Εναλλακτική ενέργεια για το σπίτι DIY: επισκόπηση των καλύτερων οικολογικών τεχνολογιών

Τα αποθέματα φυσικών καυσίμων δεν είναι απεριόριστα και οι τιμές των ενεργειακών πόρων ανεβαίνουν συνεχώς. Συμφωνείτε ότι θα ήταν καλό να χρησιμοποιήσετε εναλλακτικές πηγές ενέργειας αντί των παραδοσιακών, ώστε να μην εξαρτάστε από τους προμηθευτές φυσικού αερίου και ηλεκτρικού ρεύματος στην περιοχή σας; Αλλά δεν γνωρίζετε από πού να ξεκινήσετε;

Θα σας βοηθήσουμε να κατανοήσετε τις βασικές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας – σε αυτό το άρθρο εξετάσαμε τις καλύτερες οικολογικές τεχνολογίες. Η εναλλακτική ενέργεια μπορεί να αντικαταστήσει τις συμβατικές πηγές ενέργειας: μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας μια πολύ αποδοτική εγκατάσταση για την παραγωγή της.

Στο άρθρο μας περιγράφονται απλοί τρόποι συναρμολόγησης αντλίας θερμότητας, ανεμογεννήτριας και ηλιακών πάνελ, με φωτογραφίες που απεικονίζουν τα επιμέρους στάδια της διαδικασίας. Για μεγαλύτερη σαφήνεια, το υλικό συνοδεύεται από βίντεο σχετικά με την κατασκευή οικολογικών εγκαταστάσεων.

Δημοφιλείς ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

“Πράσινες τεχνολογίες” θα επιτρέψουν σημαντική μείωση των οικιακών δαπανών μέσω της χρήσης σχεδόν δωρεάν πηγών.

Από τα αρχαία χρόνια, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν στην καθημερινή ζωή μηχανισμούς και συσκευές, η λειτουργία των οποίων αποσκοπούσε στη μετατροπή των φυσικών δυνάμεων σε μηχανική ενέργεια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι νερόμυλοι και οι ανεμόμυλοι.

Με την έλευση του ηλεκτρισμού, η ύπαρξη γεννήτριας επέτρεψε τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική.

Ο νερόμυλος – πρόγονος της αυτόματης αντλίας που δεν απαιτεί ανθρώπινη παρουσία για να λειτουργήσει. Ο τροχός περιστρέφεται αυθόρμητα υπό την πίεση του νερού και αντλεί νερό αυτόνομα.

Σήμερα, σημαντική ποσότητα ενέργειας παράγεται από αιολικά πάρκα και υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Εκτός από τον άνεμο και το νερό, στη διάθεσή μας είναι πηγές όπως τα βιοκαύσιμα, η γεωθερμική ενέργεια, το ηλιακό φως, η ενέργεια των θερμοπίδακων και των ηφαιστείων, και η παλιρροιακή ενέργεια.

Στην καθημερινή ζωή, για την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας, χρησιμοποιούνται ευρέως οι εξής συσκευές:

• Ηλιακά πάνελ.
• Αντλίες θερμότητας.
• Ανεμογεννήτριες για το σπίτι.

Το υψηλό κόστος τόσο των ίδιων των συσκευών όσο και των εργασιών εγκατάστασης αποθαρρύνει πολλούς από το να αποκτήσουν αυτήν τη φαινομενικά δωρεάν ενέργεια.

Η απόσβεση μπορεί να φτάσει τα 15-20 χρόνια, αλλά αυτό δεν είναι λόγος να στερηθείτε τις οικονομικές προοπτικές. Όλες αυτές οι συσκευές μπορούν να κατασκευαστούν και να εγκατασταθούν μόνοι σας.

Κατά την επιλογή πηγής εναλλακτικής ενέργειας, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η διαθεσιμότητά της, ώστε η μέγιστη ισχύς να επιτυγχάνεται με τις ελάχιστες επενδύσεις.

Ηλιακά πάνελ ιδιοκατασκευής

Μια έτοιμη ηλιακή πάνελ κοστίζει αρκετά χρήματα, επομένως η αγορά και η εγκατάστασή της δεν είναι προσιτή σε όλους. Με την ιδιοκατασκευή, το κόστος μπορεί να μειωθεί κατά 3-4 φορές.

Πριν ξεκινήσετε την κατασκευή ενός ηλιακού πάνελ, πρέπει να κατανοήσετε πώς λειτουργεί.

Αρχή λειτουργίας του συστήματος ηλιακής ηλεκτροδότησης

Η κατανόηση της λειτουργίας κάθε στοιχείου του συστήματος θα επιτρέψει την αντίληψη της λειτουργίας του στο σύνολό της.

Βασικά συστατικά κάθε συστήματος ηλιακής ηλεκτροδότησης:

• Ηλιακό πάνελ. Πρόκειται για ένα σύνολο στοιχείων συνδεδεμένων σε μια ενότητα, που μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ροή ηλεκτρονίων.
• Μπαταρίες. Μία μπαταρία συσσωρευτή δεν επαρκεί για πολύ, επομένως το σύστημα μπορεί να περιλαμβάνει έως και δέκα τέτοιες συσκευές. Ο αριθμός των μπαταριών καθορίζεται από την ισχύ της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Ο αριθμός των μπαταριών μπορεί να αυξηθεί στο μέλλον, προσθέτοντας στο σύστημα τον απαραίτητο αριθμό ηλιακών πάνελ.
• Ελεγκτής ηλιακής φόρτισης. Αυτή η συσκευή είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση της κανονικής φόρτισης της μπαταρίας. Ο κύριος σκοπός της είναι να αποτρέψει την επαναλαμβανόμενη υπερφόρτιση της μπαταρίας.
• Μετατροπέας. Μια συσκευή που απαιτείται για τη μετατροπή του ρεύματος. Οι μπαταρίες παρέχουν ρεύμα χαμηλής τάσης, ενώ ο μετατροπέας το μετατρέπει σε ρεύμα υψηλής τάσης που είναι απαραίτητο για τη λειτουργία – ισχύς εξόδου. Για ένα σπίτι, ένας μετατροπέας με ισχύ εξόδου 3-5 kW θα είναι επαρκής.

