Η ηλεκτρική ενέργεια είναι μια από τις σημαντικότερες πηγές ενέργειας για ένα ιδιωτικό σπίτι. Η ηλεκτρική ενέργεια βοηθά στο μαγείρεμα, τη θέρμανση ενός δωματίου, την άντληση νερού σε αυτό και τον απλό φωτισμό. Είναι σε θέση να αντικαταστήσει πλήρως την παροχή φυσικού αερίου και την κεντρική παροχή νερού. Χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα, ένα σύγχρονο σπίτι δεν θεωρείται άνετο και λειτουργικό. Οι γραμμές υψηλής τάσης φτάνουν ακόμη και στα πιο απομακρυσμένα χωριά και πόλεις, παρέχοντάς τους ηλεκτρικό ρεύμα. Αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν μέρη όπου δεν τοποθετούνται επικοινωνίες και η εγκατάστασή τους θα κοστίσει ένα αξιοπρεπές ποσό. Σε αυτήν την κατάσταση, εναλλακτικές πηγές ενέργειας θα βοηθήσουν. Είναι φιλικές προς το περιβάλλον, εντελώς αυτόνομες και οικονομικά επωφελείς. Ο ιδιοκτήτης της δικής του πηγής ηλεκτρικής ενέργειας δεν εξαρτάται από προγραμματισμένες επισκευές, βλάβες και τερματισμούς που αφήνουν ολόκληρα χωριά χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα. Οι πιο συνηθισμένες και όχι πολύ γνωστές μη συμβατικές πηγές ενέργειας συζητούνται λεπτομερώς παρακάτω..
Πίνακας περιεχομένων
Ηλεκτρικές γεννήτριες
Η πρώτη και πιο δημοφιλής πηγή ενέργειας στο σπίτι, η οποία βρίσκεται συχνότερα σε ιδιωτικά σπίτια, είναι οι γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάλογα με τον τύπο καυσίμου που χρησιμοποιούνται, χωρίζονται σε ντίζελ, βενζίνη και αέριο.
Οι γεννήτριες ντίζελ έχουν πολλά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της οικονομίας, της αξιοπιστίας και του χαμηλού κινδύνου πυρκαγιάς. Με τακτική καθημερινή χρήση, μια γεννήτρια ντίζελ είναι πολύ πιο κερδοφόρα από τα μοντέλα με κατανάλωση αερίου ή βενζίνης. Η κατανάλωση καυσίμου του εξοπλισμού ντίζελ δεν είναι μεγάλη, η τιμή του καυσίμου δεν είναι επίσης υψηλή, δεν απαιτεί δαπανηρές επισκευές και οικονομικές επενδύσεις. Τα μειονεκτήματα των γεννητριών ντίζελ είναι μια μεγάλη ποσότητα αερίων που εκπέμπονται κατά τη λειτουργία, ο θόρυβος και η υψηλή τιμή για την ίδια τη συσκευή. Η τιμή του εξοπλισμού ισχύος 5 kW είναι κατά μέσο όρο 850 $.
Γεννήτρια βενζίνης – αυτή η μονάδα είναι ιδανική ως εφεδρική ή εποχική πηγή ενέργειας. Οι γεννήτριες που λειτουργούν με αυτόν τον τύπο καυσίμου είναι μικρού μεγέθους, κάνουν λίγο θόρυβο κατά τη λειτουργία και η ίδια η συσκευή έχει χαμηλότερη τιμή από την αντίστοιχη ντίζελ της. Η μέση τιμή μιας γεννήτριας βενζίνης 5 kW είναι $ 500. Τα μειονεκτήματα της χρήσης ηλεκτρικής γεννήτριας βενζίνης – αν και το επίπεδο θορύβου είναι χαμηλό, είναι εκεί, εκπέμπεται μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα κατά τη λειτουργία, επομένως η συσκευή πρέπει να τοποθετηθεί σε ξεχωριστά δωμάτια με καλή ηχομόνωση.
