Чи можна створити альтернативне опалення своїми руками

паливні гранули

Сучасні тенденції підвищення цін на енергоносії ставлять їх споживання на абсолютно новий рівень, який визначається критеріями жорсткої економії. Тому кожен споживач намагається знайти способи, які допомогли б створити необхідний температурний режим всередині приміщень без виплат великих сум за нові тарифи. Здавалося б, нові підходи в витяг тепла з альтернативних джерел вимагають нових технологій і нового підходу до створення технічної бази. Все це насправді так і є. Але такі технології існують, і їх давно вже використовують. Альтернативне опалення - це не міф. Це реальність, скажімо прямо, недешева, але вона існує, і популярність її з року в рік зростає.

Що ж таке альтернативна опалювальна система будинку? Це опалення, яке працює на джерелах, які не видобуваються в якості корисних копалин. Сюди можна віднести енергію сонця, вітру, надр землі, енергію на поновлюваних джерелах. Як бачите, варіантів достатньо. До того ж всі вони - так звані безкоштовні природні джерела.

Альтернативне опалення на біопаливі

Цей вид опалювальної системи працює за традиційним принципом, де в якості палива для газових котлів використовується газ, вироблений під дією гниття органічних відходів. Яких саме? Беріть будь-які відходи - гній, рослини, харчові відходи, стічні води та інше. Все це в процесі гниття виділяє газ, який прекрасно горить і віддає велику кількість теплової енергії. Для процесу гниття нічого не треба, крім самих відходів, повітря і бактерій.

Звичайно, опалювати таким способом великі будинки або цілі селища просто неможливо, але невелике фермерське господарство з компактним будиночком і декількома службовими прибудовами цілком можливо. Правда, для цього доведеться спорудити досить велику ємність (метал або бетон), в якій будуть перегниватимуть органічні відходи. У фермерських господарствах такі відходи дівати нікуди. Додамо, що вловлювати вироблений таким способом газ не так просто. Тому обладнання комплектується спеціальними установками і пристроями, які це паливо збирають, очищають і подають на опалювальні котли.

Якщо порівнювати таку опалювальну систему з традиційною (в фермерських господарствах це, в основному, твердопаливні котли), то переваг у неї набагато більше. Хоча б за способом обслуговування - вона чисто автоматична, як і в випадку з магістральним газом.

Опалення сонячними колекторами

Цей тип опалення приватних будинків використовується в даний час рідко і тільки в регіонах, де сонячних днів в році багато. Принцип його роботи заснований на зборі сонячної енергії і її акумулюванні в панелях, де проходить теплоносій. Тобто в цьому випадку йде пряме нагрівання води. Такі панелі встановлюються зазвичай на даху.

Невисока популярність теплоаккумулюючих сонячних батарей пояснюється тим, що в нічний час доби і в похмуру погоду вони просто не працюють. Тому для організації опалення їх ніколи не застосовують. Так для чого ж вони потрібні? В основному, для організації гарячого водопостачання для побутових потреб мешканців будинку. Так як контакт сонячної енергії з водою йде безпосередньо, то, відповідно, нагрівання води відбувається саме всередині панелей, тому їх конструкція повинна бути порожнистої.

Звичніше плоскі колектори простої конструкції

В даний час ринок пропонує два види сонячних колекторів:

• Плоскі.
• Трубні.

Другий варіант працює за принципом вакуумної труби, звідси і більш висока ефективність в плані вироблення теплової енергії. Якщо плоскі панелі можуть нагріти воду до + 65С, то трубні до + 85С. Як бачите, різниця суттєва. Тому багато фахівців говорять, що вакуумні трубні панелі можна використовувати в якості альтернативного варіанту для опалення будинку.

До речі, якщо говорити про таку категорію, як альтернативне опалення своїми руками, то це саме такий варіант. Виготовити сонячні колектори простіше простого, тут немає складних матеріалів або складних способів монтажу. Оптимальний варіант - труба з нержавіючої сталі і зварювання.

Сонячні батареї

В даний час сонячні батареї з дорогого задоволення поступово переміщуються в категорію доступних способів опалення приватних будинків. Не будемо запевняти, що це вже зовсім доступний варіант, але їх популярність і затребуваність все ж зростає. І в цьому плані не можна говорити тільки про опалення. Адже принцип, на якому заснована їхня робота, пов`язаний з виробленням електричної енергії. А значить, котел для опалення буде теж електричний.

