Альтернативный источник энергии дома своими руками: Альтернативная энергетика для дома своими руками: обзор лучших разработок

• приобретать панели не менее 250 Вт мощности;
• не покупать солнечные батареи у посредников;
• не приобретать готовых комплектов с инверторами;

Выгодно купить солнечные батареи можно на Алиэкспрессе и сайтах производителей. Китайские производители вне конкуренции в ценовом отношении. Панели по 200 – 250 вт наиболее удобны (площадь 1 – 1,5м). Также функциональны гибкие пленочные солнечные элементы.

Такие альтернативные источники энергии как солнце обладают суточной цикличностью. Поэтому часть стоимости системы нужно будет потратить на аккумуляторы. Предложено множество вариантов.

Запасаем электроэнергию

Солнечная альтернативная энергетика требует аккумуляторных батарей. В доме нет особых требований по массе и габаритам батарей, поэтому выбор нужно проводить по цене и количеству циклов. Сейчас оптимальный вариант — свинцово-кислотные батареи. Они обладают энергоемкостью 50 Вт/кг и самой низкой стоимостью. Рассматривать другие типы аккумуляторов нерентабельно.

Приобретать нужно только самые крупные форм-факторы батарей. Чем больше емкость одной единицы — тем дешевле будет весь комплект в пересчете на один Вт запасенной энергии. От автомобильных аккумуляторов желательно отказаться. Лучше использовать батареи для грузовиков или тяговые для погрузчиков. Выгодные варианты есть в комплектах батарей для промышленных ИБП.

Электросеть постоянного тока в доме

Если посмотреть на готовые солнечные электростанции для дома, то можно заметить, что 30-50% стоимости занимает преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). При самостоятельной сборке солнечной электростанции этот узел можно исключить. В этом случае будет сеть низкого напряжения и постоянного тока. Для нее потребуются специализированные приборы. Обычная бытовая техника работать не будет, поэтому это решение оправданно, только когда такие электроприборы имеются.

Это может быть, например, специально изготовленная электроплита, система LED освещения, насос с двигателем постоянного тока и другие устройства. Изготовление таких потребителей электроэнергии оправданно, так как в сравнении с готовой солнечной электростанцией вы экономите 30-50% стоимости.

Напрямую подключать солнечные батареи даже к специально изготовленным потребителям электроэнергии не рекомендуется. Необходим стабилизатор напряжения (на постоянный ток). Его стоимость не идет ни в какое сравнение с преобразователем. Кроме того, он тоже может быть изготовлен самостоятельно.

Тепловая энергия и отопление для частного дома

Самое лучшее решение в этой области — тепловой насос. Готовые модели таких котлов стоят недорого. Самостоятельно нужно изготавливать только теплообменники. Источниками дополнительного тепла служит почва, воздух в помещении, вода. Очень выгодно развивать направление аккумуляции тепла. Вода — максимально удобный теплоноситель. Она может использоваться в системах классических солнечных нагревателей. Основной материал – медные и стальные трубы, готовые элементы радиаторов.

Вам понравится

какие технологии можно использовать, их преимущества и недостатки

О том, что запасы нефти, газа и угля не бесконечны, знают даже школьники. Цены на энергоносители постоянно повышаются, заставляя плательщиков тяжко вздыхать и задумываться об увеличении собственных доходов. Несмотря на достижения цивилизации, за пределами городов остается немало мест, в которые не подведен газ, а кое-где нет даже электричества. Там же, где такая возможность есть, стоимость работ по монтажу системы порой абсолютно не соответствует уровню доходов населения. Неудивительно, что альтернативная энергия своими руками вызывает сегодня интерес как у владельцев больших и малых загородных домов, так и у горожан.

Весь окружающий нас мир полон энергии, которая содержится не только в недрах земли. Еще в школе, на уроках географии, мы узнали, что можно с высокой эффективностью в использовать энергию ветра, солнца, приливов и отливов, падающей воды, земного ядра и прочих подобных энергоносителей в масштабах целых стран и континентов. Однако использовать альтернативные источники энергии можно и для отопления отдельного дома.

Виды альтернативных источников энергии

Среди вариантов природных источников частного энергоснабжения следует отметить:

• солнечные батареи;
• солнечные коллекторы;
• тепловые насосы;
• ветрогенераторы;
• установки для поглощения энергии воды;
• биогазовые установки.

Располагая достаточным количеством средств, можно купить готовую модель одного из подобных устройств и заказать ее монтаж. Откликаясь на пожелания потребителей, промышленники давно освоили изготовление солнечных панелей, тепловых насосов и т. п. Однако их стоимость остается стабильно высокой. Такие устройства вполне можно сделать самостоятельно, сэкономив некоторое количество денег, но затратив больше времени и сил.

Видео: какую природную энергию можно использовать

Принцип действия и применение солнечных батарей в частном доме

Физическое явление, на котором основан принцип работы этого источника энергии – фотоэффект. Солнечный свет, попадая на её поверхность, высвобождает электроны, что создает избыточный заряд внутри панели. Если подключить к ней аккумулятор, то благодаря зарнице в количестве зарядов в цепи появится ток.

Принцип работы солнечной батареи заключается в фотоэффекте

Конструкции, способные улавливать и преобразовывать энергию солнца, многочисленны, разнообразны и постоянно улучшаются. Для множества народных умельцев совершенствование этих полезных конструкций превратилось в отличное хобби. На тематических выставках такие энтузиасты охотно демонстрируют множество полезных идей.

Чтобы сделать солнечные батареи, необходимо приобрести монокристаллические или поликристаллические фотоэлементы, поместить их в прозрачный каркас, который фиксируют прочным корпусом

Основа солнечной батареи — специальные кристаллы, которые улавливают энергию. В домашних условиях такие элементы изготовить невозможно, их придется приобретать. Кристаллы очень хрупкие, обращаться с ними нужно осторожно. Чтобы сделать солнечную батарею, необходимо:

1. Изготовить каркас для солнечных батарей из прозрачного материала, например, оргстекла.
2. Сделать корпус из металлического уголка, фанеры и т. п.
3. Аккуратно спаять кристаллические элементы в схему.
4. Поместить фотоэлементы в каркас.
5. Выполнить монтаж корпуса.

Вообще существует два вида фотоэлементов: монокристаллические и поликристаллические. Первые более долговечны и имеют КПД около 13%, а вторые быстрее выходят из строя, их КПД несколько ниже — менее 9%. Однако монокристаллические фотоэлементы хорошо работают лишь при стабильном потоке солнечной энергии, в облачный день их эффективность становится значительно ниже. А вот поликристаллические элементы переносят капризы погоды гораздо лучше.

Полученное электричество можно использовать для питания бытовой техники или же для обогрева помещения при помощи технологии теплого пола. Но энергия солнца пригодна не только для выработки электрической энергии. С помощью солнечной энергии можно нагревать воду. Об этом в следующем разделе статьи. Итак, преимущества этого источника энергии:

• неиссякаемость;
• отсутствие каких-либо отходов или шумов в процессе производства энергии;
• автономность;
• относительно дешевое техническое обслуживание;
• прогрессивность;

Недостатки этой технологии таковы:

• высокая стоимость самих панелей и наладочных работ;
• небольшое загрязнение планеты выбросами при производстве;
• дорогие аккумуляторные батареи;
• низкий КПД панелей, и, как следствие, необходимость их большого количества.

Подробная инструкция по изготовлению солнечной батареи в нашем следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Видео: изготовление солнечной батареи своими руками

Готовые батареи размещают, разумеется, на самой солнечной стороне крыши. При этом следует предусмотреть возможность регулирования наклона панели. Например, во время снегопадов панели следует размещать практически вертикально, иначе слой снега может помешать работе батарей или даже повредить их.

Устройство и использование солнечных коллекторов

Примитивный солнечный коллектор представляет собой пластину из металла черного цвета, помещенную под тонкий слой прозрачной жидкости. Как известно из школьного курса физики – темные предметы нагреваются сильнее, чем светлые. Эта жидкость при помощи насоса движется, охлаждает пластину и нагревается при этом сама. Контур с нагретой жидкостью можно поместить в бак, подключенный к источнику холодной воды. Нагревая воду в баке, жидкость из коллектора охлаждается. А затем и возвращается обратно. Таким образом, эта энергосистема позволяет получить постоянный источник горячей воды, а в зимнее время ещё и горячие батареи отопления.

Существует три вида коллекторов, отличающихся устройством

На сегодняшний день существует 3 типа таких устройств:

• воздушные;
• трубчатые;
• плоские.

Воздушные

Воздушные коллекторы состоят из пластин темного цвета

Воздушные коллекторы представляют собой пластины чёрного цвета, закрытые стеклом или прозрачным пластиком. Вокруг этих пластин естественно или принудительно циркулирует воздух. Теплый воздух применяется для обогрева комнат в доме или же для сушки белья.

Достоинством является предельная простота конструкции и низкая стоимость. Единственным недостатком является применение принудительной циркуляции воздуха. Но можно обойтись и без неё.

Трубчатые

Плюс такого коллектора — простота и надежность

Трубчатые коллекторы имеют вид нескольких выстроенных в ряд стеклянных трубок, покрытых изнутри светопоглощающим материалом. Они соединены в общий коллектор и через них циркулирует жидкость. Такие коллекторы имеют 2 способа передачи полученной энергии: прямой и косвенный. Первый способ используется в зимнее время. Второй же применяется круглогодично. Существует вариация с использованием вакуумных трубок: одна вставляется в другую и между ними создается вакуум.

Это изолирует их от окружающей среды и лучше сохраняет полученное тепло. Достоинствами являются простота и надёжность. К недостаткам можно отнести высокую стоимость установки.

Плоские

Чтобы сделать работу коллекторов эффективнее, инженеры предложили использовать концентраторы

Плоский коллектор – самый распространенный тип. Именно он послужил примером для объяснения принципа действия этих устройств. Достоинством этой разновидности являются простота и дешевизна в сравнении с другими. Недостатком является значительная потеря тепла, чем другие подтипы не страдают.

Чтобы улучшить уже существующие гелиосистемы инженеры предложили применять подобие зеркал, названное концентраторами. Они позволяют поднять температуру воды со стандартных 120 до 200 C°. Этот подвид коллекторов получил название концентрационных. Это один из самых дорогостоящих вариантов исполнения, что, несомненно, является недостатком.

Полная инструкция по изготовлению монтажу солнечного коллектора в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/boilery/solnechnyiy-vodonagrevatel-svoimi-rukami.html

Использование энергии ветра

Если ветер способен гонять стаи туч, почему бы не использовать его энергию на другие полезные дела? Поиски ответа на этот вопрос привели инженеров к созданию ветрогенератора. Это устройство обычно состоит из:

• генератора;
• высокой башни;
• лопастей, которые вращаются, улавливая ветер;
• батареи;
• системы электронного управления.

Принцип действия ветрогенератора довольно прост. Лопасти, вращаясь от сильного ветра, вращают валы трансмиссии( в простонародье – коробку передач). Они соединены с генератором переменного тока. Трансмиссия и генератор расположены в люльке или, по-другому, гондоле. Она может иметь поворотный механизм. Генератор подключен к управляющей автоматике и повышающему напряжение трансформатору. После трансформатора напряжение, увеличившее своё значение, отдается в общую систему электроснабжения.

Ветрогенераторы подходят для местности, где постоянно дует ветер

Поскольку вопросы создания ветрогенераторов изучаются довольно давно, существуют проекты самых разнообразных конструкций этих устройств. Модели с горизонтальной осью вращения занимают довольно большое пространство, а вот ветрогенераторы с вертикальной осью вращения гораздо компактнее. Разумеется, для эффективной работы устройства требуется достаточно сильный ветер.

Достоинства:

• отсутствие выбросов;
• автономность;
• использование одного из возобновляемых ресурсов;

Недостатки:

• необходимость в постоянстве ветра;
• высокая начальная цена;
• шум, издаваемый при вращении, и электромагнитное излучение;
• занимают большие площади.

Ветрогенератор необходимо разместить как можно выше, чтобы его работа была эффективной. Модели, которые имеют вертикальную ось вращения, компактнее, чем при горизонтальном вращении

Пошаговое руководство по изготовлению ветрогенератора своими руками на нашем сайте: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Вода как источник энергии

Самый известный способ использования воды для получения электричества — это, конечно же, ГЭС. Но он не единственный. Есть ещё энергия приливов и энергия течений. А теперь по порядку.

Гидроэлектростанция это плотина, в которой имеется несколько шлюзов для управляемого сброса воды. Эти шлюзы соединены с лопастями турбогенераторов. Протекая под давлением, вода раскручивает его, тем самым вырабатывая электричество.

Недостатки:

• затопление прибрежных территорий;
• уменьшение численности обитателей рек;
• шум.

Для использования энергии воды строят специальные станции

Сила течений

Этот способ получения энергии похож на ветрогенератораторный, с той лишь разницей, что генератор с лопастями огромных размеров размещается поперек крупного морского течения. Такого как Гольфстрим, например. Но это очень дорого и технически сложно. Поэтому всё крупные проекты остаются пока на бумаге. Тем не менее, существуют небольшие, но действующие проекты, демонстрирующие возможности этого вида энергии.

Энергия приливов

Конструкция электростанции, превращающая эту разновидность энергии в электричество, представляет собой огромную плотину, размещенную в морском заливе. В ней есть отверстия, через которые вода проникает на обратную сторону. Они связаны трубопроводом с электрогенераторами.

Работает приливная электростанция следующим образом: во время прилива уровень воды повышается и создается давление, способное вращать вал генератора. По окончании прилива впускные отверстия закрываются и во время отлива, который происходит через 6 часов, открывают выпускные и процесс повторяется в обратную сторону.

Плюсы этого способа:

• дешевое обслуживание;
• приманка для туристов.

Недостатки:

• значительные затраты на строительство;
• вред для морской фауны;
• ошибки при проектировании могут вызвать затопление близлежащих городов.

Применение биогаза

Во время анаэробной переработки органических отходов выделяется так называемый биогаз. В результате получается смесь газов, состоящая из метана, углекислоты и сероводорода. Генератор для получения биогаза состоит из:

• герметичного бака;
• шнека для перемешивания органических отходов;
• патрубка для выгрузки отработанной массы отходов;
• горловины для заливки отходов и воды;
• патрубка, по которому поступает полученный газ.

Нередко емкость для переработки отходов устраивают не на поверхности, а в толще грунта. Чтобы не допустить утечки полученного газа, ее делают полностью герметичной. При этом следует помнить о том, что в процессе выделения биогаза давление в емкости постоянно повышается, поэтому газ требуется из емкости регулярно отбирать. Помимо биогаза в результате переработки получается отличное органическое удобрение, полезное для выращивания растений.

К устройству и правилам эксплуатации такого газового генератора предъявляются повышенные требования безопасности, поскольку биогаз опасно вдыхать и он может взорваться. Впрочем, в ряде стран мира, например, в Китае, этот способ получения энергии распространен довольно широко.

Подобная установка для получение биогаза может стоить недешево

Этот продукт переработки отходов можно использовать как:

• сырье для тепловой электростанции и когенерационной установки;
• замену природному газу в плитах, горелках и котлах.

Сильной стороной этого вида топлива являются возобновляемость и доступность, особенно в деревнях, сырья для переработки. Этот вид топлива имеет и ряд недостатков, таких как:

• выбросы от сжигания;
• несовершенная технология получения;
• цена аппарата для создания биогаза.

Конструкция генератора для получения биогаза очень проста, однако при его эксплуатации следует соблюдать определенную осторожность, поскольку биогаз — опасное для здоровья горючее вещество

Состав и количество биогаза, получаемого из отходов, зависит от субстрата. Больше всего газа получают при использовании жира, зерна, технического глицерина, свежей травы, силоса и т.  п. Обычно в бак загружают смесь из отходов животного и растительного происхождения, в которую добавляют некоторое количество воды. В летнее время рекомендуется увеличить влажность массы до 94-96%, а в зимнее время достаточно и 88-90% влаги. Воду, подаваемую в резервуар с отходами, следует подогревать до 35-40 градусов, иначе процессы разложения будут замедлены. Чтобы сохранить тепло, снаружи на бак монтируют слой теплоизоляционного материала.

Применение биотоплива (биогаза)

Действие теплового насоса основано на обратном принципе Карно. Это довольно большое и достаточно сложное устройство, которое собирает низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды и преобразовывает ее в энергию с высоким потенциалом. Чаще всего тепловые насосы используют для обогрева помещений. Устройство состоит из:

• наружного контура с теплоносителем;
• внутреннего контура с теплоносителем;
• испарителя;
• компрессора;
• конденсатора.

В системе также используется фреон. Наружный контур теплового насоса может поглощать энергию из различной среды: земли, воды, воздуха. Затраты труда на его создание зависят от типа насоса и его конфигурации. Сложнее всего устроить насос типа «земля-вода», в котором наружный контур горизонтально располагается в толще грунта, поскольку это требует масштабных земляных работ. Если возле дома есть водоем, имеет смысл сделать тепловой насос типа «вода-вода». В этом случае наружный контур просто опускают в водоем.

Тепловой насос преобразует низкопотенциальную энергию земли, воды или воздуха в высокопотенциальную тепловую энергию, которая позволяет вполне эффективно обогреть здание

Эффективность работы теплового насоса зависит не столько от того, как высока температура среды, сколько от ее постоянства. Правильно спроектированный и установленный тепловой насос может обеспечить дом достаточным количеством тепла в зимнее время, даже при очень низкой температуре воды, земли или воздуха. В летнее время тепловые насосы могут выполнять роль кондиционера, охлаждая жилище.

Чтобы использовать такие насосы, нужно предварительно выполнить буровые работы

К достоинствам этих установок можно отнести:

• энергоэффективность;
• пожаробезопасность;
• многофункциональность;
• длительная эксплуатация до первого капитального ремонта.

Слабой стороной подобной системы являются:

• высокая изначальная цена в сравнении с другими способами обогрева здания;
• требование к состоянию питающей электросети;
• более шумные, чем классический газовый котел;
• необходимость проведения буровых работ.

