top of page

3.3. Приклади використання в побуті альтернативних джерел енергії

Глобальне потепління, жахливий рівень забруднення планети, повальна висока захворюваність населення – ось лише маленька частина наслідків безвідповідального ставлення до нашої планети. Дивлячись на все це, частина людства все більше уваги звертає на альтернативні джерела енергії. Їх використання може допомогти не тільки подолати забруднення навколишнього середовища, а й економічну кризу, адже така енергія не тільки безпечна, чиста, невичерпна, але й вигідна.

Основні джерела альтернативної енергії, що широко використовуються у побуті:

  1. Сонячні панелі - найбільш розповсюджені, за допомогою енергії сонця і фотоелектричних елементів можна отримувати значну кількість електроенергії.

  2. Автономні вітрогенератори - допомагають трансформувати енергію вітру в електроенергію. Раніше були не дуже вигідним, адже повністю залежали від сили вітру, але тепер ця проблема не постає, адже можна використовувати таку установку як додаток до стаціонарної мережі, або користуватися накопичувальними акумуляторними батареями.

  3. Мініатюрні гідроелектростанції - за допомогою таких споруд, які використовують енергію води, можна забезпечити електрикою окремі будинки, та навіть цілі невеликі поселення.

  4. Геотермальні теплові насоси - використовують теплову енергію землі для опалення, обігріву води та інших щоденних побутових потреб людей.

Переваги використання альтернативної енергії:

  • невичерпність ресурсів;

  • безпека для навколишнього середовища;

  • економічна вигода: в середньому один об’єкт альтернативної енергетики окупається за 3-5 років;

  • автономність: альтернативні електростанції та інші об’єкти в більшості випадків не потребують постійного додаткового обслуговування - це допомагає значно знизити вартість однієї одиниці енергії і заощадити власні кошти і зусилля;

  • довгий строк експлуатації: в середньому один об’єкт може обслуговуватися до 20 років без потреби в капітальному ремонті;

  • престиж: використовувати альтернативну енергію не тільки вигідно, але й модно. Земельні ділянки на котрих є такі об’єкти зазвичай коштують значно дорожче і їх можна буде вигідно продати;

  • стабільність - встановивши сонячну, вітряну чи гідроелектростанцію в себе на ділянці ви будете захищені від перепадів електрики та регулярних відключень центральної системи.

Енергія вітру

Вітер - ще одне поширене джерело енергії. Плюсами використання енергії вітру є те, що така система досить доступна, економна, і що ще немало важливо, екологічно безпечна.

Приведемо приклад розрахунку споживання електроенергії для квартири, розрахунку всіх елементів вітряка.

Вітряк виготовлений як один із найбільш раціональних по використанню в нашій місцевості. За розрахунками він забезпечує безперебійно змінним струмом 220 В квартиру на вечірньо-нічний час. Пікове навантаження може складати до 6 кВт, а робоче 2,5 кВт. При пікових навантаженнях можливе падіння напруги мережі до 190 В, у такому випадку передбачено використання стабілізатора напруги, який стабілізує її коливання.

Вітряк змонтований на 8-ми метровій вишці, розміщеній на даху господарчого приміщення, загальна висота сягає 10 метрів, генератор з’єднаний з вишкою віссю, на якій він може вільно міняти своє горизонтальне положення, це дає можливість йому обертатись та краще орієнтуватись на вітер.

Генератор можна зробити з автомобільного генератора зміною його конструкції. Вітряк має 12 лопастей, посаджених на валу. Постійний струм, який він виробляє при роботі, складає близько 5 В і поступає на акумулюючі елементи. Постійний струм з акумуляторів поступає на перетворювач, який перетворює його на змінний і подає в квартиру.

Сонячне опалення

Усі будинку частково обігріваються Сонцем, але є проекти, що дозволяють максимально використовувати це дарове джерело енергії й у такий спосіб значно знизити плату за опалення. У таких будинках установлені більші вікна на стороні, освітлюваної полуденним сонцем, і набагато менші вікна на протилежній, більш прохолодній стороні. У деяких будинках жалюзі з теплоізольованих матеріалів закриваються на ніч, що дозволяє зберегти більшу частину тепла, накопиченого за день. Це - пасивна сонячна технологія.

Сонячна енергія може також використовуватися для водяного опалення будинків. Промені Сонця нагрівають воду у середині плоских колекторних панелей, що поглинають (на відміну від радіаторів опалення) випромінювання для нагрівання води. Ці панелі звичайно встановлюють на даху будинку під кутом, щоб уловлювати максимальна кількість прямих сонячних променів. Холодна вода протікає через панелі й нагрівається поглиненим ними сонячним світлом

Сонячні елементи - це електронні обладнання, де за рахунок фотоелектричного ефекту світло перетвориться в електроенергію. Кожний елемент робить небагато енергії, тому для забезпечення електропостачання в достатньому обсязі необхідні батареї таких з'єднаних один з одним елементів. Елемент складається з тонкого шару напівпровідникового матеріалу, звичайно кремнію. У деяких сонячних елементах застосовують інший напівпровідник - арсенід галію. Він менш ефективний, ніж кремнієвий, але може працювати при набагато більш високих температурах, завдяки чому його можна застосовувати на супутниках, що зазнають потужному впливу променів Сонця в космосі. На енергії сонячних елементів працюють більшість штучних супутників; вона також використовується в деяких електронних калькуляторах і годинниках.

Енергонезалежний будинок

Кожен з нас знає, що з сонячного випромінювання, вітрових потоків, тепла землі можна отримати електроенергію. Та як саме, ця енергія, перетворюється в електрику, яка забезпечує ваш будинок? На малюнку зображено енергонезалежний будинок. Розглянемо систему альтернативного виробництва електроенергії, у цьому будинку.

Під №1 показано вітрогенератори, котрі перетворюють кінетичну енергію вітру в електричний струм. Кількість енергії, яку вони виробляють прямо залежить від висоти місцевості, погодних умов, наявності високих будівель поруч.

№2 – сонячні батареї, вони, в свою чергу, вбирають сонячне проміння та перетворюють його на електричний струм. Їхня ефективність залежить від погодних та кліматичних умов місцевості.

Електричний струм з вітрогенераторів та сонячних батарей надходить до контролера заряду (№3). Контролер заряду, забезпечує процес зарядки/розрядки акумуляторів, які накопичують електроенергію. Хотілося б одразу додати, що для забезпечення будинку електроенергією у достатній кількості вистачить одного виду обладнання, а не їх сукупності. Від контролера згенерований струм може направлятись в інвертор (№5) для перетворення у змінний струм, або напряму – в акумулятори (№4). В системі альтернативного виробництва енергії, акумулятори виконують роль банку, в якому зберігається вся енергія, що не використовується.

Під №6 позначене підключення альтернативної системи енергопостачання(АСЕ) до електрощита в будинку.

Якщо енергосистема виробляє енергії більше, ніж споживає, то з інвертора струм проходить до лічильника (№7). Лічильник проводить облік зайвої енергії (№8) і фіксує свої вимірювання спеціальним обладнанням.

Вся електроенергія, що не використовується будинком, потрапляє в міські електромережі (№9) і до інших споживачів. Кількість електроенергії, яку було передано до електромережі буде компенсовано згідно із нормами закону «Про енергетику», відповідно до якого 1 кВт×год. згенерованої із використанням природних поновлювальних джерел енергії вартує 0,18 євро.

Розглянемо можливості альтернативного опалення

Під №10 зображено сонячні колектори. Суть роботи сонячних колекторів полягає в перетворенні енергії сонця в теплову енергію, для опалення чи гарячого водопостачання.

Оскільки сонячні колектори можуть забезпечувати стабільне гаряче водопостачання, тільки влітку, то для забезпечення повної автономності від газопостачання та електропостачання, можна використовувати геотермальний тепловий насос (№11-12). Геотермальний тепловий насос перетворює низькотемпературне тепло у високотемпературне тепло (до 65 С°), його ефективність залежить від глибини закладання зондів та ефективності перетворення теплової енергії.

bottom of page