Энергонезависимый дом

Янв 19, 2020 Ремонт

Энергонезависимый дом

Автономные системы для коттеджа используются постоянно. Канализация, водоснабжение и отопление давно не зависят от городских коммунальных служб, поэтому семьи радуются отсутствие ограничений. Электричество могло бы стать проблемой, но солнечные батареи для частного дома или иные альтернативные источники помогут справиться с этой трудностью.

Автономная подача электричества возможна

Многие полагают, что электроэнергия всегда будет подаваться в дома исключительно из центральных систем. Хотя в Европе даже многоэтажки часто не зависят от традиционных служб. Какие автономные источники постепенно обретают популярность?

  • Генераторные установки
  • Солнечные фотоэлементы
  • Ветрогенераторные станции

Подобные источники энергии в некоторых странах стали нормой. Их применение зависит исключительно от условий окружающей среды, поэтому нужно рассмотреть подробности. Описание позволит пользователю выбрать оптимальные системы для установки в частном доме.

Популярные источники возобновляемой энергии

“Зеленые технологии” позволят ощутимо сократить бытовые расходы за счет использования практически бесплатных источников.

Еще с древних времен люди использовали в повседневном обиходе механизмы и устройства, действие которых было направлено на превращение в механическую энергию сил природы. Ярким примером тому являются водяные мельницы и ветряки.

С появлением электричества наличие генератора позволило механическую энергию превращать в электрическую.

Водяная мельница – предшественник насоса автомата, не требующий присутствия человека для совершения работы. Колесо самопроизвольно вращается под напором воды и самостоятельно черпает воду

Сегодня значительное количество энергии вырабатывается именно ветряными комплексами и гидроэлектростанциями. Помимо ветра и воды людям доступны такие источники, как биотопливо, энергия земных недр, солнечный свет, энергия гейзеров и вулканов, сила приливов и отливов.

В быту для получения возобновляемой энергии широко используют следующие устройства:

  • Солнечные батареи.
  • Тепловые насосы.
  • Ветрогенераторы для дома.

Высокая стоимость, как самих устройств, так и проведения монтажных работ, останавливает многих людей на пути к получению вроде бы бесплатной энергии.

Окупаемость может достигать 15-20 лет, но это не повод лишать себя экономических перспектив. Все эти устройства можно изготовить и установить самостоятельно.

При выборе источника альтернативной энергии нужно ориентироваться на ее доступность, тогда максимальная мощность будет достигнута при минимуме вложений

Солнечные панели собственноручного изготовления

Готовая солнечная панель стоит немалых денег, поэтому ее покупка и установка по карману далеко не каждому. При самостоятельном изготовлении панели расходы можно снизить в 3-4 раза.

Прежде чем приступить к устройству солнечной панели нужно разобраться, как все это работает.

Галерея изображений Фото из Расположение солнечной панели на скатной крыше Монтаж солнечных батарей на пологую крышу Конструкция для изменения угла наклона приборов Формирование угла наклона солнечной батареи

Принцип работы системы солнечного электроснабжения

Понимание назначения каждого из элементов системы позволит представить ее работу в целом.

Основные составляющие любой системы солнечного электроснабжения:

  • Солнечная панель. Это комплекс соединенных в единое целое элементов, преобразующих солнечный свет в поток электронов.
  • Аккумуляторы. Одной аккумуляторной батареинадолго не хватит, поэтому система может насчитывать до десятка таких устройств. Количество аккумуляторных батарей определяется мощностью потребляемой электроэнергии. Количество аккумуляторных батарей можно будет увеличить в будущем, добавив в систему необходимое количество солнечных панелей;
  • Контроллер солнечного заряда. Это устройство необходимо для обеспечения нормальной зарядки аккумуляторной батареи. Основное его назначение состоит в недопущении повторной перезарядки батареи.
  • Инвертор. Прибор, требующийся для преобразования тока. Аккумуляторные батареи выдают ток низкого напряжения, а инвертор преобразует его в ток необходимого для функционала высокого напряжения – выходная мощность. Для дома достаточно будет инвертора с выдаваемой мощностью 3-5 кВт.

Основная особенность солнечных батарей состоит в том, что они не могут вырабатывать ток высокого напряжения. Отдельный элемент системы способен вырабатывать ток напряжением 0,5-0,55 В. Одна солнечная батарея способна вырабатывать ток напряжением 18-21 В, чего достаточно для зарядки 12-вольтового аккумулятора.

Если инвертор, аккумуляторные батареи и контроллер заряда лучше приобрести готовыми, то солнечные батареи вполне возможно сделать самому.

Качественный контроллер и правильность подключения помогут как можно дольше сохранять работоспособность аккумуляторных батарей и автономность всей солнечной станции в целом

Изготовление солнечной батареи

Для изготовления батареи необходимо приобрести солнечные фотоэлементы на моно- либо поликристаллах. При этом нужно учесть, что срок службы поликристаллов значительно меньше, чем у монокристаллов.

Кроме того КПД поликристаллов не превышает 12%, тогда как этот показатель у монокристаллов достигает 25%. Для того, чтобы сделать одну солнечную панель необходимо купить как минимум 36 таких элементов.

Солнечную батарею собирают из модулей. Каждый модуль для бытового использования включает 30, 36 или 72 шт. элементов, соединенных последовательно с источником питания с максимальным напряжением около 50 V

Шаг #1 – сборка корпуса солнечной панели

Начинаются работы с изготовления корпуса, для этого потребуются следующие материалы:

  • Деревянные бруски
  • Фанера
  • Оргстекло
  • ДВП

Из фанеры необходимо вырезать днище корпуса и вставить его в рамку из брусков толщиной 25 мм. Размер днища определяется количеством солнечных фотоэлементов и их размером.