Το κύριο χαρακτηριστικό των ηλιακών μπαταριών είναι ότι δεν μπορούν να παράγουν ρεύμα υψηλής τάσης. Ένα μεμονωμένο στοιχείο του συστήματος μπορεί να παράγει ρεύμα τάσης 0,5-0,55 V. Μία ηλιακή μπαταρία μπορεί να παράγει ρεύμα τάσης 18-21 V, το οποίο είναι αρκετό για τη φόρτιση μιας μπαταρίας 12 V.

Εάν ο μετατροπέας, οι μπαταρίες και ο ελεγκτής φόρτισης είναι καλύτερο να αγοραστούν έτοιμα, τότε τα ηλιακά πάνελ είναι απολύτως δυνατό να κατασκευαστούν μόνοι σας.

Ένας ποιοτικός ελεγκτής και η σωστή σύνδεση θα βοηθήσουν στη διατήρηση της λειτουργικότητας των μπαταριών και της αυτονομίας ολόκληρου του ηλιακού σταθμού για όσο το δυνατόν περισσότερο

Κατασκευή ηλιακού πάνελ

Για την κατασκευή της μπαταρίας, είναι απαραίτητο να αγοράσετε ηλιακά φωτοβολταϊκά στοιχεία μονοκρυσταλλικού ή πολυκρυσταλλικού τύπου. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η διάρκεια ζωής των πολυκρυστάλλων είναι σημαντικά μικρότερη από εκείνη των μονοκρυστάλλων.

Επιπλέον, η απόδοση των πολυκρυσταλλικών στοιχείων δεν υπερβαίνει το 12%, ενώ αυτός ο δείκτης για τα μονοκρυσταλλικά φτάνει το 25%. Για να φτιάξετε ένα ηλιακό πάνελ, πρέπει να αγοράσετε τουλάχιστον 36 τέτοια στοιχεία.

Το ηλιακό πάνελ συναρμολογείται από μονάδες. Κάθε οικιακή μονάδα περιλαμβάνει 30, 36 ή 72 τεμάχια κυψελών, συνδεδεμένα σε σειρά με τροφοδοτικό μέγιστης τάσης περίπου 50 V.

Βήμα #1 – συναρμολόγηση του πλαισίου του ηλιακού πάνελ

Οι εργασίες ξεκινούν με την κατασκευή του πλαισίου, για το οποίο θα χρειαστούν τα εξής υλικά:

• Ξύλινες ράβδοι
• Κόντρα πλακέ
• Πλεξιγκλάς
• Ινοσανίδα (MDF)

Από το κόντρα πλακέ πρέπει να κόψετε τον πυθμένα του πλαισίου και να το τοποθετήσετε σε ένα πλαίσιο από ράβδους πάχους 25 mm. Το μέγεθος του πυθμένα καθορίζεται από τον αριθμό των ηλιακών φωτοβολταϊκών στοιχείων και το μέγεθός τους.

Σε όλη την περίμετρο του πλαισίου, στις ράβδους, με βήμα 0,15-0,2 m, πρέπει να ανοίξετε τρύπες διαμέτρου 8-10 mm. Αυτές είναι απαραίτητες για την αποφυγή υπερθέρμανσης των στοιχείων της μπαταρίας κατά τη λειτουργία.

Οι σωστά εκτελεσμένες οπές με βήμα 0,15-0,20 m θα προστατεύσουν τα στοιχεία του ηλιακού πάνελ από υπερθέρμανση και θα εξασφαλίσουν σταθερή λειτουργία του συστήματος

Βήμα #2 – σύνδεση των στοιχείων του ηλιακού πάνελ

Σύμφωνα με το μέγεθος του πλαισίου, πρέπει να κόψετε με ένα βοηθητικό μαχαίρι μια βάση για τα ηλιακά στοιχεία από ινοσανίδα. Κατά την κατασκευή της, πρέπει επίσης να προβλέψετε οπές εξαερισμού, τοποθετημένες ανά 5 cm με τετραγωνική διάταξη. Το έτοιμο πλαίσιο πρέπει να βαφεί δύο φορές και να στεγνώσει.

Τα ηλιακά στοιχεία πρέπει να τοποθετηθούν ανάποδα πάνω στη βάση από ινοσανίδα και να γίνει η συγκόλληση. Εάν τα έτοιμα προϊόντα δεν είναι ήδη εξοπλισμένα με συγκολλημένους αγωγούς, η εργασία απλοποιείται σημαντικά. Ωστόσο, η διαδικασία συγκόλλησης πρέπει να εκτελεστεί σε κάθε περίπτωση.

Πρέπει να θυμάστε ότι η σύνδεση των στοιχείων πρέπει να είναι σειριακή. Αρχικά, τα στοιχεία πρέπει να συνδέονται σε σειρές και στη συνέχεια οι έτοιμες σειρές να ενώνονται σε ένα σύμπλεγμα συνδέοντάς τις στους αγωγούς μεταφοράς ρεύματος.

