Добро пожаловать на «Простые электронные самоделки для начинающих»!

Эффективность солнечных батарей

Достичь высокой степени эффективности от использования солнечной батареи крайне проблематично. Тем более, когда солнечная батарея изготавливается своими руками, и делаются попытки получить энергию под бытовые нужды целого дома или хозяйственные нужды дачного участки.

gotovii-nabor-solnechnogo-generatora.jpg
Такая промышленная бытовая установка генерирует 150 ватт мощности при напряжении сети 12 вольт. Правда, заявленная мощность гарантируется при полностью открытом солнечном небосводе

Чтобы получать максимальную эффективность от солнечного генератора энергии, необходимо постоянно определять и точно согласовывать сопротивление нагрузки.

Здесь без привлечения технологичных электронных устройств – контроллеров управления, не обойтись никак. А сделать подобный контроллер своими руками – задача сложная.

Фотоэлементам, на основе которых выстраивается структура солнечных панелей, присуща температурная нестабильность. Практика применения указывает на значительное падение производительности фотоэлементов в результате повышения температуры их поверхности.

Так появляется ещё одна, не менее трудная задача. Её решение требует использования солнечного света, лишённого тепла. Сделать нечто подобное в кустарных условиях видится бесперспективной идеей.

И ещё недостатки альтернативной энергетики:

  • потребность в значительных площадях под размещение панелей батареи;
  • бездействие установки в тёмное время суток;
  • наличие в составе компонентов батареи ядовитых веществ (свинца, галлия, мышьяка и т.п.);
  • значительные эксплуатационные издержки.

Тем не менее, профессиональное изготовление солнечных генераторов энергии стабильно наращивается. Существует уже как минимум пять компаний, готовых предложить к установке современные конструкции, в том числе предназначенные для объектов жилой недвижимости:

  • Canadian Solar
  • Jinko Solar
  • Hanwha Qcells
  • JA Solar
  • Trina Solar

Как сделать небольшой генератор свободной энергии своими руками

Схема используется такая:

  • взять кулер (вентилятор) от компьютера;
  • удалить с него 4 трансформаторные катушки;
  • заменить небольшими неодимовыми магнитами;
  • ориентировать их в исходных направлениях катушек;
  • меняя положение магнитов, можно управлять скоростью вращения моторчика, который работает абсолютно без электричества.

Такой почти вечный двигатель сохраняет свою работоспособность до извлечения из цепи одного из магнитов. Присоединив к устройству лампочку, можно бесплатно освещать помещение. Если взять более мощный движок и магниты, от системы можно запитать не только лампочку, но и другие домашние электроприборы.

Как отапливать дом без газа и электричества своими руками: варианты

pech.jpg

Есть несколько способов организации отопления, если нет возможности использовать электроэнергию или природный газ. Здесь перечислены те, которые проще всего организовать своими руками, а нужное оборудование и материалы не составит труда приобрести. Варианты таковы:

  • Классическая печь. В этом случае вам придется найти печника, так как сделать конструкцию грамотно, не имея опыта, вряд ли получится. Для облицовки лучше всего использовать кафель, так как он хорошо отдает тепло. Важно сделать качественный дымоход. Чаше всего печку размещают так, чтобы она выходила во все комнаты, или делают ответвления. Можно поставить камин, но он обогревает только то помещение, в котором установлен.
  • Котел на твердом топливе. Оборудование может быть рассчитано под дрова, торфобрикет, уголь, пеллеты (специальные гранулы). Если варианты длительного горения, которые поддерживают нужную температуру до 12 часов после закладки топлива, в них использован принцип тления и точной подачи воздуха. В этом случае делается стандартный контур с радиаторами отопления, в систему желательно добавить циркуляционный насос для более эффективной теплоотдачи.
  • Оборудование на сжиженном газе. Если есть возможность приобретать этот вид топлива по выгодной цене, можно использовать и его. Для создания системы отопления, нужно минимум 4 баллона, а также потребуется установить газгольдер. Чтобы сделать безопасную систему, лучше обратиться к специалистам. Если вы обогреваете помещение лишь изредка, данное решение подойдет как нельзя лучше.

gazoviu-kotel-1024x683.jpg

  • Дизельные котлы способны эффективно обогревать дом, но при этом затраты на топливо будут достаточно высокими. Поэтому есть смысл использовать их, только если можно приобретать солярку по невысокой цене. При монтаже системы обязательно выделить отдельное помещение под котельную, так как запах от топлива в любом случае будет. Важно использовать качественное дизтопливо, в противном случае придется периодически чистить и обслуживать оборудование.
  • Альтернативные источники энергии. Сюда можно отнести в первую очередь солнечные батареи, но они подходят далеко не для всех регионов. Кроме того, себестоимость проекта будет очень высокой, зато в итоге вы получите полностью автономную систему. Второе решение – установка теплового насоса, чтобы брать энергию из воздуха, воды или грунта. Недешевое решение, зато вы будете обогревать дом за счет природных источников, не затрачивая деньги на энергоресурсы.