По всему периметру рамки в брусках с шагом 0,15-0,2 м необходимо высверлить отверстия диаметром 8-10 мм. Они требуются для предотвращения перегрева элементов батареи во время работы.

Правильно выполненные отверстия с шагом 0,15-0,20 м предохранят от перегрева элементы солнечной панели и обеспечат стабильную работу системы

Шаг #2 – соединение элементов солнечной панели

По размеру корпуса необходимо при помощи канцелярского ножа вырезать из ДВП подложку для солнечных элементов. При ее устройстве также нужно предусмотреть наличие вентиляционных отверстий, устраиваемых через каждые 5 см квадратно-гнездовым способом. Готовый корпус нужно дважды покрасить и высушить.

Солнечные элементы следует вверх ногами выложить на подложку из ДВП и выполнить распайку. Если готовые изделия уже не были оснащены припаянными проводниками, то работа существенно упрощается. Однако процесс распайки предстоит выполнить в любом случае.

Нужно помнить, что соединение элементов должно быть последовательным. Изначально элементы следует соединять рядами, а уже потом готовые ряды объединять в комплекс путем присоединения к токоведущим шинам.

По завершению элементы нужно перевернуть, уложить как положено и зафиксировать на своих местах при помощи силикона.

Каждый из элементов нужно надежно зафиксировать на подложке с помощью скотча либо силикона, в будущем это позволит избежать нежелательных повреждений

После чего надо проверить величину выходного напряжения. Ориентировочно оно должно находиться в пределах 18-20 В. Теперь батарею следует обкатать в течение нескольких дней, проверить способность зарядки аккумуляторных батарей. Только после контроля работоспособности производится герметизация стыков.

Шаг #3 – сборка системы электроснабжения

Убедившись в безукоризненном функционале, можно выполнить сборку системы электроснабжения. Входные и выходные контактные провода нужно вывести наружу для последующего подключения прибора.

Из оргстекла следует вырезать крышку и закрепить ее саморезами к бортикам корпуса через предварительно просверленные отверстия.

Вместо солнечных элементов для изготовления батареи можно использовать диодную цепь с диодами Д223Б. Панель из 36 последовательно соединенных диодов способна выдавать напряжение 12 В.

Диоды нужно предварительно замочить в ацетоне для удаления краски. В пластиковой панели следует высверлить отверстия, вставить диоды и произвести их распайку. Готовую панель необходимо поместить в прозрачный кожух и герметизировать.

Правильно ориентированные и установленные солнечные панели обеспечивают максимальную эффективность получения солнечной энергии, а также легкость и простоту обслуживания системы

Основные правила установки солнечной панели

От правильности установки солнечной батареи во многом зависит эффективность работы всей системы.

При установке нужно учесть следующие важные параметры:

  1. Затенение. Если батарея будет находиться в тени деревьев или более высоких сооружений, то она не только не будет нормально функционировать, но и может выйти из строя.
  2. Ориентация. Для максимального попадания солнечных лучей на фотоэлементы батарею необходимо направить в сторону солнца. Если Вы живете в северном полушарии, то панель должна быть ориентирована на юг, если же в южном, то наоборот.
  3. Наклон. Этот параметр определяется географическим положением. Специалисты рекомендуют устанавливать панель под углом, равным географической широте.
  4. Доступность. Нужно постоянно следить за чистотой лицевой стороны и вовремя удалять слой пыли и грязи. А в зимнее время панель периодически необходимо очищать от налипающего снега.

Желательно, чтобы при эксплуатации солнечной панели угол наклона не был постоянным. Прибор будет работать по максимуму только в случае прямо направленных на его крышку солнечных лучей.

Летом его лучше располагать под уклоном в 30º к горизонту. В зимнее время рекомендовано приподнимать и устанавливать на 70º.

В ряде промышленных вариантов солнечных батарей предусмотрены устройства слежения за движение солнца. Для бытового применения можно продумать и предусмотреть подставки, позволяющие менять угол наклона панели

Тепловые насосы для отопления

Тепловые насосы являются одним и из наиболее прогрессивных технологических решений в получении альтернативной энергии для вашего дома. Они не только наиболее удобны, но и экологически безопасны.

Их эксплуатация позволит существенно снизить расходы, связанные с оплатой на охлаждение и обогрев помещения.

Галерея изображений Фото из Тепловой насос с забором тепла земли или подземной воды Внешний блок теплового насоса воздух-вода или воздух-воздух Взаимосвязь внешней и внутренней составляющих эко-систем Оборудование внутреннего блока теплового насоса

Классификация тепловых насосов

Тепловые насосы классифицирую по количеству контуров, источнику энергии и способу ее получения.

В зависимости от конечных потребностей тепловые насосы могут быть:

  • Одно-, двух или трехконтурные;
  • Одно- или двухконденсаторные;
  • С возможностью нагрева или с возможностью нагрева и охлаждения.

По виду источника энергии и способу ее получения различают следующие тепловые насосы:

  • Грунт – вода. Применяются в умеренном климатическом поясе с равномерным прогревом земли вне зависимости от времени года. Для монтажа используют коллектор либо зонд в зависимости от типа грунта. Для бурения неглубоких скважин не требуется получения разрешительных документов.
  • Воздух – вода. Тепло аккумулируется из воздуха и направляется на нагрев воды. Установка будет уместной в климатических зонах с зимней температурой не ниже -15 градусов.
  • Вода – вода. Монтаж обусловлен наличием водоемов (озера, реки, грунтовые воды, скважины, отстойники). Эффективность такого теплового насоса является весьма внушительной, что обусловлено высокой температурой источника в холодное время года.
  • Вода – воздух. В данной связке в роли источника тепла выступают те же водоемы, но при этом тепло посредством компрессора передается непосредственно воздуху, используемому для обогрева помещений. В данном случае вода не выступает в качестве теплоносителя.
  • Грунт – воздух. В данной системе проводником тепла является грунт. Тепло из грунта через компрессор передается воздуху. В роли переносчика энергии применяют незамерзающие жидкости. Данная система считается наиболее универсальной.
  • Воздух – воздух. Работа данной системы сходна с работой кондиционера, способного обогревать и охлаждать помещение. Данная система является наиболее дешевой, так как не требует производства земляных работ и прокладки трубопроводов.