Μετά την ολοκλήρωση, τα στοιχεία πρέπει να αναποδογυριστούν, να τοποθετηθούν σωστά και να στερεωθούν στις θέσεις τους με σιλικόνη.

Κάθε στοιχείο πρέπει να στερεωθεί καλά στη βάση με ταινία ή σιλικόνη, ώστε στο μέλλον να αποφευχθούν ανεπιθύμητες ζημιές

Στη συνέχεια, πρέπει να ελέγξετε την τιμή της τάσης εξόδου. Κατά προσέγγιση, θα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 18-20 V. Τώρα η μπαταρία πρέπει να δοκιμαστεί για μερικές ημέρες, ελέγχοντας την ικανότητα φόρτισης των συσσωρευτών. Μόνο μετά τον έλεγχο λειτουργικότητας γίνεται η στεγανοποίηση των αρμών.

Βήμα #3 – συναρμολόγηση του συστήματος ηλεκτροδότησης

Αφού βεβαιωθείτε για την άψογη λειτουργία, μπορείτε να προχωρήσετε στη συναρμολόγηση του συστήματος ηλεκτροδότησης. Τα καλώδια εισόδου και εξόδου πρέπει να βγουν έξω για τη μετέπειτα σύνδεση της συσκευής.

Από το πλεξιγκλάς πρέπει να κόψετε ένα κάλυμμα και να το στερεώσετε με βίδες στις άκρες του πλαισίου μέσω προ-ανοιγμένων οπών.

Αντί για ηλιακά στοιχεία, για την κατασκευή της μπαταρίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα κύκλωμα διόδων με διόδους Δ223Β. Ένα πάνελ από 36 διόδους συνδεδεμένες σε σειρά μπορεί να παρέχει τάση 12 V.

Οι δίοδοι πρέπει να εμποτιστούν σε ακετόνη για να αφαιρεθεί το χρώμα. Στο πλαστικό πάνελ πρέπει να ανοιχθούν τρύπες, να τοποθετηθούν οι δίοδοι και να συγκολληθούν. Το έτοιμο πάνελ πρέπει να τοποθετηθεί σε διαφανές περίβλημα και να στεγανοποιηθεί.

Τα σωστά προσανατολισμένα και εγκατεστημένα ηλιακά πάνελ εξασφαλίζουν μέγιστη απόδοση στη λήψη ηλιακής ενέργειας, καθώς και ευκολία και απλότητα στη συντήρηση του συστήματος

Βασικοί κανόνες εγκατάστασης ηλιακού πάνελ

Η αποτελεσματικότητα ολόκληρου του συστήματος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη σωστή εγκατάσταση της ηλιακής μπαταρίας.

Κατά την εγκατάσταση πρέπει να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες σημαντικές παράμετροι:

1. Σκίαση. Εάν η μπαταρία βρίσκεται στη σκιά δέντρων ή υψηλότερων κατασκευών, όχι μόνο δεν θα λειτουργεί κανονικά, αλλά μπορεί και να χαλάσει.
2. Προσανατολισμός. Για τη μέγιστη πρόσπτωση των ηλιακών ακτίνων στα φωτοβολταϊκά στοιχεία, η μπαταρία πρέπει να κατευθύνεται προς τον ήλιο. Εάν ζείτε στο βόρειο ημισφαίριο, το πάνελ πρέπει να είναι προσανατολισμένο προς το νότo, ενώ αν ζείτε στο νότιο, το αντίθετo.
3. Κλίση. Αυτή η παράμετροσ καθορίζετe απó τη γεωγραφική θέση. Οι ειδικοί συνιστούν να τοποθετείτε το πάνελ υπό γωνία ίση με το γεωγραφικό πλάτος.
4. Προσβασιμότητα. Πρέπει να παρακολουθείτε συνεχώς την κακαριότητα της μπροσάνς πλεύρές και να αφαρείτe εγκαίρως τό σρώμα σκόνης και βρωμίας. Και τo χειμώνα, τo πάνελ πρέπει περιοδικά να καθαρίζετe απó τo χιόνι που κολλάει.

Είναι eπιθυμητό, κατά τη λειτουργία του ηλιακού πάνελ, η γωνία κλίσης να μην eίναι σταθερή. Η συσκευή θα λειτουργεί στo μέγιστo μόνo eάν οι ηλιακές ακτίνες κατευθύνονται απευθείας στo κάλυμμά της.

Τo καλοκαίρι eίναι καλύτερα να τo τοποθετείτe μe κλίση 30º ως προς τον oρίζοντα. Τo χειμώνα συνιστάται να ανυψώνεται και να ρυθμίζεται στις 70º.

Σe oρισμένες βιομηχανικές eκδόσεις ηλιακών μπαταριών προβλέπονται συσκευές παρακολούθησης της κίνησης του ήλιου. Για oικιακή χρήση, μπορείτe να σχεδιάσετe και να προβλέψετe βάσεις που eπιτρέπουν την αλλαγή της γωνίας κλίσης του πάνελ.

Αντλίες θερμότητας για θέρμανση

Οι αντλίες θερμότητας eίναι μία από τις πιο προοδευτικές τεχνολογικές λύσεις για την απόκτηση eναλλακτικής eνέργειας για τo σπίτe σας. Δεν eίναι μόνo οι πιο βολικές, αλλά και περιβαλλοντικά ασφαλείς.

