Шта су алтернативни извори енергије и како се могу користити у личне сврхе
У данашњем свету који се брзо развија, борба за енергетске ресурсе између развијених земаља приоритет је спољне политике многих држава, стога бити енергетски независан значи бити економски и политички слободан. Поред тога, готово на првом месту међу технички развијеним земљама је питање еколошке безбедности наше планете, о чему сведочи Паришки споразум о клими из 2015. године и низ других међународних докумената. У контексту ових одлука, као и у вези са смањењем резерви традиционалних извора енергије (гас, нафта, угаљ итд.), Многе државе почињу све активније да развијају алтернативне, обновљиве изворе енергије. Шта су алтернативни извори енергије, њихове врсте и методе употребе, да ли је то могуће учинити сами - ово је тема данашњег прегледа.
Садржај чланка
Алтернативни извори енергије - шта је то
Укратко, алтернативни извори енергије су обновљиви, еколошки ресурси, чија трансформација производи електричну и топлотну енергију, коју људи користе за своје потребе. Неконвенционални извори електричне енергије су сунце и вода, ветар и геотермалне воде, топлота - земља и сунце.
Врсте алтернативних извора енергије
Развој зелене енергије је резултат развоја технологија које су омогућиле употребу обновљивих извора енергије са већом ефикасношћу, о чему би требало посебно разговарати.
Соларна енергија
Сунце је неисцрпни извор енергије који може да обезбеди топлоту и електричну енергију свим становницима наше планете, међутим, да би се та енергија претворила, неопходни су посебни технички уређаји.
- Електрична енергија.
За добијање електричне енергије потребна је електрана чији је главни елемент соларна батерија (панел). Принцип рада таквог уређаја (панела) заснован је на претварању сунчевог зрачења у електричну енергију, до чега долази када светлост удари у фотоћелије од којих се састоји. Електрична струја се генерише стварањем потенцијалне разлике унутар фотоћелије и узрокована је физичким процесима повезаним са „п-н“ проводљивошћу материјала који садрже силицијум. Принцип соларне батерије приказан је на следећој слици.
За рад такве електране, осим соларни панел, потребан је одређени број техничких уређаја:
- контролер - обезбеђује рад електране у аутоматском режиму, обезбеђујући пуњење акумулатора;
- акумулаторска батерија - је уређај за складиштење енергије коју генерише соларни панел;
- претварач - претвара једносмерни напон у наизменични напон који се користи за повезивање кућних апарата;
- спојне жице, као и уређаји за заштиту и аутоматизацију.
- Топлотна енергија.
Да би се добила топлотна енергија која се може користити за грејање и снабдевање топлом водом, потребни су технички уређаји названи соларни колектори.
Такве јединице су две врсте: равне и вакуумске. Они се разликују у дизајну, али су у принципу слични једни другима. Функција таквих уређаја је да апсорбују енергију сунца и претворе је у топлотну енергију, која се, пак, преноси на носач топлоте у кругу грејања или воду која иде за снабдевање топлом водом потрошача. За рад овог система биће вам потребне и циркулациона пумпа и резервоар (бојлер), запорни и контролни вентили, као и системи за аутоматизацију и управљање.
Енергија ветра
Ветар такође може послужити као извор добијања електричне енергије, а пошто дува готово увек и свуда, што је због „даха“ наше планете, онда су његове резерве неисцрпне.
Потешкоће у добијању електричне енергије из кинетичке енергије ветра леже у његовој непостојаности, вишесмерности и различитим величинама снаге ваздушних струјања. За добијање електричне енергије помоћу енергије ветра потребан вам је генератор ветра (ветроелектрана).
Карминери су различитих врста:
- са вертикалном осом ротације - ротациони, лопатице и правокутни;
- са хоризонталном осом ротације - лопатица, турбина и бубањ.
Различити модели се разликују у брзини ротације лопатица (мала брзина и велика брзина) и бубњева, висини уградње и техничким карактеристикама. За рад ветротурбине у систему напајања потребан је сет опреме, сличан оном који се користи код соларних панела (контролер, инвертор).
Повезани чланак:
Како направити генератор ветра од 220В својим рукама. У публикацији ћемо размотрити принцип рада и врсте ветротурбина, карактеристике састављања уређаја из машине за прање веша и генератора аутомобила, корисне савете и препоруке специјалиста.
Енергија воде
На планети Земљи вода заузима већи део њене површине - то су мора и океани, језера и реке, вештачки резервоари и други резервоари.