При выборе вида источника тепла нужно ориентироваться на геологию участка и возможность беспрепятственного проведения земляных работ, а также на наличие свободной площади.

При дефиците свободного места придется отказаться от таких источников тепла, как земля и вода и забирать тепло из воздуха.

От правильности выбора вида теплового насоса во многом зависит эффективность работы системы и затраты на ее устройство

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы тепловых насосов основан на использовании цикла Карно, который в результате резкого сжатия теплоносителя обеспечивает повышение температуры.

По такому же принципу, но с противоположным эффектом, работает большинство климатических устройств с компрессорными установками (холодильник, морозильная камера, кондиционер).

Главный рабочий цикл, который реализуется в камерах данных агрегатов, полагает обратный эффект – в результате резкого расширения происходит сужение хладагента.

Именно поэтому один из наиболее доступных методов изготовления теплового насоса основан на использовании отдельных функциональных узлов, используемых в климатическом оборудовании.

Так, для изготовления теплового насоса может быть использован бытовой холодильник. Его испаритель и конденсатор будут играть роль теплообменников, отбирающих тепловую энергию из среды и направляющие ее непосредствен на нагрев теплоносителя, который циркулирует в системе отопления.

Низкопотенциальное тепло из грунта, воздуха или воды вместе с теплоносителем попадает в испаритель, где превращается в газ, а далее еще больше сжимается компрессором, в результате чего температура становится еще выше

Сборка теплового насоса из подручных материалов

Используя старую бытовую технику, а точнее, ее отдельные узлы, можно самостоятельно собрать тепловой насос. Как это можн сделать, рассмотрим далее.

Шаг #1 – подготовка компрессора и конденсатора

Работы начинаются с подготовки компрессорной части насоса, функции которой будут отведены соответствующему узлу кондиционера либо холодильника. Данный узел необходимо закрепить с помощью мягкой подвески на одной из стен рабочего помещения там, где это будет удобно.

После этого необходимо изготовить конденсатор. Для этого идеально подойдет бак из нержавеющей стали объемом 100 л. В него необходимо вмонтировать змеевик (можно взять готовую медную трубку от старого кондиционера либо холодильника.

Подготовленный бак нужно с помощью болгарки разрезать вдоль на две равные части – это необходимо для установки и закрепления змеевика в теле будущего конденсатора.

После монтажа змеевика в одной из половинок обе части емкости нужно соединить и сварить между собой таким образом, чтобы получился замкнутый бак.

Для изготовления конденсатора использован бак из нержавеющей стали объемом 100 л, с помощью болгарки он был разрезан пополам, вмонтирован змеевик и произведена обратная сварка

Учтите, что при сварке нужно использовать специальный электроды, а еще лучше применять аргоновую сварку, только она может обеспечить максимальное качество шва.

Шаг #2 – изготовление испарителя

Для изготовления испарителя потребуется герметичный пластиковый бак объемом 75-80 литров, в который нужно будет поместить змеевик из трубы диаметром ¾ дюйма.

Для изготовления змеевика достаточно обмотать медную трубку вокруг стальной трубы диаметром 300-400 мм с последующей фиксацией витков перфорированным уголком

На концах трубки необходимо нарезать резьбу для последующего обеспечения соединения с трубопроводом. После завершения сборки и проверки герметизации испаритель следует закрепить на стене рабочего помещения при помощи кронштейнов соответствующего размера.

Завершение сборки лучше доверить специалисту. Если часть сборки можно выполнить самостоятельно, то с пайкой медных труб и закачкой хладагента должен работать профессионал. Сборка основной части насоса заканчивается подключением обогревательных батарей и теплообменника.

Нужно отметить, что данная система является маломощной. Поэтому будет лучше, если тепловой насос станет дополнительной частью существующей системы отопления.

Шаг #3 – обустройство и подключение внешнего устройства

В качестве источника тепла лучше всего подойдет вода из колодца или скважины. Она никогда не замерзает и даже зимой ее температура редко опускается ниже +12 градусов. Потребуется устройство двух таких скважин.

Из одной скважины будет происходить забор воды с последующей подачей в испаритель.

Энергию подземной воды можно использовать круглогодично. На ее температуру не влияют погодные условия и времена года

Далее отработанная вода будет сбрасываться во вторую скважину. Остается все это подключить к входу в испаритель, к выходу и герметизировать.

В принципе, система готова к эксплуатации, но для ее полной автономности потребуется система автоматики, контролирующая температуру движущегося теплоносителя в отопительных контурах и давление фреона.

На первых порах можно обойтись обыкновенным пускателем, но следует учесть, что запуск системы после отключения компрессора можно выполнять через 8-10 минут – это время необходимо для выравнивания давления фреона в системе.

Устройство и использование ветрогенераторов

Энергию ветра использовали еще наши предки. С тех далеких времен, в принципе, ничего не изменилось.

Отличие состоит лишь в том, что жернова мельницы заменены генератором и приводом, обеспечивающими преобразование механической энергии лопастей в электрическую энергию.