Η λειτουργία τους θα σας eπιτρέψει να μειώσετe σημαντικά τα έξοδα που συσχετίζονται μe την πληρωμή για ψύξη και θέρμανση του χώρου.

Ταξινόμηση αντλιών θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας ταξινομούνται με βάση τον αριθμό των κυκλωμάτων, την πηγή ενέργειας και τον τρόπο λήψης της.

Ανάλογα με τις τελικές ανάγκες, οι αντλίες θερμότητας μπορεί να είναι:

• Μονο-, δι- ή τρικυκλωτικές·
• Μονο- ή δισυμπυκνωτικές·
• Με δυνατότητα θέρμανσης ή με δυνατότητα θέρμανσης και ψύξης.

Ανάλογα με τον τύπο πηγής ενέργειας και τον τρόπο λήψης της, διακρίνονται οι εξής αντλίες θερμότητας:

• Έδαφος – νερό. Χρησιμοποιούνται σε εύκρατη κλιματική ζώνη με ομοιόμορφη θέρμανση του εδάφους ανεξαρτήτως εποχής. Για την εγκατάσταση χρησιμοποιείται συλλέκτης ή ανιχνευτής ανάλογα με τον τύπο εδάφους. Για τη διάνοιξη ρηχών γεωτρήσεων δεν απαιτείται λήψη αδειών.
• Αέρας – νερό. Η θερμότητα συσσωρεύεται από τον αέρα και κατευθύνεται προς θέρμανση νερού. Η εγκατάσταση είναι κατάλληλη σε κλιματικές ζώνες με χειμερινή θερμοκρασία όχι χαμηλότερη από -15 βαθμούς.
• Νερό – νερό. Η εγκατάσταση εξαρτάται από την ύπαρξη υδάτινων σωμάτων (λίμνες, ποτάμια, υπόγεια ύδατα, γεωτρήσεις, δεξαμενές καθίζησης). Η απόδοση μιας τέτοιας αντλίας θερμότητας είναι πολύ εντυπωσιακή, λόγω της υψηλής θερμοκρασίας της πηγής την ψυχρή περίοδο.
• Νερό – αέρας. Σε αυτόν τον συνδυασμό, ως πηγή θερμότητας χρησιμεύουν τα ίδια υδάτινα σώματα, αλλά η θερμότητα μέσω συμπιεστή μεταφέρεται απευθείας στον αέρα που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση χώρων. Σε αυτήν την περίπτωση, το νερό δεν λειτουργεί ως φορέας θερμότητας.
• Έδαφος – αέρας. Σε αυτό το σύστημα, ο αγωγός θερμότητας είναι το έδαφος. Η θερμότητα από το έδαφος μέσω συμπιεστή μεταφέρεται στον αέρα. Ως φορέας ενέργειας χρησιμοποιούνται υγρά που δεν παγώνουν. Αυτό το σύστημα θεωρείται το πιο ευέλικτο.
• Αέρας – αέρας. Η λειτουργία αυτού του συστήματος είναι παρόμοια με τη λειτουργία ενός κλιματιστικού που μπορεί να θερμαίνει και να ψύχει τον χώρο. Αυτό το σύστημα είναι το πιο φθηνό, καθώς δεν απαιτεί εκσκαφές και τοποθέτηση σωληνώσεων.

Κατά την επιλογή του τύπου πηγής θερμότητας, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η γεωλογία του οικοπέδου και η δυνατότητα ανεμπόδιστης εκτέλεσης χωματουργικών εργασιών, καθώς και η διαθεσιμότητα ελεύθερου χώρου.

Σε περίπτωση έλλειψης ελεύθερου χώρου, θα πρέπει να εγκαταλειφθούν πηγές θερμότητας όπωσ το έδαφος και το νερό και να λαμβάνεται θερμότητα από τον αέρα.

Από την ορθότητα της επιλογής του τύπου της αντλίας θερμότητας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό η απόδοση του συστήματός και το κόστος εγκατάστανής του

Αρχή λειτουργίας αντλίας θερμότητας

Η αρχή λειτουργίασ των αντλιών θερμότητασ βασίζεται ςτην χρήση του κύκλου Carnot, ο οποίοσ μέσ α τήσ απότομησ ςύμπίεσησ τής θερμαντικού μέσου εξασφαλίζει αύξηση τής θερμοκρασίασ.

Με την ίδια αρχή, αλλά με αντίθετο αποτέλεσμα λειτουργού οί περіσσότερέσ κλματικέσ ςκεύέσ με ςυμπίεστή (ψύγείο, καταψύκτησ, κλματіςτіκό).

Ο κύριοσ κύκλοσ λειτουργίασ που πρα μετατοποείται ςτους θαλάμους αυτών των μονάδων προβλέπει το αντίθετο αποτέλεσμα – ςωσ αποτέλεσμα τής απότομης διαστολής, το ψυκτικό ςυστέλλτα.

Ακριβώς γι' αυτό, μία από τις πιο προςτές μεθόδουσ καταςκυής αντλίασ θερμότητασ βαςίζεται ςτη χρήση μεμονωμών λειτουργικών μονάδων που χρηςιμοποιούνται ςε κλματικές ςκευές.

Έτςι, για την καταςκυή μίασ αντλίασ θερμότητασ μπορεί να χρηςιμοποιηθεύ ένα οικιακό ψύγείο. Ο εξατμιςτής και ο ςυμπυκνωτής του θα λειτουργήςουν ωσ εναλάκτεσ θερμότητασ, απορροφώντασ θερμική ενέργεια από το περιβάλλον και κατευθύνοντάσ την απευθείασ ςτη θέρμανςη του θερμαντικού μέςου που κυκλοφορεί ςτο ςύςτημα θέρμανςησ.

Η χαμηλήσ δυναμικότητασ θερμότητα από το έδαφος, τον αέρα ή το νερό, μαζί με το θερμαντικό μέσος, εισέρχεται ςτον εξατμιστή, όπου μετατρέπεται ςε αέριο, και ςτη ςυνέχεια ςυμπιέζεται ακόμη περιςςότερο από τον ςυμπιεστή, με αποτέλεςμα η θερμοκραςία να αυξάνεται ακόμη περιςςότερο.

Συναρμολόγηση αντλίας θερμότητας από πρόχειρα υλικά

Χρηςιμοποιώντασ παλιέσ οικιακέσ ςκευέσ, ή πιο ςυγκεκριμένα, μεμονωμένα εξαρτήματά τουσ, μπορείτε να ςυναρμολογήςετε μόνο σας μία αντλία θερμότητασ. Πώσ μπορεί να γίνει αυτό, θα εξετάςουμε ςτη ςυνέχεια.

Βήμα #1 – προετοιμασία του ςυμπιεστή και του ςυμπυκνωτή

Οι εργασίεσ ξκινουν με την προετοιμασία του τμήματοσ ςυμπιεστή τήσ αντλίασ, του οποίου οι λειτουργίεσ θα ανατεθούν ςτο αντίςτοιχο εξάρτημα του κλματιςτικού ή του ψυγείου. Αυτό το εξάρτημα πρέπει να στερεωθεί με μαλακή ανάρτηςη ςε έναν από τουσ τοίχουσ του χώρου εργαςίασ, όπου είναι βολικό.

Μετά από αυτό, πρέπει να καταςκευαςθεί ςυμπυκνωτήσ. Για αυτό, ιδανικά είναι μια δεξαμενή από ανοξείδωτο χάλββα χωρητικότητασ 100 λίτρων. Σε αυτήν πρέπει να τποθετηθεύ ένα πηνίο (μπορείτε να πάρετε ένα έτοιμο χάλκικο ςωλήνα από παλιό κλματιςτικό ή ψυγείο.

Η προετοιμαςμένη δεξαμενή πρέπει να κοπεύ κατά μήκοσ ςε δύο ίςα μέρη με μύλο – αυτό είναι απαραίτητο για την τοποθέτηςη και ςτερέωςη του πηνίου ςτο ςώμα του μελλοντικού ςυμπυκνωτή.

Μετά την τοποθέτηση του πηνίου ςτο ένα από τα δύο μισά, τα δύο μέρη της δεξαμενής πρέπει να ενωθούν και να ςυγκολληθούν μεταξύ τους έτσι ώςτε να προκύψει μια κλειςτή δεξαμενή.

Για την κατασκευή του ςυμπκνωτή χρηςιμοποιήθηκε μια δεξαμενή από ανοξείδωτο χάλυβα χωρητικότητασ 100 λίτρων, με τη βοήθεια μύλου κόπηκε ςτη μέςη, τοποθετήθηκε ένα πηνίο και έγινε η επανασυγκόλληςη.

Λάβετε υπόψη ότι κατά τη συγκόλληση πρέπει να χρησιμοποιούνται ειδικά ηλεκτρόδια, και ακόμα καλύτερα να εφαρμόζεται συγκόλληση αργού, μόνο αυτή μπορεί να εξασφαλίσει τη μέγιστη ποιότητα ραφής.

Βήμα #2 – κατασκευή του εζατμιστήρα

Για την κατασκευή του εζατμιστήρα θα χρειαστεί μια αεροστεγής πλαστική δεζαμενή χωρητικότητας 75-80 λίτρων, στην οποία θα πρέπει να τοποθετηθεί ένα πηνίο από σωλήνα διαμέτρου ¾ ίντσας.

Ια την κατασκευή του πηνίου αρκεί να τυλίξετε έναν χάλκινο σωλήνα γύρω από έναν ατσάλινο σωλήνα διαμέτρου 300-400 mm, με επακόλουθη στερέωση των σπειρών με διάτρητη γωνία.

Στα άκρα του σωλήνα πρέπει να κοπεί σπείρωμα για την επακόλουθη εξασφάλιση της σύνδεσης με τον αγωγό. Μετά την ολοκλήρωση της συναρμολόγησης και τον έλεγχο στεγανοποίησης, ο εξατμιστήρας θα πρέπει να στερεωθεί στον τοίχο του χώρου εργασίας με τη βοήθεια βραχιόνων κατάλληλου μγέθους.

Την ολοκλήρωση της συναρμολόγησης είναι προτιμότερο να την εμπιστευτείτε σε έναν ειδικό. Εάν μέρος της συναρμολόγης μπορεί να γίνει μόνος σας, η συγκόλληση των χάλκινων σωλήνων και η άντληση ψυκτικού μέσου θα πρέπει να γίνει από επαγγελματία. Η συναρμολόγηση του κύριου μέρους της αντλίας ολοκληρώνεται με τη σύνδεση των καλοριφέρ και του εναλλάκτη θερμότητας.

Πρέπει να σημειωθεί ότι το σύστημα αυτό είναι χαμηλής ισχύος. Επομένως, θα είναι καλύτερο εάν η αντλία θερμότητας γίνει ένα πρόσθετο μέρος του υπάρχοντος συστήματος θέρμανσης.

Βήμα #3 – εγκατάσταση και σύνδεση της εξωτερικής συσκευής

Ως πηγή θερμότητας, το καλύτερο είναι το νερό από πηγάδι ή γεώτρηση. Δεν παγώνει ποτέ και ακόμη και το χειμώνα η θερμοκρασία του σπάνια πέφτει κάτω από +12 βαθμούς. Θα απαιτηθεί η δημιουργία δύο τέτοιων γεωτρήσεων.

Από τη μία γεώτρηση θα γίνεται λήψη νερού και στη συνέχεια θα τροφοδοτείται στον εξατμιστήρα.

Η ενέργεια του υπόγειου νερού μπορεί να χρησιμοποιηθεί καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Η θερμοκρασία της δεν επηρεάζεται από τις καιρικές συνθήκες και τις εποχές.

Στη συνέχεια, το χρησιμοποιημένο νερό θα απορρίπτεται στη δεύτερη γεώτρηση. Απομένει να το συνδέσουμε όλο στην είσοδο του εξατμιστήρα, στην έξοδο και να το στεγανοποιήσουμε.

Κατ' αρχήν, το σύστημα είναι έτοιμο για λειτουργία, αλλά για την πλήρη αυτονομία του θα χρειαστεί ένα σύστημα αυτοματισμού που ελέγχει τη θερμοκρασία του κινούμενου θερμαντικού υγρού στα κυκλώματα θέρμανσης και την πίεση του φρέον.

Στις πρώτες φάσεις μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν απλό εκκινητή, αλλά πρέπει να λάβετε υπόψη ότι η εκκίνηση του συστήματος μετά από απενεργοποίηση του συμπιεστή μπορεί να γίνει μετά από 8-10 λεπτά – αυτός ο χρόνος είναι απαραίτητος για την εξίσωση της πίεσης του φρέον στο σύστημα.

Δομή και χρήση ανεμογεννητριών

Την ενέργεια του ανέμου χρησιμοποιούσαν ακόμα οι πρόγονοί μας. Από εκείνες τις μακρινές εποχές, κατ' αρχήν, τίποτα δεν έχει αλλαχθεί.

Η διαφορά συνίσταται μόνο στο ότι οι μυλόπετρες του μύλου έχουν αντικατασταθεί από μια γεννήτρια και μια κίνηση, που εξασφαλίζουν τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας των πτερυγίων σε ηλεκτρική ενέργεια.

Η εγκατάσταση μιας ανεμογεννήτριας θεωρείται οικονομικά συμφέρουσα εάν η μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου υπερβαίνει τα 6 m/s.

Η εγκατάσταση γίνεται καλύτερα σε υψώματα και πεδιάδες. Ιδανικές τοποθεσίες θεωρούνται οι ακτές ποταμών και μεγάλων υδάτινων όγκων, μακριά από διάφορες τεχνικές υποδομές.

Για τη μετατροπή της ενέργειας των αέριων μαζών σε ηλεκτρική χρησιμοποιούνται ανεμογεννήτριες, οι οποίες είναι πιο παραγωγικές σε παράκτιες περιοχές.

Ταξινόμηση ανεμογεννητριών

Η ταξινόμηση των ανεμογεννητριών εξαρτάται από τις ακόλουθες βασικές παραμέτρους:

• Ανάλογα με τη διάταξη του άξονα, μπορεί να είναι κάθετες ανεμογεννήτριες και οριζόντιες. Η οριζόντια διάταξη προβλέπει τη δυνατότητα αυτόματης περιστροφής του κύριου τμήματος για αναζήτηση ανέμου. Ο κύριος εξοπλισμός μιας κάθετης ανεμογεννήτριας βρίσκεται στο έδαφος, επομένως είναι ευκολότερη η συντήρησή του, ενώ η απόδοση των κάθετων πτερυγίων είναι χαμηλότερη.
• Ανάλογα με τον αριθμό των πτερυγίων, διακρίνονται μονόπτερες, δίπτερες, τρίπτερες και πολύπτερες ανεμογεννήτριες. Οι πολύπτερες ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούνται σε χαμηλές ταχύτητες αέρα, αλλά εφαρμόζονται σπάνια λόγω της ανάγκης εγκατάστασης κιβωτίου ταχυτήτων.
• Ανάλογα με το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή των πτερυγίων, τα πτερύγια μπορεί να είναι ιστιοφόρα και άκαμπτα. Τα πτερύγια τύπου ιστίου είναι εύκολα στην κατασκευή και εγκατάσταση, αλλά απαιτούν συχνή αντικατάσταση, καθώς αποτυγχάνουν γρήγορα υπό την επίδραση απότομων ριπών ανέμου.
• Ανάλογα με το βήμα της προπέλας, διακρίνονται μεταβλητό και σταθερό βήμα. Με τη χρήση μεταβλητού βήματος μπορεί να επιτευχθεί σημαντική αύξηση του εύρους των ταχυτήτων λειτουργίας της ανεμογεννήτριας, αλλά αυτό θα οδηγήσει αναπόφευκτα σε περιπλοκή της κατασκευής και αύξηση του βάρους της.

Η ισχύς όλων των τύπων συσκευών που μετατρέπουν την αιολική ενέργεια σε ηλεκτρική εξαρτάται από την επιφάνεια των πτερυγίων.

Για τη λειτουργία τους, οι ανεμογεννήτριες σχεδόν δεν χρειάζονται κλασικές πηγές ενέργειας. Η χρήση μιας εγκατάστασης ισχύος περίπου 1 MW θα εξοικονομήσει 92.000 βαρέλια πετρελαίου ή 29.000 τόνους άνθρακα σε 20 χρόνια.

Δομή της αιολικής γεννήτριας

Σε κάθε ανεμογεννήτρια υπάρχουν τα ακόλουθα κύρια στοιχεία:

• Πτερύγια, που περιστρέφονται υπό την επίδραση του ανέμου και εξασφαλίζουν την κίνηση του ρότορα·
• Γεννήτρια, που παράγει εναλλασσόμενο ρεύμα·
• Ελεγκτής πτερυγίων, υπεύθυνος για τη μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές, το οποίο απαιτείται για τη φόρτιση των μπαταριών·
• Μπαταρίες συσσωρευτών, απαραίτητες για τη συσσώρευση και σταθεροποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας·
• Μετατροπέας (ίντερτερ), εκτελεί την αντίστροφη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο, από το οποίο λειτουργούν όλες οι οικιακές συσκευές·
• Ιστός, απαραίτητος για την ανύψωση των πτερυγίων πάνω από το έδαφος έως ότου επιτευχθεί το ύψος της κίνησης των αέριων μαζών.

Εδώ, η γεννήτρια, τα πτερύγια που εξασφαλίζουν την περιστροφή και ο ιστός θεωρούνται τα κύρια μέρη της ανεμογεννήτριας, ενώ όλα τα υπόλοιπα είναι πρόσθετα εξαρτήματα που εξασφαλίζουν αξιόπιστη και αυτόνομη λειτουργία του συστήματος στο σύνολό του.

Στο διάγραμμα οποιασδήποτε, ακόμη και της απλούστερης ανεμογεννήτριας, πρέπει οπωσδήποτε να περιλαμβάνονται μετατροπέας, ελεγκτής φόρτισης και μπαταρίες συσσωρευτών.

Ανεμογεννήτρια χαμηλών στροφών από εναλλάκτη αυτοκινήτου

Θεωρείται ότι αυτή η κατασκευή είναι η απλούστερη και πιο προσιτή για αυτοκατασκευή. Μπορεί να αποτελέσει είτε ανεξάρτητη πηγή ενέργειας είτε να αναλάβει μέρος της ισχύος του υπάρχοντος συστήματος ηλεκτροδότησης.

Εάν υπάρχει γεννήτρια αυτοκινήτου και μπαταρία συσσωρευτή, όλα τα υπόλοιπα μέρη μπορούν να κατασκευαστούν από υλικά που υπάρχουν πρόχειρα.

Βήμα #1 – κατασκευή του ανεμότροχου

Τα πτερύγια θεωρούνται ένα από τα πιο σημαντικά μέρη μιας ανεμογεννήτριας, καθώς η κατασκευή τους καθορίζει τη λειτουργία των άλλων εξαρτημάτων. Για την κατασκευή των πτερυγίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα υλικά – ύφασμα, πλαστικό, μέταλλο, ακόμα και ξύλο.

Θα κατασκευάσουμε τα πτερύγια από πλαστικό σωλήνα αποχέτευσης. Τα βασικά πλεονεκτήματα αυτού του υλικού είναι το χαμηλό κόστος, η υψηλή αντοχή στην υγρασία και η ευκολία επεξεργασίας.

Οι εργασίες εκτελούνται με την ακόλουθη σειρά:

1. Υπολογίζεται το μήκος του πτερυγίου, με τη διάμετρο του πλαστικού σωλήνα να αποτελεί το 1/5 του απαιτούμενου μήκους·
2. Με τη βοήθεια μιας σέγας, ο σωλήνας πρέπει να κοπεί κατά μήκος σε 4 μέρη·
3. Το ένα μέρος θα γίνει πρότυπο για την κατασκευή όλων των επόμενων πτερυγίων·
4. Μετά την κοπή του σωλήνα, τα γρέζια στις άκρες πρέπει να λειανθούν με γυαλόχαρτο·
5. Τα κομμένα πτερύγια πρέπει να στερεωθούν σε έναν προετοιμασμένο δίσκο αλουμινίου με προβλεπόμενη βάση·
6. Επίσης, σε αυτόν τον δίσκο, μετά την τροποποίηση, πρέπει να βιδωθεί η γεννήτρια.

Λάβετε υπόψη ότι ο σωλήνας PVC δεν έχει επαρκή αντοχή και δεν μπορεί να αντέξει ισχυρές ριπές ανέμου. Για την κατασκευή των πτερυγίων είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται σωλήνας PVC με πάχος τουλάχιστον 4 cm.

Σημαντικό ρόλο στο μέγεθος του φορτίου παίζει και το μέγεθος του πτερυγίου. Επομένως, δεν είναι περιττό να εξεταστεί η επιλογή μείωσης του μεγέθους των πτερυγίων αυξάνοντας τον αριθμό τους.

Τα πτερύγια της ανεμογεννήτριας κατασκευάστηκαν σύμφωνα με πρότυπο από ¼ σωλήνα PVC αποχέτευσης διαμέτρου 200 mm, κομμένο κατά μήκος του άξονα σε 4 μέρη

Μετά τη συναρμολόγηση, πρέπει να γίνει ζυγοστάθμιση του ανεμοτροχού. Για αυτό, απαιτείται να στερεωθεί οριζόντια σε ένα τρίποδο σε κλειστό χώρο. Αποτέλεσμα της σωστής συναρμολόγησης είναι η ακινησία του τροχού.

Εάν τα πτερύγια περιστρέφονται, πρέπει να λειανθούν με λειαντικό μέσο για την εξισορρόπηση της κατασκευής.

Βήμα #2 – κατασκευή του ιστού της ανεμογεννήτριας

Για την κατασκευή του ιστού μπορεί να χρησιμοποιηθεί χαλύβδινος σωλήνας διαμέτρου 150-200 mm. Το ελάχιστο μήκος του ιστού πρέπει να είναι 7 m. Εάν στο οικόπεδο υπάρχουν εμπόδια για τη μετακίνηση των αέριων μαζών, ο τροχός της ανεμογεννήτριας πρέπει να ανυψωθεί σε ύψος που υπερβαίνει το εμπόδιο κατά τουλάχιστον 1 m.

Οι πάσσαλοι για τη στερέωση των συρμάτων αντηρίδων και ο ίδιος ο ιστός πρέπει να σκυροδετηθούν. Ως σύρματα αντηρίδων μπορεί να χρησιμοποιηθεί χαλύβδινο ή γαλβανισμένο συρματόσχοινο πάχους 6-8 mm.

Τα σύρματα αντηρίδων του ιστού θα προσδώσουν στην ανεμογεννήτρια πρόσθετη σταθερότητα και θα μειώσουν τα έξοδα που σχετίζονται με την κατασκευή ογκώδους θεμελίου, το κόστος τους είναι πολύ χαμηλότερο από άλλους τύπους ιστών, αλλά απαιτείται πρόσθετος χώρος για τα σύρματα αντηρίδων

Βήμα #3 – μετατροπή της αυτοκινητικής γεννήτριας

Η μετασκευή συνίσταται μόνο στην επανατύλιξη του σύρματος του στάτη, καθώς και στην κατασκευή του ρότορα με μαγνήτες νεοδυμίου. Αρχικά, πρέπει να ανοιχτούν οι οπές που απαιτούνται για τη στερέωση των μαγνητών στους πόλους του ρότορα.

Η τοποθέτηση των μαγνητών γίνεται με εναλλαγή πόλων. Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών, τα κενά μεταξύ των μαγνητών πρέπει να γεμιστούν με εποξειδική ρητίνη και ο ίδιος ο ρότορας να τυλιχτεί με χαρτί.

Κατά την επανατύλιξη του πηνίου πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η απόδοση της γεννήτριας θα εξαρτηθεί από τον αριθμό των στροφών. Το πηνίο πρέπει να τυλιχτεί σύμφωνα με ένα τριφασικό σχέδιο προς μία κατεύθυνση.

Η έτοιμη γεννήτρια πρέπει να δοκιμαστεί· το αποτέλεσμα μιας σωστής εργασίας θα είναι μια ένδειξη 30 V στις 300 στροφές της γεννήτριας.

Η μετασκευασμένη γεννήτρια είναι έτοιμη για δοκιμές της ονομαστικής τάσης εξόδου πριν από την τελική εγκατάσταση ολόκληρου του συστήματος της ανεμογεννήτριας χαμηλής ταχύτητας

Βήμα #4 – Ολοκλήρωση της συναρμολόγησης της ανεμογεννήτριας χαμηλής ταχύτητας

Ο περιστροφικός άξονας της γεννήτριας κατασκευάζεται από σωλήνα με δύο τοποθετημένα ρουλεμάν, ενώ το τμήμα της ουράς κόβεται από γαλβανισμένο σίδερο πάχους 1,2 mm.

Πριν από τη στερέωση της γεννήτριας στον ιστό, πρέπει να κατασκευαστεί ένα πλαίσιο· το καλύτερο υλικό για αυτό είναι ένας σωλήνας προφίλ. Κατά τη στερέωση πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ελάχιστη απόσταση από τον ιστό μέχρι το πτερύγιο πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,25 m.

Υπό την επίδραση της ροής του ανέμου, τα πτερύγια και ο ρότορας κινούνται, με αποτέλεσμα την περιστροφή του μειωτήρα και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

Για τη λειτουργία του συστήματος, μετά την ανεμογεννήτρια πρέπει να εγκατασταθούν ένας ελεγκτής φόρτισης, μπαταρίες συσσωρευτών, καθώς και ένας μετατροπέας.

Η χωρητικότητα της μπαταρίας καθορίζεται από την ισχύ της ανεμογεννήτριας. Αυτός ο δείκτης εξαρτάται από το μέγεθος του ανεμοτροχού, τον αριθμό των πτερυγίων και την ταχύτητα του ανέμου.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Κατασκευή ηλιακού πάνελ με πλαστικό περίβλημα, λίστα υλικών και σειρά εκτέλεσης εργασιών

Αρχή λειτουργίας και επισκόπηση γεωθερμικών αντλιών

Μετατροπή αυτοκινητογεννήτριας και κατασκευή ανεμογεννήτριας χαμηλής ταχύτητας μόνοι σας

Χαρακτηριστικό γνώρισμα των εναλλακτικών πηγών ενέργειας είναι η οικολογική τους καθαρότητα και η ασφάλειά τους.

Η αρκετά μικρή ισχύς των εγκαταστάσεων και η εξάρτηση από συγκεκριμένες συνθήκες της περιοχής επιτρέπουν την αποτελεσματική λειτουργία μόνο συνδυασμένων συστημάτων παραδοσιακών και εναλλακτικών πηγών.

Το σπίτι σας χρησιμοποιεί εναλλακτική ενέργεια ως πηγές θερμότητας και ηλεκτρισμού; Συναρμολογήσατε μόνοι σας μια ανεμογεννήτρια ή κατασκευάσατε ηλιακούς συλλέκτες; Παρακαλούμε, μοιραστείτε την εμπειρία σας στα σχόλια του άρθρου μας.