Οι γεννήτριες αερίου ηλεκτρικής ενέργειας έχουν αποδειχθεί καλά από όλες τις πλευρές. Λειτουργούν τόσο από φυσικό αέριο όσο και από υγροποιημένο καύσιμο σε κυλίνδρους. Το επίπεδο θορύβου αυτών των συσκευών είναι το χαμηλότερο, η διάρκεια ζωής είναι πολύ υψηλή. Η μέση τιμή για μια συσκευή 5 kW είναι $ 600.
Η χρήση ηλιακής ενέργειας
Μια άλλη εναλλακτική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι η ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται όχι μόνο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και για την παροχή αυτόνομης θέρμανσης. Για την απόκτηση ηλεκτρικής ενέργειας από τον ήλιο, εγκαθίστανται ηλιακοί συλλέκτες διαφόρων μεγεθών, οι οποίοι είναι εξοπλισμένοι με μπαταρία και μετατροπέα. Τα οφέλη από τη χρήση ηλιακών πηγών ηλεκτρικής ενέργειας περιλαμβάνουν:
- Η δυνατότητα ανανέωσης.
- Απόλυτη αθόρυβη λειτουργία.
- Ασφάλεια για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον, καθώς οι συσκευές που χρησιμοποιούνται σε αυτήν την τεχνολογία δεν εκπέμπουν ουσίες στην ατμόσφαιρα.
- Εύκολο στην εγκατάσταση κατά την αυτόματη εγκατάσταση.
Όλες αυτές οι ιδιότητες καθιστούν τις πηγές ηλιακής ενέργειας μία από τις πιο δημοφιλείς. Αλλά αυτή η μέθοδος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχει επίσης μειονεκτήματα:
- Για σπίτια με υψηλό ποσοστό κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε εξοπλισμό μεγάλης περιοχής, ο οποίος θα καταλαμβάνει πολύ χώρο στην τοπική περιοχή. Η περιοχή του σταθμού πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 m2. Δηλαδή, αυτός ο τύπος παραγωγής ενέργειας δεν είναι διαθέσιμος για τους ιδιοκτήτες μικρών οικοπέδων..
- Το δεύτερο μειονέκτημα είναι η εξάρτηση από τις καθημερινές και εποχιακές αλλαγές στην ηλιακή ακτινοβολία..
- Τρίτον – κατά τη λειτουργία, αυτές οι εγκαταστάσεις δεν εκπέμπουν επιβλαβείς ουσίες, αλλά για την κατασκευή φωτοκυττάρων και ηλιοσυστημάτων που αποτελούν την ηλιακή μπαταρία, χρησιμοποιούνται πολύ τοξικές ουσίες που είναι δύσκολο να απορριφθούν..
Ο τελικός σταθμός έχει τιμή από $ 3500 έως $ 7000. Ένας πιο προσιτός τρόπος για να πάρετε ενέργεια από τον ήλιο είναι μέσω συλλεκτών για θέρμανση νερού. Αυτός ο εξοπλισμός συλλαμβάνει την ηλιακή θερμότητα ακόμη και τις ημέρες που το αστέρι είναι κρυμμένο πίσω από τα σύννεφα. Χρησιμοποιείται μόνο για θέρμανση νερού, δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ένας συλλέκτης καλύπτει τις ημερήσιες ανάγκες ζεστού νερού για μια τριμελή οικογένεια. Η τιμή κυμαίνεται από $ 1000 έως $ 4000. Υπάρχει μόνο ένα μειονέκτημα αυτού του τύπου εξοπλισμού, εγγενές στις ηλιακές μπαταρίες – η αδυναμία λειτουργίας σε περιοχές με χαμηλή ηλιακή δραστηριότητα και τη νύχτα..
