Алтернативни източници на отопление за селска къща: сравнителен преглед на екосистемите

Един от основните разходи на семейния бюджет е плащането на парно или закупуването на гориво за отопление на къщата.Всеки разумен собственик вероятно мисли за реални и ефективни начини за намаляване на тези разходи. Но те могат да бъдат намалени буквално до минимум с помощта на алтернативни източници на енергия. Какво представляват и как се използват? Съгласете се, струва си да разберете.

Ще научите всичко за това как да организирате алтернативно отопление за частен дом от статията, която представихме. С наша помощ можете лесно да изберете най-подходящия вариант за вас. Подробно описание на принципите на работа на схемите за „зелена енергия“ ще даде възможност да се реши кой технологичен метод е най-добре да се използва за генериране на топлина.

Статията описва подробно видовете безплатни енергийни източници и предлага методи за генериране на топлина за използване в ежедневието. В помощ на независими домашни занаятчии и ревностни собственици на селски имоти са включени колекции от снимки, диаграми и много полезни видео инструкции.

Плюсове и минуси на алтернативната енергия

Традиционните източници на топлина, използвани за отопление в продължение на много години, могат да бъдат изоставени. Колкото и изненадващо да изглежда, това е съвсем реално. Много пламенни противници твърдят, че е невъзможно да се заменят природните ресурси с екологично чисти аналози.

Алтернативата е енергията на слънцето, силата на вятъра, топлината, скрита в недрата на земята, отпадъците от производството и човешката дейност. Такива опции са актуални в съвременния свят, като се има предвид общото замърсяване на околната среда.

Алтернативни източници могат да осигурят селска къща с електричество и топлинна енергия

Друго значително предимство са осезаемите спестявания при използване на екологични източници на спонтанно възобновяема енергия. На пръв поглед изглежда, че това е неоправдано скъпо и едва ли ще се изплати.

След като разберете по-подробно характеристиките на всеки метод, можете да видите, че екопроектът се изплаща за 4-7 години и след това остават само текущите разходи за поддържане на използваните механизми в работно състояние.

Възможността за пълна замяна на конвенционалното гориво с алтернативно е доказана с повече от един реален пример. Собствениците на жилища по целия свят се обръщат към екологичните опции за отопление. У нас малцина решават да променят радикално обичайното си гориво, което всяка година става все по-скъпо.

Основният проблем при използването на еко-гориво е значителната инвестиция в началния етап. В края на краищата, първо трябва да изчислите подробно количеството енергия, необходимо за конкретна къща или вила. След това разберете какъв тип екоресурси са най-полезни в определен район.

След това трябва да съставите план за местоположението на оборудването за генериране на енергия, да купите всичко необходимо и да го инсталирате.

Ако всички тези въпроси се занимават от съответните специалисти, крайната цена на еко отоплението ще бъде много висока. За да спестите пари, можете да опитате да го направите сами.

За да направите това, ще трябва да се потопите в темата за алтернативните източници на енергия, за да откажете да привлечете външна помощ. В този случай цената на проекта ще бъде няколко пъти по-евтина.

Това е вторият вариант, който избират много собственици на частни къщи. Тяхната практика доказва, че да станеш енергийно независим е напълно възможно. Можете напълно или частично да замените традиционното гориво - всичко зависи от размера на домакинството, финансовите възможности на началния етап и избраната опция за отопление.

Обхватът на „зелената енергия“ ще бъде демонстриран от селекция от снимки:

Видове възобновяеми източници за отопление

За да затоплите къща, можете успешно да използвате енергията на вятъра, слънцето и земята. А също и биогорива. Нека да разгледаме по-отблизо как точно да направите това и какво е необходимо за това.

Изглед #1 - сила на вятъра

Вятърната енергия може да се използва много успешно като алтернативен източник за отопление на селска къща. Този ресурс не може да бъде изчерпан. Има тенденция да се обновява. За да използвате силата на вятъра, ще ви трябва специално устройство, наречено вятърна мелница.

Принципът на използване на вятърна енергия

За да превърнете вятърната енергия в алтернативен източник на отопление, ще е необходим вятърен генератор. Те биват вертикални и хоризонтални в зависимост от оста на въртене. Има много производители, които предлагат своите модели на клиентите.