Човек је давно научио да користи енергију воде, која је у почетку била механичка, добијена као резултат кретања воденог окружења.Његови потоци доводили су млинске камење у воденицу или неки други механички уређај у ротацију, а човек је само контролисао брзину њихове ротације. У будућности су људи почели да користе ову врсту енергије за генерисање електричне енергије, како на рекама са брзим протоком, тако и у морима - услед осека и протока, „функционисања“ са сталном тачношћу. За генерисање електричне енергије користе се посебне турбине смештене у воденом медијуму чија је осовина повезана са генератором који генерише електричну струју. Струје воде усмерене на лопатице турбине ротирају је и то кретање се преноси на генератор и, као резултат, ствара се електрична струја.
У плимним станицама рад се изводи на сличан начин, с једином разликом што се протоци воде крећу у различитим правцима, што је узроковано цикличношћу периода „плима и осека“.
Енергија земље
Енергију наше планете човек користи и за своје потребе, уз њену помоћ можете загрејати кућу или загрејати воду, као и производити електричну енергију.
- Геотермална енергија.
У неким регионима наше планете унутрашња топлота једноставно избија, што се изражава у сеизмичкој активности, вулканским ерупцијама и присуству гејзира. На таквим местима питања грејања и снабдевања топлом водом решавају се прилично једноставно и не захтевају посебан опис, а не знају сви за производњу електричне енергије на овај начин.
Да би се добила електрична енергија, гради се геотермална електрана у којој се као извор енергије користи парна турбина коју покреће пара, добијена или претворена из топлотне енергије земље.
Врсте и методе претварања паре могу бити различите, због дубине геотермалних вода и њихових хемијских карактеристика, као и термичких показатеља.
- Топлотна пумпа.
Топлотна пумпа је технички уређај који омогућава коришћење топлоте из различитих природних извора за грејање и снабдевање топлом водом.
Постоји неколико врста таквих јединица, које се разликују у примарном извору енергије и начину њеног преноса на потрошача: „ваздух-вода“ и „ваздух-ваздух“, „вода-вода“ и „вода-ваздух“, као и „подземна вода“.
Рад топлотне пумпе вода-вода приказан на слици је следећи:
- у па, смештен поред сеоске куће, постављен је спољни круг у коме расхладна течност циркулише;
- зграда је постављена Топлотна пумпана који је спојен спољни круг;
- приликом проласка кроз пумпу, расхладна течност спољног круга предаје топлоту расхладној течности која циркулише у унутрашњем колу топлотне пумпе, док расхладна течност испарава;
- унутрашњи круг зграде такође је повезан са топлотном пумпом, а кроз њу такође циркулише носач топлоте;
- Расхладно средство, циркулишући кроз топлотну пумпу, улази у испаривач, где испарава, док се у овом тренутку ослобођена топлотна енергија преноси на грејни медијум грејног круга или ПТВ-а зграде.
Повезани чланак:
Топлотна пумпа за грејање куће омогућава загревање батерија на еколошки, сигуран и бесплатан начин. Принцип његовог рада и уређаја, критеријуми за избор, преглед произвођача и модела - прочитајте публикацију.
Биогорива
Огревно дрво је свима позната врста биогорива, али с обзиром на то да шуме нису доступне у свим регионима и морају се користити врло пажљиво, не би требало да се у свом чистом облику сматрају алтернативним и лако обновљивим горивом.
Алтернативни и обновљиви извори енергије укључују следеће врсте биогорива:
- чврст - брикети и грануле за гориво (пелете) од пиљевине и отпадака од обраде дрвета, тресета;
- течност - биоетанол и биобутанол, биометанол и биодизел;
- гасовит - биогас и биохидроген.
Брикети и пелети од горива се израђују на посебној опреми, а за њихово сагоревање се користе котлови на чврсто горивоопремљене посебним решеткама које осигуравају њихово сагоревање.
Течно гориво се добија у посебним предузећима прерадом оригиналних биљних сировина. Биогас се такође производи прерадом органског отпада и може се користити за производњу електричне и топлотне енергије. За то се добијени гас сагорева, а резултујућа топлота троши за снабдевање топлотом и топлом водом, као и за генерисање паре, што осигурава рад посебне турбине која генерише електричну струју.
Алтернативни извори енергије за приватну кућу
Готово сви горе наведени извори алтернативне енергије могу се користити за приватну кућу или друге објекте, једини изузетак може бити производња течног биогорива, што је због високе цене опреме потребне за његову производњу. Инсталације алтернативних извора енергије које се користе за личну потрошњу могу изгледати другачије, у наставку су примери већ спроведених пројеката инсталација обновљивих извора енергије:
- Соларна енергија.
Соларне електране производе се у нашој земљи и многим технички развијеним земљама света. Различити модели се разликују у техничким карактеристикама, животном веку и цени, па је због тога увек могуће одабрати станицу у складу са потребама и финансијским могућностима. Ево неколико опција које су успешно примењене на домаћем тржишту.
Повратне информације о моделу соларне електране „Аби-солар“ снаге 7,5 кВ:
Соларни колектори се такође користе у нашој земљи за грејање и снабдевање топлом водом кућа, али овај тренд је најразвијенији у јужним регионима, где клима омогућава употребу таквих инсталација готово током целе године.
Ево неких од ових употреба.
Повратне информације о соларном систему Атмосфера, створеном на основу колектора СВК-Нано-30:
- Инсталације ветра.
Генератори ветра су ређи међу обичним потрошачима од соларних електрана, а разлог томе је мало оптерећење ветром у најнасељенијим регионима наше земље. Ипак, на Интернету можете пронаћи фотографије и сведочења о успешној употреби таквих инсталација.
Повратне информације о употреби ветропарка:
- Топлотна пумпа.
Мало људи је упознато са овом врстом опреме, али постепено, због смањења трошкова топлотних пумпи, полако освајају тржиште алтернативних извора енергије. Ево неколико успешно завршених пројеката.
- Производња биогаса.
Производња биогаса може се обавити сеоском кућом, али истовремено треба имати на уму поштовање температурног режима током његове производње и непријатног мириса који се ствара током ферментације биомасе. Такве инсталације могу себи приуштити становници јужних региона који се баве пољопривредом, јер отпад од усева је тај који служи као сировина за производњу ове врсте алтернативног горива.
Да ли постоји будућност за алтернативне изворе енергије
Да ли постоји будућност за алтернативне изворе енергије, питање је које занима многе енергетске инжењере, екологе и само активне грађане наше земље, а одговор је недвосмислен - ДА, будућност постоји. У нашој земљи 2009. године усвојен је и успешно се спроводи програм развоја алтернативне енергије у Русији, формулисан као „Главни правци државне политике у области повећања енергетске ефикасности електропривреде засноване на коришћењу обновљивих извора енергије за период до 2020. године“. Поред тога, држава пружа помоћ предузећима у примени програма Међународне финансијске корпорације (ИФЦ) за развој обновљивих извора енергије. На законодавном нивоу, створене су економске полуге за промоцију ширења „зелене“ енергије, изражене у успостављању преференцијалних тарифа и финансијској помоћи за изградњу, пореским подстицајима и надокнади дела кредитних трошкова изградње.
Један од примера такве помоћи је увођење такозване „зелене тарифе“ за електричну енергију. Његова суштина лежи у чињеници да су вредности ове тарифе више од вредности организација за снабдевање електричном енергијом, па држава стимулише развој алтернативне енергије на одређеној територији. Тарифа омогућава индивидуалним корисницима и предузећима са алтернативним електранама да делимично надокнаде трошкове њихове куповине и уградње продајом вишка произведене електричне енергије спољној мрежи по вишим ценама. Тренутно је руска влада одобрила Правила за такву примену и припремила нацрт резолуција којима се дефинишу услови за одредбу „зелене тарифе“. Закон, према којем ће се спроводити такве активности, развијају Министарство енергетике, Министарство економског развоја и Савезна антимонополска служба и требало би да га поднесу на разматрање Државној думи 2018. године.
Уради сам алтернативну енергију за дом
Ако имате слободног времена, жеље, а такође и могућности рада са ручним алатом, можете створити инсталације помоћу којих ћете користити алтернативне изворе за своје потребе, како у облику електричне, тако и топлотне енергије.
Ово се односи на све горе наведене врсте алтернативне енергије:
- соларна генерација - можете самостално израђивати соларне панеле, користећи фабрички произведене фотоћелије, саставити контролер и претварач, а такође направити соларни колектор;
- ветрењаче - електронски уређаји (контролер, претварач) састављају се на исти начин као и за соларне станице, од фабрички израђених резервних делова, а генератор ветра се прилично лако израђује од отпадног материјала и резервних делова од аутомобила;
- микро-хидроелектрана - може се направити и од аутомобила, делова мотоцикла и постојећих материјала, једини услов за успешну изградњу биће присуство резервоара у који треба да се постави турбина;
- постројење за биогас - било који становник села може сакупљати, услови за то биће - присуство потребне количине биомасе и температуре амбијенталног ваздуха, што омогућава процес његове ферментације.