Χρήση της αιολικής ενέργειας
Οι εγκαταστάσεις για τη μετατροπή της ενέργειας ενός ρεύματος αέρα σε ηλεκτρική δεν είναι πλέον φαντασία και χρησιμοποιούνται παντού. Λειτουργούν με την αρχή των ανεμογεννητριών, οι οποίες μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του ανέμου σε μηχανική ενέργεια από την περιστροφή της τουρμπίνας. Αυτή η ενέργεια συλλέγεται και μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα από τον μετατροπέα. Η ελάχιστη ταχύτητα ανέμου με την οποία παράγεται ηλεκτρική ενέργεια από τον σφόνδυλο είναι 2 m / s. Η βέλτιστη ταχύτητα ανέμου είναι 8 m / s. Ανάλογα με τον τύπο της κατασκευής, οι γεννήτριες αιολικής ενέργειας χωρίζονται σε μοντέλα με οριζόντιο ρότορα και κάθετο..
Ο οριζόντιος σχεδιασμός της γεννήτριας έχει υψηλό συντελεστή απόδοσης · χρησιμοποιείται μικρή ποσότητα υλικών κατά την εγκατάσταση. Μειονεκτήματα – απαιτείται υψηλό ιστό για εγκατάσταση, η ίδια η γεννήτρια έχει ένα πολύπλοκο μηχανικό μέρος, δεν είναι βολικό για συντήρηση. Οι κάθετες διακρίνονται από ένα ευρύτερο φάσμα στροφών ανέμου με τις οποίες λειτουργούν. Αλλά ταυτόχρονα, οι κάθετες ανεμογεννήτριες δεν είναι οικονομικές, καθώς απαιτούν τη χρήση περισσότερου εξοπλισμού και υλικών..
Η χρήση του αιολικού πάρκου περιορίζεται από τους δείκτες ανέμου στο πλαίσιο κάθε εποχής. Εάν, εκτός εποχής, με αυξημένη εναέρια δραστηριότητα, ο σταθμός θα είναι πολύ αποτελεσματικός, τότε στις ημέρες ηρεμίας, δεν θα παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια. Για να εξομαλυνθεί αυτή η διαφορά και να τροφοδοτηθεί το σπίτι με ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς διακοπή, το αιολικό πάρκο είναι εξοπλισμένο με μπαταρία αποθήκευσης. Αυτό το μέτρο βοηθά στην αποθήκευση ενέργειας σε θυελλώδεις καιρικές συνθήκες και στη χρήση της σε περιόδους ηρεμίας..
Μια εναλλακτική λύση στην εγκατάσταση μιας μπαταρίας αποθήκευσης σε ένα αιολικό πάρκο είναι η μετατροπή της ενέργειας σε θερμότητα. Χρησιμοποιείται τόσο για θέρμανση όσο και για παροχή ζεστού νερού. Σε αυτό το σχέδιο, η μπαταρία αντικαθίσταται με μια δεξαμενή αποθήκευσης νερού. Η χρήση ενός αιολικού πάρκου με αυτόν τον τρόπο μπορεί να μειώσει το συνολικό κόστος του κατά 25%. Το κόστος ενός αιολικού πάρκου με μπαταρία είναι κατά μέσο όρο $ 10.000, χωρίς μπαταρία – $ 1000-2000.
Μεταξύ των όχι πολύ ευχάριστων αποχρώσεων της χρήσης ενός αιολικού πάρκου είναι η ανάγκη να οργανωθεί μια βάση για τον εξοπλισμό. Ενισχύεται ιδιαίτερα προσεκτικά έτσι ώστε κατά τη διάρκεια ισχυρών ανέμων ο ιστός μαζί με τον ανεμόμυλο να μην τραβιέται από το έδαφος. Η δεύτερη απόχρωση είναι η πιθανότητα παγώματος των λεπίδων το χειμώνα, αυτό μειώνει την απόδοση του σταθμού. Κατά τη λειτουργία, αυτός ο εξοπλισμός δημιουργεί θόρυβο και κραδασμούς, επομένως τοποθετείται μακριά από κτίρια κατοικιών..
Χρήση γεωθερμικής ενέργειας
Η γεωθερμική ενέργεια είναι μια αρκετά νέα πηγή ενέργειας για ένα ιδιωτικό σπίτι. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται θερμότητα, η οποία σχηματίζεται στα σπλάχνα του πλανήτη. Ο πυρήνας του πλανήτη έχει υψηλή θερμοκρασία που έρχεται στην επιφάνεια σε ηφαιστειακές περιοχές, πηγές νερού και ατμού, και βρίσκεται επίσης στα βαθιά στρώματα του πλανήτη. Η γεωθερμική θερμότητα χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας ρεύματος και θερμότητας.
Η αρχή της λειτουργίας μιας πηγής γεωθερμικής ενέργειας σε ένα ιδιωτικό σπίτι είναι αρκετά απλή – τρυπιέται ένα πηγάδι στο οποίο είναι εγκατεστημένη μια αντλία θερμότητας. Η εγκατάσταση αντλεί ζεστό νερό από τα βαθιά στρώματα · όταν κρυώσει, παράγει ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Κατά τη λειτουργία, αυτή η εγκατάσταση καταναλώνει ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά ταυτόχρονα, για κάθε kW που δαπανάται, παράγει 5-6 kW ρεύματος. Το μέσο κόστος εγκατάστασης για κατοικία 150 m2 είναι $ 30,000. Οφέλη από τη χρήση – μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας που δεν εξαρτάται από την εποχή, την ώρα της ημέρας και τις καιρικές συνθήκες.
Μειονεκτήματα της χρήσης της ενέργειας της Γης – το ιαματικό νερό συχνά μεταλλοποιείται πολύ και περιέχει τοξικές ακαθαρσίες, επομένως δεν μπορεί να σταλεί σε συνηθισμένους αγωγούς αποχέτευσης. Τα λύματα επιστρέφουν στον βαθύ ορίζοντα από τον οποίο αντλήθηκαν. Ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτός ο τύπος παραγωγής ενέργειας οδηγεί σε αύξηση της σεισμικής δραστηριότητας στον φλοιό της γης..
Χρήση ενέργειας από βιομάζα
Πολλοί άνθρωποι έχουν ήδη ακούσει για τα βιοκαύσιμα. Γύρω από αυτό το είδος καυτού, ξεσπούν πολλές αντιπαραθέσεις και αντικρουόμενες κριτικές. Ως καύσιμο για αυτοκίνητα, έχει μια ελκυστική τιμή, αλλά η επίδρασή του στον κινητήρα και η ισχύς του δεν είναι πλήρως κατανοητή. Αλλά το καύσιμο χρησιμοποιείται όχι μόνο ως καύσιμο για οχήματα, αλλά και ως πηγή ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτό το καύσιμο αντικαθιστά το αέριο, τη βενζίνη και το ντίζελ κατά τον ανεφοδιασμό εξοπλισμού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα βιοκαύσιμα παράγονται με επεξεργασία διαφόρων φυτών. Για την παραγωγή βιολογικού ντίζελ, χρησιμοποιούνται λίπη από σπόρους ελαιούχων καλλιεργειών και η βενζίνη παράγεται με ζύμωση καλαμποκιού, ζαχαροκάλαμου, τεύτλων και άλλων φυτών. Τα φύκια αναγνωρίζονται ως η βέλτιστη πηγή βιολογικής ενέργειας, αφού είναι ανεπιτήδευτα, μετατρέπονται εύκολα σε μποϊμάζα με λιπαρές ιδιότητες που μοιάζουν με λάδι..
Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει επίσης την παραγωγή βιολογικού αερίου, το οποίο συλλαμβάνεται κατά τη ζύμωση οργανικών αποβλήτων από τη βιομηχανία τροφίμων και την κτηνοτροφία. Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνεται μεθάνιο. Με τη δέσμευση του αερίου σε χώρους υγειονομικής ταφής, λαμβάνεται κυτταρινική αιθανόλη. 1 τόνος άχρηστων απορριμμάτων παράγει έως και 500 m3 χρήσιμο αέριο.