Вятърните електроцентрали се предлагат с хоризонтална и вертикална ос на въртене. По-голяма производителност за хоризонтално ориентирани

Цената зависи от материала, големината на самата инсталация и мощността. Можете също да изградите вятърен генератор сами, като използвате наличните материали.

Всяка вятърна турбина се състои от следните компоненти:

• остриета;
• мачти;
• ветропоказател за улавяне на посоката на вятъра;
• генератор;
• контролер;
• батерии;
• инвертор

Принципът на работа на вятърната електроцентрала се основава на силата на вятъра, въртяща лопатките на вятърната турбина. Остриетата, прикрепени към мачтата, са високо над земята. Колкото по-високо, толкова по-висока е производителността. Така че за захранване на една къща е достатъчна височина от 25 m.

Въртящите се лопатки задвижват ротора на генератора. Той започва да произвежда трифазен променлив ток, което изисква допълнителна модификация. Този ток протича към контролера, където се преобразува в постоянен ток. Използва се за зареждане на батерии.

След преминаване през батериите токът се изравнява и подава към инвертора, където се преобразува в монофазен променлив ток с честота 50 Hz и напрежение 220 волта. Сега може да се използва за битови нужди, в електрическа отоплителна система.

Характеристики на местоположението на вятърните турбини

Вятърните турбини могат да работят при определени условия. Първо, вятърният генератор е доста обемна конструкция, която изисква впечатляваща площ за устройството. Един малък уред не е в състояние да задоволи енергийните нужди.

Височината му трябва да бъде най-малко 10 m по-висока от околните къщи, дървета и други сгради, а електропроводите и други обекти трябва да бъдат разположени на 100 m от вятърната турбина. Това изискване не винаги е осъществимо - не всички собственици на частни къщи имат лични парцели с достатъчна площ.

Вятърните турбини са най-добре разположени на хълм, далеч от дървета и сгради - най-малко 100 метра

Второ, добре е, когато въпросният район има добър вятърен потенциал - планинска или степна зона. За да стартирате генератора, ще ви е необходим вятър със скорост 2 m/s.

Много модели вятърни системи, предназначени за използване от частни домакинства, са в състояние напълно да покрият нуждите от електроенергия.

По този начин вятърна мелница с мощност 1,5 kW може да генерира 100-200 kWh на месец, в зависимост от времето на годината. Ако се увеличи височината на мачтата, производителността ще се удвои.

Но това ще изисква допълнителни разходи за монтаж и консумативи. Срокът на експлоатация на вятърните електроцентрали е средно 20 години.

На нашия уебсайт имаме и други материали за дизайна, видовете вятърни генератори, изчисленията и производството и монтажа „направи си сам“.

Каним ви да се запознаете с тях:

• Кинетичен вятърен генератор: устройство, принцип на действие, приложение
• Вятърен генератор за частен дом: видове и характеристики на единици, тънкости на избор, изчисления на изплащането + най-добри оферти
• Как да изчислим вятърен генератор: формули + практически пример за изчисление
• Направи си сам вятърен генератор от пералня: инструкции за сглобяване на вятърна мелница
• Как да изградите лопатки за вятърен генератор със собствените си ръце: примери за самостоятелно направени лопатки на вятърни турбини

Тип #2 - Земна енергия

Една от алтернативните системи за отопление е геотермалната. Основава се на използването на земната енергия. Това е топлината на земята, подземните води и околния въздух, преобразувана от термопомпи (HP). Важно е температурата на средата, използвана от инсталацията, да е над нулата.

Устройство и принцип на работа на термопомпа

За да работи геотермална система, е необходимо електричество за пренос на получената топлина. Една термопомпа, използваща 1 kW, произвежда от 2 до 6 kW топлина.

Основният принцип на работа на термопомпата е да събира топлината, да я преобразува и по-нататък да я пренася към отоплителния кръг. Това се реализира благодарение на дизайна на самото устройство.

Най-евтиният вариант е инсталирането на термопомпа въздух-въздух. Ако го изградите сами, ще ви трябват минимални финансови инвестиции

HP се състои от 3 затворени вериги, участващи в процеса на получаване на топлина за отопление на частна къща:

• външен - предназначен за събиране на топлина от източници. Антифриз или физиологичен разтвор циркулира по веригата;
• вътрешни - пълни с хладилен агент, често фреон;
• отоплителен кръг, пълен с охлаждаща течност.