Галерея изображений Фото из Шаг 1: Подбор деталей для изготовления ветрогенератора Шаг 2: Извлечение двигателя и патрона из ненужной дрели Шаг 3: Детали для устройства крепежного узла ветрогенератора Шаг 4: Установка крепежного узла в собранном виде Шаг 5: Установка подшипника с внутренней стороны пластины Шаг 6: Сборка ветрогенератора и установка на площадкуСборка ветрогенератора и установка на площадку Шаг 7: Крепление лопастей ветрогенератора к пластине Шаг 8: Небольшой самодельный ветрогенераторНебольшой самодельный ветрогенератор

Установка ветрогенератора считается экономически выгодной, если среднегодовая скорость ветра превышает 6 м/с.

Монтаж лучше всего производить на возвышенностях и равнинах, идеальными местами считаются побережья рек и крупных водоемов вдали от различных инженерных коммуникаций.

Для преобразования энергии воздушных масс в электрическую применяются ветрогенераторы, наиболее продуктивные в прибрежных регионах

Классификация ветряных генераторов

Классификация ветряных генераторов зависит от следующих основных параметров:

  • В зависимости от размещения оси могут быть вертикальные вертяки и горизонтальные. Горизонтальная конструкция предусматривает возможность автоповорота основной части для поиска ветра. Основное оборудование вертикального ветрогенератора расположено на земле, поэтому его легче обслуживать, при этом КПД вертикально расположенных лопастей ниже.
  • В зависимости от количества лопастей различают одно-, двух-, трех- и многолопастные ветряные генераторы. Многолопастные ветрогенераторы используют при малой скорости воздушного потока, применяются редко из-за необходимости установки редуктора.
  • В зависимости от материала, используемого для изготовления лопастей, лопасти могут быть парусными и жесткими. Лопасти парусного типа просты в изготовлении и монтаже, но требуют частой замены, так как быстро выходят из строя под воздействием резких порывов ветра.
  • В зависимости от шага винта, различают изменяемый и фиксируемый шаги. При использовании изменяемого шага можно добиться значительного увеличения диапазона рабочих скоростей ветрогенератора, но это приведет к неминуемому усложнению конструкции и увеличению ее массы.

Мощность всех видов приборов, преобразующих энергию ветра в электрический аналог, зависит от площади лопастей.

Для работы ветрогенераторам практически не нужны классические источники энергии. Использование установки мощностью около 1 мВт позволит сэкономить 92 000 баррелей нефти или 29 000 т угля за 20 лет

Устройство ветряного генератора

В любой ветряной установке присутствуют следующие основные элементы:

  • Лопасти, вращающиеся под действием ветра и обеспечивающие движение ротора;
  • Генератор, который вырабатывает переменный ток;
  • Контроллер управления лопастями, отвечает за образование переменного тока в постоянный, который требуется для зарядки аккумуляторов;
  • Аккумуляторные батареи, нужны для накопления и выравнивания электрической энергии;
  • Инвертор, выполняет обратное превращение постоянного тока в переменный, от которого работают все бытовые приборы;
  • Мачта, необходима для подъема лопастей над поверхностью земли до достижения высоты перемещения воздушных масс.

При этом генератор, лопасти, обеспечивающие вращение и мачта считаются основными частями ветрогенератора, а все остальное – дополнительные компоненты, обеспечивающие надежную и автономную работу системы в целом

В схему любого даже самого простого ветряного генератора обязательно должны быть включены инвертор, контроллер заряда и аккумуляторные батареи

Тихоходный ветряной генератор из автогенератора

Считается, что данная конструкция является наиболее простой и доступной для самостоятельного изготовления. Она может стать как самостоятельным источником энергии, так и взять на себя часть мощности существующей системы электроснабжения.

При наличии автомобильного генератора и аккумуляторной батареи все остальные части можно изготовить из подручных материалов.

Шаг #1 – изготовление ветрового колеса

Лопасти считаются одной из наиболее важных частей ветрогенератора, так как их конструкцией определяется работа остальных узлов. Для изготовления лопастей могут быть использованы самые разные материалы – ткань, пластик, металл и даже дерево.

Мы изготовим лопасти из канализационной пластиковой трубы. Основные преимущества данного материала – дешевизна, высокая влагоустойчивость, простота обработки.

Работы выполняются в следующем порядке:

  1. Производится расчет длины лопасти, при этом диаметр пластиковой трубы должен составлять 1/5 от необходимого метража;
  2. С помощью лобзика трубу следует разрезать вдоль на 4 части;
  3. Одна часть станет шаблоном для изготовления всех последующих лопастей;
  4. После обрезки трубы заусеницы на краях необходимо обработать наждачной бумагой;
  5. Вырезанные лопасти необходимо зафиксировать на заранее приготовленном алюминиевом диске с предусмотренным креплением;
  6. Также к этому диску после переделки нужно прикрутить генератор.

Учтите, что труба из ПВХ не обладает достаточной прочностью и не сможет противостоять сильным порывам ветра. Для изготовления лопастей лучше всего применять трубу из ПВХ толщиной не менее 4 см.

Далеко не последнюю роль на величину нагрузки оказывает размер лопасти. Поэтому не лишним будет рассмотреть вариант снижения размера лопасти за счет увеличения их количества.

Лопасти ветрогенератора изготовлены по шаблону из ¼ ПВХ канализационной трубы диаметром 200 мм, разрезанной вдоль оси на 4 части

После сборки следует произвести балансировку ветрового колеса. Для этого требуется закрепить его горизонтально на штативе в закрытом помещении. Результатом правильной сборки будет неподвижность колеса.

Если же происходит вращение лопастей, необходимо выполнить их подточку абразивом доя уравновешивания конструкции.

