Energías alternativas para el hogar: revisión de fuentes de energía no estándar
La “energía verde” atrae a la gente simplemente por sus perspectivas cósmicas.Se puede obtener energía inagotable del medio ambiente de forma totalmente gratuita para dar servicio a las comunicaciones autónomas. Además, su recurso se restablece diariamente sin intervención humana.
Sin embargo, para poder utilizar correctamente los verdaderos dones de la naturaleza, es necesario saber cómo funcionan y dónde se utilizan. ¿Estás de acuerdo?
Aprenderá todo sobre cómo se utilizan las energías alternativas en el hogar en nuestro artículo. Después de revisar la información que le brindamos, podrá elegir la opción más adecuada para generar calor o electricidad.
Hemos descrito en detalle instalaciones que procesan energía solar/eólica/hidráulica/terrestre. Describimos breve y extremadamente simple el principio de su funcionamiento. La información proporcionada ayudará a comparar métodos y fuentes de producción de energía.
El contenido del artículo:
Tipos de fuentes de energía alternativas
Comprar modelos industriales de dispositivos modernos para extraer energía térmica o eléctrica del medio ambiente no es tan difícil.
Las opciones más populares para dicho equipo incluyen:
- paneles solares;
- colectores solares;
- generadores eólicos;
- bombas de calor;
- generadores de biogás.
La ciencia no se detiene, están apareciendo nuevos modelos de dispositivos para producir energía alternativa. Es importante no sólo elegir la opción adecuada, sino también instalarla correctamente. Muchas veces no es posible arreglárselas con una sola unidad.Puedes combinar el uso de diferentes recursos.
Por ejemplo, una batería solar proporciona más electricidad en verano y un generador eólico proporciona más electricidad en invierno. La combinación de estos dos dispositivos permite proporcionar una cantidad suficiente de electricidad autónoma durante todo el año. También se pueden combinar otros dispositivos de forma similar.
#1: Uso de paneles solares
Estos elementos son cada vez más populares y diversos. Se venden tanto en kits prefabricados como en fotocélulas individuales. Los artesanos aficionados que prefieren hacer todo con sus propias manos trabajan voluntariamente con este último; esta es una tarea relativamente simple.
A hacer una bateria solar con parámetros individuales, debe comprar la cantidad requerida de fotocélulas listas para usar y soldarlas en un circuito común.
Hay células solares monocristalinas y policristalinas. Los primeros son más productivos y duraderos, pero sólo son eficaces si reciben un flujo estable de energía. Los policristales tienen una menor eficiencia y una vida útil más corta, pero pueden funcionar con bastante eficacia incluso en condiciones de nubosidad.
Las células fotovoltaicas se colocan debajo de una capa de material transparente duradero para que puedan absorber energía y permanecer en su posición. El estuche con una superficie exterior transparente parece un marco de metal. Se utiliza para asegurar los paneles.
A veces se utiliza una estructura de madera en lugar de un cuerpo metálico.Esta es una opción menos duradera, pero bastante aceptable.
Una estructura con paneles solares resulta bastante voluminosa, por lo que la mayoría de las veces se coloca directamente en el techo de la casa. La carcasa está montada sobre un soporte para que el panel con fotocélulas pueda girarse, esto te permitirá monitorear el movimiento del sol y capturar más rayos UV dependiendo de la época del año.
Cuando llueve mucho, el panel se coloca en posición vertical para evitar daños y reducir la posible contaminación. La instalación de paneles es sólo la primera etapa en la implementación de dicho sistema.
Para su pleno funcionamiento será necesario conectar las fotocélulas mediante un cargador al sistema inversor solar.
Para acumular el sistema eléctrico resultante, necesitará baterias para paneles solares, Por ejemplo, LUZ DEL SOL PzS. Dichos elementos se pueden instalar bajo tierra, a una profundidad bastante significativa, hasta tres metros.
Selección correcta inversor para paneles solares y controlador de batería: un punto importante para garantizar la máxima eficiencia de todo el sistema. Cuanto mejor se seleccionen todos los componentes, mejores se realizarán los cálculos especiales y menores serán las pérdidas de energía eléctrica.
Un tipo interesante de paneles solares: versión de película flexible, su capa de trabajo se aplica a una película de polímero. Se instalan en las ventanas de cristal de los edificios de gran altura, por supuesto, en el lado soleado.
La eficiencia de dichos elementos es ligeramente menor que la de la versión tradicional: solo el 7%. Pero la comodidad de su uso y el ahorro de espacio compensan esta desventaja.
El dispositivo llamado Betaray. Se trata de una bola de cristal bastante grande que, a modo de lente, recoge los rayos del sol y los dirige a un panel con fotocélulas. La instalación es capaz de girar automáticamente para obtener la máxima luz solar.
Como resultado, puede arreglárselas con menos fotocélulas y hacer que el flujo de luz solar sea más estable. Por la noche, Betaray es capaz de absorber la luz de la luna y las estrellas. Esto no es mucho, pero sí suficiente para proporcionar un alumbrado público completo. En general, este dispositivo tiene una impresionante eficiencia del 35% para paneles solares.
Aquí se presentan consejos útiles para elegir, instalar y operar paneles solares:
#2: Aplicación de colectores solares
Esta es una variación más moderna y productiva de la ducha de verano. Incluso la casa de campo más modesta tiene un barril de agua, que durante el día se calienta a un nivel bastante decente.
Si instala un sistema de tuberías estrechas en el techo por donde circula el agua, puede obtener una cantidad notable de calor, proporcionando a la casa un suministro completo de agua caliente e incluso una calefacción bastante decente.
El funcionamiento de esta fuente de energía alternativa se basa en la capacidad que tienen el agua y el aire de circular cuando se calientan. El tanque del intercambiador de calor está instalado a un nivel más alto que los tubos colectores. El agua calentada sube y entra por la parte superior del serpentín del intercambiador de calor.
Al enfriarse al entrar en contacto con el agua del grifo, el refrigerante del colector solar cae y vuelve a pasar a las tuberías, que son calentadas por el sol.
La circulación natural del agua de calefacción y refrigeración elimina la necesidad de bombas especiales u otros equipos eléctricos.
Puede hacer la versión más simple de dicho sistema a partir de los materiales disponibles: tuberías de diferentes diámetros, chapa de metal como base. El soporte al que se fija la base se puede fabricar a partir de una esquina u otros elementos metálicos.
Normalmente, la parte del sistema que está en el exterior está pintada de negro para aumentar su capacidad de absorber calor. La base con tubos se fija de tal forma que se puede cambiar el ángulo de inclinación.
Sólo queda instalar un tanque intercambiador de calor, colocar en él un serpentín y conectar los elementos del sistema entre sí y con el sistema de suministro de agua y/o calefacción.
La tecnología detallada para fabricar un colector solar para calefacción se describe en Este artículo.
Por supuesto, los colectores solares industriales modernos son más complejos y funcionan de manera más eficiente. Algunos dispositivos utilizan freón como refrigerante, lo que permite obtener energía térmica incluso en climas fríos.
Las unidades industriales pueden equiparse con tubos de vacío, bloque con fotocélulas, sensores de temperatura, sistema de control automático, etc. El coste de un coleccionista de este tipo puede ser bastante impresionante.
#3: Explotación de la energía eólica
Los generadores eólicos son dispositivos conocidos desde hace mucho tiempo y muy populares entre los amantes de la energía respetuosa con el medio ambiente. Este es un dispositivo bastante engorroso, especialmente si las aspas del molino de viento giran en un plano horizontal. Por lo tanto, las versiones con palas verticales son más populares.
El molino de viento se coloca sobre un soporte alto y duradero. El movimiento de las palas se transmite al generador y la energía resultante se almacena en una batería. Luego, la electricidad se transfiere al sistema eléctrico interno de la casa o se utiliza de otro modo.
Un molino de viento casero puede cubrir las necesidades eléctricas de una pequeña cabaña de verano:
Industrial modelos de generadores eólicos modernos Generalmente equipado con un conveniente panel de control electrónico.
Los dispositivos caseros se construyen según diagramas y dibujos bastante simples. En Internet puedes encontrar muchas opciones de diferentes tipos y tipos. Debe elegir un lugar conveniente para colocar dicha estructura, donde sople un fuerte viento y la unidad no moleste a nadie. Cuanto más altas estén montadas las cuchillas, mejor.
No hace mucho la empresa Levantarse presentó un desarrollo original: una turbina eólica instalada sobre una plataforma móvil.Si lo desea, el dispositivo puede ensamblarse en un tamaño compacto y luego transportarse en un SUV normal e instalarse en otro lugar.
La potencia del aerogenerador móvil Uprise es de 50 kW. Según los expertos en el campo de las energías alternativas, esto es suficiente para suministrar electricidad no a la casa privada más grande, e incluso para compartir el exceso de electricidad con los vecinos.
Una opción aún más original para convertir la energía eólica en kilovatios es un avión. Poder Makani.
Se trata de una variación altamente científica de una cometa en la que se montan pequeñas turbinas eólicas. La idea es llevar el generador a la atmósfera superior, donde la velocidad del flujo de aire es mucho mayor que la del suelo. La energía fluye por el cable, que también funciona como cuerda que sujeta la "cometa".
Interesante descripción general de la reparación de generadores eólicos. SF-600-5 (China) le permite hacerse una idea de los posibles problemas con los electrodomésticos de clase económica:
En el artículo se describen ideas interesantes para hacer usted mismo un molino de viento: Cómo hacer un generador eólico con tus propias manos: dispositivo, principio de funcionamiento + mejores productos caseros
#4: Calefacción basada en bombas de calor
Estos dispositivos ocupan desde hace tiempo un lugar destacado en la familia de dispositivos para producir energía respetuosa con el medio ambiente. Una bomba de calor funciona de forma muy parecida a un frigorífico o un aire acondicionado, pero a la inversa.
Los dispositivos de este tipo se utilizan principalmente para calentar la vivienda, así como para calentar agua.Aunque hay modelos que hacen frente con éxito a las funciones de un aire acondicionado en verano.
Estos sistemas utilizan la energía del aire, el calor del suelo y del agua como fuente de calor. La energía está en todas partes, pero en estos recursos tiene un potencial bajo. El circuito externo de la bomba de calor recoge estas migajas dispersas de energía térmica y las traslada al sistema.
Para transformar la energía a un estado de alto potencial se utiliza un refrigerante, normalmente freón. Absorbe la energía recibida, se calienta y entra al compresor. Aquí el refrigerante se comprime y pasa a través del evaporador al intercambiador de calor del circuito de calefacción interno.
El refrigerante absorbe energía térmica concentrada y el freón pasa a través del evaporador y vuelve a su estado líquido. Ahora recibe energía de bajo potencial, se calienta, etc.
Dependiendo de la fuente de energía térmica, así como del tipo de refrigerante, se selecciona el tipo de bomba de calor: “tierra-agua”, "agua agua", "aire agua", “aire-aire” etcétera. Con la ayuda de un dispositivo de este tipo, es posible implementar no solo el calentamiento de agua tradicional, sino también el calentamiento de aire.
Muchos artesanos han dominado con éxito la producción independiente de dicha unidad; en los siguientes artículos se describen opciones interesantes:
- Cómo hacer una bomba de calor con tus propias manos a partir de un refrigerador viejo: dibujos, instrucciones y consejos de montaje.
- Bomba de calor geotérmica de bricolaje para calentar una casa: dispositivo, diseño, autoensamblaje
Extraer calor del suelo no es la tarea más sencilla, ya que requerirá un terreno espacioso y extensos trabajos de excavación. Las tuberías del circuito exterior se colocan en zanjas y se cubren con tierra. Está claro que el uso de este sitio será limitado en el futuro.
Pero de esta manera es posible garantizar una temperatura estable del refrigerante en el circuito externo, y esta es una condición importante para el funcionamiento exitoso de la bomba de calor. Es muy conveniente si hay un estanque cerca de la casa, el circuito exterior se puede sumergir en agua sin problemas. Como alternativa a un depósito, se utiliza un pozo de agua.
Para extraer calor del aire no se utilizan tuberías con refrigerante líquido, sino potentes ventiladores que bombean aire al intercambiador de calor. La temperatura del aire exterior no es tan constante como en las opciones con agua o tierra, pero elegir una ubicación para la unidad y realizar la instalación es mucho más fácil.
Desafortunadamente, estos dispositivos son ineficaces en las regiones del norte, ya que la calefacción es imposible incluso a -20 grados de temperatura exterior. El problema se soluciona combinando dos sistemas de calefacción diferentes.
#4: Biogás en trabajos de comunicaciones
Los residuos son otro recurso interesante para generar energía térmica. Al procesar residuos con la ayuda de bacterias anaeróbicas, se liberan sustancias como metano, sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y una cierta cantidad de impurezas.
Esta mezcla de gases se llama biogás y también puede considerarse una fuente de energía alternativa moderna.
Por supuesto, esta sustancia inflamable no se obtiene del contenido de la alcantarilla. Para ello se utilizan residuos orgánicos de origen animal o vegetal. Se colocan en un recipiente especial, muy duradero y siempre hermético. Allí también se cargan cultivos bacterianos.
Se instala una barrena dentro del dispositivo para mezclar la masa biológica. Esto aumentará la velocidad de reacción y hará que el generador sea más eficiente.
La masa destinada a la elaboración se diluye con agua, que debe calentarse a unos 40°C.En verano se debe añadir más agua, pero en invierno el contenido de humedad de la biomasa puede rondar el 90%.
Para mantener una temperatura agradable para la vida de los microorganismos, el recipiente del biogenerador se cubre con materiales aislantes del calor. Todos los materiales de partida se cargan a través del cuello, que luego se cierra herméticamente. El biogás se acumula en la parte superior del dispositivo y se elimina a través de un tubo especial.
Los residuos reciclados se descargan a través de una tubería separada y representan un valioso fertilizante que se puede utilizar en el sitio. Un punto importante a la hora de crear un biogenerador usted mismo es la seguridad. Como el gas se acumula constantemente en el recipiente, la presión allí aumenta constantemente.
El proceso de creación independiente de un biogenerador a partir de un barril de metal se describe en este video:
Si este proceso no se controla, el dispositivo simplemente puede explotar. Se considera más seguro colocar el biogenerador bajo tierra que en la superficie. Es necesario asegurar una selección constante del gas resultante del recipiente para normalizar la presión.
La mezcla de gases también debe manipularse con cuidado. Esta sustancia inflamable tiene un olor acre y desagradable y su inhalación puede ser peligrosa para la salud humana.
Además de las fuentes de energía libre descritas anteriormente, también existen interesantes soluciones de ingeniería que tienen muchas perspectivas prácticas:
Objeto y aplicación del termogenerador.
Dispositivos de este tipo se conocen desde mediados del siglo pasado. Te permiten convertir la energía térmica en energía eléctrica. Una versión moderna de un termogenerador de producción industrial está diseñada para su instalación en calderas de gas o estufas de leña de combustión prolongada con una potencia de al menos 200 W.
Una de las opciones de termogeneradores más famosas y populares en la vida cotidiana funciona en conjunto con una lámpara de queroseno:
Un dispositivo de este tipo permite recibir alrededor de 150 kW/h de electricidad al mes en invierno, cuando los dispositivos de calefacción funcionan de forma continua.
Puedes considerarlo como una opción adicional en combinación con paneles solares o como una forma de compensar los frecuentes cortes de energía.
También existen modelos de generadores de calor para acampar que pueden procesar la energía térmica de un incendio normal. Se pueden utilizar durante la construcción donde no hay electricidad como alternativa a un generador que funciona con combustible licuado.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El vídeo le presentará las opciones más populares para instalaciones alimentadas por fuentes de energía alternativas:
El único inconveniente importante de los métodos alternativos de generación de energía es el alto coste del equipo y la instalación. Los desarrollos de alta tecnología son eficaces, convenientes y económicos. Aun así, la inversión se amortizará con el tiempo. Y para aquellos a los que les gusta trastear, siempre hay opciones de bricolaje.
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Recientemente parecía que los recursos ordinarios eran baratos y durarían mucho tiempo. Pero el aumento constante de los precios ha estimulado el desarrollo de fuentes de energía alternativas, y ahora los paneles solares en una parcela o en el techo de una casa no sorprenderán a nadie. Ahora este proceso ya no se puede detener y, además de los ahorros habituales, las energías alternativas ayudan a mejorar la situación medioambiental del planeta.
He estado utilizando los dones de la naturaleza durante mucho tiempo.La presencia de una batería solar en el garaje hoy no sorprenderá a nadie. Los compré ya hechos más de una vez, pero nunca intenté hacerlos yo mismo. Una buena idea, sobre todo basada en la información, no es tan difícil de implementar. Hace tiempo que planeo colocarlo en el techo de la casa. Experimente para ver qué resulta de ello. Aún así, estoy a favor de preservar el estado normal del medio ambiente.
Con ese precio por los paneles solares, nunca darán frutos. Su uso está justificado únicamente en lugares donde no hay red eléctrica.