Фреонът, запълващ вътрешната верига, се нагрява от топлината, идваща от външната верига. Имайки ниска точка на кипене, той се превръща в газ в първия топлообменник - изпарителя.

След това постъпва в компресора, където се компресира, в резултат на което се отделя много топлина, а температурата на самия газ се повишава многократно – до 65 градуса.

След това газообразният фреон навлиза в следващия топлообменник, наречен кондензатор, където напуска топлината си. Фреонът, след като се раздели с по-голямата част от топлината, попада под налягане към предпазния клапан. Тук налягането пада рязко, хладилният агент се охлажда и след като е в течно състояние, отново влиза в изпарителя.

Топлината, оставена от фреона в кондензатора, загрява течността, циркулираща в отоплителната система на дома. Ако тази система включва подово отопление, е възможно да се постигне най-ефективното отопление при минимални разходи.

Лесно е да направите най-простата версия на термопомпа със собствените си ръце. Това ще изисква практически боклуци, евтино закупено оборудване и, разбира се, търпение. Представяме диаграма на топлинна система с прием на топлинна енергия в кладенец, заровен в доломит.

Дизайнът на термопомпите има много общи неща. Традиционни компоненти: 1 - компресор; 2 - кондензатор; 3 - изпарител; 4 - TRV, т.е. термостатен вентил

Изпарителят на разглежданата в примера система е свързан към кладенец, който абсорбира почвената енергия.

Спецификата на конструкцията на термопомпата за система за подово отопление е представена в галерията от снимки:

Възможност за използване на TN

Термопомпи - Термопомпите, които отнемат топлината от околната среда, се предлагат в различни видове. Всичко зависи от типа среда, използвана като източник на прием на топлина, и вида на използваната охлаждаща течност.

Съответно се разграничават следните видове TN:

• въздух-въздух;
• вода-въздух;
• вода-вода;
• почва-вода.

Първите два вида помпи се използват в системи за въздушно отопление, а вторите два вида се използват в системи с течна охлаждаща течност.

Вертикалната версия на термопомпата е най-ефективна за получаване на енергия от земята, но е и най-скъпа

Най-изгодно от икономическа гледна точка ще бъде използването на термични помпа вода-вода. Тази опция е препоръчително да се използва, ако в близост до къщата има незамръзващ резервоар, в който са положени тръби за всмукване на топлина.

Термопомпата ви позволява да получите 30 W топлина от 1 m тръбопровод.В зависимост от площта на частното домакинство и енергийните нужди ще трябва да се положат подходящия брой тръби.

Въздушните помпи няма да заменят традиционното отопление в региони със суров климат. Що се отнася до топлината, извлечена от земята, това е много скъп проект. Те използват устройство за хоризонтално геотермално поле, вертикално и клъстерно сондиране.

При хоризонталния вариант е необходимо да се изгради геотермално поле на дълбочина, по-голяма от нивото на замръзване. Това е около 1,5-2 м. Площта на такова поле е впечатляваща - от 200 м².

HP са в състояние да заменят конвенционалното гориво в отоплителната система, осигурявайки пълна енергийна независимост на селска къща

За реализиране на вертикален и клъстерен проект ще е необходимо пробиване на значителна дълбочина с помощта на сондажни платформи.

Това е много скъпа услуга. Оборудването на този тип термопомпа е препоръчително за собствениците на вили, които не мислят за разходите за работа. Отоплението, използващо топлина от недрата на земята, може напълно да замени твърдото гориво или газ.

Геотермалното отопление се използва най-добре в тандем с устройство на водна основа "топъл под". Тя ви позволява да получите най-оптималния резултат.

Съществените недостатъци включват голямата дължина на тръбопровода за събиране на топлина, скъпите изкопни работи за инсталиране на системата и необходимостта от голяма площ за разработване на геотермално поле.

Тип #3 - слънчева енергия

Слънчевата енергия, излъчвана от светилото през цялата година, може дори при силни студове да се превърне в алтернативен метод за отопление на селски дом. Важно е да се научите как да го сглобите правилно и да го използвате в отоплителната система.

За събиране и преобразуване на слънчевата енергия се използват слънчеви панели с фотоелектрически преобразуватели и колектори, които представляват система от тръби, пълни с охлаждаща течност.

Слънчевите инсталации имат висока ефективност. Много разумни собственици самостоятелно оборудват домовете си с такива системи.

Основната разлика между тези преобразуватели е, че батериите генерират ток, който може да се използва за електрическо отопление на селска къща. Колекторите се използват във водни и въздушни отоплителни системи. Най-ефективният вариант е инсталирането на система за топъл под в помещенията.

Мнението, че слънцето не може да се справи с отоплението на къщата, е вярно само в случай на неправилна инсталация и грешни изчисления на необходимото количество енергия и топлина. Оптимално подбраната слънчева инсталация е напълно способна да осигури автономно отопление.

Друг въпрос е, че това ще изисква инвестиране на пари в закупуването на оборудване, неговото инсталиране и интегриране в съществуващата отоплителна система.

Слънчева система, базирана на фотоволтаични преобразуватели, абсорбира слънчевата енергия, а силициевите фотоклетки незабавно я преобразуват в постоянен електрически ток. 1м² Инсталацията може да произвежда 120 W.

В допълнение към панелите, които улавят слънчевата радиация и я преобразуват, за слънчева отоплителна система ще трябва да инсталирате контролер за зареждане, DC-AC преобразувател и да се погрижите за безопасността - да поставите предпазители.

Преди да решите да инсталирате соларни инсталации, трябва да разберете тяхната структура и принцип на работа.

Предимството на панелите е възможността за свързване на батерии, които съхраняват излишната енергия, която може да се използва през нощта. Значителен недостатък при използването на слънчеви батерии е, че те са най-ефективни в южните райони. При суров климат не е икономически целесъобразно да се инсталират като основен тип отопление.

Слънчевите инсталации, оборудвани с тръбна система, са по-подходящи за райони със студени зими и минусови температури.В зависимост от структурата на панела и материалите биват вакуумни колектори, плоски колектори и концентратори.

Най-скъпи сред тях са тези с вакуумни тръби. Но те са най-ефективни по всяко време на годината и при всяко време, защото могат да абсорбират широк спектър от слънчева радиация. Друго предимство е, че вакуумните панели работят успешно при ниски температури до -35 °C.

Можете сами да инсталирате слънчеви колектори, без да използвате услугите на специализирани в това организации. Този вид работа ще изисква асистент, но ще спести семейния бюджет.

Принципът на действие на колектора е, че улавя слънчевата радиация, която във вакуумни тръби се превръща в топлина. След това се прехвърля в охлаждащата течност, която го доставя в топлообменния резервоар. След това охлаждащата течност влиза в отоплителната система.

Разгледахме най-добрите проекти за слънчево отопление у дома по-подробно в нашата друга статия.

Тип #4 - биологично чисто гориво

Един от ефективните и достъпни начини за отопление на селска къща е котел, който работи с биологично чисто гориво.

Този вид алтернативно отопление използва за своята работа промишлени отпадъци - люспи от реколта, дървесен чипс, дървени стърготини и други странични продукти от дървообработващата промишленост.

Има много котли работещи на пелети. Възможно е да се автоматизира процеса на подаване на гориво, така че всичко да се случва без участието на собственика

От различни отпадъци се правят плътни пресовани малки гранули - пелети, които се изгарят в котли. В сравнение с конвенционалните дърва за огрев, това гориво гори по-дълго и произвежда повече топлина.

Големи плътни брикети също се правят от различни видове растителни отпадъци.Такова компресирано гориво ви позволява да получите 2-4 пъти повече топлинна енергия. Калоричността му е до 5,0 kWh/kg.

Пелетите, за разлика от брикетите, са значително по-малки по размер. Използват се в автоматизирана отоплителна система. Брикетите са по-ефективни, но са с по-голям размер.

Биогаз може да се използва за газов котел. Лесно се получава чрез процеса на гниене на органични отпадъци. За да направите това, ще трябва да изградите достатъчно голям резервоар, да поставите отпадъците в него и да осигурите инсталация за смесването им.

Под въздействието на въздуха и бактериите ще настъпи процес на гниене и отделяне на газ. Необходимо е да се монтира тръбопровод за отвеждане на отпадъците. Също така, за да съберете газ в специални резервоари, да го пречистите и да го преместите в отоплителната система, трябва да използвате подходящи устройства.

Екологичен метод за отопление, който използва алтернативен източник на топлина - водороден котел.

Работата му се основава на взаимодействието на водородните молекули с кислорода, при което се отделя огромно количество топлина. Този тип отопление изисква спазване на правилата за работа и безопасност.

Принципът на работа на водородния котел се основава на химическото разделяне на водата на водород и кислород, което води до отделяне на много топлина и никакви вредни вещества. Но трябва да спазвате правилата за безопасност

Основният недостатък е високата цена на фабричното оборудване. Изходът от тази ситуация е самостоятелно да оборудвате водородна отоплителна система.

За работата му ще ви трябва постоянна връзка с източници на електричество и вода, водородна горелка, водороден генератор, катализатори и самия котел.Топлината, получена в резултат на химическата реакция, влиза в топлообменника, а обикновената вода се използва като отпадък.

За да научите повече за биогоривата, ви препоръчваме да прочетете другите ни статии по тази тема:

• Направи си сам инсталация за биогаз за частен дом: препоръки за устройството и пример за подреждане на домашен продукт
• Как да се получи биогаз от оборски тор: технология и дизайн на производствена инсталация
• Водороден отоплителен котел: устройство + принцип на работа + критерии за избор
• Как да направите водороден генератор за вашия дом със собствените си ръце: практически съвети за производство и монтаж

Как да спестим пари от внедряването на „зелена енергия“?

След като анализираме финансовия компонент на алтернативните видове отопление, можем да стигнем до разочароващо заключение - в началния етап ще са необходими значителни средства.

След 3-7 години, в зависимост от избрания метод на отопление, ще станат забележими значителни спестявания благодарение на енергонезависимата система.

Изгодно и удобно е да се използват комбинирани източници на алтернативно отопление. За да направите това, можете да изберете най-оптималната комбинация за вашия дом.

Можете да спестите пари, като използвате и инсталирате алтернативни агрегати за генериране на топлина. Много домашни занаятчии са много ентусиазирани да създават свои собствени аналози на фабричните алтернативни устройства за преобразуване на енергия.

Така че е доста просто и евтино да се сглоби слънчева инсталация от маркуч, който ще служи като допълнителен източник на отопление на водата.

Малките вятърни мелници се сглобяват успешно у дома с помощта на импровизирани материали.Също така, начетени фермери, живеещи в селските райони, изграждат инсталации за превръщане на биологични отпадъци от растителен и животински произход в биогаз.

Домашните вятърни генератори са доста функционални. Но за да ги сглобите, ще трябва да направите предварителни изчисления, да закупите консумативи и да отделите време

В бъдеще се използва за нуждите на фермата. В зависимост от размера на резервоара за смилане на отпадъци и площта на частната къща е възможно напълно да се осигури фермата с биогаз, за ​​да се задоволят всички нужди.

Изводи и полезно видео по темата

Видео за комбиниране на алтернативни източници за генериране на електричество в малка селска къща:

Видео за правене на вятърен генератор със собствените си ръце ще ви помогне лесно да разберете принципите на устройството:

Кратко видео за използването на термопомпа:

Видео клип за получаване на биогаз:

Напълно възможно е да се откажат от традиционните източници на отопление. За да направите това, трябва внимателно да изберете алтернатива или да комбинирате няколко, въз основа на характеристиките на района, района на вашата селска къща и местния район.

Енергията на слънцето, земята, вятърната енергия, рециклирането на битови отпадъци от растителен и животински произход са напълно способни да се превърнат в достоен заместител на газ, въглища, дърва за огрев и платено електричество.

Използвате ли някой от алтернативните източници на енергия за домашни нужди? Споделете колко ви е струвало сглобяването на инсталацията и колко бързо се е изплатила.

Или може би някой, когото познавате, е оборудвал селската си къща с помощта на възобновяеми източници? Използване на соларна система или термопомпа като независим източник на топлина, топла вода и електричество?

Разкажете ни за този опит в коментарите под статията - един ясен пример ще бъде полезен на собствениците на жилища, които все още се съмняват в реалността на алтернативната енергия.