К сведению!

Установка геотермальной системы позволит отапливать большой дом без проблем. Но стоит помнить о том, что для нормального функционирования все-таки нужно определенное количество электроэнергии. Поэтому многие совмещают такие варианты с солнечными батареями.

Обойтись без электричества все равно вряд ли получится, так как оно используется в большинстве видов оборудования. Но если электроэнергия дорогая и ставить электрокотел невыгодно, можно подобрать альтернативный вариант для сокращения затрат. Если есть перебои с энергоснабжением, не стоит применять электрокотлы даже при невысокой цене за отопление, так как вы можете остаться зимой без обогрева на длительный период.

Вода вместо бензина? Что за глупости!

Двигатель, работающий на спирте, наверное, найдет больше понимания, чем идея разложения воды на молекулы кислорода и водорода. Ведь еще в школьных учебниках сказано, что это совершенно нерентабельный способ получения энергии. Однако уже существуют установки для выделения водорода способом сверхэффективного электролиза. Причем стоимость полученного газа равна стоимости кубометров воды, использованных при этом процессе. Не менее важно, что затраты электричества тоже минимальны.

Скорее всего, в ближайшем будущем наряду с электромобилями по дорогам мира будут разъезжать машины, двигатели которых будут работать на водородном топливе. Установка сверхэффективного электролиза – это не совсем генератор свободной энергии. Своими руками ее достаточно трудно собрать. Однако способ непрерывного получения водорода по данной технологии можно совместить с методами получения зеленой энергии, что повысит общую эффективность процесса.

1041177.jpg

Отопление электричеством – рентабельно или нет

Если загружать твердотопливный котел дровами по несколько раз в день не хочется, а стоимость подведения газа к новому дому равняется десяти годам отопления электричеством, тут и думать нечего. При этом можно значительно сократить расходы на отопление, а нужна для этого самая малость.

Утепление дома и расчет теплопотерь

Очень важно минимизировать теплопотери дома, правильно утепляя наружные стены, чердачные перекрытия, крышу, а также пол и цоколь. Если дом не новый, лучше воспользоваться тепловизором – он выявит все мостики холода и позволит не тратиться на лишнее утепление.

2_6c160fe1d51fad34fbbce7377ba00b7f.jpg

Новый дом тем более нужно хорошо утеплить. Например, при -10 на улице теплопотери квадратного метра кирпичной стены толщиной 51 см (кладка в 2 кирпича) составят за отопительный сезон 122 кВт/ч. Если же стену утеплить 10 см минеральной ваты, теплопотери падают в 4 раза и составляют 34 кВт/ч!

3_371c48b9a831f1b351b4122663dc099b-1024x488.png

Другими словами, просто утеплив стены, можно сохранить в 4 раза больше тепла.

Потери тепла через дверные и оконные проемы тоже учитываются – даже при хороших стеклопакетах тепло будет уходить через неутепленные откосы. Если же установка проводилась некачественно – сквозняки гарантированы.

Утепляя дом, следует не забывать о точке росы – зоне выпадения конденсата при встрече разницы температур. Так, стены утепляются исключительно снаружи, что предотвращает промерзание конструкций. Что характерно, теплопотери при утеплении изнутри не меняются.

Но влажный утеплитель со временем перестает быть эффективным, а на стыке со стеной начинает образовываться невидимая взгляду плесень.

Перекрытия между домом и неотапливаемым подвалом утепляются со стороны подвала, а крыша жилой мансарды – со стороны мансарды. Но если чердак не отапливается, то утеплитель укладывается на пол чердака. Дешево утеплить чердак можно простыми опилками. При этом в здании сохраняется естественная влажность и даже в каркасном доме не наблюдается эффекта парника.

Способы сэкономить – двухтарифный счетчик и льготный тариф «с электрическими плитами»

Ночной тариф ниже дневного в 1,5 раза, поэтому есть смысл настроить часть электроприборов на ночное время. Например, включать посудомоечную и стиральную машинки с таким расчётом, чтобы они закончили работу утром.

С точки зрения отопления двухтарифный счетчик тоже позволяет хорошо экономить. Если в доме весь день никого нет, а жильцы съезжаются только под вечер, снизив уровень отопления в дневное время и увеличив температуру на ночь, можно оптимизировать затраты на электричество.

Но тут следует учитывать – дом из материалов с высоким коэффициентом поглощения тепла (бетон, кирпич) за ночь только успеет прогреться. Другими словами, придется всегда возвращаться в холодный дом и ложиться спать в еще не прогретых помещениях. Поэтому подобная схема отопления подходит только для деревянных и каркасных домов, в которых стены не накапливают тепло. Как результат – дом быстро прогревается, но также быстро остывает.

Но и для домов из кирпича или газобетонных блоков есть решение – использовать теплоаккумулятор.

И тогда двухтарифный счетчик полностью себя оправдывает. Ведь ночью электричество по льготному тарифу заряжает теплоаккумулятор, а днем электроэнергия практические не расходуется, ведь температура в доме поддерживается за счет накопленного тепла. Как же это работает?