Шаг #2 – изготовление мачты ветрогенератора

Для изготовления мачты можно использовать стальную трубу диаметром 150-200 мм. Минимальная длина мачты должна составлять 7 м. Если на участке есть препятствия для перемещения воздушных масс, то колесо ветрогенератора нужно поднять на высоту, превышающую препятствие не менее, чем на 1 м.

Колышки для закрепления растяжек и саму мачту необходимо забетонировать. В качестве растяжек можно использовать стальной либо оцинкованный трос толщиной 6-8 мм.

Растяжки мачты придадут ветрогенератору дополнительную устойчивость и снизят расходы, связанные с устройством массивного фундамента, их стоимость гораздо ниже остальных типов мачт, но требуется дополнительная площадь для растяжек

Шаг #3 – переоборудование автомобильного генератора

Переделка состоит лишь в перемотке провода статора, а также в изготовлении ротора с неодимовыми магнитами. Для начала нужно высверлить отверстия, необходимые для фиксации магнитов в полюсах ротора.

Установка магнитов выполняется с чередованием полюсов. По завершению работ межмагнитные пустоты нужно заполнить эпоксидной смолой, а сам ротор обернуть бумагой.

При перемотке катушки нужно учесть, что эффективность работы генератора будет зависеть от количества витков. Катушку необходимо мотать по трехфазной схеме в одном направлении.

Готовый генератор нужно испытать, результатом правильно выполненной работы будет показатель в 30 В при 300 оборотах генератора.

Переоборудованный генератор готов к проведению испытаний по выдаваемому номинальному напряжению перед финальным монтажом всей системы тихоходного ветрогенератора

Шаг #4- завершение сборки тихоходного ветрогенератора

Поворотная ось генератора выполняется из трубы с насаженными двумя подшипниками, а хвостовая часть вырезается из оцинкованного железа толщиной 1,2 мм.

Перед креплением генератора к мачте необходимо изготовить раму, лучше всего для этого подойдет профильная труба. При выполнении крепления нужно учесть, что минимальное расстояние от мачты до лопасти должно быть больше 0,25 м.

Под действием потока ветра происходит движение лопастей и ротора, в результате достигается вращение редуктора и получается электрическая энергия

Для работы системы после ветрогенератора нужно установить контроллер заряда, аккумуляторные батареи, а также инвертор.

Емкость батареи определяется мощностью ветрогенератора. Данный показатель зависит от размеров ветряного колеса, количества лопастей и скорости ветра.

Генераторные установки

Это доступное и простое решение. Генераторное оборудование продается в специализированных магазинах. Его можно свободно приобрести, потратив относительно небольшую сумму.

Только нужно учитывать важные особенности:

  • Большое потребление жидкого топлива
  • Повышенный уровень шума
  • Недостаточная мощность

Большое потребление бензина — главная проблема. Такие автономки оказываются затратными. Люди давно убедились в этом, так что при любой возможности подыскивают иной выход.

Повышенный уровень шума нарушает спокойствие в доме. Оптимальная эксплуатация достигается исключительно после установки за пределами жилья. Из-за чего появляются сложности, которые заставляют подыскивать отдельно стоящее помещение.

Показатели мощности жидкотопливных генераторов не так высоки. Обычно подобные источники применяются только в качестве временной замены традиционного подключения. Системы не могут полностью обеспечить энергоснабжение, потому в одиночку практически не применяются.

Солнечные батареи

Это прогрессивное оборудование, используемое людьми на протяжении нескольких десятилетий. Долгое время разработки оставались нецелесообразными для бытового применения, но сейчас часто используются в частном секторе, на дачах. Какие особенности подталкивают пользователей к этому?

  • Отсутствие текущих затрат
  • Большая мощность
  • Долгий срок службы

Отсутствие текущих затрат делает системы автономного обеспечения рентабельными. Первоначальные расходы на приобретение и установку оборудования быстро окупаются. После требуется лишь регулярное обслуживание, но оно осуществляется только 1-2 раза в год, так что при расчетах оно не учитывается.

Высокая мощность считается ошибочным мнением, но оно оправдано реальными показателями. Современные схемы подключения состоят из нескольких частей, в частности, генераторов и аккумуляторов. Электричество быстро накапливается во время солнечного дня, а потом расходуется в ночное время.

Долгий срок службы — интересное преимущество, влияющее на общие расходы владельца. После монтажа можно не беспокоиться о трудностях на протяжении нескольких лет. Да, обслуживание и частичный ремонт приводит к некоторым затратам, которые незначительны.

Ветрогенераторные станции

Они редко применяются в домах, но подобные системы доступны населению. Отлично подходят для определенных регионов, где на открытых пространствах получается огромное количество энергии. Такие принципиальные схемы ранее использовались только на крупных объектах, но сейчас можно выделить особенности, способные заинтересовать семьи.

  • Хорошая мощность
  • Нестабильность работы
  • Минимальное обслуживание

Мощность складывается за счет определенного количества ветряных установок. Подобные автономки позволяют быстро зарядить объемные аккумуляторы для подачи энергии в дома. Причем процесс требует минимум времени, поэтому люди часто заинтересовываются такими решениями.

Только им стоит учесть серьезный минус — нестабильность работы. Достаточно мощный ветер редко поддерживается в одном и том же районе. Зависимость от погодных условий и капризов природы быстро наскучит семье, желающей получить полную автономность.

Минимальное обслуживание — неоспоримый плюс. Пусть первоначальные расходы на оборудование высоки, но системы окупаются за несколько лет. На протяжении них владельцам практически не придется тратить деньги на приобретение запчастей или вызов мастера.

Выгодно ли использовать альтернативные варианты энергоснабжения?

Рассмотрев наиболее распространенные решения, хочется произвести сравнение. Сделать это непросто, так как даже оценить рентабельность вряд ли удастся без профессиональной подсказки. Существует множество тонкостей, которые следует учитывать, чтобы не ошибиться при выборе.

Чтобы обеспечить энергией частное домостроение полезнее устанавливать сложные схемы. Они оказываются оптимальным решением по всем показателям, но проблемой пока остаются первоначальные денежные вложения. На практике, немногие семьи готовы тратить средства даже на собственный комфорт, поэтому расчеты продолжаются.

На самом деле, практически все автономные комплексы связаны лишь с начальными затратами. Их обслуживание требует небольших сумм, к примеру, замена фотоэлементов не превзойдет пары тысяч рублей. Причем сталкиваться с ремонтом придется 1-2 раза в год, что даст колоссальную экономию.

Сложности монтажа исключены

Еще одной проблемой годами оставался монтаж. Устаревшие технологии для стабильного энергообеспечения в небольшой дом требовали площади. Теперь появились новые фотоэлементы, позволившие устранить эту неприятность за счет небольшой батареи, монтируемой прямо на крыше дома.

Монтаж потребует небольшой площадки и свободного помещения для установки оборудования. После этого электроэнергия буквально хлынет в аккумуляторы, заряжая их для последующего обеспечения всего здания. Из-за этого говорить о недостатке свободного места или обязательном обращении к профессионалам не следует.

Один мой знакомый – по специальности и по призванию радио механик, нашел интересное применение своим способностям. Любовь к изобретениям он реализовал в своем доме, собственноручно сделав его фактически автономным. Те, кто еще вчера смеялся над идеями Павла, сегодня, после подорожания коммуналки и повышение стоимости электроэнергии, изрядно завидуют экономии, которую дает энергонезависимый дом.

Двухэтажный дом Павла находится в областном центре под Кировоградом. И хотя его улицу можно найти не сразу, однако пройти мимо дома изобретателя невозможно. Еще издалека виднеется ветряк. Подойдя ближе, видишь, как на крыше дома сверкают солнечные батареи. Около сотни домашних цветов размещены на стеклянной веранде и в зале дома. В доме действительно тепло, под ногами — пол с подогревом. Недалеко от двери — небольшая лестница на второй этаж, который напоминает мастерскую. Там Павел и колдует над своими изобретениями.

Мужчина рассказывает, идея сделать дом энергонезависимым возникла пять лет назад. По мнению натолкнули сами энергетики, не спешили менять столбы, когда люди сидели без света.

Концепция «дома-пентхауса»

На фото: Проект дома в Дурбане, ЮАР от бюро Bloc Architects + Kevin Lloyd Architects. Фото Peter Oravecz

Что такое. Дом, обращенный в определенную сторону, с фокусом на панорамный вид. При этом планировка рассчитывается так, чтобы каждая из основных комнат была полностью приватна со стороны соседей.

Какой бывает. Самая простая ориентация: глухой фасад со стороны дороги и открытый — со стороны сада, для вида с утеса, холма. Более сложная: вид с дороги закрывают гаражная, гостевая, техническая постройка и забор, а дом с двух или трех сторон имеет приватный вид (см. проект ниже) и расположен перпендикулярно проезжей части.

Какие проблемы решает. Полностью закрывает вас от шума, взглядов соседей и проезжей части, делая каждую комнату настолько приватной, что можно вообще не опасаться чужих взглядов. А еще позволяет сфокусировать внимание на природном изобилии местности.

Кому подойдет. Тем, у кого есть участок с видом, и тем, кто хочет чувствовать себя свободным в доме, как в квартире, по части хождения в нижнем белье в любой комнате/коридоре/уголке.

Дом-пространство

На фото: Дом от бюро Yonder – Architektur und Design в Штутгарте, Германия. Фото Brigida Gonzales

Что такое. Здесь становится самоцелью именно пространство внутри как место для хранения и для жизни. Оно максимально разгружено, площадь комнат увеличена, а дизайн стремится к лаконичности. Дом-пространство как концепция говорит нам: «Наполнить меня должны люди, смех и ваши будни, а не сам дизайн, который является лишь фоном для жизни».

Какой бывает. Дом-пространство может быть разных размеров и типов. Его объединяют технические факторы: наличие мебели с лаконичным встроенным форматом и без ручек, дополнительных гардеробных и кладовых, отсутствие декоративных деталей, большая площадь комнат, светлая отделка, ориентация на простор и визуальную пустоту. Очень важна и практичность такого интерьера, например, встроенный пылесос, система центрального кондиционирования. Здесь все заточено на то, чтобы дом был всегда идеально чистым. Идеально.

Какие проблемы решает. Такой подход к дизайну интерьера и архитектуре решает проблему переутомления и стресса у жителей мегаполисов. Позволяет создать тихое, исключительно чистое и практичное пространство для отдыха и воспитания детей.

Кому подойдет. Семье с маленькими детьми и питомцами, которая хочет покоя, красоты, солнца и простора после городской квартиры или классического интерьера.

Почему люди отказываются от альтернативной энергии?

По сей день альтернативные методы электроснабжения остаются редкостью. В быту они практически не применяются, хоть и доказали свою рентабельность. Пользователи привыкли к центральному энергоснабжению, поэтому не хотят обращаться к последним разработкам, которые немного пугают их новизной и нереальностью.

Пора забыть об устаревших принципах, как о нерентабельных. Раньше отсутствовали принципиальные схемы, обеспечивающие стабильную подачу, а сейчас отдельно стоящий дом может получить полную автономию. Семья не будет зависеть от центральных систем, поэтому продолжит наслаждаться комфортом без ограничений.

На самом деле, главным толчком должна стать колоссальная денежная экономия. Ежемесячные платежи в современном коттедже огромны, ведь электричество необходимо. Это заставляет задуматься об экономии, если провести несложные расчеты, можно узнать, насколько быстро вернутся средства, затраченные на приобретение необходимого оборудования. Соответственно, окажутся оправданными.

Получение энергии без централизованного источника — это не фантастика. Автономия доступна каждому, кто готов близко познакомиться с последними технологическими разработками. В результате пользователи смогут без ограничений подключать любые приборы и технику, наслаждаясь комфортом. Так что лучше воспользоваться интересными достижениями науки, которые откроют новый путь в светлое будущее.

На рисунке: Прототип КГУ «Кропат» на испытаниях.

В Подмосковье представлена новая уникальная разработка в сфере микрогенерации и ВИЭ — когенерационная установка (КГУ) «КРОПАТ», предназначенная для обеспечения частного дома электричеством и теплом для отопления и горячего водоснабжения. Впервые создана домашняя энергоустановка, или микро-ТЭЦ, которая способна работать на твердом биотопливе, таком как пеллеты или обычные дрова. КГУ должна заменить домовой отопительный котел и обеспечить электроснабжение дома независимо от внешних электросетей.

В мире уже существуют серийные домашние микрокогенерационные установки, но они работают либо на магистральном природном газе, либо на дизельном топливе. Однако во многих странах основное направление в работе над энергетикой будущего — это переход на возобновляемые источники энергии. Это касается как «большой» энергетики, так и «малой», а именно микрогенерации в виде домохозяйств, самостоятельно генерирующих электричество. Особенное внимание переводу домашней электрогенерации на возобновляемые источники энергии уделяется в ЕС. Благодаря разнообразной господдержке, солнечные панели на европейских домах — повсеместное явление. Но этого недостаточно для полноценного электроснабжения, особенно в осенне-зимний период. Поэтому остается очень актуальной задача обеспечить частные дома электричеством при помощи другого, «всепогодного» вида ВИЭ, например, твердого биотоплива, тем более что оно очень широко применяется для отопления. Периодически в Европе появляются сообщения о попытках разработать домашнюю электростанцию на пеллетах, но пока эти проекты не превратились в реальную продукцию. Серийно твердотопливные микро-ТЭЦ для дома по-прежнему не выпускаются.

Тем не менее разработчики установки «КРОПАТ» заявляют о готовности своих технологий к промышленному внедрению. В рамках проекта «КРОПАТ» собран и испытан прототип домашней КГУ, представляющий собой компактный энергоблок по размерам не больше бытового двухдверного холодильника. На недавно прошедших испытаниях прототип достиг электрической мощности 1.5 Квт. Испытания проводились при работе прототипа в полностью автоматическом режиме как на пеллетах, так и на природном газе. В ближайших планах — достичь заданных проектом параметров: 25 Квт тепловой мощности и 2.5 Квт электрической мощности.

В рамках проекта сделано несколько инноваций: принципиально новый двигатель внешнего сгорания, уникальный паровой котел, оригинальная система управления, и другие. Уже выдано 3 патента на изобретения, и ведется работа над получением еще 2-х. Технологии, созданные в рамках проекта, позволяют масштабировать конструкцию КГУ вплоть до энергоустановок мегаваттного класса, и организовать их работу на любом сгораемом топливе, таком как нефтепродукты, уголь, торф, древесина, биогаз и т.д.

В настоящее время, наряду с продолжением работы над прототипом КГУ, команда проекта «КРОПАТ» ведет поиск стратегических партнеров для доведения прототипа до коммерческого образца и внедрения его в производство.

Мобильный отель

Концепция под названием Drop Eco Otel придумана креативной группой In-Tenda, а воплощена в жизнь студией Urban Square в проекте мобильного эко-отеля. Он представляет собой однокомнатную капсулу которую можно «десантировать» в любой уголок Земли, даже самый дикий.Например, на скалистый берег или в лесистые горы.

Основные материалы, использованные при создании отеля — дерево и сферические стекла, которые можно открыть с двух сторон, получая при этом эффект нахождения в большом полом бревне. А еще при монтаже отель слегка приподнимается над землей, чтобы наименьшим образом воздействовать на окружающую среду. Что и говорить, мечта «гринписовца»!

Электронные экономки

Вот он — настоящий принцип будущего. Футурологи обещают, что скоро роботы появятся в каждом доме, взяв на себя ведение хозяйства. По крайней мере, за «них» — за счастливых граждан постиндустриальных развитых стран.
Итак, дома будущего будут практически живыми — у них появятся глаза, уши и даже мозг.

Брайан Конти, программист из Сиэтла, такой дом уже создал. Экономкой в нем работает электронный модуль с царственным именем Клеопатра. Она отвечает за комфорт и безопасность. Она — практически член семьи: «Клеопатра» имеет собственное лицо и голос. Пообщаться с ней можно через экран монитора. Это первое поколение компьютеров, которые будут управлять домами будущего.

Чтобы увидеть работу экономки в действии, достаточно просто дать ей вслух какую-нибудь команду: зажечь камин, назвать сегодняшнее число или включить музыку в гостиной. Управлять «Клеопатрой» можно с помощью специального браслета с электронным микрочипом, который имеет каждый член семьи. Но «Клео» присматривает за домом не только с помощью радиосигналов. В ее систему встроены детекторы движения, света и определитель номера. Например, когда семья ложится спать, электронная экономка сама поставит будильник и погасит свет. Цель Брайана Конти — научить ее полной самостоятельности, чтобы она сама решала, что делать, предугадывая желания людей. Неясно одно — как скоро «Клеопатра» захватит власть над семьей Конти?