Όσον αφορά την οικιακή χρήση βιοκαυσίμων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αγοράζεται μεμονωμένη μονάδα βιοαερίου για το σκοπό αυτό. Μια τέτοια συσκευή παράγει φυσικό αέριο από απόβλητα. Μια τυπική εγκατάσταση IBGU-1 την ημέρα δίνει από 3 έως 12 m3 φυσικού αερίου, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση ενός σπιτιού, τον ανεφοδιασμό διαφόρων συσκευών, συμπεριλαμβανομένης μιας γεννήτριας αερίου ηλεκτρικής ενέργειας. Το κόστος μιας μονάδας βιοαερίου είναι κατά μέσο όρο 9.000 δολάρια.
Μικροσκοπικός υδροηλεκτρικός σταθμός
Ένας άλλος τύπος εναλλακτικής ενέργειας που χρησιμοποιείται με επιτυχία σε ιδιωτικές κατοικίες είναι οι μεμονωμένοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί. Κατά την εγκατάσταση, αυτός ο τύπος γεννήτριας ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένας από τους πιο δύσκολους, αλλά ταυτόχρονα η απόδοσή του είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των αιολικών και ηλιακών πηγών. Κατασκευάζονται φράγματα και άθικτοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί, η δεύτερη επιλογή είναι η απλούστερη και πιο προσιτή. Τέτοιες εγκαταστάσεις ονομάζονται επίσης σταθμοί ροής. Σύμφωνα με τη συσκευή, χωρίζονται σε σταθμούς με τροχό, γιρλάντα, ρότορα Darrieus και έλικα..
- Ο σταθμός του υδροφόρου τροχού έχει ένα κεντρικό κυκλικό τμήμα με λεπίδες που είναι κάθετο στην επιφάνεια του νερού. Όταν κινείται, το νερό πιέζει τις λεπίδες και γυρίζει τον τροχό. Η αρχή λειτουργίας είναι η ίδια όπως σε ένα αιολικό πάρκο, μόνο το νερό λειτουργεί ως πηγή. Πιο σύνθετα σχέδια εργοστασίων με τροχήλατο νερό – τροχός στροβίλου με ειδικές λεπίδες για εκτόξευση νερού.
- Ένας σταθμός με μια γιρλάντα είναι ένα καλώδιο στο οποίο οι ρότορες είναι σταθερά στερεωμένοι. Το καλώδιο συνδέεται στις αντίθετες πλευρές του ρεύματος νερού, οι ρότορες βυθίζονται στο νερό. Όταν μετακινείται, το νερό περιστρέφει τους ρότορες και αυτοί μεταδίδουν αυτήν την κίνηση στο καλώδιο.
- Σταθμός με ρότορα Darrieus – ο σχεδιασμός είναι παρόμοιος με τον προηγούμενο, αλλά εδώ ο ρότορας βρίσκεται κάθετα και περιστρέφεται λόγω διαφορετικών δεικτών πίεσης στις λεπίδες του. Αυτός ο δείκτης δημιουργείται λόγω του πολύπλοκου σχήματος της επιφάνειας..
- Σταθμός προπέλας – κάθετη εγκατάσταση υποθαλάσσιου ρότορα. Εξωτερικά, αυτή η εγκατάσταση είναι παρόμοια με έναν ανεμόμυλο με μικρές λεπίδες..
Μεταξύ των τύπων υδροηλεκτρικών σταθμών που παρουσιάζονται, η εγκατάσταση γιρλάντας θεωρείται η πιο άβολη. Έχει χαμηλή παραγωγικότητα, ο ίδιος ο σχεδιασμός ενέχει κίνδυνο για τους ανθρώπους γύρω, η εγκατάσταση του σταθμού απαιτεί κατανάλωση μεγάλης ποσότητας υλικών. Ο ρότορας Darrieus είναι πιο βολικός, καθώς ο άξονας βρίσκεται κάθετα και μπορεί να εγκατασταθεί πάνω από το νερό. Αλλά είναι αρκετά δύσκολο να τοποθετήσετε έναν τέτοιο σταθμό και ο ρότορας πρέπει να περιστραφεί στην αρχή. Η πιο βέλτιστη επιλογή για κατασκευή με τα χέρια σας είναι ένας σταθμός με έλικα ή τροχό. Το μέσο κόστος ενός σταθμού 6 kW είναι $ 8,000-10,000.