Теплоаккумулятор – что это и как выбрать

Теплоаккумулятор представляет собой хорошо изолированную емкость, в которой нагревается и сохраняется теплоноситель. Когда котел отопления отключается, а температура в помещениях падает ниже установленной на терморегуляторе отметки, теплоноситель (горячая вода) из накопителя поступает в систему отопления.

Так продолжается, пока температура теплоносителя в теплоаккумуляторе выше температуры воды в контуре отопления. Как только температуры сравниваются, опять включается котел.

И тут есть два варианта настройки системы:

  • горячая вода подается в обход аккумулятора непосредственно в систему отопления;
  • нагретый теплоноситель проходит сначала через теплонакопитель и уже оттуда – к радиаторам или теплым полам.

В первом варианте достигается быстрый нагрев помещений, но смонтировать дополнительный обходной контур будет сложно, понадобятся дополнительные клапаны и реле.

Второй вариант можно осуществить с минимальной задержкой теплопередачи от котла к системе отопления. Для этого:

  • подключаются термометры к выходам теплоносителя из системы отопления к теплоаккумулятору и из теплоаккумулятра к котлу;
  • сравнивается температура воды в обоих случаях;
  • если температура воды на выходе из батарей ниже температуры воды из аккумулятора, значит тепло задерживается в аккумуляторе;
  • в этом случае постепенно закрывается кран выхода от теплоаккумулятора к котлу до тех пор, пока температуры на двух выходах (от системы отопления и от теплоаккумулятора) не сравняются;
  • это будет значить, что все тепло проходит через аккумулятор напрямую к системе отопления;
  • теперь можно открыть кран выхода из теплоаккумулятора до котла отопления сильнее, чтобы температура «обратки» из аккумулятора повысилась на 2-3 градуса;
  • это позволит заряжать теплоаккумулятор, но минимизирует «запаздывание» нагрева радиаторов.

А чтобы не греть впустую воздух в комнатах, когда котел работает на максимуме в ночное время, на каждом радиаторе должен стоять хороший терморегулятор. И тогда при достижении в помещении нужной температуры все излишки тепла будут направляться в аккумулятор.

Теперь о выборе теплонакопителя. Критериев всего несколько:

  1. Поддержка максимально возможной температуры теплоносителя (80-90 градусов).
  2. Дополнительные выходы для подключения альтернативных источников питания (твердотопливного или газового котла, солнечной батареи), также бонусом будет косвенный нагрев для ГВС;
  3. Объем аккумулятора должен быть достаточным для поддержания заданной температуры в доме весь день. Если объем меньше – вода в накопителе остынет быстрее, чем включится ночной счетчик, что недостаточно экономично, ведь начнет работать электрокотел.
  4. Объем накопителя должен соответствовать мощности электрокотла – чтобы за 8 льготных часов вода прогревалась до максимума. Поэтому сначала рассчитываются затраты теплоэнергии в системе отопления, потом подбирается теплоаккумулятор и только после этого – электрокотелнужной мощности.

При этом лучше предусмотреть еще и резервный источник тепла – печь, буржуйку или твердотопливный котел и встроить их в систему отопления.

Ведь нет ничего хуже, чем остаться без электричества зимой, когда даже не на чем разогреть чайник.

Но что делать, если выделенной на участок электрической мощности недостаточно для одновременной работы мощного электрокотла и бытовых электроприборов? Тут на помощь приходит низкотемпературная система отопления!

Низкотемпературная система отопления – ее преимущества

Низкотемпературной система отопления называется из-за температуры теплоносителя, которая существенно ниже стандартной. Существует два основных вида низкотемпературных систем:

  • теплые полы – вода в контуре не может превышать 55 градусов, хотя рекомендуется поддерживать ее в пределах 40-45 гр.;
  • радиаторы отопления – в этом случае теплоноситель нагревается до 60 гр. максимум.

Есть еще оригинальные решения с теплыми стенами и теплыми потолками, но они менее удобны как в эксплуатации, так и в устройстве. Принцип же их такой же, как и у теплых полов – трубы с теплоносителем укладываются в стенах или за подвесным потолком.

Не трудно сделать вывод, что нагревать воду до 40-60 градусов быстрее, чем до 90. Соответственно, и затрат электроэнергии меньше. Теплые полы в долгосрочной перспективе получаются экономнее, но для их устройства понадобится коллекторная (более сложная) система отопления. В то же время секций радиаторов в низкотемпературной системе нужно больше – чтобы получить необходимую теплоотдачу, придется удлинить батарею в два раза. Зато монтаж такой системы проще, при этом можно обойтись недорогими батареями, которым не нужно выдерживать до 90 градусов.

В этом случае можно приобрести теплоаккумулятор меньшего объема, и его будет точно хватать для дневного отопления. Да и электрокотел нужен будет не такой мощный. Как результат – не придется переживать об отключении автомата на щитке, если домочадцы в отопительный сезон начнут пользоваться одновременно еще и бойлером с электрочайником.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий