Klimaat

Alternatieve energiebronnen voor woningen

Elektriciteit is een van de belangrijkste energiebronnen voor een privéwoning. Elektriciteit helpt bij het koken, het verwarmen van een kamer, het pompen van water erin en eenvoudige verlichting. Het is in staat om de gastoevoer en centrale watervoorziening volledig te vervangen. Zonder elektriciteit wordt een moderne woning niet als comfortabel en functioneel beschouwd. Hoogspanningslijnen bereiken zelfs de meest afgelegen dorpen en steden en voorzien hen van elektriciteit. Maar er zijn nog steeds plaatsen waar communicatie niet wordt gelegd, en de installatie ervan kost een behoorlijk bedrag. In deze situatie zullen alternatieve energiebronnen helpen. Ze zijn milieuvriendelijk, volledig autonoom en financieel gunstig. De eigenaar van zijn eigen bron van elektrische energie is niet afhankelijk van geplande reparaties, storingen en stroomuitval waardoor hele dorpen zonder stroom zitten. De meest voorkomende en niet zo bekende onconventionele energiebronnen worden hieronder uitgebreid besproken..

Inhoudsopgave

Elektrische generatoren

De eerste en meest populaire energiebron voor thuis, die het vaakst wordt aangetroffen in particuliere woningen, zijn elektriciteitsgeneratoren. Door het type brandstof dat wordt gebruikt, zijn ze onderverdeeld in diesel, benzine en gas.

Dieselgeneratoren hebben veel voordelen, waaronder zuinigheid, betrouwbaarheid en een laag brandrisico. Bij regelmatig dagelijks gebruik is een dieselgenerator veel voordeliger dan modellen met gas- of benzineverbruik. Het brandstofverbruik van dieselapparatuur is niet groot, de brandstofprijs is ook niet hoog, er zijn geen dure reparaties en financiële investeringen voor nodig. De nadelen van dieselgeneratoren zijn een grote hoeveelheid gassen die tijdens bedrijf worden uitgestoten, lawaai en een hoge prijs voor het apparaat zelf. De prijs van apparatuur met een vermogen van 5 kW is gemiddeld $ 850.

Benzinegenerator – dit apparaat is ideaal als stand-by- of seizoensgebonden stroombron. Generatoren die dit type brandstof gebruiken, zijn klein van formaat, maken weinig geluid tijdens het gebruik en het apparaat zelf heeft een lagere prijs dan zijn tegenhanger op diesel. De gemiddelde prijs van een 5 kW-benzinegenerator is $ 500. De nadelen van het gebruik van een elektrische generator op benzine – hoewel het geluidsniveau laag is, is het er, er wordt tijdens het gebruik een grote hoeveelheid koolstofdioxide uitgestoten, daarom moet het apparaat in aparte ruimtes met goede geluidsisolatie worden geplaatst.

Gasgeneratoren van elektriciteit hebben zich van alle kanten goed bewezen. Ze werken zowel op aardgas als op vloeibare brandstof in cilinders. Het geluidsniveau van deze apparaten is het laagst, de levensduur is erg hoog. De gemiddelde prijs voor een apparaat van 5 kW is $ 600.

Het gebruik van zonne-energie

Een andere alternatieve bron van elektrische energie is zonne-energie. Het wordt niet alleen gebruikt om elektriciteit op te wekken, maar ook om autonoom te verwarmen. Om stroom uit de zon te halen zijn er zonnepanelen van verschillende afmetingen geplaatst, die zijn voorzien van een accu en een omvormer. Voordelen van het gebruik van elektriciteitsbronnen op zonne-energie zijn onder meer:

  • Het vermogen om te vernieuwen.
  • Absoluut stille werking.
  • Veiligheid voor de menselijke gezondheid en het milieu, aangezien de apparaten die in deze technologie worden gebruikt geen stoffen in de atmosfeer uitstoten.
  • Eenvoudig te installeren bij zelfinstallatie.

Al deze eigenschappen maken de zonne-energiebronnen tot een van de meest populaire. Maar deze methode om elektriciteit op te wekken heeft ook nadelen:

  • Voor huizen met een hoog elektriciteitsverbruik zal het nodig zijn om apparatuur van een groot gebied te installeren, wat veel ruimte in de omgeving in beslag zal nemen. Het stationsgebied moet minimaal 10 m2 zijn. Dat wil zeggen, deze vorm van energieproductie is niet beschikbaar voor eigenaren van kleine percelen..
  • Het tweede nadeel is de afhankelijkheid van dagelijkse en seizoensgebonden veranderingen in zonnestraling..
  • Ten derde – tijdens bedrijf stoten deze installaties geen schadelijke stoffen uit, maar voor de vervaardiging van fotocellen en heliosystemen die deel uitmaken van de zonnebatterij, worden zeer giftige stoffen gebruikt die moeilijk te verwijderen zijn..

Het voltooide station heeft een prijs van $ 3500 tot $ 7000. Een meer betaalbare manier om energie uit de zon te halen, is door middel van collectoren voor het verwarmen van water. Deze apparatuur vangt zonnewarmte op, zelfs op dagen dat de ster verborgen is achter de wolken. Het wordt alleen gebruikt voor het verwarmen van water, genereert geen elektriciteit. Eén collector dekt de dagelijkse behoefte aan warm water voor een gezin van drie. De prijs varieert van $ 1000 tot $ 4000. Er is slechts één nadeel van dit type apparatuur, inherent aan zonnebatterijen: de onmogelijkheid om te functioneren in gebieden met lage zonneactiviteit en ‘s nachts..

Gebruik van windenergie

Installaties om de energie van een luchtstroom om te zetten in elektriciteit zijn ook geen fantasie meer en worden overal toegepast. Ze werken volgens het principe van windturbines, die de kinetische energie van de wind omzetten in mechanische energie uit de rotatie van de turbine. Deze energie wordt opgevangen en door de omvormer omgezet in wisselstroom. De minimale windsnelheid waarmee elektriciteit wordt opgewekt uit het vliegwiel is 2 m/s. De optimale windsnelheid is 8 m/s. Per ontwerptype zijn windenergiegeneratoren onderverdeeld in modellen met een horizontale rotor en met een verticale.

Het horizontale ontwerp van de generator heeft een hoog rendement; er wordt een kleine hoeveelheid materialen gebruikt tijdens de installatie. Nadelen – voor installatie is een hoge mast vereist, de generator zelf heeft een complex mechanisch onderdeel, het is niet gemakkelijk te onderhouden. Verticale degenen onderscheiden zich door een groter bereik van windsnelheden waarmee ze werken. Maar tegelijkertijd zijn verticale windgeneratoren niet economisch, omdat ze het gebruik van meer apparatuur en materialen vereisen..

Het gebruik van het windpark wordt per seizoen beperkt door windindicatoren. Als het station in het laagseizoen, met verhoogde luchtactiviteit, zeer effectief zal zijn, zal er op rustige dagen geen elektriciteit worden opgewekt. Om dit verschil weg te werken en de woning ononderbroken van stroom te voorzien, is het windpark voorzien van een accu. Deze maatregel helpt om energie op te slaan bij winderig weer en te gebruiken tijdens perioden van rust..

Een alternatief voor het plaatsen van een accu bij een windpark is het omzetten van energie in warmte. Het wordt gebruikt voor zowel verwarming als warmwatervoorziening. In dit ontwerp is de batterij vervangen door een wateropslagtank. Door een windpark op deze manier te gebruiken, kunnen de totale kosten met 25% worden verlaagd. De kosten van een windpark met batterij zijn gemiddeld $ 10.000, zonder batterij – $ 1000-2000.

Een van de niet erg prettige nuances van het gebruik van een windpark is de noodzaak om een ​​fundering voor apparatuur te regelen. Het is bijzonder zorgvuldig verstevigd zodat bij harde wind de mast samen met de molen niet uit de grond wordt getrokken. De tweede nuance is de mogelijkheid van ijsvorming in de winter, dit vermindert de efficiëntie van het station. Tijdens bedrijf genereert deze apparatuur geluid en trillingen, daarom wordt deze uit de buurt van woongebouwen gemonteerd..

Gebruik van aardwarmte

Geothermie is een vrij nieuwe energiebron voor een particuliere woning. In dit geval wordt warmte gebruikt, die wordt gevormd in de ingewanden van de planeet. De kern van de aardbol heeft een hoge temperatuur die naar de oppervlakte komt in vulkanische gebieden, bronnen van water en stoom, en wordt ook aangetroffen in de diepe lagen van de planeet. Aardwarmte wordt gebruikt als energiebron voor stroom en warmte.

Het principe van de werking van een geothermische energiebron in een privéwoning is vrij eenvoudig: er wordt een put geboord waarin een warmtepomp is geïnstalleerd. De installatie pompt warm water uit de diepe lagen, bij afkoeling wekt het energie op, die vervolgens wordt omgezet in elektriciteit. Tijdens bedrijf verbruikt deze installatie elektrische stroom, maar genereert tegelijkertijd voor elke verbruikte kW 5-6 kW stroom. De gemiddelde installatiekosten voor een woning van 150 m2 bedragen $ 30.000. Voordelen van gebruik – een onuitputtelijke energiebron die niet afhankelijk is van het seizoen, het tijdstip van de dag en de weersomstandigheden.

Nadelen van het gebruik van de energie van de aarde – thermaal water is vaak sterk gemineraliseerd en bevat giftige onzuiverheden, daarom kan het niet naar de gewone riolering worden afgevoerd. Afvalwater wordt teruggevoerd naar de diepe horizon van waaruit het werd opgepompt. Sommige wetenschappers geloven dat dit type energieproductie leidt tot een toename van seismische activiteit in de aardkorst..

Energieverbruik van biomassa

Veel mensen hebben al gehoord over biobrandstoffen. Rond dit soort hot flakkeren veel controverses en tegenstrijdige beoordelingen op. Als brandstof voor auto’s heeft het een aantrekkelijke prijs, maar het effect op de motor en het vermogen ervan wordt niet volledig begrepen. Maar brandstof wordt niet alleen gebruikt als brandstof voor voertuigen, maar ook als bron van elektrische stroom. Deze brandstof vervangt gas, benzine en diesel bij het tanken van apparatuur voor het opwekken van elektriciteit.

Biobrandstoffen worden geproduceerd door verschillende fabrieken te verwerken. Voor de productie van biologische diesel worden vetten uit de zaden van oliegewassen gebruikt en benzine wordt geproduceerd door fermentatie van maïs, suikerriet, bieten en andere planten. Algen worden erkend als de meest optimale bron van biologische energie, omdat ze pretentieloos zijn en gemakkelijk veranderen in boimas met olieachtige olieachtige eigenschappen..

Deze technologie maakt ook de productie van biologisch gas mogelijk, dat wordt opgevangen bij de vergisting van organisch afval uit de voedingsindustrie en veehouderij. In dit geval wordt methaan verkregen. Door het gas op stortplaatsen af ​​te vangen, wordt cellulose-ethanol verkregen. 1 ton nutteloos afval levert tot 500 m3 nuttig gas op.

Voor het huishoudelijk gebruik van biobrandstoffen voor de opwekking van elektrische energie wordt hiervoor een individuele biogasinstallatie aangeschaft. Zo’n apparaat wekt aardgas op uit afval. Een standaard IBGU-1 installatie per dag geeft 3 tot 12 m3 gas, die vervolgens wordt gebruikt om een ​​huis te verwarmen, diverse apparatuur te tanken, waaronder een gasgenerator van elektriciteit. De kosten van een biogasinstallatie zijn gemiddeld $ 9.000.

Miniatuur waterkrachtcentrale

Een ander type alternatieve energie dat met succes in particuliere huizen wordt gebruikt, zijn individuele waterkrachtcentrales. In installatie is dit type elektriciteitsgenerator een van de moeilijkste, maar tegelijkertijd is het rendement veel hoger dan dat van wind- en zonnebronnen. Dam en waterkrachtcentrales worden gebouwd, de tweede optie is de eenvoudigste en meest betaalbare. Dergelijke installaties worden ook wel doorstroomstations genoemd. Volgens het apparaat zijn ze verdeeld in stations met een wiel, een slinger, een Darrieus-rotor en een propeller..

  • Het waterradstation heeft een centraal cirkelvormig gedeelte met bladen dat loodrecht op het wateroppervlak staat. Tijdens het bewegen drukt het water op de messen en draait het wiel. Het werkingsprincipe is hetzelfde als bij een windpark, alleen water fungeert als bron. Complexere ontwerpen van waterkrachtcentrales op wielen – een turbinewiel met speciale bladen voor een waterstraal.

  • Een station met een guirlande is een kabel waaraan de rotoren vast zijn bevestigd. De kabel is aan weerszijden van de waterstroom bevestigd, de rotors zijn ondergedompeld in water. Tijdens het bewegen roteert het water de rotoren en ze brengen deze beweging over op de kabel.
  • Station met een Darrieus-rotor – het ontwerp is vergelijkbaar met het vorige, maar hier bevindt de rotor zich verticaal en roteert vanwege verschillende drukindicatoren in de bladen. Deze indicator is gemaakt vanwege de complexe vorm van het oppervlak..

  • Propellerstation – onderzeese installatie met verticale rotor. Uiterlijk lijkt deze installatie op een windmolen met kleine wieken..

Van de gepresenteerde soorten waterkrachtcentrales wordt de slingerinstallatie als de meest onhandige beschouwd. Het heeft een lage productiviteit, het ontwerp zelf vormt een gevaar voor de mensen in de buurt, de installatie van het station vereist het verbruik van een grote hoeveelheid materialen. De Darrieus-rotor is handiger, omdat de as verticaal staat en boven water kan worden geïnstalleerd. Maar het is vrij moeilijk om zo’n station te monteren en de rotor moet aan het begin worden rondgedraaid. De meest optimale optie om met uw eigen handen te maken is een station met een propeller of een wiel. De gemiddelde kosten van een 6 kW-station zijn $ 8.000-10.000.