Программисты компании Microsoft тоже не ударили в грязь лицом. И хотя у их электронной экономки не такое благородное имя — ее зовут просто Грейс — она представляет собой не один компьютер, а целую сеть устройств, размещенных по всему дому. «Грейс» не видно, но она всегда рядом. Программа ребят из Microsoft может проецировать изображения на стены любой комнаты.

А в будущем все стены, как они обещают, будут из светодиодов, как на нью-йоркской Таймс-сквер. И «Грейс» сможет проецировать на стены что угодно: от стандартных обоев до фильмов из Интернета. А еще можно выбрать особый режим для гостей. Скажем, в режиме «Бабушка» система спроецирует на стены, стол и потолок ее любимые фотографии с внуками, картины или старинные часы.

А еще «Грейс» может приготовить ужин. Вернее, помочь хозяйке в этом нелегком деле, предложив несколько рецептов из базы данных. Они появятся прямо на столе. «Замесите тесто», -скомандует «Грейс». Разработчики программы надеются, что это облегчит вам жизнь. Ну, если вы — не слишком опытная домохозяйка.

Чудо-деревья

Весной этого года в Сингапуре появился сад из огромных стальных структур. Каждое из таких «деревьев-великанов» — отдельная биоклиматическая станция, генерирующая солнечную энергию, поставляющая воздушные потоки и накапливающая дождевую воду. На каждом растут самые настоящие цветы.

Проект реализован по заказу Совета национальных парков Сингапура британским архитектурным бюро Grant Associates. Урбанистический оазис занимает площадь около 1 кв. км, в заливе на юге острова, где разбит уникальный живой музей мировой флоры и фауны.

Механический лес состоит из 18 супердеревьев высотой от 25 до 50 м. Помимо накопления солнечной энергии и воды их ветвистые «кроны» играют и роль температурных регуляторов, поглощающих и рассеивающих горячий воздух. 11 деревьев оснащены солнечными фотогальваническими системами, которые, вырабатывая электроэнергию, обеспечивают освещением и водой две мегаоранжереи, выстроенные в форме орхидей. Здесь собрана грандиозная коллекция растений — 220 тыс. экземпляров, привезенных из самых разных уголков планеты.

Каждый зеленый павильон мог бы вместить четыре футбольных поля, а их садоводческие отходы «кормят» массивную паровую турбину, помогающую поддерживать необходимый микроклимат внутри оранжерей. Помимо прочего, самые высокие деревья соединены мостиками, позволяющими прохожим прогуливаться на высоте птичьего полета.

Проект «Супердеревья» — часть программы по модернизации нового городского центра. Его цель — наглядно проиллюстрировать жизнеспособность автономных искусственных биосистем, призванных противостоять как климатическим изменениям природы, так и губительным воздействиям на нее человека.

«Живая» мебель

Вот, к примеру, зеркало в ванной. Прямо по нему могут транслироваться новости дня, любимый сериал или просто хорошая музыка. Список покупок можно будет составлять прямо на дверце холодильника. Данные будут тут же переданы в интернет-магазин, и покупки доставят аккурат к вашей двери. Благодаря специальным этикеткам с чипами холодильник сможет сам следить, не вышел ли срок годности продуктов. А при необходимости — сам отправит заказ в магазин.

Вместо кровати вам предложат поспать в… коконе. Он представляет собой что-то наподобие большой закрывающейся кровати и незаменим, если у детей аллергия на пыль или шерсть животных. Кокон сделан и для того, чтобы сэкономить на электричестве: какой смысл прогревать всю спальню, если можно поддерживать нужную температуру только в том месте, где спит человек?.. Но кокон еще и напрямую подключен к Интернету. Прощай, ноутбук на подушке!

Дом Уилкинсона

Некий клиент-меломан предложил архитектору Роберту Харви Ошацу построить для него лесной дом в Портленде, да не простои, а музыкальный. Он захотел, чтобы строение стало архитектурным воплощением музыки. В 2004 году Ошац представил дом-улитку, образец экологичности и мягкости форм.

Под водой и над облаками

Неужели когда-нибудь на Земле и впрямь не останется места? Кто знает. Но Патрик Лай из американской компании US Submarines уже предлагает нам жить… на глубине моря. Не очень глубоко — от 6 до 18 м, где-нибудь в районе коралловых рифов с их мириадами рыб — и подальше от сильных штормов. Проект называется «Н2-дом», и US Submarines, которая специализируется на производстве частных подводных лодок, одним экземпляром ограничиваться не собирается. Она хочет строить целые деревни под водой.

Если вам не нравится море — добро пожаловать в небо. Известный архитектор Дэвид Фишер спроектировал для Дубаев первый в мире вращающийся небоскреб -Dynamic Tower.

Этот гигант будет ежесекундно менять форму. По мнению архитектора, такой дизайн как нельзя лучше отражает современную жизнь: каждая квартира сможет поворачиваться на 360 градусов и вращаться отдельно от других. Скорость регулирует сам владелец. Чтобы попасть внутрь, жильцы смогут воспользоваться лифтом, проходящим точно по центру здания, а потом аккуратно выходить на своем вращающемся этаже.

Но если вы хотите там жить — готовьте 30 млн долларов: такова примерная цена одной квартиры. Зато никаких счетов за электричество -между этажами будут установлены ветрогенераторы. На 80 этажей их набирается 79 штук — не дом, а целая электростанция! Как уверяют разработчики, лишнюю электроэнергию можно будет даже продать соседям. Между прочим, почти такой же небоскреб, по словам Фишера, собирались построить и в Москве. Пока, впрочем, чудо-дом еще не построен, и когда это произойдет — неизвестно.

admin

Поadmin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *