветряной генератор состоит из таких частей:

• вышка – ставится в ветреной зоне;
• лопастный генератор;
• контроллер лопастей – преобразует переменный ток в постоянный;
• инвертор – трансформирует постоянный ток в переменный;
• накопительный аккумулятор;
• резервуар для воды.

Накопительная АКБ сглаживает разницу в сезон ветров и период штиля.

Изготовление тихоходного ветрогенератора из генератора машины

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора

Поскольку комплект для сборки ветрогенератора стоит от 250 до 300 тыс. руб, конструкцию целесообразно сделать собственноручно. Понадобится генератор автомобиля и аккумуляторная батарея.

Лопасти обеспечивают работу других устройств ветряка. Самостоятельно их можно изготовить из ткани, металла или пластиковой трубы следующим образом:

1. Выбрать материал с хорошей ветроустойчивостью – толщиной от 4 см.
2. Рассчитать длину лопасти так, что диаметр трубы равнялся 1/5.
3. Обрезать трубу и применять ее в качестве шаблонов.
4. Пройтись по краям всех элементов наждачкой для удаления неровностей.
5. Зафиксировать пластиковые лопасти на диске из алюминия.
6. Произвести балансировку колеса посредством фиксирования в горизонтальном положении.
7. Обточить края ветрового колеса при вращении.

Оптимальная схема лопастей – большое количество, но меньший размер.

Мачта должна быть надежной, прочной и не раскачиваться

Проект изготовления мачты нужно начать с выбора материала. Понадобится стальная труба длиной 7 м и диаметром 150-200 м. При наличии препятствий колесо поднимается выше их на 1 м.

Для дополнительной устойчивости конструкции изготавливаются колышки под растяжку из стального или оцинкованного троса 6-8 мм в толщину. Мачту и колышки нужно забетонировать.

Процесс переделки автогенератора заключается в перемотке старторного узла и создании ротора на основе неодимовых магнитов. В приборе просверливаются отверстия под них. Магниты нужно ставить, чередуя полюса и заполнять пустоты эпоксидкой.

Ротор оборачивается бумагой для перемотки катушки в одном направлении по трехфазной схеме. На последнем этапе генератор тестируется – при 300 оборотах должно показывать 30 В.

Чем больше витков на катушке, тем эффективнее работает генератор.

Альтернативные ветровые источники тепла и электрической энергии собираются после изготовления поворотной оси. Понадобится труба с двумя подшипниками и хвостовая часть из оцинкованного листа 1,2 мм в толщину.

Генератор крепится к мачте посредством рамы их профтрубы. Расстояние от балки до лопастей должно быть больше 25 см. После сборки базовой конструкции монтируются контроллер заряда, инвертор и АКБ.

Отопление дома при помощи тепловых насосов

Отопление с помощью тепловых насосов

Европа уже несколько лет использует тепловые насосы, взаимодействующие со всеми альтернативными видами электроэнергии. В летнее и зимнее время установки забирают тепло из почвы, воздуха, воды и направляют его на обогрев помещения.

Разновидности тепловых насосов

В зависимости от потребностей в обогреве можно подобрать модели с 1, 2, 3 контурами, 1-2 конденсаторами. Они будут работать на нагрев и охлаждение либо исключительно на нагрев.

По типу энергоисточника и способу добычи электроэнергии устройства бывают:

• Воздух-вода. Тепловые потоки забираются из воздуха и нагревают воду. Системы подходят для климатических зон с зимней температурой -15 градусов.
• Земля-вода. Актуальны для умеренного климатического пояса. Монтируются в грунт посредством коллектора или зонда без разрешительных документов на бурение.
• Вода-вода. Устанавливаются рядом с водоемами. Зимой насос за счет нагрева источника обеспечивает теплом большой дом.
• Вода-воздух. Источник энергии – водоем. Тепловые потоки при помощи компрессора поступают в воздух. Он становится теплоносителем.
• Земля-воздух. Почва является источником тепла, которое передается в воздух компрессором. Переносчик энергии – жидкости-антифризы.
• Воздух-воздух. Приборы работают по принципу кондиционера – на охлаждение и обогрев.

Выбор источника тепла зависит от геологии местности и наличия препятствий для земляных мероприятий.

Как работает тепловой насос

Тепловой насос функционирует на основании цикла Карно – повышения температуры при резком сжатии теплоносителя. Поскольку устройства имеют 3 рабочих контура (2 – наружных, 1 – внутренний), конденсатор, испаритель и компрессор, схему их действия можно представить так:

1. Теплоноситель первого контура (находится в воде, на воздухе, в земле) забирает тепло и источников с низкими потенциалами. Максимальная температура узла около + 6 градусов.
2. Низкотемпературный носитель с низкой температурой находится во внутреннем контуре. Хладагент при нагреве испаряется, его пар в компрессоре сжимается. В этот момент выделяется тепло. Температура паров – от +35 до +65 градусов.
3. Тепло в конденсаторе попадает на теплоноситель из контура отопления. Пары становятся конденсатом и направляются в испаритель.

Цикл работы теплонасоса постоянно повторяется.

Тепловой насос из подручных материалов

Самодельный тепловой насос

Самоделка вполне реальна, если у вас имеются рабочие детали от бытовой техники.

Для подготовки конденсатора и компрессора понадобится:

1. Сделать компрессор насоса из компрессора холодильника либо кондиционера. Деталь фиксируют мягкой подвеской на стене котельной.
2. Сделать конденсатор. Оптимальный вариант – резервуар из нержавейки на 100 л.
3. Разрезать емкость болгаркой пополам, а потом вставить змеевик (медная трубка холодильника или кондиционера).
4. После монтажа змеевика сварить половинки бака.

Для качественного шва пользуйтесь аргоновой сваркой.

Для теплового насоса нужны две скважины

Испаритель изготавливается на основе пластикового бака на 75-80 л со змеевиком из медной трубы ¾ дюйма в диаметре. Она обматывается вокруг стальной трубы 300-400 мм в диаметре. Витки фиксируются перфоуглом.

На змеевике нарезается резьба для сцепки с трубопроводом. В установку закачивается хладагент, после чего испаритель крепится на стену.

Оптимальным источником для данных альтернативных способов получения тепла и электроэнергии будет вода из скважины либо колодца. Жидкость не замерзает даже в зимнее время.

Понадобится 2 скважины:

• для забора воды и ее подачи к испарителю;
• для сброса отработанной воды и ее поступления на испаритель.

Автономность теплового насоса обеспечат автоматические механизмы контроля движения теплоносителя по контурам отопления и давления фреона.

Получение тепла из других альтернативных источников

Наружный контур системы прямого теплообмена

При организации первого внешнего контура насоса понадобится эффективный тепловой источник:

• Кольцеобразные трубы в воде. Водоем без большой глубины промерзания или река обеспечивают эффективность технологии. Трубы закладываются под воду с помощью груза.
• Термальные поля. Трубы закапывают ниже промерзания почвы – снимается большой пласт грунта.
• Геотермальные источники. Пробуриваются скважины на большую глубину. В них заводятся контуры с теплоносителями.
• Забортный воздух. Тепло извлекается из вентиляционных шахт или ветканалов.

Минус теплового насоса – высокая стоимость и затраты на монтаж источников тепла.

Биогазовые установки

Органическая альтернативная электроэнергия добывается с помощью биогазовых систем. Устройства позволяют перерабатывать отходы домашней птицы и животных. Получивший газ проходит очищение и сушку, а затем применяется в качестве теплоносителя. Остаточные массы будут эффективным и безопасным удобрением для грунта.

Принцип технологии

Газы образуются при брожении биологических отходов животных и птиц. Оптимальной будет анаэробная среда без доступа кислорода. В ней повышается активность мезофильные и термофильные бактерии. Для эффективности процесса массу понадобится перемешивать рукой, используя палку или механическими мешалками. В идеальных условиях в 1 л закрытой емкости, нагретой до температуры +50 градусов, получается от 4 до 4,5 л газа.

Биогазовая система для частного дома

Простейшая биогазовая установка

Простейший биореактор – емкость с крышкой и механизмом перемешивания. В крышке проделывается отверстие для шланга отвода газа. Его количества будет достаточно для 1-2 горелок.

Подземный или надземный бункер увеличивает полезный объем. Конструкция под землей изготавливается из железобетона с верхним слоем теплоизоляции. Емкость делится на отсеки. Навоз загружают в транспортер, заполняя бункер на 80-85 %. Остальная площадь используется для скопления газа. Он выводится через специальную трубку, второй конец которой находится в гидрозатворе. После осушения очищенный газ поступает в дом.

Альтернативные виды добычи тепловых ресурсов и электроэнергии в настоящее время недоступны жителям квартир. Их могут использовать жители частных домов и фермерские хозяйства. Единственный недостаток возобновляемых источников – затраты на обустройство системы, но финансовые вложения окупаются через 1-2 года эксплуатации.

Home - Альтернативные источники энергии

Человеческая цивилизация начала осознавать, какой вред они уже нанесли окружающей среде; а когда дело доходит до борьбы с этими экологическими проблемами, акцент смещается на использование возобновляемых источников энергии. Вы когда-нибудь задумывались о , что такое альтернативные источники энергии? и почему они должны помогать нам поддерживать? Альтернативные источники энергии - это те, которые не вызывают нежелательных последствий для окружающей среды, являются возобновляемыми и бесплатными!

Альтернативные источники энергии могут быть реализованы для домов, автомобилей, заводов и любого другого объекта, который вы можете себе представить.Ученые всего мира проводят исследования по разработке и открытию новых Альтернативных источников энергии , с тем чтобы удовлетворить растущие потребности населения в энергии более легко, безопасно и эффективно. Вот список альтернативных источников энергии, которые помогут нам поддерживать природный баланс, не причиняя ей большого вреда по сравнению с традиционными источниками энергии.

Общеизвестные альтернативные источники энергии

Гидроэнергетика

Потенциальная энергия, запасенная в воде, удерживаемой в плотинах, используется для привода водяной турбины и генератора.Что, в свою очередь, производит электроэнергию. Эта форма выработки энергии называется гидроэлектростанцией. Из всех альтернативных источников энергии этот наиболее широко применяется в настоящее время.

Преимущества гидроэнергетики

- Источник гидроэнергетики, т.е. вода бесплатна.
- Плотины могут обеспечивать практически непрерывное производство электроэнергии.
- Вода, используемая для производства электроэнергии, может быть снова использована.
- В процессе производства энергии нет химических процессов, поэтому вырабатываемая энергия чиста и не наносит вреда окружающей среде.

Солнечная энергия

Это энергия, которую Земля получает от Солнца. Это один из самых перспективных альтернативных источников энергии, который будет доступен человечеству на века. Единственной проблемой остается использование солнечной энергии наиболее эффективным способом. Производство солнечной энергии осуществляется с помощью серии фотоэлектрических элементов, в которых солнечные лучи преобразуются в электричество. Помимо производства электроэнергии солнечная энергия также используется для нагрева воды, приготовления пищи и т. Д.

Преимущества солнечной энергии

- Источник энергии абсолютно «бесплатный».
- Солнечная энергия, вырабатываемая в дневное время, может храниться для использования в ночное время.
- Солнечные генераторы энергии могут использоваться для выработки электроэнергии в сельских и отдаленных районах, где нет возможности использовать традиционные формы энергии.
- Производство солнечной энергии совершенно чистое.
- Солнечная энергия - это возобновляемая форма энергии, которая истощится не раньше, чем через тысячи лет.

Энергия ветра

Сила ветра используется для приведения в движение лопастей ветряной турбины, прикрепленной к электрогенератору, для выработки энергии ветра. Энергия ветра является эффективным альтернативным источником энергии в районах с высокой скоростью ветрового потока.

Преимущества энергии ветра

- Энергия ветра - это экологически чистый вид энергии.
- Источник выработки энергии, т. Е. Ветер, бесплатный.
- Энергия ветра - возобновляемый источник энергии.

Энергия биомассы

Это энергия, вырабатываемая из отходов различной деятельности человека и животных, таких как побочные продукты и отходы лесной промышленности, урожая сельскохозяйственных культур, твердых бытовых отходов и т. Д. Из множества альтернативных источников энергия, это тот, который учитывает использование отходов для выработки энергии, тем самым удаляя их рентабельным и эффективным способом.

Преимущества энергии биомассы

- Это экологически чистый способ производства энергии, при котором биологическая масса перерабатывается и повторно используется.
- Биомасса будет продолжать генерироваться и разлагаться как часть естественного биологического цикла. Таким образом, энергия биомассы считается возобновляемым источником энергии.

Новые альтернативные источники энергии

Чтобы ответить на вопрос , какой альтернативный источник энергии был показан заново, вы должны понимать, что по мере того, как вы читаете это, ведутся разработки, чтобы найти все больше и больше альтернативных источников энергии . Помимо общеизвестных альтернативных источников энергии, в последнее время были достигнуты успехи с точки зрения открытия новых альтернативных источников энергии, чтобы добавить их к списку альтернативных источников энергии.

Геотермальная энергия

Это энергия, получаемая из тепла внутри земли. Горячие породы, находящиеся в ядре земли, нагревают воду, которая под давлением излучает поверхность земли в виде пара. Этот сжатый пар может использоваться для запуска паровых турбин для выработки электроэнергии.

Преимущества геотермальной энергии

- Как и другие альтернативные источники энергии, геотермальный источник энергии является бесплатным.
- При наличии надлежащей системы выработки электроэнергии вредные побочные продукты не образуются.

Приливная сила

Поверхность земли на 71,11% покрыта водными объектами, особенно океанами. Приливы и отливы в воде повышаются и опускаются из-за гравитации солнца и луны. Поскольку мы знаем, как меняется положение Луны, мы можем предсказывать приливы и отливы. Эти приливы и отливы можно использовать, сооружая небольшие дамбы и пропуская воду через турбины для выработки электроэнергии.

Преимущества приливной энергии

- Источник энергии является бесплатным и возобновляемым.
- Вырабатываемая энергия чистая и не вызывает загрязнения.

Проблемы, связанные с использованием альтернативных источников энергии

Каким бы многообещающим ни казалось использование альтернативных источников энергии, все еще ведутся исследования относительно того, как получить энергию из этих ресурсов наиболее эффективным и действенным способом. Хотя могут быть внедрены малые системы выработки электроэнергии, производство энергии из этих ресурсов в крупных масштабах все еще является проблемой, за исключением гидроэнергетики.

Многие страны еще не готовы перейти от использования традиционных источников энергии к альтернативным источникам энергии , поскольку это требует огромных затрат на вывод из эксплуатации старой инфраструктуры производства электроэнергии и создание новой инфраструктуры. Таким образом, сдвиг идеален для поэтапного выполнения.

Зачем нужны альтернативные источники энергии?

Альтернативные источники энергии доступны бесплатно и не облагаются налогом на окружающую среду за их использование. Производство электроэнергии из альтернативных источников энергии является экологически чистым и «зеленым».Если мы перейдем на использование энергии, вырабатываемой из этих источников, то выбросы углекислого газа из традиционных источников энергии будут значительно сокращены, а проблема глобального потепления будет решена через несколько лет. Кроме того, можно сохранить быстро истощающиеся традиционные источники энергии. Наряду с загрязнением воздуха использование традиционных энергетических ресурсов также вызывает загрязнение почвы и воды, выделяя различные токсины в землю и воду. Этим также можно разумно управлять.

Ущерб, который мы нанесли Земле после промышленной революции, огромен, и мы должны будем немедленно принять меры, если мы хотим сохранить планету устойчивой для наших будущих поколений.Самый большой шаг, который может сделать человечество для предотвращения дальнейшего ущерба, - это начать использовать альтернативные источники энергии.

Подробнее: Последние тенденции возобновляемой энергетики-2019

Альтернативные источники энергии - ветровые, солнечные, гидроэнергетические и другие альтернативные источники энергии для коммерческих и домашних источников энергии

Введение в Altenergy

10¹⁶ ватт - это примерно количество энергии, имеющееся в распоряжении цивилизации, которая может использовать все падающее на планету солнечное излучение от ее родительской звезды - Тип I по шкале Кардашева. Когда известный астрофизик Николай Кардашев впервые попытался измерить уровень технологического прогресса цивилизации в 1964 году, он остановился на потреблении энергии как на лучшей метрике для измерения прогресса в космическом масштабе.

Во многих отношениях энергия является валютой нашей Вселенной, от одноклеточных организмов, плавающих в первобытных бассейнах, до колоний сурикатов в африканской саванне и огромных мегаполисов, таких как Нью-Йорк, Сидней или Пекин. На заре первого тысячелетия нашей эры население мира составляло всего 150-200 миллионов человек, а к 1000 году нашей эры достигло 300 миллионов. К началу промышленной революции (середина 1700-х годов) ископаемое топливо способствовало быстрому развитию и расширению человеческой цивилизации, достигнув к 1800 году населения в 1 миллиард человек.

Так что же нам остается сегодня?

Современное общество в настоящее время находится на уровне 0,73 по шкале Кардашева. В то время как у нас есть шанс на Тип 1, неблагоприятные последствия сжигания ископаемого топлива оставили нас в острой необходимости в альтернативе.

Enter, альтернативная энергия - любой источник энергии, альтернативный статус-кво. Возобновляемые источники энергии, не производящие выбросов углекислого газа и других парниковых газов, которые способствуют антропогенному изменению климата.На altenergy.org мы стремимся охватить солнечную энергию, ветер, биомассу, гидроэнергетику, геотермальную энергию и другие углеродно-нейтральные источники энергии, которые помогут человечеству перейти к устойчивому будущему.

Солнечная энергия

Что может быть лучше для достижения статуса Типа I, чем получать энергию прямо из источника - солнечная энергия предполагает использование силы нашего солнца. От фотоэлектрических (PV) элементов, которые улавливают фотоны и преобразуют их в электричество, до солнечной тепловой энергии (STE), которая использует солнечное тепло, солнечная энергия является одним из самых многообещающих альтернативных источников энергии на рынке сегодня.

Энергия ветра

Тысячи лет люди использовали ветер, чтобы толкать паруса, измельчать зерно и перекачивать воду. Сегодня ветряные мельницы используют турбины для преобразования энергии вращения в электричество, которое может надежно поступать в сеть. В более крупном масштабе к 2030 году ветряные электростанции будут обеспечивать до 20% мирового производства электроэнергии.

Биомасса

и биодизель являются одними из наиболее широко используемых возобновляемых источников энергии. В отличие от ископаемого топлива, которое производится геологическими процессами, которые могут длиться миллионы лет, под биомассой обычно понимают биотопливо, получаемое с помощью биологических процессов, таких как сельское хозяйство и анаэробное сбраживание.Такие виды топлива, как биоэтанол из кукурузы или биодизельное топливо из переэтерификации растительных масел, горят чище, чем традиционные ископаемые виды топлива, и могут помочь странам оставаться в рамках своих углеродных бюджетов.

Приливная сила

Приливы и отливы являются устойчивыми и предсказуемыми, что делает приливную силу жизнеспособным альтернативным источником энергии для регионов, где доступны высокие диапазоны приливов и отливов. Приливная электростанция Ранс во Франции - первая в мире крупномасштабная приливная электростанция, на которой для выработки электроэнергии используются турбины, во многом аналогичные гидроэлектростанциям для плотины.Совсем недавно CETO, волновая электростанция у побережья Западной Австралии, подключенная к сети, использовала серию буев и донных насосов для выработки электроэнергии.

Геотермальная энергия

Приблизительно 1,4 x 1021 джоулей тепловой энергии проходит к поверхности Земли каждый год. Регионы с высоким уровнем геотермальной активности, такие как Исландия и Индонезия, могут использовать эту геотермальную энергию, доступную в магматических каналах и горячих источниках, для вращения турбин, вырабатывающих электричество или обеспечивающих естественное отопление домов.

Мы называем это Альтернативной энергией.

Ежедневно мир производит углекислый газ, который выбрасывается в атмосферу Земли и будет оставаться там через сто лет.

Повышенное содержание двуокиси углерода увеличивает тепло нашей планеты и является основной причиной так называемого «эффекта глобального потепления». Один из ответов на глобальное потепление - заменить и модернизировать существующие технологии альтернативами, которые имеют сопоставимые или лучшие характеристики, но не выделяют углекислый газ.Мы называем это альтернативной энергией

К 2050 году одна треть мировой энергии должна будет производиться за счет солнечной, ветровой и других возобновляемых источников. Кто говорит? British Petroleum и Royal Dutch Shell, две из крупнейших нефтяных компаний мира. Изменение климата, рост населения и истощение запасов ископаемого топлива означают, что возобновляемые источники энергии должны будут играть более значительную роль в будущем, чем сегодня.

Альтернативная энергия означает источники энергии, которые не имеют нежелательных последствий, например ископаемое топливо или ядерная энергия.Альтернативные источники энергии являются возобновляемыми и считаются «бесплатными» источниками энергии. Все они имеют более низкие выбросы углерода по сравнению с традиционными источниками энергии. К ним относятся энергия биомассы, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, источники гидроэлектрической энергии. В сочетании с переработкой отходов использование чистых альтернативных источников энергии, таких как использование в домашних условиях систем солнечной энергии, поможет обеспечить выживание человека в 21 веке и далее.

С экологической точки зрения лучше всего подходит солнечная энергия.Фотоэлектрическая система мощностью 1,5 кВт будет удерживать более 110 000 фунтов двуокиси углерода, основного парникового газа, в атмосфере в течение следующих 25 лет. Та же самая солнечная система также избавит от необходимости сжигать 60 000 фунтов угля. Благодаря солнечной энергии нет ни кислотных дождей, ни городского смога, ни какого-либо загрязнения.

Человечество сошло с ума, что до сих пор не удосужилось использовать энергию солнца. Подумай об этом. Выйдите на улицу в солнечный день. Свет, падающий на ваше лицо, покинул Солнце всего за 8 минут.За эти 8 минут он проехал 93 миллиона миль. Эти фотоны перемещаются, и когда они ударяются о ваш фотоэлектрический модуль, вы можете преобразовать это движение в электричество. Как технология, фотоэлектрические элементы не так хороши, как новый внедорожник, о котором нам говорит телевидение. Но во многих отношениях фотоэлектрическая энергия - гораздо более элегантная и сложная технология.

Будь то для вашего бизнеса или для вашего дома, почему бы не инвестировать в солнечные панели. Сегодняшние солнечные панели являются бомбоустойчивыми и часто имеют гарантию 25 лет или больше.Ваши солнечные батареи могут пережить вас. Они также являются модульными - вы можете начать с небольшой системы и со временем расширять ее. Солнечные панели легкие (весят около 20 фунтов), поэтому, если вы переедете, вы можете взять систему с собой.

Сеточные интерактивные системы и нетто-учет

Некоторые коммунальные предприятия возражают против чистого учета. Обычно вопрос не в деньгах, а в контроле. Они не хотят, чтобы ваш сок попал в их провода, или они не хотят создавать прецедент, который может снова их преследовать. В ближайшее время появятся некоторые технологии распределенной генерации, которые коммунальные предприятия определенно не захотят использовать в чистом счетчике, включая топливные элементы и микротурбины мощностью 50 кВт размером с пивные бочки.Однако в США и Австралии поставщики электроэнергии все больше поддерживают схемы обратного выкупа солнечной энергии. Кроме того, теперь предприятия могут пользоваться преимуществами различных поставщиков как газа, так и электричества и делать покупки для наиболее экономичных.

Solar ратует за критику коммунальных предприятий. Но, несмотря на все недостатки, промышленность протянула невероятное количество проводов. Редко бывает, что американец, австралиец или европеец находится на расстоянии более 50 футов от электрической розетки. Мы считаем это обычным чудом как должное.С инженерной точки зрения сеть - это огромный ресурс. Подключенная к сети фотоэлектрическая система будет более эффективной, возможно, более экологичной и, безусловно, дешевле, чем та, что находится в глуши. Более эффективен, потому что инвертор может отслеживать «кривую максимальной мощности» модулей, а не более низкое напряжение, необходимое для подзарядки батарей. Возможно, более экологичный, потому что вам не нужны батареи, которые содержат едкие химические вещества, выделяют сернистые газы и в конечном итоге изнашиваются. И намного дешевле, потому что с сетью в качестве резервной вам не нужно покупать батареи, контроллер заряда, панель управления или генератор.Здесь вы сколотили до 5000 долларов с типичной автономной системы. Снижение цены имеет решающее значение, потому что никому в сети не нужна фотоэлектрическая энергия, по крайней мере, не так, как это нужно домовладельцу, не подключенному к сети. У нас уже есть сок. Это может быть атомная бомба, может быть угольная электростанция, это может быть гидроэлектростанция (или «воплощенный лосось»), но он там. Чтобы продавать фотоэлектрические системы, подключенные к сети, вы должны снизить цену, а затем помочь потенциальным клиентам понять, что солнечная энергия для угля, как круассан для Twinkie.На интуитивном уровне многие люди уже понимают ключевое различие между ископаемым топливом и возобновляемой энергией. Один ворует у наших детей, другой - нет.

Текущая стоимость солнечных панелей означает, что сетевые интерактивные системы не окупаются с точки зрения экономии затрат по сравнению с электричеством из сети. Несмотря на это, многие люди с домами, подключенными к сети, предпочитают устанавливать сетевые интерактивные солнечные системы, поскольку они не создают парниковых газов при выработке электроэнергии, в отличие от угольных электростанций.Многочисленные исследования показали, что эквивалентное количество электроэнергии, используемой для изготовления солнечной панели, вырабатывается панелью в течение первых двух лет работы, следовательно, солнечная панель погасит свой «долг» по парниковым газам в течение этого времени.

Общества использовали энергию ветра на протяжении тысячелетий. Первое известное использование было в 5000 году до нашей эры, когда люди использовали паруса для навигации по реке Нил. Персы уже использовали ветряные мельницы в течение 400 лет к 900 году нашей эры, чтобы перекачивать воду и перемалывать зерно.Ветряные мельницы, возможно, были даже созданы в Китае до 1 года нашей эры, но самая ранняя письменная документация относится к 1219 году. Критяне использовали «буквально сотни ветряных мельниц с парусным ротором [для] перекачки воды для сельскохозяйственных культур и скота».

Сегодня люди осознают , что энергия ветра «является одним из самых многообещающих новых источников энергии», который может служить альтернативой электричеству, произведенному на ископаемом топливе. Стоимость ветроэнергетики снизилась на 15% с каждым удвоением установленной мощности во всем мире, а мощность удвоилась три раза в течение 1990-х и 2000-х годов.По состоянию на 1999 год мировая мощность ветроэнергетики превысила 10 000 мегаватт, что составляет примерно 16 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, этого достаточно для обслуживания более 5 городов размером с Майами. Пять Майами могут показаться незначительными, но если мы сделаем прогнозируемые шаги в ближайшем будущем, энергия ветра может стать одним из наших основных источников электроэнергии.

Хотя энергия ветра теперь стала более доступной, на более доступной и экологически чистой, у нее есть некоторые недостатки.Энергия ветра страдает от того же недостатка плотности энергии, что и прямое солнечное излучение. Тот факт, что это «очень рассеянный источник», означает, что «требуется большое количество ветряных генераторов (и, следовательно, большие земельные площади) для производства полезного количества тепла или электроэнергии». Но ветряные турбины не могут быть установлены везде просто потому, что во многих местах недостаточно ветрено для выработки подходящей энергии. Когда подходящее место найдено, строительство и обслуживание ветряной электростанции может оказаться дорогостоящим. Это «очень капиталоемкая технология.«Если процентные ставки, взимаемые за производство оборудования и строительство завода, высоки, то потребителю придется платить больше за эту энергию». Одно исследование показало, что если ветряные электростанции финансировались на тех же условиях, что и газовые, их стоимость упала бы. почти на 40% ». К счастью, чем больше построено объектов, тем дешевле энергия ветра.

Но все больше энергии вкладывается в поиски многих других альтернативных источников энергии и обеспечение их жизнеспособности, таких как геотермальная энергия, энергия волн и биомасса!

11 различных источников альтернативной энергии

Потенциальные проблемы, связанные с использованием ископаемого топлива, особенно с точки зрения изменения климата, были рассмотрены раньше, чем вы думаете. Шведский ученый Сванте Аррениус был первым, кто еще в 1896 году заявил, что использование ископаемого топлива может способствовать глобальному потеплению.

Этот вопрос стал горячей темой в течение последних нескольких десятилетий. Сегодня наблюдается общий сдвиг в сторону экологической осведомленности, и источники нашей энергии становятся предметом более пристального внимания.

Это привело к увеличению количества альтернативных источников энергии. Хотя жизнеспособность каждого из них можно оспаривать, все они вносят положительный вклад по сравнению с ископаемым топливом.

Меньшие выбросы, более низкие цены на топливо и уменьшение загрязнения - все это преимущества, которые часто может обеспечить использование альтернативных видов топлива.

Здесь мы исследуем одиннадцать наиболее известных альтернативных источников топлива и смотрим на преимущества, которые они предлагают, и потенциал для увеличения потребления в ближайшие годы.

Лучшие примеры альтернативных источников энергии

11. Водородный газ

В отличие от других видов природного газа, водород является полностью экологически чистым топливом. После производства водородные газовые ячейки при использовании выделяют только водяной пар и теплый воздух.

Основная проблема, связанная с этой формой альтернативной энергии, заключается в том, что она в основном происходит за счет использования природного газа и ископаемого топлива. Таким образом, можно утверждать, что выбросы, созданные для его извлечения, противодействуют выгодам от его использования.

Процесс электролиза, который необходим для расщепления воды на водород и кислород, делает эту проблему менее важной. Однако электролиз по-прежнему уступает ранее упомянутым методам получения водорода, хотя исследования продолжают делать его более эффективным и рентабельным.

10. Приливная энергия

В то время как приливная энергия использует энергию воды для выработки энергии, как и в случае с гидроэлектрическими методами, во многих случаях ее применение имеет больше общего с ветряными турбинами.

Хотя это довольно новая технология, ее потенциал огромен. Согласно отчету, подготовленному в Соединенном Королевстве, приливная энергия может удовлетворить до 20% текущих потребностей Великобритании в электроэнергии.

Наиболее распространенной формой генерации приливной энергии является использование генераторов приливных потоков. Они используют кинетическую энергию океана для питания турбин, не производя отходов ископаемого топлива и не будучи столь же восприимчивыми к элементам, как другие формы альтернативной энергии.

9.Энергия биомассы

Энергия биомассы бывает разных форм. Сжигание древесины использовалось в течение тысяч лет для создания тепла, но в результате недавних достижений также наблюдались отходы, например, на свалках, и спиртовые продукты, используемые для аналогичных целей.

При сжигании дров выделяемое тепло может быть эквивалентно теплу системы центрального отопления. Кроме того, связанные с этим затраты, как правило, ниже, а количество углерода, выделяемого этим видом топлива, оказывается ниже количества, выделяемого ископаемым топливом.

Однако существует ряд проблем, которые необходимо учитывать при использовании этих систем, особенно если они установлены дома. Важным фактором может быть техническое обслуживание, к тому же вам может потребоваться разрешение местных властей на его установку.

8. Ветроэнергетика

Этот вид производства энергии становится все более популярным в последние годы. Он предлагает почти те же преимущества, что и многие другие альтернативные источники топлива, поскольку в нем используется возобновляемый источник и не образуются отходы.

Текущие ветроэнергетические установки приводят в действие примерно двадцать миллионов домов в Соединенных Штатах в год, и это число растет. В большинстве штатов страны в настоящее время есть ветроэнергетика в той или иной форме, и инвестиции в эту технологию продолжают расти.

К сожалению, эта форма производства энергии также сопряжена с проблемами. Ветровые турбины ограничивают обзор и могут быть опасны для некоторых видов диких животных.

7. Геотермальная энергия

По сути, геотермальная энергия - это извлечение энергии из земли вокруг нас.Он становится все более популярным, и в 2015 году в этом секторе в целом наблюдался пятипроцентный рост.

По оценкам Всемирного банка, около сорока стран могут удовлетворить большую часть своих потребностей в электроэнергии с помощью геотермальной энергии.

Этот источник энергии обладает огромным потенциалом, но мало что делает, чтобы разрушить землю. Однако высокие первоначальные затраты на создание геотермальных электростанций привели к более медленному внедрению, чем можно было ожидать от столь многообещающего источника топлива.

6. Природный газ

Источники природного газа использовались в течение нескольких десятилетий, но именно благодаря развитию технологий сжатия он становится более жизнеспособным альтернативным источником энергии. В частности, он используется в автомобилях для снижения выбросов углерода.

Спрос на этот источник энергии постоянно растет. В 2016 году 48 нижних штатов США достигли рекордных уровней спроса и потребления.

Несмотря на это, с природным газом все же есть проблемы.Потенциал загрязнения выше, чем при использовании других альтернативных источников топлива, и природный газ по-прежнему выделяет парниковые газы, даже если их количество меньше, чем при использовании ископаемого топлива.

5. Биотопливо

В отличие от источников энергии из биомассы, в биотопливе для производства энергии используются животные и растения. По сути, они представляют собой топливо, которое можно получить из некоторой формы органического вещества.

Они являются возобновляемыми в тех случаях, когда используются растения, так как их можно выращивать ежегодно.Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может способствовать увеличению выбросов, даже если самого биотоплива нет.

Биотопливо находит все большее применение, особенно в Соединенных Штатах. На их долю приходилось примерно семь процентов потребления топлива транспортным средством по состоянию на 2012 год.

4. Волновая энергия

Вода снова доказывает, что вносит ценный вклад в альтернативные источники топлива с волновыми преобразователями энергии. Они имеют преимущество перед источниками энергии приливов, поскольку их можно размещать в океане в различных ситуациях и местах.

Как и в случае с приливной энергией, преимущества заключаются в отсутствии отходов. Он также более надежен, чем многие другие виды альтернативной энергии, и при правильном использовании имеет огромный потенциал.

Опять же, стоимость таких систем является основным фактором, способствующим замедлению внедрения. У нас также пока недостаточно данных, чтобы выяснить, как преобразователи волновой энергии влияют на природные экосистемы.

3. Гидроэнергетика

Гидроэлектрические методы на самом деле являются одними из самых первых способов получения энергии, хотя их использование начало сокращаться с ростом использования ископаемого топлива.Несмотря на это, они по-прежнему составляют примерно семь процентов энергии, производимой в Соединенных Штатах.

Гидроэнергетика имеет ряд преимуществ. Это не только чистый источник энергии, что означает, что он не создает загрязнений и множества связанных с этим проблем, но и является возобновляемым источником энергии.

Более того, он также предлагает ряд вторичных преимуществ, которые не сразу очевидны. Плотины, используемые для производства гидроэлектроэнергии, также способствуют борьбе с наводнениями и ирригационным технологиям.

2. Атомная энергетика

Атомная энергия - одна из самых распространенных форм альтернативной энергии. Это создает ряд прямых преимуществ с точки зрения выбросов и эффективности, а также способствует росту экономики за счет создания рабочих мест при создании и эксплуатации заводов.

Тринадцать стран полагались на ядерную энергию для производства не менее четверти своей электроэнергии по состоянию на 2015 год, и в настоящее время в мире насчитывается 450 действующих станций.

Недостаток в том, что когда что-то идет не так с атомной электростанцией, существует вероятность катастрофы.Ситуации в Чернобыле и Фукусиме - тому примеры.

1. Солнечная энергия

Когда большинство людей думают об альтернативных источниках энергии, они обычно используют в качестве примера солнечную энергию. С годами эта технология претерпела значительные изменения и теперь используется для крупномасштабного производства энергии и выработки электроэнергии для отдельных домов.

Ряд стран выступили с инициативами по развитию солнечной энергетики. «Льготный тариф» Соединенного Королевства является одним из примеров, так же как и «налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию» в Соединенных Штатах.

Этот источник энергии полностью возобновляем, и затраты на установку перевешиваются деньгами, сэкономленными на счетах за электроэнергию от традиционных поставщиков. Тем не менее солнечные элементы склонны к износу в течение длительного времени и не так эффективны в неидеальных погодных условиях.

Заключение

Поскольку проблемы, возникающие в результате использования традиционных ископаемых видов топлива, становятся все более заметными, альтернативные источники топлива, подобные упомянутым здесь, вероятно, будут приобретать еще большее значение.

Их преимущества устраняют многие проблемы, вызванные использованием ископаемого топлива, особенно когда речь идет о выбросах. Однако развитие некоторых из этих технологий замедлилось из-за количества инвестиций, необходимых для их жизнеспособности.

Объединив их все, мы сможем положительно повлиять на такие проблемы, как изменение климата, загрязнение и многие другие.

Пожалуйста, внесите свой вклад в обсуждение ниже и поделитесь с нами своими мыслями об альтернативных источниках энергии в разделе комментариев или поделившись этой статьей в социальных сетях.

Ресурсы

Альтернативные источники энергии в России

Смотрите также

• 
  Цветок цикламена уход
• 
  Вольер для немецкой овчарки своими руками чертежи и размеры
• 
  Система антиобледенения кровли и водостоков
• 
  Все о матрасах
• 
  Ремонт стиральных машин хотпоинт аристон
• 
  Как сделать отмостку вокруг дома своими руками
• 
  Порядок укладки гибкой черепицы
• 
  Как сделать турник и брусья своими руками на улице
• 
  В какой цвет лучше красить зал
• 
  Если затопили натяжной потолок
• 
  Камин для загородного дома