Видео: как работают тепловые насосы

Статьи в тему:

Как видите, для того чтобы обеспечить свой дом теплом и электричеством, можно использовать солнечную энергию, силу ветра и воды. У каждого из способов есть свои преимущества и недостатки. Но тем не менее, из всех существующих вариантов можно использовать метод, который будет и недорогим, и эффективным.

Материал обновлен 30.01.2018

Альтернативная энергия. готовые решения своими руками – Аккумуляторы WESTA

Отсутствие в удалённых районах развитой инфраструктуры часто вынуждает хозяев искать источники альтернативной энергии для своего дома. Технологии не стоят на месте, подобные вещи уже не являются чем-то экзотическим и труднодоступным. В данной статье вы узнаете, что сегодня предлагает рынок в качестве замены подключения к центральным электросетям.

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.

1. 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

Энергетика

Ветряной электрогенератор из старого сканера

В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже испо…

Читать далее

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности

Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам:…

Читать далее

Солнечно-водородная энергия

Как уже неоднократно говорилось, существует масса альтернативных источников энергии, обладающих поистине неограниченным потенциалом. Человечество должно научит…

Читать далее

Биогаз на сельском подворье

Как ни крути, а все запасы энергии, которые есть на Земле — это результат воздействия Солнца. Соответственно, вся нетрадиционная энергетика основывается на испо…

Читать далее

Биогаз. Теория и практика

Казалось бы, солнечной энергии должно хватить человечеству на века. Это практически неисчерпаемый источник энергии. Но дело в том, что непосредственное применение…

Читать далее

Как сделать простую лампочку вечной

Устройство ставится и умещается в выключателе или рядом с ним. Оно позволяет плавно включать эл. лампу, т. е. до номинального значения увеличить ток через лампу…

Читать далее

Если вы когда-нибудь задавались вопросом: что такое тепловой аккумулятор, как он работает и какую пользу можете из этого извлечь лично вы, то читайте эту статью…

Читать далее

Технология строительства «Пассивный дом» — залог активной экономии

Еще в 1988 г., германский доктор Вольфганг Файст вместе с профессором Бо Адамсоном (из Швеции) предложили необыкновенную схему оборудования обычного здания. Сут…

Читать далее

Отапливание дома самодельной ветряной установкой

Наш заголовок — не шутка и не опечатка. Ветер действительно может обогреть жилище. Правда, для этого потребуется собрать ветряной генератор, об этом и пой…

Читать далее

Экологически чистая энергия

Экологически чистая энергия из возобновляемых природных источников — это весьма перспективная тема для ведения рационального хозяйства. Солнечные электростанции…

Читать далее

Я хочу предложить читателям интересное на мой взгляд и полезное устройство — портативную ветроэлектростанцию. В летнее время я с семьей часто отдыхаю на берегу…

Читать далее

Самодельный термогенератор с нагревом с помощью пара

Этим вопросом я задался, когда готовился пойти в поход на байдарках на две недели. Электроэнергия требовалась, прежде всего, для восполнения заряда аккумуляторо…

Читать далее

Цена солнечных батарей в России сейчас достаточно высока. Это обуславливается их малой распространенностью и отсутствием собственных производств….

Читать далее

Модернизация системы освещения в целях экономии электроэнергии

Немаловажную роль в формировании себестоимости выпускаемой продукции играет экономия электрической энергии, а именно рационального использования освещения цехов…

Читать далее

Самодельная солнечная батарея

В хозяйстве радиоконструктора всегда найдутся старые диоды и транзисторы от ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. В умелых руках это — богатство, кот…

Читать далее

Вода вместо бензина: электролиз — технология будущего

Это возможно самая важная вещь, которую вы когда-либо читали! Похоже, что изобретатель из США Стэнли Мэйер разработал электрическую ячейку, которая позволяет…

Читать далее

Установки для получения биогаза

В последнее время все большее внимание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и …

Читать далее

Асинхронный электродвигатель в качестве генератора

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхрон…

Читать далее

Продление жизни люминесцентным лампам

Стандартная схема включения люминесцентных ламп не лишена недостатков: гудит дроссель, глючит стартер, лампы моргают и никак не хотят загораться….

Читать далее

Вихревой индукционный нагреватель ВИН

Оказывается этот загадочный обогреватель ВИН устроен очень просто и его легко можно собрать прямо у себя дома. Рассмотрим вкратце принцип действия. В основу ра…

Читать далее

Примеры использования альтернативной энергии в виде готовых решений и устройств своими руками

Запасы углеводородов на нашей планете рано или поздно закончатся. Даже с учётом внедрения различных технологий по их экономии, истощение запасов угля, нефти и газа не за горами. Стоимость энергоносителей растёт и люди понимают, что о сохранности своего бюджета позаботиться могут только они сами. Поэтому обращают внимание на альтернативные источники энергии. Кроме того, интерес к альтернативной энергетике вызывается и банальным отсутствием в некоторых местах «благ цивилизации» в виде газа и электроэнергии. Часто получается так, что подвод электричества или газа в некоторые населённые пункты экономически не оправдан, а за свой счёт жители этого сделать не могут. Поэтому владельцы частных домов делают своими руками или приобретают различные установки для получения тепла и электричества. Ведь энергия содержится в солнечном свете, ветре, недрах Земли, приливах и отливах. Кроме того, используют разницу температур, энергию падающей воды и прочие источники альтернативной энергии. В этом материале мы поговорим о разных интересных установках в области альтернативной энергетики, сделанных своими руками.

Готовые решения для использования альтернативной энергии

Как вы знаете, окружающая природа полна энергии. Наверняка, все слышали о том, что можно достаточно эффективно использовать солнечный свет, ветер, приливов, отлив и другие возобновляемые источники энергии. Причём эту энергию можно использовать в масштабах целой страны, а можно только для обеспечения энергией частного дома или дачи.

Ниже приведены некоторые примеры установок, позволяющих преобразовывать альтернативную энергию в свет и тепло:

• Солнечная панель;
• Установка для получения биогаза;
• Тепловой насос;
• Ветряной генератор.

Если у вас есть в наличии свободные средства, то можно приобрести такие установки и оплатить монтаж. Благодаря наличию устойчивого спроса на такие установки производители за рубежом и в России наладили выпуск подобной продукции. Но если вы ограничены в средствах, то можно попробовать сделать такие установки своими руками.

Давайте разберём некоторые примеры.
Вернуться к содержанию
 

Тепловой насос

Принцип действия всех разновидностей тепловых насосов базируется на циклах Карно. Установка представляет собой холодильник. В процессе работы он забирает низкопотенциальную энергию при её охлаждении.

А затем проводит её преобразование в тепловую энергию с высоким потенциалом. В роли окружающей среды могут выступать воздух, земля, вода. Эти вещества в любой момент содержат определённое количество тепла.

В состав теплового насоса входят следующие основные узлы:

• Наружный контур, в котором находится природный теплоноситель;
• Внутренний контур, заполненный водой;
• Компрессор;
• Испаритель;
• Конденсатор.

Как и в бытовом холодильнике в таких системах используется фреон. Наружный контур, как правило, погружают в скважину с водой или просто в водоём на поверхности. Есть варианты, когда наружный контур закапывается в землю. Но это дорого стоит и не всегда можно осуществить.

Тепловой насос

Существуют готовые решения тепловых насосов, а есть те модели, которые делаются своими руками. Как сделать это устройство для использования альтернативной энергии своими руками? Для начала нужно найти компрессор. Если есть старый кондиционер или холодильник, можно снять с них. Мощность, требуемая на нагрев, составляет до 10 кВт.

Коллектор теплового насоса может быть установлен как горизонтально, так и вертикально. Второй вариант используется, если места недостаточно. Тогда делается бурение несколько скважин, в которые и опускается контур.

Если расположение горизонтальное, то коллектор закапывается в землю примерно на 1,5 метра. Теплообменник в воде делается тогда, когда обогреваемое жильё находится у берега природного водоёма. Для конденсатора потребуется ёмкость объёмом 120─140 литров.

В неё помещается змеевик из меди, где циркулирует фреон.

Испаритель может быть выполнен их пластиковой ёмкости того же объёма, что и конденсатор. В него вставляется медный змеевик, который совмещается через компрессор с тем, что находится в конденсаторе.

При изготовлении системы своими руками патрубок для испарителя обычно выполняется из куска канализационной трубы. С помощью патрубка выполняется регулирование поступления воды. Испаритель опускают в водоём.

При его обтекании вода запускает процесс испарение фреона. Тот, в свою очередь, поднимается наверх в конденсатор. Там он отдаёт тепловую энергию воде, в которой находится змеевик.

Эта вода обогревает дом, циркулируя в отопительной системе.

Стоит отметить, что температура воды в водоёме не столь важна. Главное, чтобы она там была постоянно. Если насос спроектирован и смонтирован правильно, то может обогревать дом зимой. Даже если температура воды в водоёме будет очень низкой. Летом тепловой насос может выступить в роли кондиционера для охлаждения помещения.

Вернуться к содержанию
 

Солнечные батареи

Это, пожалуй, наиболее распространённый вариант использования альтернативной энергии. В этом случае источников альтернативной энергии является солнечный свет, а преобразуется он в электрический ток. Принцип работы солнечной батареи можно посмотреть по ссылке.

Солнечная батарея

Солнечные батареи предлагаются в составе готовых решений и их можно изготовить своими руками. Если это установки фабричного производства, то, как правило, в комплекте идёт контроллер, инвертор, иногда аккумуляторы, необходимые провода и крепёж. Хотя можно встретить немало предложений, когда солнечные панели продаются отдельно.

Что касается изготовления солнечных батарей своими руками, то для многих это занятие стало настоящим хобби. Иногда даже проводятся выставки по тематике использования альтернативной энергии. На них энтузиасты показывают солнечные батареи, которые сделали своими руками.

Для самостоятельного изготовления гелиопанелей нужно купить фотоэлементы (на моно или поликристаллах) и спаять их в последовательную цепь. Количество элементов определяется требуемым напряжением и мощностью на выходе батареи. Изготовить фотоэлементы своими руками не получиться. Технология сложная и реализовать её можно лишь в фабричных условиях.

Итак, что необходимо сделать по шагам:

• Спаять в последовательную цепь фотоэлементы;
• Закрепить их на стеле, поликарбонате или другом материале, пропускающем солнечный свет. Исполнение бывает разным. Фотоэлементы располагаются между стёклами, а стыки изолируются. Иногда элементы просто закрепляют на стекле защитной автомобильной плёнкой;
• Изготовить корпус для батареи из алюминиевых уголков;
• Установить панель с фотоэлементами в корпус;
• Соединить панель с другими элементами гелиосистемы.

Подробнее об изготовлении солнечной батареи своими руками читайте по указанной ссылке.

Что касается типа фотоэлементов, то монокристаллические считаются более эффективными, чем поликристаллические. Они способны хорошо улавливать рассеянный солнечный свет, что важно в условиях пасмурной погоды.

Хотя есть мнение специалистов, что для эффективности работы солнечной батареи гораздо важнее равномерность свойств фотоэлементов, чем их тип.

В любой случае, на практике удаётся добиться КПД солнечной панели не более 15─17%.

Вернуться к содержанию
 

Установка для синтеза биогаза

Биогаз представляет собой чистый вид топлива, получаемый без ущерба для окружающей среды. Технология его получения основывается на деятельности анаэробных бактерий. В качестве сырья для синтеза биогаза используются пищевые отходы.

Установка для синтеза биогаза

Отходы как жидкие, так и твёрдые помещаются в ёмкость. Это должна быть герметичная ёмкость, которая оснащена шнеком. Он используется для перемешивания этой массы. Кроме того, должны быть предусмотрены:

• Вход для загрузки отходов;
• Выход для остатков отходов, которые не были переработаны;
• Патрубок для отвода газа.

Герметичность установки должна быть проведена особенно тщательно. Если газ из ёмкости планируется отбирать периодически, то нужно предусмотреть специальный клапан. С его помощью вы сможете сбросить избыточное давление, если необходимо. При разложении биологических отходов в этой установке выделяется сероводород и метан, в составе которых присутствует углекислота.

Вообще, создание установки для синтеза биогаза своими руками непростая задача. Обычно на практике используются готовые решения, но некоторые умельцы самостоятельно делают такие установки для получения альтернативной энергии. Для этого следует решить несколько задач, изложенных ниже:

• Нужно обустроить место для ёмкости. Её объём выбирается исходя из того, сколько будет одновременно перерабатываться отходов. Чтобы обеспечить эффективную работу установки, нужно заполнить её на 2/3. Сама ёмкость может быть из металла или из бетона. Что касается производительности, то 100 м3 газа получаются из 1 тонны пищевых отходов;
• Организовать подогрев. Для ускорения процесса ёмкость с отходами должна подогреваться. Здесь может быть несколько вариантов. К примеру, змеевик вокруг ёмкости или ТЭН под ёмкостью. Анаэробные бактерии становятся активными при нагреве до определённой температуры. Поэтому обогрев необходим;
• Автоматика. Обогрев должен включаться, когда загружается новая партия отходов и выключаться при достижении определённой температуры;
• Нужен газовый электрогенератор для преобразования полученного биогаза;
• Следует организовать сбор отработанного сырья отходов. Эти отходы можно использовать для удобрения на садовых грядках.

Такие установки для генерации биогаза применяются в США и Китае в различных частных хозяйствах и на фермах. Здесь основная проблема в том, чтобы организовать беспрерывное получение биогаза. А для этого потребуется постоянный поток пищевых отходов или навоза.

Вернуться к содержанию
 

Ветряной генератор

Ещё в далёком прошлом наши предки стали использовать ветряные мельницы. Чего-то принципиального в таких устройствах не изменилось. Только теперь энергия ветра используется не для получения муки, а для выработки электрического тока.

Привод от лопасти передаётся на генератор, и он преобразует энергию вращения в электрический ток. Есть немало готовых решений «ветряков», но ещё больше их изготавливается своими руками.

Такие установки для использования альтернативной энергии являются самыми популярными для самостоятельного изготовления после солнечных батарей.

Ветряной генератор

Чтобы изготовить ветрогенератор своими руками, потребуются:

• Генератор;
• Высокая башня;
• Накопительный аккумулятор;
• Лопасти.

Кроме того, нужно организовать хотя бы элементарную схему управления ветряным генератором для получения и накопления электричества. Сооружение башни и вращающихся лопастей является не очень сложным. Для этого нужно только немного соображать в механике и подобрать нужные материалы. А вот с генератором несколько сложнее.

Если есть лишние деньги, то можно купить уже готовый генератор с необходимыми характеристиками. Однако умельцы предлагают использовать для этого мотор от старой стиральной машинки. Его переделывают в генератор с использованием неодимовых магнитов.

Работа по переделке непростая. Места в виде углублений под магниты делаются путём расточки ротора двигателя на токарном станке. В полученные углубления магниты приклеиваются на суперклей. После этого ротор заворачивается в бумагу, а пространство между магнитами заливается «эпоксидкой». После высыхания бумага удаляется и проводится шлифование поверхности ротора «наждачкой».

Учтите, чтобы устранить залипание магнитов, их нужно расположить под небольшим наклоном. В этом случае, когда ротор будет вращаться, на магнитах будет возникать разность потенциалов. Тогда с клемм снимается электрический ток.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Вернуться к содержанию

Альтернативные источники энергии: 5 основных видов

На сегодняшний день существует множество альтернативных источников энергии, которые применяются как в быту, так и на производствах

К нетрадиционным источникам энергии относят энергию солнца, ветра, а также ту, которая вырабатывается мускульными усилиями человека. Подробности узнаем ниже.

Практичная альтернативная энергетика: виды

Альтернативные источники энергии – это разнообразные перспективные способы получения, а также передачи полученной электроэнергии. При этом такие источники энергии, возобновляемые, и приносят минимальный вред окружающей среде. К таким источникам энергии относятсясолнечные панели и солнечные станции.

Они в свою очередь подразделяются на 3 типа получения энергии с помощью:

• Фотоэлементов;
• Солнечных панелей;
• Комбинированных вариантов.

Популярно использование систем зеркал, которые нагревают воду до высоких температур, в результате чего получается пар, который, проходя через систему труб, крутит турбину. Ветряки и ветряные станции дают ток за счет энергии ветра, который крутит специальные лопасти, соединенные с генераторами.

Популярно использование энергии волн, а также приливов и отливов.

Как показывали опыты, такие электростанции способны вырабатывать около 15 кВт, что значительно превосходит по мощности солнечные и ветровые электростанции.

Из геотермальных источников горячая вода широко используется для вырабатывания электроэнергии. Интересно использование кинетической энергии в некоторых помещениях, например, в спортивных залах, где движущиеся части тренажеров соединены с помощью тяг с генераторами, которые, в результате движения людьми, вырабатывают электроэнергию.

Нетрадиционные источники энергии: способы получения

Нетрадиционные источники энергоснабжения – это в первую очередь получение электроэнергии с помощью ветра, солнечного света, энергии волн приливов и отливов, а также с использованием геотермальных вод. Но, помимо этого, есть и другие способы с использованием биомассы и других методов.

А именно:

1. Получение электричества из биомассы. Такая технология подразумевает под собой производство из отходов биогаза, который состоит из метана и углекислого газа. Некоторые экспериментальные установки (гумиреактор от Михаэль) перерабатывают навоз, солому, что позволяет получить из 1 т материала 10–12 м3 метана.
2. Получение электричества термальным способом. Преобразование тепловой энергии в электричество путем нагрева одних соединенных между собой полупроводников, состоящих из термоэлементов и охлаждения других. В результате разницы температур, получается электрический ток.
3. Водородная ячейка. Это устройство, которое из обычной воды путем электролиза позволяет получить достаточно большое количество водородно-кислородной смеси. При этом расходы на получение водорода минимальны. Но такое получение электроэнергии пока только лишь находится в стадии экспериментов.

Еще одной разновидностью получения электроэнергии является специальное устройство, которое называется двигатель Стирлинга. Внутри специального цилиндра с поршнем находится газ или жидкость.

При внешнем нагреве объем жидкости или газа увеличивается, поршень двигается и заставляет работать в свою очередь генератор. Далее газ или жидкость, проходя по системе труб, охлаждается и двигает поршень обратно.

Это довольно грубое описание, но дает понять, как работает данный двигатель

Варианты альтернативной энергии

В современном мире из-за некоторого ограничения природных ресурсов тепла и электроэнергии, некоторые люди используют альтернативные источники энергии. Одними из основных направлений альтернативной энергетики является поиск и использование нетрадиционных видов и источников.

Источники, с помощью которых можно получить электричество:

• Являются возобновляемыми;
• Могут успешно заменить традиционные;
• Постоянно усовершенствуются, ведутся разработки и исследования.

Оснащение пъезоэлементами высокой мощности турникетов в метро и на железнодорожных станциях позволяет, при наступлении на специальные пластины, от давления человеческого веса вырабатывать электроэнергию. Такие действующие установки в качестве эксперимента установлены в некоторых городах Китая и Японии.

Зеленая энергетика – получение биогаза, которым впоследствии можно отапливать дома из морских водорослей. Установлено, что с 1 га водной поверхности, занятой зелеными водорослями, можно получить до 150 000 м3 газа.

Использование энергии спящих вулканов, вода закачивается в вулкан, под воздействием тепла и высоких температур, превращается в пар, который по специальным трубам поступает к турбине и крутит ее. В настоящее время в мире действует всего 2 таких экспериментальных установки.

Использование сточной воды с помощью специальных ячеек, в которых находятся особенные бактерии, которые окисляют органику, приводит к тому, что в ходе химических процессов, происходит выработка электронов и, как следствие, электричества.

Источники энергии дома: варианты

В связи с ростом тарифов на энергию многие люди начинают задумываться не только об экономии энергии, но и об дополнительных источниках энергии. Некоторые люди предпочитают сделать самоделки своими руками, а некоторые предпочитают какие-либо готовые решения, к которым могут относиться определенные варианты.

А именно:

1. Установка на стекла солнечных панелей, которые обладают высокой прозрачностью, благодаря чему их можно размещать даже в многоэтажных домах. Но при этом их КПД даже в солнечную ясную погоду не превышает 10%.
2. Для освещения некоторых участков помещения используются светодиоды и светодиодные лампы на небольших аккумуляторах соединенных с солнечной панелью. Достаточно в течение дня заряжать, таким образом, аккумулятор чтобы вечером получить освещение.
3. Установка традиционных солнечных панелей, которые позволяют заряжать аккумуляторы и от них уже через инвертор частично питать домашние приборы и лампы. Можно также вырабатывать горячую воду в теплое время года путем установки вакуумного насоса и теплового коллектора на крышу.

У жителей, проживающих в городских условиях, к сожалению, выбор дополнительных источников энергии ограничен, в отличие от тех, кто проживает в загородных домах. В частном доме гораздо больше возможностей сделать автономное электроснабжение. А также сделать для загородного дома или на даче автономные независимые системы обогрева.

Отопление для частного дома: альтернативные источники энергии

Среди наиболее распространенных способов получения электроэнергии является движущая сила ветра. Достаточно поставить около загородного дома высокую мачту с движущимися лопастями, соединенными с генератором, чтобы получать электрический ток и заряжать аккумуляторы.

Для получения тепла, можно использовать тепловые насосы, при их использовании, можно брать тепло практически из любого места:

Принцип их работы, как в холодильнике, только при прокачивании через насос воздуха или воды, получается тепло. Самодельные конструкции, ничуть не уступают промышленным.

В домашних условиях можно самостоятельно изготовить подобные конструкции достаточно найти чертежи и изготовить ветряк, чтобы получить дешевое электричество буквально из воздуха.

Есть и другие виды и возможности получить электроэнергию и отопление для частного дома.

Эффективно использование обыкновенного генератора, особенно в северных регионах России, так как, при недостатке солнечного света, панели просто бесполезны.

То же самое касается и тепловых конвекторов, которые предназначены для нагрева воды. Несколько проще для получения тепла использование котла на биотопливе, в качестве материала для топки используются прессованные опилки, гранулы, в том числе и из соломы и торфа. Но такие котлы на биотопливе стоят несколько дороже, чем работающие на газе.

Ток и тепло своими руками: альтернативная энергетика для дома

Дармовая электроэнергетика для квартиры или частного дома всегда интересовала людей, так как в последние годы тарифы на отопление и электроэнергию только лишь растут.

И для экономии, многие люди стараются найти варианты получения тепла и энергии даром.

Для этого изготавливают разные системы, в том числе пытаются изобрети вечный источник, и придумывают необычные и новые способы получения тока и тепла.

Относительная бесплатная энергетика (сборка солнечных панелей своими руками):

• Можно приобрести части солнечной батареи в Китае;
• Самостоятельно все собрать;
• Как правило, к каждому комплекту прилагается схема сборки.
• Все это позволяет самостоятельно собрать панель и схему питания, в частности квартиры или частного дома.

Безтопливная халявная энергетика получается из электромагнитных волн – любые колебания можно преобразовать в электричество. Правда КПД таких схем очень мал, но, тем не менее, с помощью специально сделанных приборов можно заряжать телефоны и прочую мелкую бытовую технику.

Правда зарядка займет довольно длительное время.

Для получения тепла, некоторые умельцы используют метан, который в свою очередь получают из навоза животных и прочих отходов. Правильно сделанная система является хорошим вариантом для получения тепловой энергии и обогрева дома, а также для приготовления пищи.

Солнце и ветер, как альтернативные виды энергии

Альтернатива получения, как тепла, так и электричества, для многих людей является актуальной Малая солнечная энергетика – это использование солнечных батарей на основе кремния, количество получаемой энергии зависит от количества батарей, широты местонахождения дома или иного помещения.

Интересна технология получения энергии с помощью генераторов, достаточно к генератору подключить контроллер заряда, и соединить всю схему с аккумуляторами, так можно получить достаточное количество энергии.

Актуально использование специальных термоэлектрических преобразователей энергии тепла в электричество, проще говоря, использование термопары из полупроводников.

Одна часть пары нагревается, вторая охлаждается, в результате этого возникает свободная электроэнергия, которую можно использовать в быту.

Можно использовать в качестве выработки энергии детей, достаточно соединить на детской площадке качели с динамо-машиной с тем, чтобы получать небольшой процент электроэнергии, который может использоваться для освещения детской площадки.

Бесплатная электроэнергия своими руками (видео)

Альтернатор или, проще говоря, генератор электроснабжения на сегодняшний день является наиболее привычным способом получения электрической энергии. Но, несмотря на это, находится достаточно много возможностей для получения электроэнергии с использованием альтернативных источников по всему земному шару.

• admin IDV
• Распечатать

Альтернативная энергетика своими руками для дома

Хозяева домов могут уменьшить счета за электроэнергию, если применят альтернативные энергосберегающие технологии.

Для этого можно установить на своем участке, на плоских и наклонных поверхностях крыши дома:

• солнечные батареи;
• солнечные коллекторы;
• ветрогенераторы;
• светодиодные фонари;
• тепловые насосы.

Все это источники переменного тока, получаемого от солнца, воды и ветра. Полученного количества тепла и электричества хватит для помещений и подсобных хозяйств, например, теплицы.

Для установки таких средств приобретают готовые комплектующие в магазинах, выполняют сборку, монтаж и установку.

Альтернативная энергия которая будет использоваться для частного дома доступна с точки зрения технологий и финансово, так как часто реализуется своими руками.

Собираем альтернативный источник энергии | Лучшие идеи для частного дома

Получать электроэнергию и тепло от общих сетей финансово невыгодно. Экологии наносится вред. Автономные энергоэффективные технологии снабжают необходимыми энергоресурсами. Оплата коммунальных услуг снижается. Окружающая среда не загрязняется.

Доступны разные виды альтернативной энергетики для сбережения ресурсов, которые можно использовать.

Солнечные батареи

Солнечный поток – это энергия, при помощи которой получают:

• тепло для обогрева дома;
• электричества – свет и работа электроприборов.

Плюсы:

• неограниченность ресурса;
• экологичность;
• полная бесшумность;
• трансформация исходной энергии в разные виды;
• самостоятельное конструирование.

КПД солнечных панелей зависит от интенсивности ухода за ними. При появлении налета пыли или грязи отдача снижается.

У монокристаллов коэффициент полезного действия составляет 14%, тогда как у поликристаллов – 9%.

Получение электроэнергии из недр земли

Чтобы получить из недр Земли энергию, устанавливают тепловой насос, работающий по геотермальному принципу. Схема универсальная – она дает возможномть получать электричество как из почвы, так и из грунтовых вод.

Генератор из биоотходов

Биогаз также используется для отопления. Принцип работы прибора аналогичен тем, которые работают на природном топливе. Получают энергоресурсы благодаря жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в закрытую емкость. В баке процесс жизнедеятельности бактерий приводит к выделению газа метана.

Недостаток – нужен постоянный источник отходов. Поэтому станцию, работающую на биотопливе, используют на фермах.

Энергия из ветра

Использование ветрогенератора основано на принципе мельницы. Вращающиеся лопасти вырабатывают электричество.

Применение возможно только в областях, где постоянно дуют ветра, которые должны обладать достаточной мощностью, для того, чтобы вращать лопасти.

Самодельная гидроэлектростанция

Если в шаговой доступности находится ручей со стремниной, то на нем можно организовать самодельную электростанцию. Это даст дополнительную возможность получать электричество.

Зарядка аккумулятора от солнечной батареи

Для того, чтобы повысить автономность работы аккумулятора, используют солнечные батареи. Оснастив накопительное устройство солнечными пластинами в 30-35 мА, можно обеспечить бесперебойное питание устройства, выдающего емкость в 0,5 А/ч.

Единственная проблема, которая может в этом случае возникнуть – облачная погода. Она растягивает во времени зарядку аккумулятора. Ночью процесс останавливается.

Тепловые насосы для отопления

Тепловые насосы – это емкость, заполненная фреоном. Весь режим работы альтернативного устройства основан на цикле Карно, когда тепло забирается из окружающей среды.

Принцип работы теплового насоса

В состав насоса входят:

• Внешний контур, который заполняется теплоносителем природного происхождения.
• Внутренний контур, который заполняют проточной водой.
• Испаритель.
• Компрессор.
• Конденсатор.

Принцип работы заключается в том, что наружный контур помещается в любой тип теплоносителя, например, в водоем. При перепадах температуры (между дневными и ночными показателями) происходит выделение тепла водой. Этот выделенный излишек забирается внутренним контуром и преобразуется в энергию.

Сборка теплового насоса из подручных материалов

Для того, чтобы в домашних условиях изготовить альтернативный тепловой насос необходим в первую очередь компрессор мощностью не менее 7 кВт.

Вторым элементом является конденсатор, который должен быть выполнен из нержавеющего металла. Внутрь бака помещается медный змеевик.

Важно – там, где змеевик выходит из бака необходимо продумать элементы крепления, которые позволят подсоединить шланг. Суть змеевика заключается в том, что в нем будет находиться фреон.

Пластиковый испаритель должен иметь приблизительно такой же объем бака, как и накопитель. В нем устанавливают продолжение змеевика, по которому в дальнейшем будет циркулировать фреон.

Советуем почитать:  Всемирный день вторичной переработки

Вход в бак снабжается канализационной трубой. Бак будет наполняться водой из природного резервуара.

Схема работы и последовательность шагов:

• Испаритель устанавливается в водоеме. Он заполняется водой.
• Хладагент испаряется.
• Он поднимается по трубам и переходит в емкость испарителя.
• Из-за перепада температуры он конденсируется и выделяет тепло.

Устройство и использование ветрогенераторов

Конструкция ветрогенератора состоит из двух основных частей. Механическая часть состоит из столба, к которому крепится вертушка. Столб ставят как можно дальше от дома.

Подвижная часть представляет собой лопасти, прикрепленные к цилиндру, внутри которого имеется шарикоподшипниковый механизм. Он обеспечивает вращение.

Интенсивность оборотов влияет на количество тока, который будет вырабатывать вся конструкция.

Вторая часть – это генератор. Его можно приобрести в электротехническом магазине.

Основная задача правильно совместить две части изделия, для его правильной работы.

После сборки устанавливать конструкцию нужно в тех местах, где потоки воздуха смогут крутить лопасти максимально быстро и долго. Иначе эффективность будет низкой.

Классификация ветряных генераторов – источников альтернативной энергии

По типу конструкции ветрогенераторы могут быть:

• Горизонтальные – крыльчатые.
• Вертикальные – карусельного типа.

Устройство ветряного генератора

Конструкция обуславливает следующий принцип действия альтернативного механизма:

1. Лопасти колеса вращаются под действием ветра.
2. Вращение передает на ротор двигателя крутящий момент. Сам вал находится внутри конструкции. Между лопастями и валом расположен редуктор, который способен преобразовать малое количество вращений в большее – для того, чтобы увеличить мощность.
3. Далее располагается инвертор. Он преобразует механическое движение в электрический ток.
4. Завершает всю конструкцию аккумулятор, который собирает полученное электричество и доставляет его в дом.

Электростанция на солнечных батареях

Установка солнечных панелей потребует:

• Накопители, представляющие из себя фотоэлементы.
• АКБ – для накопления заряда.
• Контроллер, который позволит следить за аккумулятором.
• Устройство для преобразования 12 или 24 В тока в 200 В.
• Конструктивные и фиксирующие элементы.

Особенности установки на доме

Следует учесть, что угол наклона должен меняться. Зимой альтернативный солнечный накопитель следует переводить в положение с большим углом к горизонту. Делается это для того, чтобы на солнечном коллекторе не скапливался снег. Иначе это приведет к резкому уменьшению эффективности.

Выбирать следует участок крыши дома, которая обращена на южную, восточную или юго-восточную стороны света.

Советуем почитать:  Возвратные и безвозвратные отходы производства

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Для получения горячей воды и отопления в частном доме используют альтернативный коллектор, работающий от солнечного тепла. Принцип работы и устройство конструкции:

1. Короб. Металлический прослужит дольше. Выполненный из плит ОСБ, ДВП, ДСП – более дешевый вариант, но его эксплуатации будет менее длительная. Для увеличения срока службы пропитывают плиту специальными септиками и лаками.
2. На дно короба укладывается минеральная вата или пенопласт – они служат теплоизоляторами и предотвращают теплопотери.
3. На плиту укладываются плотными рядами трубы. Лучший материал медь – обладает высокой теплопроводностью. Допускаются металлопластиковые варианты, но их энергоэффективность будет на 20% меньше медных.
4. Входная часть и выходная снабжаются фиттингами. Они обеспечивают подключение к коммуникациям водоснабжения дома.
5. Сверху короб закрывается стеклом. Можно также использовать акриловый материал или монолитный поликарбонат. Важный момент – поверхность должна быть не гладкой, а рифленой, для лучшего процесса нагрева. Солярное стекло обладает способностью устранять потери тепла. Оно обеспечивает меньшие энергопотери.

Далее вся альтернативная конструкция подключается к источнику воды, который будет циркулировать внутри помещения.

Как сделать ветрогенератор?

Вертикальные ветрогенераторы просты в конструкции. Их легко смастерить для использования в частных домах, причем можно выполнить это своими руками. Данный вид альтернативного источника бладают высокой эффективностью, КПД и надежностью эксплуатации.

Вертикальное расположение ветряка у дома позволяет лучше улавливать потоки ветра и не переживать за устойчивость всей конструкции.

Изготовление ветроколеса для дома

Альтернативное ветроколесо имеет лопасти, насаженные на конус или цилиндр. Подшипник будет вращать их на валу, далее идет редуктор и генератор электрического тока. Включить в цепь не получится напрямую. Необходимо далее трансформировать энергию в переменный ток.

Сборка, установка и подключение

При сборке и установке альтернативного вертикального ветряка выбирают любое место рядом с домом для расположения всей конструкции. Профиль лопастной конструкции позволяет получать высокий коэффициент полезного действия.

У горизонтального конструктивного решения ветряка необходимо предусмотреть высокий шест. Лопасти располагают как можно выше.

Обоим типам понадобится АКБ.

Использовать в доме альтернативные источники энергии – выгодно и надежно. Применяют как один из видов, так и сразу несколько с учетом погодных и климатических условий.

Альтерн. энергия

Это небольшое устройство является одновременно батареей на солнечных батареях и беспроводной зарядной площадкой. С одной стороны — поликристаллическая солнечная панель мощностью 3 Вт, способная

Читать далее

Привет всем! Сегодня в статье я попытаюсь вам подробнейшим способом описать изготовление полезной самоделки. А именно сегодня мы подробно рассмотрим, как сделать компактную динамо-машину для зарядки

Читать далее

Несколько лет назад мастер купил лампу на распродаже. Отражатель лампы был изготовлен из алюминия и имел вогнутую поверхность в виде параболического зеркала. Во время моих первоначальных

Читать далее

В СССР для питания велофары устанавливали динамо. Для того чтобы, при движении велосипеда, лампочка в фаре светилась, нужно было металлическое колесо, установленное на динамо, прижать к шине

Читать далее

toozpick
Генераторы / Химия и опыты
10-12-2019, 15:25
5

Рейтинг: 4.37 из 10

Приветствую, Самоделкины! Наступила зима, похолодало и этому старенькому аккумулятору уже не под силу завести двигатель автомобиля. Скорее всего аккумулятор потерял значительную часть своей емкости,

Читать далее

Здравствуйте, уважаемые читатели! Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как построить своими руками велогенератор. На базе велосипеда можно создать генератор, с помощью которого можно запитывать

Читать далее

warenic
Альтерн. энергия
11-11-2019, 17:29
10

Рейтинг: 8.15 из 10

Доброго времени суток, уважаемые читатели и любители помастерить! Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как сделать небольшую биогазовую установку работающую на отходах. Мастер antoniraj с

Читать далее

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «В гостях у Самоделкина». В этой статье представлен вариант изготовления генератора для лодочного мотора Tohatsu M5 (5 л.с.). В спецификации к мотору (среди

Читать далее

pogranec
Альтерн. энергия / Ветряки
18-10-2019, 22:53
6

Рейтинг: 7.41 из 10

С развитием технологий, альтернативная энергетика все больше входит в жизнь современного общества. Солнечная энергетика, ветрогенераторы, гидрогенераторы и даже геотермальное отопление для

Читать далее

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины! Портативные зарядные устройства на аккумуляторах (Powerbank) уже давно вошли в повседневную жизнь. В данной статье, автор YouTube канала «KJDOT»

Читать далее

Приветствую любителей помастерить, предлагаю к рассмотрению автономный источник питания, от которого можно зарядить мобильный телефон, ноутбук и прочую технику, а также можно организовать систему

Читать далее

pogranec
Автосамоделки / Генераторы
2-09-2019, 00:25
15

Рейтинг: 8.4 из 10

А нужно, для переделки бензинового автомобиля в электрический, всего то немного, заменить двигатель ДВС на электро. Как справился с этой задачей мастер-самодельщик, мы и узнаем из этой статьи. Раньше

Читать далее

Гелиостат, это устройство способное поворачивать зеркало, (в данном случае солнечную панель) так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение

Читать далее

Привет всем любителям помастерить, а также тем, кто может находить выходы из сложных жизненных ситуаций. Сегодня мы рассмотрим проект, как автор организовал бесплатный полив огорода, используя

Читать далее

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками, видео

Генератор из биоотходов

Биогаз – это экологически чистый вид топлива. Используют его аналогично природному газу. Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в ёмкость, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислоты.

Данную технологию активно используют в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы в домашних условиях получать биогаз непрерывно, нужно иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Для сооружения такой установки понадобится герметичная ёмкость с вмонтированным шнеком для перемешивания, патрубок для отвода газа, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отработанных отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, то понадобится установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы у ёмкости не сорвало «крышу». Порядок действий следующий.

1. Выбираем место для обустройства ёмкости. Размер подберите исходя из количества имеющихся отходов. Для эффективной работы целесообразно её заполнение на две трети. Резервуар может быть металлическим или из армированного бетона. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой ёмкости. Из тонны отходов выйдет 100 кубов газа.
2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, потребуется подогрев содержимого. Его можно осуществить несколькими путями: под ёмкость поместить змеевик, подключенный к системе отопления или установить ТЭНы.
3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определённой температуре они становятся активными. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит обогрев при поступлении новой партии и отключит, когда отходы прогреются до заданной температуры.
   Полученный газ можно преобразовать в электричество через газовый электрогенератор.

Совет. Отработанные отходы используются в качестве компостного удобрения для садовых грядок.

Энергия из ветра

Наши предки давно научились применять энергию ветра для своих нужд. В принципе, с тех пор конструкция почти не изменилась. Только жернова сменил привод генератора, преобразующий энергию вращающихся лопастей в электричество.

Для изготовления генератора понадобятся следующие детали:

• генератор. Некоторые используют мотор от стиральной машинки, слегка преобразовав ротор;
• мультипликатор;
• аккумулятор и контроллер его заряда;
• преобразователь напряжения.

Существует множество схем самодельных ветрогенераторов. Все они комплектуются по одному принципу.

1. Собирается рама.
2. Устанавливается поворотный узел. За ним монтируются лопасти и генератор.
3. Монтируют боковую лопату с пружинной стяжкой.
4. Генератор с пропеллером крепится на станину, затем её устанавливают на раму.
5. Подсоединяют и соединяют с поворотным узлом.
6. Устанавливают токосъёмник. Соединяют его с генератором. Провода подводят к батарее.

Совет. От диаметра пропеллера будет зависеть число лопастей, а также количество генерируемого электричества.

Тепловой насос

Чтобы получить энергию из земных глубин, потребуется соорудить достаточно сложное устройство, которое позволит получать альтернативную энергию из грунтовых вод, самого грунта или из воздуха. Чаще всего такие устройства применяют для обогрева помещений. По сути, агрегат представляет собой большую холодильную камеру, которая при охлаждении окружающей среды преобразует энергию и отдаёт в виде тепла с высоким потенциалом. Составляющие системы:

1. Наружный и внутренний контур с фреоном.
2. Испаритель.
3. Компрессор.
4. Конденсатор.

Коллектор можно установить вертикально, если площадь участка не позволяет установить горизонтальный. Бурят несколько глубоких скважин и опускают в них контур. Горизонтально его располагают в грунт на глубину полтора метра. Если дом расположен на берегу водоёма, теплообменник прокладывают в воде.
Компрессор можно взять от кондиционера. Конденсатор изготавливается из 120 л бака. В ёмкость вставляется медный змеевик, по нему будет циркулировать фреон, и вода из отопительной системы начнёт прогреваться.

Испаритель изготавливается из пластиковой бочки объёмом более 130 литров. В этот бак вставляется ещё один змеевик, его совмещение с предыдущим будет осуществляться через компрессор. Патрубок испарителя делают из обрезка канализационной трубы. Посредством патрубка регулируется поступление воды из водохранилища.

Испаритель опускается в водоём. Вода, обтекая его, побуждает испарение фреона. Газ поднимается в конденсатор и отдаёт тепло воде, которая окружает змеевик. Теплоноситель циркулирует в системе отопления, обогревая помещение.

Совет. Температура воды водоёма не имеет значения, важно лишь её постоянное наличие.

Энергия солнца — в электричество

Солнечные панели впервые начали делать для космических кораблей. В основе устройства лежит способность фотонов создавать электрический ток. Вариаций конструкции солнечных батарей великое множество и каждый год они совершенствуются. Самостоятельно изготовить солнечную батарею можно двумя способами:

Способ №1. Купить готовые фотоэлементы, собрать из них цепь и накрыть конструкцию прозрачным материалом. Работать нужно предельно осторожно, все элементы очень хрупкие. Каждый фотоэлемент имеет маркировку в вольт-амперах. Посчитать нужное количество элементов для сбора батареи необходимой мощности не составит большой сложности. Последовательность работы такая:

• для изготовления корпуса понадобится лист фанеры. По периметру прибиваются деревянные рейки;
• в листе фанеры сверлятся отверстия для вентиляции;
• внутрь помещается лист ДВП со спаянной цепью фотоэлементов;
• проверяется работоспособность;
• на рейки прикручивается оргстекло.

Способ №2 требует знаний электротехники. Электрическая цепь собирается из диодов Д223Б. Спаивают их по рядам последовательно. Помещают в корпус, накрытый прозрачным материалом.

Фотоэлементы бывают двух видов:

1. Монокристаллические пластины обладают КПД 13% и прослужат четверть века. Безупречно работают только в солнечную погоду.
2. Поликристаллические имеют КПД ниже, их срок службы всего 10 лет, но мощность не падает при облачности. Панель площадью 10 кв. м. способна произвести 1КВт энергии. При размещении на крыше стоит учитывать общий вес конструкции.

Готовые батареи размещают на самой солнечной стороне. Панель необходимо оснастить возможностью регулировки наклона угла по отношению к Солнцу. Вертикальное положение устанавливают во время снегопадов, чтобы батарея не вышла из строя.

Солнечную панель можно использовать с аккумулятором или без него. Днём потреблять энергию солнечной батареи, а ночью — аккумулятора. Либо днём пользоваться солнечной энергией, а ночью — от центральной сети электроснабжения.

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.

Альтернативные источники энергии: видео

Источники энергии для дома: фото

Альтернативные источники энергии для электроснабжения дачи или дома

В современных городах существует высокая концентрация населения, которому поставляется электрическая энергия высокого качества. А в сельской местности, характеризующейся протяженными линиями воздушных передач, этот вопрос до конца не решен.

Напряжение, подводимое к зданиям, расположенным на удаленных концах ЛЭП, не только не отличается стабильностью, но может отключаться по различным причинам.

В этой ситуации люди ищут альтернативные источники электрической энергии, которые способны поддерживать нормальное электроснабжение на даче и в частном доме.

Наши советы помогут домашнему мастеру выбрать наиболее подходящий тип генератора, который оптимально подойдет для восстановления напряжения на время устранения неисправностей на питающей ЛЭП или позволит использовать его мощность для постоянного электроснабжения.

Содержание статьи

Краткие сведения о возможностях домашней электростанции

Термином «генератор» называют технические устройства, способные вырабатывать электрический ток за счет преобразования какой-то исходной энергии в электричество. Например, на автомобиле оно создается за счет механического вращения ротора внутри статора, а у гелиобатареи — в результате облучения лучами солнечного света чувствительных фотоэлементов.

Электрические генераторы выпускаются широким ассортиментом, выполняют различные задачи электроснабжения. Для правильного выбора альтернативного источника энергии его необходимо точно проанализировать по характеристикам:

• максимальной мощности нагрузки;
• видам электрического тока: постоянной или синусоидальной формы;
• параметрам потребителей (резистивная или реактивная нагрузка), влиявших на запуск и работу;
• продолжительности рабочего цикла;
• способам включения: ручной или автоматический режим;
• другим специфическим условиям эксплуатации.

Это значит, что один альтернативный источник энергии способен автономно обеспечивать электрическим питанием не только частный дом, но и поселок, а другой — едва справится с мощностью потребителей одной квартиры. Но стоимость их будет отличаться на несколько порядков.

Минимальные требования к домашнему источнику электроэнергии

Перед выбором самого простого генератора для дома следует учесть только основные приборы, которые он должен питать, и подбирать его по их параметрам. Например, если электричество отключают всего на несколько часов, то можно исключить работу холодильников и морозильников, ибо они способны держать холод в течение этого периода.

Минимальные функции бюджетного источника электрической энергии способен обеспечить обыкновенный автомобильный аккумулятор с напряжением 12 вольт любой мощности, но, желательно — увеличенной. К нему можно подключить:

1. резервное освещение на основе нескольких светодиодных светильников;
2. ноутбук, компьютер или цифровой телевизор напрямую к выходным цепям блока питания. Этим исключается двойное преобразование постоянного и переменного напряжений 12 вольт в 220 и назад.

Аккумулятор будет питать эти приборы и постепенно разряжаться. Для его подзаряда достаточно использовать снятый с автомобиля генератор, ротор которого можно крутить велосипедным тренажером.

С этой целью заднее колесо велосипеда просто вывешивают на подставке, а на одну из его свободных звездочек устанавливают вторую цепь, которая будет передавать крутящий момент от педалей на ротор автомобильного генератора.

Можно использовать любой другой доступный способ передачи энергии вращения, например, за счет создания прямого контакта от покрышки колеса прямо на наконечник оси ротора.

За счет такой простой конструкции удобно заниматься на велотренажере и одновременно смотреть телевизионные передачи или пользоваться интернетом с ноутбука или компьютера. В условиях дефицита физических нагрузок это довольно неплохой способ поддержания здоровья и одновременной экономии электроэнергии для дома.

Обзор особенностей альтернативных источников энергии

Возможности синхронных и асинхронных конструкций

Генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую, работает следующим образом:

• обмотка ротора вращается внутри магнитного поля и по ней протекает ток;
• его магнитное поле по магнитопроводу проникает через витки статора и индуцирует в них синусоидальный электрический ток.

В зависимости от конструктивных особенностей статора и ротора их электромагнитные поля могут вращаться одинаково, как у синхронных конструкций, или — быть смещены на величину скольжения у асинхронных.

Простой самодельный генератор асинхронного типа можно сделать своими руками из обыкновенного асинхронного двигателя. Его просто надо подобрать по электрическим характеристикам и, особенно — величине вырабатываемой мощности.

Выбирая для дома конструкцию генератора по мощности, учитывают, что при запуске любых электрических двигателей в схеме питания возникают токи нагрузок с апериодическими составляющими. Их может устранить только специальная система подключения частотного преобразователя, которая еще редко применяется на практике.

Большие амплитуды токов обычного запуска двигателя способны заглушить работу генератора асинхронного типа. Поэтому при его подборе под нагрузки подобного индуктивного типа необходимо предусматривать трехкратный запас мощности. А синхронным моделям подобный резерв создавать не требуется.

На основе синхронных и асинхронных конструкций работают автономные генераторы, получающие питание от двигателей внутреннего сгорания, а также водяные и ветряные конструкции, выполняющие задачи электроснабжения различными способами.

Генераторы на двигателях внутреннего сгорания

Сейчас домашнему мастеру не сложно купить подобную заводскую модель, ориентируясь не только на стоимость топлива и конструкции, но и выходную цену производства одного киловатт часа электроэнергии. Эту характеристику желательно просчитать для всех типов двигателей сгорания.

Бензогенераторы

Подобные альтернативные источники электрической энергии создаются для непрерывной эксплуатации в течение нескольких рабочих часов. Самые маленькие модели, обладая небольшим весом, способны вырабатывать мощность менее 1кВт.

Простая конструкция имеет отвод тепла за счет естественной рециркуляции воздуха. После этого она требует остановки для охлаждения и обслуживания.

На лицевой панели расположены элементарные органы управления и приборы контроля работы бензинового двигателя и электрических характеристик генератора. Они необходимы для визуального наблюдения параметров со стороны оператора.

Средний класс бензогенераторов способен выдавать мощности до нескольких киловатт для электроснабжения частного дома.

Генераторы на дизельном топливе

Альтернативные источники энергии, работающие на солярке, лучше приспособлены к длительному электроснабжению потребителей. Они могут иметь систему обдува и отдельные функции, облегчающие эксплуатацию. Обычно их выпускают с повышенной мощностью.

Дизельные генераторы, как и бензиновые, образуют неприятный для человека выхлоп отработавших продуктов сгорания топлива, при работе создают раздражающий слух шум. Поэтому они требуют установки в удаленных помещениях и монтаж системы отвода газов от дома в атмосферу.

Газогенераторы

Эти альтернативные источники энергии питаются от различных видов природного газа, включая метан. Выходная мощность, как и у дизельных конструкций, может составлять от нескольких киловатт, что вполне достаточно для электроснабжения отдельного дома.

Приборы среднего класса мощности уже имеют в своем составе систему автоматики, использующую режим автоматического включения резерва — АВР, который оперативно восстанавливает питание дома при пропадании напряжения на основной линии электроснабжения.

По сравнению с дизельными аналогами равной мощности газогенераторы меньше шумят, а выделяемые продукты сгорания не обладают высокой токсичностью.

Газогенераторы часто выпускают в модульном контейнером исполнении, позволяющем устанавливать их поблизости от жилого здания. При подключении к системе газоснабжения или специальной емкости, регулярно заправляемой топливом, они способны работать в качестве источников постоянного электроснабжения.

Генераторы комбинированного типа

В зависимости от конструкции подобные альтернативные источники энергии способны работать на различных видах топлива. Чаще всего они используют сочетания газа с бензином или соляркой.

Генераторы комбинированного типа обладают преимуществами газовых конструкций и в то же время их двигатель способен работать от других видов топлива.

Перечисленные устройства генераторов приведены с минимальным набором функций электроснабжения, которые могут понадобиться владельцу частного дома или дачи. Более мощные конструкции в каждом классе способны выполнять повышенные задачи, работая автономной электрической станцией.

Генераторы на природной энергии

Домашнего мастера могут заинтересовать конструкции альтернативных источников энергии, работающих за счет:

• порывов ветра;
• течения воды;
• облучения солнечным светом.

Ветрогенератоы

Довольно заманчивые предложения об использовании энергии ветра часто заканчиваются разочарованием.

Причин для этого много потому, что такие альтернативные источники энергии на первый взгляд обладают простой конструкцией, а на самом деле требуют точного инженерного расчета и анализа метеорологических особенностей местности.

Многие попытки изготовить ветрогенератор своими руками заканчиваются неудачами из-за:

• трудностей создания устройства эффективного ветряного колеса с лопастями винта аэродинамической формы, которая давно применяется в самолетостроении;
• сложностей учета меняющихся скоростей ветра;
• расположения вращающихся частей на высоте вдали от жилого строения;
• обеспечения жесткой и прочной конструкции мачты, способной надежно противостоять ураганным нагрузкам.

Производители ветрогенераторов стандартизируют свою продукцию под разные климатические условия, предлагают всевозможные технические решения по мощности, различные способы установки вплоть до простого монтажа на крыше здания. Однако это может закончиться расшатыванием строительных элементов стен и крыши, образованием в них трещин.

Самодельные гидроэлектростанции

Альтернативные источники электрической энергии, использующие мощности водяного потока, проще всего подходят для изготовления своими руками.

Они могут работать от небольшого ручья, как видно на фотографии, или направляемого на них более мощного потока реки.

Показанная ниже гидроэлектростанция собрана руками нескольких умельцев. Она питает бесплатной электроэнергией 30 домов в сельской местности.

Для подобных конструкций можно использовать асинхронные электродвигатели, переключенные в режим генератора. Их устанавливают на стационарно смонтированном оборудовании, как показано на фото выше, или на плавающих станциях.

Энтузиасты гидроэлектростанций создают свои устройства разных типов, используя их в самых неожиданных местах, например, потоках фекальных вод очистных сооружений.

Недостатки подобных конструкций:

1. обязательное наличие потока воды, способного крутить водяное колесо;
2. замерзание водоемов во время морозов.

Чтобы не терять электроэнергию гидроэлектростанции в зимний период существуют конструкции водяных колес, располагаемых на дне реки. Они создаются для круглогодичного электроснабжения.

Солнечные батареи и станции

Если первоначальные конструкции гелиобатарей разрабатывались только для космических аппаратов, то сейчас их массово производят для бытового использования.

Солнечные батареи работают в разных устройствах. Они применяются для питания электроэнергией небольших приборов в качестве автономного источника и мощных электрических станций.

Для создания домашней гелиостанции необходимо использовать:

• солнечные батареи, которые вырабатывают постоянный ток;
• контроллер, принимающий и распределяющий энергию батарей на:
• аккумуляторы, служащие накопителями;
• потребители постоянного тока;
• инвертор, изменяющий форму сигнала до чистого синуса и повышающий его напряжение до 220/380 вольт.

Все эти устройства необходимо согласовать по мощности, техническим характеристикам и нагрузкам.

Выбирая любую конструкцию альтернативного источника энергии для электроснабжения дачи и дома, не забывайте об элементарном соблюдении правил электрической безопасности. Обязательно используйте автоматические защитные устройства.

Практическую реализацию принципов автономного электроснабжения дома и оборудования фермы на примере ветрогенератора и солнечной электростанции можно посмотреть в видеоролике компании МикроАрт.

Поскольку статья носит чисто обзорный характер, то многие технические вопросы в ней не раскрыты. Задавайте их в комментариях. Сейчас вам удобно поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Альтернативная энергия (источник) для частного дома своими руками

Вопрос энергосбережения, обеспечения себя наиболее выгодными и не дорогостоящими ресурсами беспокоит, наверное, каждого хозяина частного дома. Хочется организовать себе наиболее комфортные условия проживания.

Во многом весомую роль играет энергоснабжение жилья. Так как от этого может зависеть не только наличие электричества, но и работа отопительных систем, например. Поскольку зачастую в частных домах есть больше возможностей для организации автономной системы питания, не нужно сбрасывать данное преимущество со счетов, а стоит воспользоваться всеми доступными выгодами.

Очень часто, к сожалению, обеспечение автономной системы энергоснабжения может влететь в копеечку. Что же делать в том случае, если нет возможности покрыть подобные расходы? В таких случаях на помощь приходят альтернативные источники энергии для дома, но возможно ли создать их своими руками?

Какие виды автономного питания и энергоснабжение применимы на собственном участке?

Поскольку купить дорогостоящее оборудование для преобразования энергии солнца или ветра в электрическую или тепловую не представляется возможным для большинства населения, стоит рассмотреть другие варианты обеспечения себя необходимыми ресурсами по гораздо меньшей стоимости.

Например, стоит рассмотреть такие варианты:

• Генератор из биоотходов;
• Тепловой насос;
• Созданная в домашних условиях солнечная батарея;

Все вышеперечисленное оснащение будет в разы дешевле купленного специального оборудования. Конечно, его продуктивность может быть не такой высокой, как у промышленно изготовленных устройств, тем не менее, для обеспечения энергии на одном среднестатистическом жилом участке этого может быть вполне достаточно.

Возможно ли самостоятельно создать альтернативные источники энергии для дома своими руками?

Итак, давайте все же разберемся, как создать своими руками и использовать ресурсы альтернативной энергии для частного дома.

• Начнем с применения биоотходов. В домашних условиях можно создать генератор, который будет работать по принципу функционирования природного газа. Если поместить отходы в емкость, которая будет полностью закрытой, то начнутся процессы разложение, в результате которых будет выделяться метан, сероводород и углекислота. Далее этот газ с помощью генератора будет преобразовываться в электроэнергию. Единственное, о чем следует помнить, что для функционирования данного оборудования вам потребуется постоянное наличие отходов.
• Также неплохим вариантом может оказаться тепловой насос. Но стоит заметить, что данный прибор не очень прост в создании. Для его функционирования может потребоваться водоем. Поэтому подобный вид получения альтернативной энергии подойдет не всем.
• Что же касается солнечных батарей, то данный источник альтернативной энергии для дома можно создать своими руками, и для этого вам потребуется гораздо меньше усилий. Фотоэлементы для них продаются уже готовыми. Рассчитать необходимое количество также не составить труда, ведь мощность на них будет указана. Помимо этого, вам будут нужны деревянные рейки и фанерные листы. Вся конструкция собирается достаточно просто и является одним из наиболее доступных вариантов.

Для того, чтобы собрать один из данных источников альтернативной энергии для дома своими руками вам не потребуются глубокие инженерные познания. Достаточно приложить немного усилий, времени и терпения. Но даже при возникновении трудностей, помните, что потратив силы и средства один раз, вы получите оснащение, которое сохранит их в будущем и во многом облегчит вашу жизнь.

Возобновляемые источники энергии | Типы, формы и источники

В настоящее время наиболее популярными возобновляемыми источниками энергии являются:

1. Солнечная энергия
2. Ветровая энергия
3. Гидроэнергетика
4. Приливная энергия
5. Геотермальная энергия
6. Энергия биомассы

1) Солнечная энергия

Солнечный свет – один из самых богатых и свободно доступных энергетических ресурсов нашей планеты. Количество солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли за один час, превышает общие потребности планеты в энергии за год.Хотя это звучит как идеальный возобновляемый источник энергии, количество солнечной энергии, которое мы можем использовать, варьируется в зависимости от времени суток и сезона года, а также географического положения. В Великобритании солнечная энергия становится все более популярным способом дополнить потребление энергии. Узнайте, подходит ли это вам, прочитав наше руководство по солнечной энергии.

2) Энергия ветра

Ветер – изобильный источник чистой энергии. Ветряные фермы становятся все более привычным явлением в Великобритании, поскольку ветроэнергетика вносит постоянно растущий вклад в национальную энергосистему.Чтобы использовать электричество из энергии ветра, турбины используются для приведения в действие генераторов, которые затем подают электроэнергию в национальную энергосистему. Несмотря на то, что существуют бытовые или «внесетевые» системы выработки электроэнергии, не все объекты подходят для установки отечественной ветряной турбины. Узнайте больше об энергии ветра на нашей странице о ветроэнергетике.

3) Гидроэнергетика

Как возобновляемый источник энергии, гидроэнергетика является одним из наиболее коммерчески развитых. Построив плотину или барьер, можно использовать большой резервуар для создания контролируемого потока воды, который будет приводить в движение турбину, вырабатывающую электричество.Этот источник энергии часто может быть более надежным, чем солнечная или ветровая энергия (особенно если это приливно, а не река), а также позволяет хранить электроэнергию для использования, когда спрос достигает пика. Как и энергия ветра, в определенных ситуациях гидроэнергетика может быть более жизнеспособной в качестве коммерческого источника энергии (в зависимости от типа и по сравнению с другими источниками энергии), но в очень большой степени в зависимости от типа собственности ее можно использовать для бытовых, автономных ‘ поколение. Узнайте больше, посетив нашу страницу о гидроэнергетике.

4) Приливная энергия

Это еще одна форма гидроэнергетики, которая использует приливные течения два раза в день для привода турбогенераторов.Хотя приливный поток, в отличие от некоторых других источников гидроэнергии, не является постоянным, он очень предсказуем и поэтому может компенсировать периоды, когда приливное течение низкое. Узнайте больше, посетив нашу страницу морской энергетики.

5) Геотермальная энергия

Используя естественное тепло ниже поверхности земли, геотермальную энергию можно использовать для непосредственного обогрева домов или для выработки электроэнергии. Хотя геотермальная энергия использует энергию прямо у нас под ногами, она имеет незначительное значение в Великобритании по сравнению с такими странами, как Исландия, где геотермальное тепло гораздо более доступно.

6) Энергия биомассы

Это преобразование твердого топлива из растительных материалов в электричество. Хотя по сути, биомасса включает сжигание органических материалов для производства электроэнергии, и в настоящее время это гораздо более чистый и энергоэффективный процесс. Преобразуя сельскохозяйственные, промышленные и бытовые отходы в твердое, жидкое и газовое топливо, биомасса вырабатывает электроэнергию с гораздо меньшими экономическими и экологическими затратами.

Ископаемое топливо не является возобновляемым источником энергии, потому что оно не безгранично.Кроме того, они выделяют в нашу атмосферу углекислый газ, который способствует изменению климата и глобальному потеплению.

Сжигать дрова вместо угля немного лучше, но это сложно. С одной стороны, древесина является возобновляемым ресурсом – при условии, что она поступает из устойчиво управляемых лесов. Древесные пеллеты и прессованные брикеты производятся из побочных продуктов деревообрабатывающей промышленности, поэтому, возможно, это отходы вторичной переработки.

Топливо из сжатой биомассы также производит больше энергии, чем бревна. С другой стороны, при сжигании древесины (будь то необработанная древесина или переработанные отходы) частицы попадают в нашу атмосферу.

Будущее возобновляемых источников энергии

По мере роста населения мира растет и спрос на энергию для обеспечения наших домов, предприятий и сообществ. Инновации и расширение возобновляемых источников энергии являются ключом к поддержанию устойчивого уровня энергии и защите нашей планеты от изменения климата.

Возобновляемые источники энергии составляют сегодня 26% мировой электроэнергии, но, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), ожидается, что к 2024 году их доля достигнет 30%.«Это поворотное время для возобновляемых источников энергии», – сказал исполнительный директор МЭА Фатих Бирол.

В 2020 году Великобритания совершит новую удивительную веху в области возобновляемых источников энергии. В среду, 10 июня, страна впервые отметила два месяца работы исключительно на возобновляемых источниках энергии. Это большой шаг в правильном направлении для возобновляемых источников энергии. (1)

Ожидается, что в будущем количество возобновляемых источников энергии будет продолжать расти, поскольку мы видим рост спроса на электроэнергию.Это снизит цены на возобновляемые источники энергии – отлично для планеты и для наших кошельков.

Полное руководство по 7 возобновляемым источникам энергии

Что такое возобновляемая энергия и как она работает?

Вам было интересно, что на самом деле означает «возобновляемая энергия»? Возобновляемые источники энергии буквально находятся в солнечном свете, в воздухе, глубоко под землей и в наших океанах. Они являются частью физической структуры планеты, а это означает, что они постоянно обновляются естественным путем.Они просто не могут закончиться.

Эти устойчивые источники энергии часто называют «альтернативной энергией», потому что они считаются альтернативой традиционным ископаемым видам топлива, таким как нефть и уголь. Тот факт, что источник энергии является возобновляемым, не означает, что он на 100% экологически безопасен. Например, плотины используют силу движущейся воды, но они также могут нанести вред рыбе и дикой природе. Ветряные турбины используют солнечную энергию для производства чистой электроэнергии, но производственный процесс оказывает влияние на окружающую среду.

В общем, альтернативные источники энергии наносят гораздо меньший вред окружающей среде, чем ископаемое топливо. Вот почему возобновляемые источники энергии так важны – они являются нашим билетом в менее загрязненный мир. Даже если мы не столкнемся с угрозой изменения климата, минимизация загрязнения является основой хорошего здоровья.

И то, что хорошо для окружающей среды, становится все более выгодным с экономической точки зрения для домовладельцев и предприятий. В частности, солнечная и ветровая энергия сейчас дешевле ископаемого топлива во многих частях мира, и цена продолжает снижаться ежегодно.(Узнайте все о солнечной энергии в нашем Центре солнечных ресурсов.)

Так как же работают возобновляемые источники энергии? Вот семь источников чистой энергии, которые можно использовать прямо или косвенно, чтобы помочь нашему миру стать экологичным и бороться с глобальным потеплением. Помимо геотермальной энергии и водорода, солнце играет важную роль в каждом из этих типов возобновляемых источников энергии.

Экологичность и чистота: устойчивые источники энергии

Пять типов альтернативной энергии генерируются естественным процессом, таким как солнечный свет или волны.Как правило, они являются наиболее устойчивыми формами энергии.

Солнечная энергия

Солнечный свет – это возобновляемый ресурс, и наиболее прямое его использование достигается за счет улавливания солнечной энергии. Для преобразования солнечной энергии и света в тепло используются различные технологии солнечной энергии: освещение, горячая вода, электричество и (как это ни парадоксально) системы охлаждения для предприятий и промышленности.

Фотоэлектрические системы используют солнечные элементы для преобразования солнечного света в электричество. Солнечные системы горячего водоснабжения могут использоваться для обогрева зданий за счет циркуляции воды через плоские солнечные коллекторы.Зеркальная посуда, предназначенная для кипячения воды в обычном парогенераторе, может производить электричество, концентрируя солнечное тепло. Коммерческие и промышленные здания также могут использовать солнечную энергию для более крупных нужд, таких как вентиляция, отопление и охлаждение. Наконец, продуманные архитектурные проекты могут пассивно использовать солнце в качестве источника света для обогрева и охлаждения.

Домовладельцы, предприятия и государственные учреждения могут воспользоваться преимуществами солнечной энергии разными способами: установить домашнюю солнечную систему или коммерческие солнечные панели; построить или переоборудовать здание, чтобы включить солнечные системы горячего водоснабжения, охлаждения или вентиляции; проектировать с нуля конструкции, которые используют естественные свойства солнца для пассивного обогрева и освещения.

Захват ветра

Ветер можно рассматривать как форму солнечной энергии, поскольку неравномерное нагревание и охлаждение атмосферы вызывают ветры (а также вращение Земли и другие топографические факторы). Ветровой поток может быть захвачен ветряными турбинами и преобразован в электричество. В меньшем масштабе ветряные мельницы все еще используются для перекачивания воды на фермах.

Имеются ветроэнергетические установки коммерческого класса для удовлетворения потребностей многих организаций в возобновляемых источниках энергии.

Одинарные ветряные турбины могут вырабатывать электроэнергию в дополнение к существующей электросети. Когда дует ветер, электроэнергия, вырабатываемая системой, идет на компенсацию потребности в электроэнергии, поставляемой коммунальными предприятиями.

Ветряные электростанции коммунального масштаба вырабатывают электроэнергию, которую можно купить на оптовом рынке электроэнергии по контракту или на конкурсной основе.

Геотермальная энергия: энергия Земли

Геотермальная энергия получается из тепла земли.Это тепло может поступать близко к поверхности или от нагретых камней и резервуаров с горячей водой на много миль под нашими ногами.

Геотермальные электростанции используют эти источники тепла для производства электроэнергии. В гораздо меньших масштабах система геотермального теплового насоса может использовать постоянную температуру земли, находящуюся всего в 10 футах от поверхности, чтобы обеспечить теплом соседнее здание зимой или помочь охладить его летом.

Геотермальная энергия может быть частью крупномасштабных коммерческих энергетических решений или может быть частью устойчивой практики на местном уровне.Прямое использование геотермальной энергии может включать отопление офисных зданий или производственных предприятий; помощь в выращивании тепличных растений; подогрев воды в рыбных хозяйствах; и помощь в различных промышленных процессах (например, пастеризация молока).

Узнайте больше о геотермальной энергии на Energy Informative.

От водяных колес к гидроэлектроэнергии

Гидроэнергетика – не новое изобретение, хотя водяные колеса, которые когда-то использовались для работы мельниц и лесопилок в ранней Америке, теперь в основном функционируют как исторические места и музеи.

Сегодня кинетическая энергия текущих рек улавливается совершенно другим способом и преобразуется в гидроэлектричество. Вероятно, наиболее известный тип гидроэлектроэнергии вырабатывается системой, в которой сооружаются плотины для хранения воды в резервуаре, который при сбросе течет через турбины для производства электроэнергии.

Это известно как «гидроаккумулирующая гидроэлектростанция», когда вода циркулирует между нижним и верхним резервуарами для управления выработкой электроэнергии между периодами низкого и пикового спроса.

Другой тип, называемый «русловая гидроэлектростанция», направляет часть речного потока через канал и не требует плотины. По размеру гидроэлектростанции могут варьироваться от масштабных проектов, таких как плотина Гувера, до микрогидроэнергетических систем.

Прямое использование гидроэлектроэнергии, естественно, зависит от географического положения. Предполагая, что надежный источник водного пути доступен и доступен, можно построить микрогидроэлектростанции для снабжения электроэнергией фермерских хозяйств, ранчо или небольших муниципалитетов.

Малые города могут использовать энергию местных водных путей, строя гидроэнергетические системы среднего размера.

Узнайте больше о гидроэнергетике на веб-сайте Геологической службы США.

Сила океана

Океан может производить два типа энергии: тепловую энергию солнечного тепла и механическую энергию приливов и волн.

Тепловая энергия океана может быть преобразована в электричество с помощью нескольких различных систем, которые зависят от температуры теплой поверхностной воды.«Механическая энергия океана» использует приливы и отливы, вызванные вращением Земли и гравитационным влиянием Луны. Энергию ветровых волн также можно преобразовать и использовать для снижения затрат на электроэнергию.

Существуют также менее развитые технологии, которые используют океанические течения, океанические ветры и градиенты солености в качестве источников преобразования энергии.

Холодная океанская вода из глубины под поверхностью может использоваться для охлаждения зданий (при этом опресненная вода часто образуется в качестве побочного продукта), а прибрежные сообщества могут использовать описанные выше методы для извлечения естественной энергии океана, чтобы дополнить городские потребности в электроэнергии и энергии.

Энергия океана является развивающимся источником альтернативной энергии, и, поскольку более 70 процентов поверхности нашей планеты покрыто океаном, ее будущее выглядит многообещающим, в зависимости от географического положения и нормативных требований.

Другие альтернативные источники энергии

Эти два типа возобновляемой энергии должны производиться с использованием механических средств, а не естественного процесса.

Биоэнергетика – это тип возобновляемой энергии, получаемой из биомассы для производства тепла и электричества или для производства жидкого топлива, такого как этанол и биодизель, используемых для транспорта.

Биомасса относится к любому органическому веществу, полученному из недавно появившихся растений или животных. Несмотря на то, что биоэнергетика генерирует примерно такое же количество углекислого газа, что и ископаемое топливо, замещающие растения выращиваются в виде биомассы для удаления равного количества СО2 из атмосферы, сохраняя относительно нейтральное воздействие на окружающую среду.

Существует множество систем, используемых для выработки этого типа электричества, от прямого сжигания биомассы до улавливания и использования метана, образующегося в результате естественного разложения органических материалов.

Как используется биоэнергетика? Предприятия или организации, которые перевозят товары или людей, могут переоборудовать свой автопарк на автомобили, которые используют биотопливо, такое как этанол или биодизель.

Производственные мощности могут быть оборудованы для непосредственного сжигания биомассы для производства пара, улавливаемого турбиной для выработки электроэнергии.

В некоторых случаях этот процесс может иметь двойную цель: как для питания объекта, так и для его нагрева. Например, бумажные фабрики могут использовать древесные отходы для производства электроэнергии и пара для отопления.Фермерские хозяйства могут преобразовывать отходы животноводства в электричество с помощью небольших модульных систем.

Города могут использовать метан, образующийся в результате анаэробного сбраживания органических отходов на свалках, и использовать его в качестве топлива для выработки электроэнергии.

Узнайте больше о биоэнергетике здесь.

Водород: высокая энергия / низкое загрязнение

Водород – простейший (состоящий из одного протона и одного электрона) и самый распространенный элемент во Вселенной, но он не встречается в природе в виде газа на Земле.Вместо этого он содержится в органических соединениях (углеводородах, таких как бензин, природный газ, метанол и пропан) и воде (h3O). Водород также может производиться при определенных условиях некоторыми водорослями и бактериями, использующими солнечный свет в качестве источника энергии.

Водород содержит много энергии, но при сгорании производит мало или совсем не загрязняет окружающую среду. Жидкий водород используется для запуска космических кораблей и других ракет на орбиту с 1950-х годов. Водородные топливные элементы преобразуют потенциальную химическую энергию водорода в электричество с чистой водой и теплом в качестве единственных побочных продуктов.

Однако коммерциализация этих топливных элементов в качестве практического источника зеленой энергии, вероятно, будет ограничена до тех пор, пока не снизятся затраты и не повысится срок службы. Почти весь водород, используемый в Соединенных Штатах, используется в промышленности для очистки нефти, обработки металлов, производства удобрений и обработки пищевых продуктов. Кроме того, водородные топливные элементы используются в качестве источника энергии, где атомы водорода и кислорода объединяются для выработки электроэнергии.

В настоящее время в Соединенных Штатах также эксплуатируется несколько сотен автомобилей с водородным двигателем, и это число может увеличиться по мере снижения стоимости производства топливных элементов и увеличения количества заправочных станций.Другие практические применения этого типа возобновляемой энергии включают большие топливные элементы, обеспечивающие аварийное электричество для зданий и удаленных мест, электромоторные автомобили, работающие на водородных топливных элементах, и морские суда, работающие на водородных топливных элементах.

Узнайте больше о водородной энергии на веб-сайте Energy Information Agency .

Похожие сообщения

Источники энергии, Возобновляемые источники энергии, Нефть, Уголь

СВОБОДА! Я стою в захламленной комнате, окруженной обломками электрического энтузиазма: обрывками проводов, кусочками меди, желтыми разъемами, изолированными плоскогубцами.Для меня это инструменты свободы. Я только что установил на крышу с десяток солнечных панелей, и они работают. Измеритель показывает, что 1285 Вт мощности направляются прямо от солнца в мою систему, заряжают мои батареи, охлаждают мой холодильник, гудят в моем компьютере, освобождая мою жизнь.

Эйфория энергетической свободы вызывает привыкание. Не поймите меня неправильно; Я люблю ископаемое топливо. Я живу на острове, на котором нет инженерных сетей, но в остальном мы с женой ведем нормальную американскую жизнь.Нам не нужны пропановые холодильники, керосиновые лампы или компостные туалеты. Нам нужно много розеток и устройство для приготовления капучино. Но когда я включаю эти панели, ничего себе!

Может быть, это потому, что для меня, как и для большинства американцев, тот или иной энергетический кризис омрачил большую часть последних трех десятилетий. От кризиса ОПЕК в 1970-х годах до стремительного роста цен на нефть и бензин сегодня озабоченность мира по поводу энергии преследовала президентские речи, кампании в Конгрессе, книги о бедствиях и мое собственное чувство благополучия с той же гложущей тревогой, которая была характерна для холодная война.

Как сообщал National Geographic в июне 2004 года, нефть, которая больше не дешевая, может скоро подешеветь. Нестабильность там, где находится большая часть нефти, от Персидского залива до Нигерии и Венесуэлы, делает этот спасательный трос хрупким. Природный газ трудно транспортировать, и он подвержен дефициту. В ближайшее время у нас не закончится уголь или в значительной степени неиспользованные месторождения битуминозных песков и горючего сланца. Но очевидно, что углекислый газ, выделяемый углем и другими ископаемыми видами топлива, нагревает планету, как сообщил этот журнал в сентябре прошлого года.

Избавиться от этого беспокойства заманчиво. С моими новыми панелями ничто не стоит между мной и безграничной энергией – никакой иностранной нации, никакой энергетической компании, никакой вины за выбросы углерода. Я свободен!

Ну почти. Вот и облако.

Тень крадется по моим панелям и моему сердцу. Счетчик показывает всего 120 Вт. Придется запустить генератор и сжечь еще бензина. В конце концов, это будет непросто.

Проблема с энергетической свободой в том, что она вызывает привыкание; когда у тебя мало, ты хочешь много.В микрокосме я похож на людей в правительстве, промышленности и частной жизни во всем мире, которые попробовали немного этой любопытной и неотразимой свободы и полны решимости найти больше.

Некоторые эксперты считают это стремление даже более важным, чем война с терроризмом. «Терроризм не угрожает жизнеспособности нашего высокотехнологичного образа жизни», – говорит Мартин Хофферт, профессор физики Нью-Йоркского университета. «Но энергия действительно есть».

Экономия энергии может предотвратить расплату, но, в конце концов, вы не можете сберечь то, чего у вас нет.Так что Хофферт и другие не сомневаются: пришло время активизировать поиск следующего великого топлива для голодного двигателя человечества.

А есть такое топливо? Короткий ответ: нет. Специалисты произносят это как мантру: «Серебряной пули не бывает». Хотя некоторые истинно верующие утверждают, что между нами и бесконечной энергией космического вакуума или ядра Земли стоят только обширные заговоры или недостаток средств, правда в том, что в основе уравнения или в конце сверла.

Увлечение водородными автомобилями может произвести неверное впечатление. Водород не является источником энергии. Он находится вместе с кислородом в простой старой воде, но его нельзя принимать. Водород должен быть освобожден, прежде чем он станет полезным, а это стоит больше энергии, чем водород возвращает. В наши дни эта энергия в основном поступает из ископаемого топлива. Никакой серебряной пули.

Однако длинный ответ о нашем следующем топливе не такой уж мрачный. Фактически, множество претендентов на энергетическую корону, в настоящее время удерживаемую ископаемым топливом, уже под рукой: ветряная, солнечная, даже ядерная, и это лишь некоторые из них.Но преемником должен быть конгресс, а не король. Практически каждый энергетический эксперт, которого я встречал, делал что-то неожиданное: он продвигал не только свою, но и все остальные.

«Нам понадобится все, что мы можем получить из биомассы, все, что мы можем получить от солнечной энергии, все, что мы можем получить от ветра», – говорит Майкл Пачеко, директор Национального центра биоэнергетики, входящего в Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии ( NREL) в Голдене, Колорадо. «И все же вопрос в том, сможем ли мы насытиться?»

Большая проблема – большие числа.В мире ежедневно используется около 320 миллиардов киловатт-часов энергии. Это равно примерно 22 непрерывно горящим лампочкам на каждого человека на планете. Не зря искры видны из космоса. По оценкам группы Хофферта, в следующем столетии человечество сможет использовать в три раза больше. Ископаемые виды топлива удовлетворяют растущий спрос, потому что они упаковывают энергию Солнца за миллионы лет в компактную форму, но мы больше не найдем им подобных.

Воодушевленный моим вкусом энергетической свободы, я начал искать технологии, которые могут решить эти проблемы.«Если у вас есть большая проблема, вы должны дать серьезный ответ», – говорит гениальный гуру энергетики по имени Герман Шеер, член парламента Германии. «Иначе люди не верят».

Ответы есть. Но всем им требуется еще одна вещь от нас, людей, которые ютятся вокруг костра ископаемого топлива: нам придется сделать большой прыжок – в мир другого типа.

В пасмурный день недалеко от города Лейпциг в бывшей Восточной Германии я шел по полю со свежей травой мимо пруда, где паслись дикие лебеди.Поле было также засеяно 33 500 фотоэлектрическими панелями, высаженными рядами, как серебряные цветы, обращенные к солнцу, плавно изгибающиеся по контурам земли. Это одна из самых больших солнечных батарей в истории. Когда появляется солнце, поле производит до пяти мегаватт энергии, чего в среднем достаточно для 1800 домов.

Рядом зияющие ямы, где поколениями добывали уголь для питания электростанций и фабрик. Небо было коричневым от дыма и едким от серы. Теперь шахты превращаются в озера, а энергия, которая когда-то производилась из угля, производится в печи, находящейся на расстоянии 93 миллионов миль (150 миллионов километров).

Солнечные электрические системы получают энергию непосредственно от солнца – без огня и выбросов. Некоторые лаборатории и компании испытывают взрослую версию детской лупы: гигантские зеркальные чаши или желоба для концентрации солнечных лучей, выделяющих тепло, которое может приводить в действие генератор. Но на данный момент солнечная энергия в основном означает солнечные батареи.

Идея проста: солнечный свет, падающий на слой полупроводника, толкает электроны, создавая ток. Тем не менее, стоимость клеток, некогда астрономическая, по-прежнему высока.Моя скромная система стоила более 15000 долларов США, около 10 долларов за ватт мощности, включая батареи для хранения энергии, когда солнце не светит.

Как и многие другие электронные устройства, солнечная энергия становится все дешевле. «Тридцать лет назад использование спутников было рентабельным, – говорит Дэниел Шугар, президент PowerLight Corporation, быстрорастущей калифорнийской компании, которая построила солнечные установки для клиентов, включая Toyota и Target. «Сегодня это может быть рентабельным для электроснабжения домов и предприятий», по крайней мере, там, где электроэнергия дорогая или недоступна.Завтра, говорит он, это будет иметь смысл почти для всех.

Мартин Рошайзен, генеральный директор компании Nanosolar, видит это будущее во флаконах с красной крышкой, заполненных крошечными частицами полупроводника. «Я нанес немного этого на свой палец, и он исчез прямо на моей коже», – говорит он. Он не скажет точно, что это за частицы, но «нано» в названии компании является намеком: они меньше ста нанометров в поперечнике – размером с вирус, и настолько малы, что проникают сквозь кожу.

Рошайзен считает, что эти частицы обещают недорогой способ создания солнечных элементов. Вместо того, чтобы делать ячейки из пластин кремния, его компания будет рисовать частицы на фольге, где они будут самоорганизовываться, образуя поверхность полупроводника. Результат: гибкий материал для солнечных батарей в 50 раз тоньше, чем сегодняшние солнечные панели. Roscheisen надеется продавать его листами примерно по 50 центов за ватт.

«Пятьдесят центов за ватт – это своего рода Святой Грааль», – говорит Дэвид Пирс, президент и генеральный директор Miasolé, одной из многих других компаний, работающих над «тонкопленочными» солнечными элементами.По этой цене солнечная энергия может конкурировать с коммунальными услугами и может стать популярной. Если цены продолжат падать, солнечные элементы могут полностью изменить представление об энергии, сделав ее дешевым и легким для людей собирать для себя. Это то, что технари называют «прорывной технологией».

«Автомобили подорвали бизнес лошадей и багги», – говорит Дэн Шугар. «Компьютеры разрушили индустрию пишущих машинок. Мы считаем, что солнечные электрические системы разрушат энергетику».

И все же цена – не единственное препятствие для солнечных панелей.Есть такие мелочи, как облака и темнота, которые требуют лучших способов хранения энергии, чем громоздкие свинцово-кислотные батареи в моей системе. Но даже если эти препятствия будут преодолены, сможет ли солнечная энергия действительно производить большую энергию, в которой мы нуждаемся?

Поскольку сейчас солнечная энергия обеспечивает менее одного процента мировой энергии, это потребует «огромного (но не непреодолимого) расширения», – говорится в статье в Science из Нью-Йоркского университета Хофферт и его коллеги. При нынешнем уровне эффективности потребуется около 10 000 квадратных миль (25 900 квадратных километров) солнечных панелей – площадь больше, чем Вермонт, – чтобы удовлетворить все потребности Соединенных Штатов в электроэнергии.Но требования к земле звучат более устрашающе, чем есть на самом деле: открытая местность не должна быть покрыта. Все эти панели могли уместиться менее чем на четверти площади кровли и тротуаров в городах и пригородах.

Ветер, в конечном итоге приводимый в движение нагретым солнцем воздухом, – это еще один способ сбора солнечной энергии, но он работает в пасмурные дни. Однажды днем ​​я стоял в поле недалеко от западного побережья Дании под таким темным и тяжелым небом, что мои собственные солнечные батареи могли бы впасть в кому.Но прямо надо мной мегаватт вырабатывал чистую энергию. Лезвие длиннее крыла самолета медленно вращалось на сильном южном ветру. Это был ветряк.

Ленивая развертка турбины вводила в заблуждение. Каждый раз, когда одно из трех 130-футовых (40-метровых) лезвий проходило мимо, оно шипело, рассекая воздух. Наклонная скорость может превышать 100 миль (161 км) в час. Эта единственная башня была способна производить два мегаватта, почти половину всей мощности солнечной фермы в Лейпциге.

В Дании вращающиеся лезвия всегда на горизонте, небольшими или большими группами, как спицы колес, катящихся в странный новый мир.Общая установленная энергия ветра в Дании в настоящее время составляет более 3 000 мегаватт, что составляет около 20 процентов потребности страны в электроэнергии. По всей Европе щедрые стимулы, направленные на сокращение выбросов углерода и отлучение экономики от нефти и угля, привели к ветровому буму. Континент является мировым лидером в области ветроэнергетики – почти 35 000 мегаватт, что эквивалентно 35 крупным угольным электростанциям. Северная Америка, хотя и обладает огромным потенциалом ветроэнергетики, остается на втором месте с чуть более 7000 мегаватт.За исключением гидроэлектроэнергии, которая веками приводила в движение машины, но имеет мало возможностей для развития в развитых странах, ветер в настоящее время является самым большим успехом в области возобновляемых источников энергии.

«Когда я начинал в 1987 году, я много времени просидел в фермерских домах до полуночи, разговаривая с соседями, просто продавая одну турбину», – говорит Ханс Буус. Он директор по развитию проекта датской энергетической компании Elsam. «Я не мог представить, какой он сегодня уровень.”

Он имеет в виду не только количество турбин, но и их размеры. В Германии я видел прототип из стекловолокна и стали, который имеет высоту 600 футов (183 метра), имеет лопасти длиной 200 футов (61 метр) и может генерируют пять мегаватт. Это не только памятник инженерной мысли, но и попытка преодолеть некоторые новые препятствия на пути развития ветроэнергетики.

Одно из них – эстетическое. Озерный край Англии – это захватывающий пейзаж из поросших папоротником холмов и уединенных долин, в основном защищенных национальный парк.Но на гребне рядом с парком, хотя и не за пределами великолепия, запланировано 27 башен, каждая размером с двухмегаваттную машину в Дании. Многие местные жители протестуют. «Это качественный пейзаж», – говорит один из них. «Они не должны класть эти вещи сюда».

Датчане, похоже, любят турбины больше, чем британцы, возможно потому, что многие датские турбины принадлежат кооперативам местных жителей. Труднее сказать «не на моем заднем дворе», если вещь на заднем дворе помогает оплачивать ваш дом.Но противодействие окружающей среде – не единственная проблема, с которой сталкивается ветровое развитие. По всей Европе многие из самых ветреных мест уже заняты. Таким образом, немецкая машина мощностью пять мегаватт разработана, чтобы помочь перенести энергию ветра с ландшафта на множество новых участков в море.

Многие береговые линии имеют обширные участки мелководного континентального шельфа, где ветер дует более устойчиво, чем на суше, и где, как выразился один эксперт по ветру, «чайки не голосуют». (Однако настоящие избиратели иногда все еще возражают против вида башен на горизонте.Строительство и обслуживание турбин на море обходится дороже, чем на суше, но подводный фундамент для башни мощностью пять мегаватт дешевле на мегаватт, чем фундамент меньшего размера. Отсюда немецкий гигант.

Есть и другие проблемы. Как и парусники, ветряные турбины можно успокаивать на несколько дней. Чтобы сеть продолжала гудеть, другие источники, такие как угольные электростанции, должны быть готовы восполнить пробел. Но когда сильный ветер сбрасывает электроэнергию в сеть, другие генераторы должны быть отключены, а установки, сжигающие топливо, нельзя быстро отрегулировать.Золотое дно ветроэнергетики может превратиться в перенасыщение. Дания, например, иногда вынуждена выгружать электроэнергию по нерентабельной ставке таким соседям, как Норвегия и Германия.

То, что нужно не только солнечной энергии, но и ветру, – это способ хранить большой избыток энергии. Уже существует технология, позволяющая превратить его в топливо, такое как водород или этанол, или использовать его для сжатия воздуха или вращения маховиков, аккумулируя энергию, которая позже может производить электричество. Но большинству систем еще предстоит пройти десятилетия до того, как они станут экономически целесообразными.

С другой стороны, и ветер, и солнце могут обеспечивать так называемую распределенную энергию: они могут производить энергию в небольших масштабах рядом с пользователем. У вас не может быть частной угольной электростанции, но у вас может быть собственная ветряная мельница с батареями для спокойных дней. Чем больше домов или сообществ вырабатывают собственные ветряные электростанции, тем меньше и дешевле могут быть центральные электростанции и линии электропередачи.

В стремительном движении Европы к ветроэнергетике, турбины продолжают расти. Но во Флагстаффе, штат Аризона, компания Southwest Windpower производит турбины с лопастями, которые можно поднять одной рукой.Компания продала около 60 000 маленьких турбин, большинство из них для автономных домов, парусных лодок и удаленных объектов, таких как маяки и метеостанции. При мощности 400 Вт на штуку они не могут запитать больше, чем несколько ламп.

Но Дэвид Гэлли, президент Southwest, отец которого построил свою первую ветряную турбину из деталей стиральной машины, тестирует новый продукт, который он называет энергетическим прибором. Он будет стоять на башне высотой с телефонный столб, вырабатывать до двух киловатт при умеренном ветре и поставляться со всей электроникой, необходимой для подключения к дому.

Многие коммунальные предприятия США обязаны платить за электроэнергию, которую люди возвращают в сеть, поэтому любой, кто находится в относительно свежем месте, может установить энергетический прибор во дворе, использовать электроэнергию, когда это необходимо, и вернуть ее в сеть. когда это не так. За исключением больших нагрузок на отопление и кондиционирование воздуха, такая установка могла бы снизить годовой счет за электроэнергию дома почти до нуля. Если, как надеется Галлей, он сможет в конечном итоге продать энергетический прибор менее чем за 3000 долларов, он окупится за счет экономии энергии в течение нескольких лет.

Где-то в этой смеси грандиозного и личного могут быть и большие числа в ветре.

В Германии, двигаясь от гигантской ветряной турбины недалеко от Гамбурга до Берлина, я регулярно чувствовал странный запах: что-то вроде аппетитного запаха фаст-фуда. Это было загадкой, пока не проехал грузовик-цистерна с надписью «биодизель». Запах горелого растительного масла. Германия использует около 450 миллионов галлонов (1,7 миллиарда литров) биодизеля в год, что составляет около 3 процентов от общего потребления дизельного топлива.

Энергия биомассы имеет древние корни. Бревна в вашем огне – это биомасса. Но сегодня биомасса означает этанол, биогаз и биодизель – топливо, которое так же легко сжигать, как нефть или газ, но оно производится из растений. Эти технологии проверены. Этанол, произведенный из кукурузы, идет в бензиновые смеси в США; этанол из сахарного тростника обеспечивает 50 процентов автомобильного топлива в Бразилии. В США и других странах биодизельное топливо из растительного масла сжигается в чистом виде или в смеси с обычным дизельным топливом в немодифицированных двигателях. «Биотопливо – это топливо, которое легче всего вставить в существующую топливную систему», – говорит Майкл Пачеко, директор Национального центра биоэнергетики.

Что ограничивает биомассу, так это земля. Фотосинтез, процесс улавливания солнечной энергии в растениях, гораздо менее эффективен на квадратный фут, чем солнечные панели, поэтому улавливание энергии растениями поглощает еще больше земли. По оценкам, использование биотоплива для всех транспортных средств в мире означало бы удвоение площади земель, отведенных под сельское хозяйство.

В Национальном центре биоэнергетики ученые пытаются повысить эффективность топливного хозяйства. Сегодняшнее топливо из биомассы основано на растительном крахмале, маслах и сахаре, но центр занимается тестированием организмов, которые могут переваривать древесную целлюлозу, которой много в растениях, чтобы из нее тоже могло получиться жидкое топливо.Также могут помочь более продуктивные топливные культуры.

Один из них – просо, растение, произрастающее в прериях Северной Америки, которое растет быстрее и требует меньше удобрений, чем кукуруза, источник большей части этанольного топлива, производимого в США. корм для животных, что еще больше снижает нагрузку на сельхозугодья.

«Предварительные результаты выглядят многообещающими, – говорит Томас Фуст, технический менеджер центра. «Если вы повысите эффективность автомобиля до уровня гибрида и перейдете на смесь просеянных культур, вы сможете удовлетворить две трети U.Спрос на горючее для транспорта без дополнительной земли ».

Но технически возможный не означает политически осуществимый. От кукурузы до сахарного тростника, у всех культур есть свои лоббисты.« Мы смотрим во многие переулки », – говорит Пачеко. “И в каждом переулке есть свои группы интересов. Откровенно говоря, одна из самых больших проблем с биомассой заключается в том, что существует так много вариантов ».

Деление ядер, казалось, лидировало в гонке как энергетическая альтернатива несколько десятилетий назад, когда страны начали строить реакторы.В настоящее время во всем мире около 440 станций вырабатывают 16 процентов электроэнергии на планете, а некоторые страны перешли на ядерную энергетику. Франция, например, получает 78 процентов своей электроэнергии за счет деления ядер.

Очарование очевидное: изобилие энергии, отсутствие выбросов углекислого газа, отсутствие пятен на ландшафте, за исключением случайного защитного купола и градирни. Но наряду с известными бедами – авариями на Три-Майл-Айленде и Чернобыле, слабой экономикой по сравнению с установками, работающими на ископаемом топливе, и проблемой утилизации радиоактивных отходов – ядерная энергия далека от возобновляемой энергии.Легкодоступного уранового топлива хватит не более чем на 50 лет.

И все же энтузиазм возрождается. Китай, столкнувшийся с нехваткой электроэнергии, начал строить новые реакторы быстрыми темпами – один-два в год. В США, где некоторые водородные автомобильные ускорители рассматривают атомные станции как хороший источник энергии для производства водорода из воды, вице-президент Дик Чейни призвал «по-новому взглянуть» на атомную энергетику. А Япония, которой не хватает собственной нефти, газа и угля, продолжает поощрять программу расщепления.Юми Акимото, старший японский государственный деятель ядерной химии, еще мальчиком видел вспышку бомбы в Хиросиме, но при этом описывает ядерное деление как «столп следующего столетия».

В городе Роккашо на самой северной оконечности острова Хонсю Япония работает над ограничением поставок урана. Внутри нового комплекса стоимостью 20 миллиардов долларов работники носят бледно-голубые рабочие костюмы и выглядят терпеливо поспешно. Я посмотрел на цилиндрические центрифуги для обогащения урана и бассейн, частично заполненный стержнями с отработавшим ядерным топливом, охлаждение.Отработавшее топливо богато плутонием и оставшимся ураном – ценным ядерным материалом, для утилизации которого предназначена установка. Он будет «перерабатывать» отработанное топливо в смесь обогащенного урана и плутония, называемую МОКС, для получения смешанного оксидного топлива. МОКС-топливо можно сжигать в некоторых современных реакторах, и запасы топлива могут растягиваться на десятилетия и более.

Заводы по переработке в других странах также превращают отработавшее топливо в МОКС. Но эти заводы изначально производили плутоний для ядерного оружия, поэтому японцы любят говорить, что их завод, который должен быть запущен в 2007 году, является первым таким заводом, построенным полностью для мирного использования.Чтобы убедить мир в том, что так и будет, комплекс Роккашо включает в себя здание для инспекторов Международного агентства по атомной энергии, ядерного сторожевого пса Организации Объединенных Наций, которые будут следить за тем, чтобы ни один плутоний не был перенаправлен на оружие.

Это не удовлетворяет противников атомной энергетики. Оппозиция усилилась в Японии после несчастных случаев со смертельным исходом на атомных станциях страны, в том числе одной, в результате которой погибли двое рабочих и подверглись облучению другие. Вскоре после моего визита в Роккашо около сотни протестующих вышли за пределы завода в метель.

Еще большие разногласия вызовут то, что некоторые сторонники ядерной энергетики считают важным следующим шагом: переход к реакторам-размножителям. Селекционеры могут производить больше топлива, чем потребляют, в виде плутония, который может быть извлечен путем переработки отработавшего топлива. Но экспериментальные реакторы-размножители оказались темпераментными, и полномасштабная программа-размножитель может стать кошмаром по контролю над вооружениями из-за всего плутония, который она пустит в обращение.

Акимото, например, считает, что общество должно привыкнуть к переработке топлива, если оно хочет рассчитывать на ядерную энергию.Он говорил со мной через переводчика, но, чтобы подчеркнуть этот момент, он перескочил на английский: «Если мы собираемся принять ядерную энергию, мы должны принять всю систему. Иногда мы хотим получить первый урожай фруктов, но забываем, как это сделать. выращивать деревья “.

Fusion – самая яркая из надежд, огонь звезд в человеческом очаге. Полученная при слиянии двух атомов в один термоядерная энергия может удовлетворить огромные потребности в будущем. Топлива хватило бы на тысячелетия.Термоядерный синтез не будет производить долгоживущих радиоактивных отходов и ничего, что террористы или правительства не могли бы превратить в оружие. Это также требует некоторых из самых сложных механизмов на Земле.

Несколько ученых заявили, что холодный синтез, который обещает энергию из простого сосуда, а не из высокотехнологичного тигля, может работать. Вердикт на данный момент: нет такой удачи. Горячий синтез с большей вероятностью увенчается успехом, но это будет длиться десятилетия и будет стоить миллиарды долларов.

Горячий синтез – это сложно, потому что топливо – своего рода водород – необходимо нагреть до 180 миллионов градусов по Фаренгейту (100 миллионов градусов по Цельсию) или около того, прежде чем атомы начнут плавиться. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!При таких температурах водород образует непослушный пар электрически заряженных частиц, называемый плазмой. «Плазма – наиболее распространенное состояние материи во Вселенной, – говорит один физик, – но она также является наиболее хаотичной и наименее управляемой». Создание и удержание плазмы настолько сложно, что ни один термоядерный эксперимент еще не дал более 65 процентов энергии, необходимой для начала реакции.

Сейчас ученые Европы, Японии и США совершенствуют этот процесс, изучают лучшие способы управления плазмой и пытаются увеличить выработку энергии.Они надеются, что в испытательном реакторе ITER стоимостью шесть миллиардов долларов США зажгется термоядерный костер – то, что физики называют «зажиганием плазмы». Следующим шагом будет демонстрационная установка для фактического производства электроэнергии, а через 50 лет – коммерческие установки.

«Я на 100 процентов уверен, что мы можем зажечь плазму», – говорит Джером Памела, руководитель проекта термоядерной машины под названием Joint European Torus, или JET, в британском научном центре Калхэма. «Самая большая проблема – это переход от плазмы к внешнему миру.«Он имеет в виду найти подходящие материалы для футеровки плазменной камеры ИТЭР, где они должны будут выдерживать бомбардировку нейтронами и передавать тепло электрическим генераторам.

В Калхэме я видел эксперимент в токамаке, устройстве, удерживающем плазму в магнитном поле в форме бублика – стандартная конструкция для большинства термоядерных технологий, включая ИТЭР. Физики послали огромный электрический заряд в заполненный газом контейнер, уменьшенную версию JET. Он поднял температуру примерно до десяти миллионов градусов по Цельсию, недостаточно для начала термоядерного синтеза, но достаточно для создания плазмы.

Эксперимент длился четверть секунды. Его запечатлела видеокамера, снимающая 2250 кадров в секунду. Во время воспроизведения слабое свечение расцвело в комнате, заколебалось, превратилось в дымку, видимую только на ее остывающих краях, и исчезло.

Это было… ну, разочаровывающе. Я ожидал, что плазма будет похожа на кадр из фильма взрывающегося автомобиля. Это было больше похоже на привидение в библиотеке, обшитой английскими панелями.

Но этот фантом был воплощением энергии: универсальной, но неуловимой магии, которую все наши разнообразные технологии – солнечная, ветровая, биомасса, деление, синтез и многие другие, большие или малые, обычные или сумасшедшие – стремятся использовать на нашем сервисе.

Укрощение этого призрака – не просто научная задача. Проект ИТЭР сдерживается, казалось бы, простой проблемой. С 2003 года страны-участницы, в том числе большая часть развитого мира, зашли в тупик относительно того, где строить машину. Выбор сводился к двум сайтам, одному во Франции и одному в Японии.

Как скажут вам все эксперты в области энергетики, это доказывает хорошо обоснованную теорию. Есть только одна сила, с которой труднее справиться, чем с плазмой: политика.

Хотя некоторые политики считают, что задача разработки новых энергетических технологий должна быть оставлена ​​на усмотрение рыночных сил, многие эксперты с этим не согласны.Это не только потому, что запускать новые технологии обходится дорого, но и потому, что правительство часто может пойти на риск, на который частные предприятия не пойдут.

«Большая часть современных технологий, управляющих экономикой США, не возникла спонтанно благодаря рыночным силам», – говорит Мартин Хофферт из Нью-Йоркского университета, говоря о реактивных самолетах, спутниковой связи, интегральных схемах, компьютерах. «Интернет в течение 20 лет поддерживался военными и еще 10 лет – Национальным научным фондом, прежде чем его открыл Уолл-Стрит.«

Без большого толчка со стороны правительства, – говорит он, – мы можем быть обречены полагаться на все более грязные ископаемые виды топлива, поскольку более чистые, такие как нефть и газ, исчерпываются, что имеет ужасные последствия для климата». Если у нас не будет активных действий Энергетическая политика, – говорит он, – мы просто прекратим использовать уголь, затем сланец, затем битуминозный песок, и это будет постоянно уменьшаться, и в конечном итоге наша цивилизация рухнет. Но это не должно так заканчиваться. У нас есть выбор ».

Это вопрос личных интересов, – говорит Герман Шеер, член парламента Германии.«Я не призываю людей изменить свою совесть», – сказал он в своем берлинском офисе, где небольшая модель ветряной турбины лениво вращалась в окне. «Вы не можете ходить, как священник». Вместо этого его послание состоит в том, что создание новых форм энергии необходимо для экологически и экономически безопасного будущего. «Альтернативы нет».

Изменения уже происходят из низов. В США правительства штатов и местные органы власти продвигают альтернативные источники энергии, предлагая субсидии и требуя, чтобы коммунальные предприятия включали возобновляемые источники в свои планы.А в Европе финансовые стимулы как для ветровой, так и для солнечной энергии пользуются широкой поддержкой, даже если они повышают счета за электричество.

Альтернативная энергия также завоевывает популярность в тех частях развивающегося мира, где это необходимость, а не выбор. Солнечная энергия, например, проникает в африканские общины, у которых отсутствуют линии электропередач и генераторы. «Если вы хотите преодолеть бедность, на чем нужно сосредоточить внимание людей?» – спрашивает министр окружающей среды Германии Юрген Триттин. «Им нужна пресная вода и энергия.Для удовлетворения потребностей отдаленных деревень возобновляемые источники энергии весьма конкурентоспособны ».

В развитых странах есть ощущение, что альтернативная энергия – когда-то считавшаяся причудливым энтузиазмом хиппи – больше не является альтернативной культурой. Она постепенно становится мейнстримом. Свобода энергии кажется заразной

Однажды днем ​​в прошлом году недалеко от деревни к северу от Мюнхена небольшая группа горожан и рабочих открыла солнечную электростанцию. Вскоре она превзойдет Лейпцигское месторождение и станет крупнейшим в мире с мощностью в шесть мегаватт. .

Около 15 человек собрались на небольшом искусственном холме рядом с солнечной фермой и посадили на вершине четыре вишневых дерева. Мэр опрятного соседнего городка принес сувенирные бутылки шнапса. Глоток выпили почти все, в том числе и мэр.

Затем он сказал, что будет петь руководителю строительства проекта и художнику-пейзажисту, американским женщинам. Две женщины стояли вместе, ухмыляясь, а солнечные панели впитывали энергию позади них. Немецкий мэр поправил свой темный костюм, а остальные оперлись на лопаты.

Пятьдесят лет назад, подумал я, в городах Европы все еще были разрушенные бомбежкой руины. Советский Союз планировал Спутник. Нефть в Техасе стоила 2,82 доллара за баррель. В лучшем случае у нас есть 50 лет, чтобы заново создать мир. Но люди меняются, адаптируются и заставляют работать новые безумные вещи. Я подумал о Дэне Шугаре, говорящем о революционных технологиях. «Есть чувство волнения», – сказал он. «Есть ощущение срочности. Есть ощущение, что мы не можем потерпеть неудачу».

На вершине холма мэр глубоко вздохнул.Он спел громким тенором, не пропустив ни одной ноты или слова, всю песню «O Sole Mio». Все приветствовали.

Новый источник питания: нейтриновольтаическая энергия

Одна из самых захватывающих вещей в технологиях – это то, что они всегда развиваются благодаря блестящим умам, которые всегда любопытны и жаждут большего. Когда достигается новая веха и когда-то немыслимая идея обретает форму – и даже начинает попадать в мейнстрим – кажется, что дальше развиваться дальше не может.Но они могут, и они это делают.

Возьмите электричество. Люди продолжали продвигать способы производства, распределения, установки и использования электричества. И прошло уже почти 300 лет.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Ускорение перехода на возобновляемые источники энергии

Электроэнергия, которую мы используем, имеет двойное измерение – и как основная часть природы, и как одна из наиболее часто используемых форм энергии. Это вторичный источник энергии, поскольку он производится путем преобразования первичных источников энергии, таких как уголь, природный газ, ядерная энергия, солнечная энергия и энергия ветра, в электрическую энергию.

Невидимая сила

Новый источник возобновляемой энергии в настоящее время находится под тщательным наблюдением. Ученые Neutrino Energy Group, исследовательского института в Берлине, Германия, называют это нейтриновольтаической энергией. В основе этой новой энергии лежит нейтринная частица, крошечная субатомная частица, испускаемая вместе с электроном в процессе распада, обнаруженная в начале ^{-х годов} века. Всемирная группа ученых, различные международные исследовательские центры и университеты, а также университет U.Министерство энергетики США, объявившее о масштабных программах исследования нейтрино, приступило к серьезным исследованиям нейтрино. Они обнаружили, что нейтриновольтаическая технология представляет собой решение, которое никогда не перестает работать, поскольку эти невидимые частицы бомбардируют Землю в равных количествах каждый момент каждого дня.

Энергия нейтрино эквивалентна получению энергии из нашего окружения, независимо от погодных условий, и может проходить через почти все вещества, известные науке. Кроме того, этот тип технологий использует неиспользованную силу электросмога, то есть электромагнитную энергию, вырабатываемую искусственными электронными устройствами.

Существующие устойчивые энергетические технологии сильно ограничены экологическими факторами. Например, обычно считается, что фотоэлектрические батареи в летние месяцы в три раза более эффективны, чем в темные зимние месяцы, а в северном полушарии они достигают максимальной мощности только в период с мая по сентябрь.

Эта новая нейтриновольтаическая энергия, с другой стороны, не нуждается ни в чем, кроме некоторых дополнительных исследований. Пока что исследования показывают, что он работает независимо от сезонных сдвигов и любых других факторов.Нейтриновольтаические элементы, в отличие от солнечных элементов, можно складывать друг на друга, причем нижние элементы вырабатывают столько же электроэнергии, сколько и верхние.

Эта технология была протестирована и продемонстрирована для работы в лабораторных условиях Чикагского университета. Пока что он может получать только небольшое количество электричества от проходящих нейтрино, но ученые ожидают, что эта новая энергетическая технология будет способна приводить в действие небольшие устройства, такие как смартфоны, всего через несколько лет.Со временем он может стать одним из основных возобновляемых источников энергии. Это является хорошим предзнаменованием для продолжающейся тенденции устройств, требующих более низкого энергопотребления.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как Proptech меняет энергетические операции и экологичное строительство

Современная электроника требует меньше электроэнергии для работы, чем устройства и приборы 10-летней давности, и можно с уверенностью сказать, что через десять лет устройства будут потреблять еще меньше энергии. Менее чем через полвека все лампочки будут светодиодными, а электронные устройства будут потреблять менее четверти их текущего потребления энергии.К тому времени Neutrino Energy Group ожидает, что нейтриновольтаические технологии будут полностью доступны и распространены среди потребителей, коммерческих объектов, транспортных средств и других компонентов общества будущего.

Солнечная энергия на протяжении веков

«Магия одного человека – инженерия другого человека. «Сверхъестественное» – это пустое слово ». – Роберт Хайнлайн

Фотоэлектрический эффект был впервые обнаружен французским физиком Эдмоном Беккерелем в 1839 году.Некоторое время спустя, в 1873 году, Уиллоуби Смит обнаружил, что селен может действовать как фотопроводник. Три года спустя Уильям Гриллс Адамс и Ричард Эванс Дэй применили фотоэлектрический эффект, открытый Беккерелем, к селену и отметили, что он может генерировать электричество при воздействии света. Почти 50 лет спустя, в 1883 году, американский изобретатель Чарльз Фриц создал первый работающий селеновый солнечный элемент, являющийся основным предшественником технологии, используемой сегодня.

Альберт Эйнштейн тоже сыграл важную роль в освещении солнечной энергии – в 1905 году он опубликовал статью о фотоэлектрическом эффекте и о том, как свет переносит энергию.Его работа вызвала внимание и признание концепции солнечной энергии.

Самый большой скачок в развитии солнечной энергии и солнечных элементов произошел в 1954 году, когда три ученых из Bell Labs – Дэрил Чапин, Кэлвин Фуллер и Джеральд Пирсон – создали солнечную батарею с использованием кремния, которая была более практичной, поскольку кремний имеет более высокую эффективность и долговечность. гораздо больше доступно как природный ресурс. Солнечная панель была изобретена в 1958 году и использовалась на спутниках Vanguard I, затем на спутниках Vanguard II, Explorer III и Sputnik-3.

Это было как раз в 1990-х годах, когда солнечные фотоэлектрические элементы стали широко использоваться потребителями, и на протяжении всей своей истории технология солнечных элементов вызывала определенный скептицизм. Тем не менее, сегодня дома и предприятия питаются солнечной энергией по ценам, которые медленно, но верно разрушают господство индустрии ископаемого топлива. Аналогичный путь лежит впереди нейтриновольтаической технологии.

Преимущества использования возобновляемых источников энергии

Рабочие места и другие экономические выгоды

По сравнению с технологиями использования ископаемого топлива, которые обычно являются механизированными и капиталоемкими, отрасль возобновляемых источников энергии является более трудоемкой.Солнечные панели нуждаются в людях, чтобы установить их; ветряным электростанциям требуются специалисты для обслуживания.

Это означает, что в среднем на каждую единицу электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников, создается больше рабочих мест, чем на ископаемое топливо.

Возобновляемые источники энергии уже поддерживают тысячи рабочих мест в США. В 2016 году в ветроэнергетической отрасли было непосредственно занято более 100000 сотрудников с полной занятостью в различных сферах, включая производство, разработку проектов, строительство и установку турбин, эксплуатацию и техническое обслуживание, транспорт и логистику, а также финансовые, юридические и консалтинговые услуги. [10].Более 500 заводов в США производят детали для ветряных турбин, и только в 2016 году инвестиции в ветроэнергетические установки составили 13,0 млрд долларов США [11].

Другие технологии использования возобновляемых источников энергии позволяют задействовать еще больше рабочих. В 2016 году в солнечной отрасли было занято более 260 000 человек, включая рабочие места в области установки, производства и продаж солнечных батарей, что на 25% больше, чем в 2015 году [12]. В 2017 г. в гидроэнергетике работало около 66 000 человек [13]; в геотермальной промышленности работало 5 800 человек [14].

Повышенная поддержка возобновляемых источников энергии может создать еще больше рабочих мест. Исследование Союза обеспокоенных ученых 2009 года, посвященное стандарту возобновляемой энергии на уровне 25 процентов к 2025 году, показало, что такая политика создаст более чем в три раза больше рабочих мест (более 200 000), чем производство эквивалентного количества электроэнергии из ископаемого топлива [15 ].

Для сравнения, в 2016 г. в угольной промышленности работало 160 000 человек [26].

Помимо рабочих мест, непосредственно создаваемых в отрасли возобновляемых источников энергии, рост экологически чистой энергии может создать положительный экономический «волновой» эффект.Например, отрасли в цепочке поставок возобновляемой энергии выиграют, а несвязанные местные предприятия выиграют от увеличения доходов домашних хозяйств и предприятий [16].

Местные органы власти также извлекают выгоду из чистой энергии, чаще всего в форме налога на имущество, подоходного налога и других платежей от владельцев проектов возобновляемой энергетики. Владельцы земли, на которой строятся ветроэнергетические объекты, часто получают арендные платежи в размере от 3000 до 6000 долларов за мегаватт установленной мощности, а также платежи за сервитуты для линий электропередач и право отвода дороги.Они также могут получать гонорары в зависимости от годовой выручки проекта. Фермеры и сельские землевладельцы могут создавать новые источники дополнительного дохода, производя сырье для электростанций, работающих на биомассе.

UCS показал, что национальный стандарт возобновляемой электроэнергии на 25 к 2025 г. будет стимулировать новые капитальные вложения в технологии возобновляемой энергии на 263,4 млрд долларов, а новые доходы землевладельцев – на 13,5 млрд долларов от? производство биомассы и / или арендные платежи за ветряные земли, а также 11,5 миллиардов долларов новых поступлений от налога на имущество для местных сообществ [17].

4. Источники энергии

Обучение источникам энергии поддерживается 7 ключевыми концепциями:

4.1 Люди передают энергию из окружающей среды и преобразуют ее в формы, полезные для человеческих усилий. Основными источниками энергии в окружающей среде являются такие виды топлива, как уголь, нефть, природный газ, уран и биомасса. Все виды топлива из первичных источников, кроме биомассы, не являются возобновляемыми. Первичные источники также включают возобновляемые источники, такие как солнечный свет, ветер, движущаяся вода и геотермальная энергия.

4.3 Ископаемые и биотопливо – это органические вещества, содержащие энергию, улавливаемую солнечным светом.Энергия в ископаемых видах топлива, таких как нефть, природный газ и уголь, поступает из энергии, которую производители, такие как растения, водоросли и цианобактерии, давно улавливали из солнечного света. Энергия в биотопливе, таком как пища, древесина и этанол, поступает из энергии, которую производители улавливали из солнечного света совсем недавно. Энергия, хранящаяся в этих видах топлива, высвобождается во время химических реакций, таких как горение и дыхание, которые также выделяют углекислый газ в атмосферу.

4.4 Люди переносят энергию с места на место.Топливо часто не используется у источника, а транспортируется, иногда на большие расстояния. Топливо транспортируется в основном по трубопроводам, грузовикам, судам и поездам. Электроэнергия может быть произведена из различных источников энергии и может быть преобразована практически в любую другую форму энергии. Электрические цепи используются для распределения энергии в отдаленные места. Электричество – это не первичный источник энергии, а энергоноситель.

4.5 Люди вырабатывают электроэнергию несколькими способами. Когда магнит движется или магнитное поле изменяется относительно катушки с проволокой, электроны перемещаются по проволоке.Таким образом происходит большая часть производства электроэнергии человеком. Электроны также можно заставить течь через прямое взаимодействие с легкими частицами; это основа, на которой работает солнечный элемент. Другие способы производства электричества включают электрохимические, пьезоэлектрические и термоэлектрические.

4.6 Люди намеренно накапливают энергию для дальнейшего использования различными способами. Примеры включают батареи, резервуары для воды, сжатый воздух, водород и аккумуляторы тепла. Хранение энергии связано с множеством технологических, экологических и социальных проблем.

4.7 Различные источники энергии и разные способы преобразования, транспортировки и хранения энергии имеют разные преимущества и недостатки. Данная энергетическая система, от источника до потребителя, будет иметь собственный уровень энергоэффективности, денежных затрат и экологического риска. Каждая система также будет иметь последствия для национальной безопасности, доступа и справедливости.

Тема источников энергии может быть одной из определяющих в жизни наших студентов

Происхождение: Фотография из галереи изображений Microsoft.
Повторное использование: Если вы хотите использовать этот элемент за пределами этого сайта способами, которые выходят за рамки добросовестного использования (см. Http://fairuse.stanford.edu/), вы должны получить разрешение от его создателя.

Истоки нашего энергоснабжения – захватывающая и увлекательная тема для студентов, и это отличный способ узнать о различных способах производства энергии, а также о воздействии и социальных последствиях различных типов энергии. Эти концепции вращаются вокруг энергии, которая используется в человеческих целях, включая возобновляемые и невозобновляемые источники энергии, хранение энергии, производство электроэнергии и транспортировку энергии с места на место.

Важной отправной точкой для этой темы является концепция возобновляемой и возобновляемой энергии.невозобновляемые источники энергии. Многие студенты уже знакомы с идеей о том, что ископаемое топливо восстанавливается гораздо медленнее, чем мы его используем, поэтому оно невозобновляемо. Возобновляемая энергия бывает разных форм: гидроэлектрическая, солнечная, ветровая, геотермальная и биотопливо. Каждый из них предлагает множество связанных тем и нюансов. Например, солнечная энергия может вырабатываться на одной крыше или на крупных солнечных фермах. Солнечная энергия также может быть получена путем концентрации солнечных электростанций, которые используют массив зеркал для направления солнечной энергии на центральную башню.Этот тип солнечной энергии может доставлять энергию даже ночью. Детальное изучение производства энергии может предотвратить чрезмерно упрощенную маркировку определенных видов энергии как хорошей или плохой.

Также стоит затронуть практические и технологические аспекты энергетики. Распределение энергетических ресурсов по всему миру неравномерно, поскольку в одних регионах источников энергии много, а в других их нет. Области, где энергия используется наиболее интенсивно, не обязательно являются теми же местами, где естественным образом существуют энергетические ресурсы.Например, богатые месторождения нефти и газа находятся в прибрежной морской среде, а ветряные электростанции расположены в сельской местности. В обоих случаях эта энергия переносится в место, где она потребляется. Более того, конечное использование энергии зависит от географии, времени года и времени суток. Таким образом, энергию необходимо транспортировать, хранить и преобразовывать из одной формы в другую, чтобы она была доступна тогда и там, где это необходимо.

Так же, как экосистемы зависят от поступления энергии, человеческое общество также зависит от энергии для инфраструктуры, транспорта, продуктов питания и большинства других видов человеческой деятельности.Однако существуют пределы того, сколько энергии доступно данному обществу. Даже возобновляемые формы энергии зависят от географического положения и технологической доступности. Запасы невозобновляемой энергии ограничены и влияют на их добычу, транспортировку и потребление. Ценообразование на энергию, энергетическая справедливость и энергетическая безопасность – все это факторы, которые диктуют, насколько легко энергия становится доступной для различных слоев общества. Некоторые общества обладают изобилием энергии, в то время как другие борются за удовлетворение своих основных потребностей.Изучая эти концепции, студенты могут начать понимать, как люди зависят от использования энергии, но также ограничены практическими аспектами использования энергии.

Помогаем учащимся понять эти идеи

Происхождение: Управление энергетической информации США
Повторное использование: Этот элемент является общественным достоянием и может использоваться повторно без ограничений.

Это иллюстрирует экстраординарные проблемы, с которыми мы сталкиваемся, выходя за рамки ископаемого топлива. Переход от ископаемого топлива приводит к возникновению нового набора вопросов, таких как накопление энергии, технология аккумуляторов и энергоснабжение, которое объединяется из многочисленных прерывистых источников, а не из нескольких стационарных электростанций.

Сегодняшние студенты, вероятно, будут в восторге от возобновляемых источников энергии, что является отличным способом их заинтересовать. Но важно, чтобы они узнали о проблемах и реалиях капитального ремонта энергетической системы. Например, рассмотрим огромные установки возобновляемых источников энергии, которые потребуются для замены 80% энергоснабжения, поступающего от ископаемого топлива, а также логистику размещения ветряных турбин, солнечных электростанций или другой новой энергетической инфраструктуры. Цифры важны.Количественный анализ этих вопросов показывает, что нам предстоит пройти долгий путь в обеспечении надежного, безопасного и экологически чистого энергоснабжения.

Реализация этих идей в вашем классе

Происхождение: Фото Денниса Шредера / NREL
Повторное использование: Этот элемент предлагается по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете использовать повторно этот элемент в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы по аналогичной лицензии.

Энергия является частью жизни каждого студента и используется повсюду вокруг нас. Поэтому легко найти актуальность в обучении источникам энергии. В упражнении «Источник энергии» командам учеников предлагается создать концептуальный эскиз электричества, который начинается с их собственного выключателя света, и проследить его как можно дальше.Это задание можно использовать с любым классом, и оно служит вводным заданием, которое может побудить к дальнейшим исследованиям, а также может выявить неправильные представления. Студенты могут развить эту концепцию и разработать свои собственные энергетические портфели на основе интернет-исследований о различных источниках энергии.

Студенты также могли изучить передовые энергетические инновации, такие как солнечная черепица, энергия водорослей или новые способы хранения энергии. Почти каждый день мы узнаем о новой возможности. Обратной стороной этого является то, что педагогам может быть трудно поспевать за быстрыми изменениями.Например, цены на возобновляемые источники энергии падают каждый год, а установки возобновляемых источников энергии опережают прогнозы во всем мире. Педагоги должны помнить о том, чтобы предоставлять актуальную информацию, что может включать проверку и обновление цифр каждый год. Управление энергетической информации предлагает множество данных, карт, графиков и прогнозов, которые можно использовать для исследования ряда вопросов.

Средняя школа

• Energy for You показывает учащимся, как исследовать типы энергетических ресурсов в их родном штате.
• Биотопливо из водорослей: новая возобновляемая энергия – учащиеся изучают основные жизненные потребности водорослей (фитопланктона) посредством практического опыта и интерактивной игры.
• «Океаны энергии» посвящен исследованию океана как способу научиться улавливать, контролировать и распределять возобновляемые энергетические ресурсы океана. Студенты исследуют один источник энергии океана с помощью Интернета, а затем строят микрогидрогенератор.

Средняя школа

• The Great Energy Debate позволяет студенческим командам сформулировать ключевые моменты плюсов и минусов назначенного им источника энергии и сравнить их с другими.
• Энергетика Соединенных Штатов – это увлекательная интерактивная карта и база данных, которые иллюстрируют производство и потребление энергии в разных штатах. Полезно для интернет-исследований, проводимых студентами, или для сравнения энергии в разных состояниях.
• Wind Maps – это карта средней годовой скорости ветра на высоте 80 метров над землей. Эту карту можно использовать для оценки потенциала ветровой энергии в США.

Колледж

• Энергия ветра Использование Google Планета Земля использует семь крупных ветряных электростанций, разбросанных по всему миру, для сравнения потенциальной мощности ветровых ресурсов каждой фермы.
• Наша энергетическая система – это интерактивная диаграмма от Национальной академии наук, которая показывает, как мы полагаемся на различные первичные источники энергии для энергоснабжения четырех секторов конечного потребления (жилой, коммерческий, промышленный и транспортный).
• Обозреватель данных по электроэнергии содержит самые свежие данные о производстве электроэнергии в США. Данные можно фильтровать и отображать в виде графиков разными способами, и они полезны для уроков по вопросам производства энергии.
• Natural Gas and Marcellus Shale использует тематический подход к изучению гидроразрыва пласта.
• Выбор участков для проектов в области возобновляемых источников энергии использует Google Планета Земля для исследования различных источников возобновляемой энергии и выбора участков в Соединенных Штатах, которые будут подходящими для развития возобновляемых источников энергии.

Найдите занятия и наглядные пособия для преподавания этой темы

Поиск по классу: средняя школа старшая школа введение колледж высший колледж поиск все классы

Список литературы

Общее производство и потребление энергии по штатам – это интерактивная карта США.S., что приводит к производству, потреблению и источникам энергии для каждого штата. Вкладки вверху каждой страницы содержат подробную информацию об энергии в каждом состоянии. На момент написания этой статьи данные были за 2017 год, и вполне возможно, что Управление энергетической информации продолжит обновлять эту страницу.

Hourly Electric Grid Monitor от Управления энергетической информации показывает графики в реальном времени источников электроэнергии, работающих в различных регионах США. Выпадающее меню в верхнем левом углу предлагает дополнительные инструменты для анализа электроэнергии.

Annual Energy Outlook от Управления энергетической информации. Это «вечнозеленый» источник, который обновляется каждый год. В отчете представлены тенденции в использовании энергии, производстве электроэнергии, выбросах CO ₂ и т. Д.

50 государственных целей для чистой энергии – это набор из 50 информационных бюллетеней / инфографики, показывающих конкретные планы перехода на возобновляемые источники энергии в каждом штате США. Данные включают создание рабочих мест. Данные Стэнфордского университета.

% PDF-1.6 % 167 0 объект > эндобдж 188 0 объект > поток application / pdf2013-04-16T05: 24: 48.984-04: 00application / pdf конечный поток эндобдж 32 0 объект > эндобдж 163 0 объект > эндобдж 37 0 объект > эндобдж 41 0 объект > эндобдж 38 0 объект > эндобдж 39 0 объект > эндобдж 40 0 объект > эндобдж 46 0 объект [159 0 R] эндобдж 47 0 объект >] / P 62 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 48 0 объект >] / P 49 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 49 0 объект > эндобдж 50 0 объект > эндобдж 51 0 объект > эндобдж 1 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / StructParents 1 / Type / Page >> эндобдж 2 0 obj [25 0 R 18 0 R] эндобдж 3 0 obj > поток HWnF} WQfw0cO`wM%) R!) + NIˤ yВXuԩÇ_n ~ e [\ y, kj, kq ~ \ xy> [gl? $ 7 ‘! dzp \ b6 \ 5 챪.