Принцип роботи таких батарей заснований на фотогальванічні ефекті, при якому відбувається акумулювання сонячної енергії з переведенням її в електрику. Цей закон фізики відомий давно, а ось став використовуватися зовсім недавно. Вся справа в технологіях, які до недавнього часу не були достатньо розроблені. Та й виробництво фотоелементів - справа не з дешевих.

Найдивовижніше, що такий спосіб отримання електрики вважається найпростішим, тому що є одноступінчастим. Аналогів немає, і тільки дорожнеча в процесах виготовлення фотоелементів не дозволяє знизити ціни на самі сонячні панелі. Якщо порівнювати цю систему з отриманням електроенергії за допомогою обертових турбін, то велика кількість енергії йде на перехідні процеси.

Судіть самі. Вода за допомогою сонячних променів нагрівається, далі відбувається перехідний процес з води в пар, далі за допомогою пари виробляється обертання турбіни, і останній етап - від обертання виходить електрику. Стільки етапів переходу і стільки ж втрат енергії. Та й складно все це.

До речі, батареї являють собою збірну панель з фотоелементів, які з`єднані між собою як послідовно, так і паралельно. Сам корпус панелі складається з каркаса, виготовленого з непровідних матеріалів. Така конфігурація батареї дозволяє збирати пристрій необхідної потужності, а точніше, сили струму і напруги.

Увага! У кожного матеріалу є свій термін експлуатації. Це в повній мірі відноситься і до фотоелементів. Що вийшли з ладу елементи або цілі ділянки можна легко замінити на нові.

пристрій фотоелементів

Говорити зараз про те, як відбувається фотогальванічний процес, не будемо - це не так просто. Відзначимо лише, що фотоелемент складається з двох шарів, у кожного з яких своя провідність. Перший шар має електронну провідність - за рахунок фотоефекту виникає рух електронів. Другий шар має дірковий провідність, де розміщені атоми без електронів. Рух електронів від одного шару до іншого створює ефект діода - утворюється різниця потенціалів на стику двох шарів. Під час підключення до кожного шару провід, можна створити електричний ланцюг. Це і є принцип роботи фотоелементів в спрощеному вигляді.

фотоелектричні елементи

В сучасних умовах фотоелементи виготовляють з кремнію. Це досить поширений мінерал, який не є проблемним в плані його видобутку і переробки. Запаси його на Землі просто величезні. Але в чистому вигляді кремній в природі не зустрічається, а необхідний саме такий матеріал. А ось процеси очищення вимагають великих енергетичних і механічних витрат, звідси і висока вартість.

На жаль, нові технології очищення мінералу ще не розроблені. В даний час вчені шукають матеріали, які могли б замінити кремній. Сьогодні вважаються перспективними напрямки, пов`язані з сполуками індію, селену, міді. Група вчених запропонувала органічні фотоелементи.

теплові насоси

У відношенні теплових насосів потрібно сказати наступне. Для їх роботи буде потрібно електроенергія, тому що в їх комплект входять компресори і насоси. Але щоб виробити необхідну кількість теплової енергії, вам не будуть потрібні природні багатства. Для цього необхідна тільки температура будь-якого матеріалу трохи вище нуля. В цьому випадку можна використовувати і грунт, і воду, і повітря.

Все, що пов`язано з грунтом, на сьогоднішній день є оптимальним варіантом. Чому? Справа в тому, що навіть у найлютіші морози на певній глибині (нижче рівня промерзання) завжди позитивна температура. І її, як показує практика, більш ніж достатньо, щоб виробити необхідну температуру, достатню для опалення будинку. І чим південніше регіон, тим менше глибина для добування тепла, а, відповідно, менше витрати на монтаж обладнання. Додамо тільки, що така опалювальна система не залежить від людського фактора і від примх природи. Немає необхідності тягнути трубопроводи, немає необхідності в складних обслуговуючих процесах.

Є ще два варіанти - це теплотворення від води і від повітря. З водою зрозуміло - тепло буде генеруватися від водної маси, яка взимку не замерзає. Це глибокі водойми у вигляді великих річок і озер. Тут важливо правильно розподілити трубопровід, по якому рухається холодоагент. Для цього буде потрібно горизонтальне розміщення труб по дну водойми з кріпленням їх на дно.

З повітряної системою все набагато складніше. Такий тепловий насос буде працювати тільки в тому випадку, якщо температура повітря на вулиці не мінусова. А так як під цю вимогу підходять тільки південні регіони, то використовувати цю групу можна тільки там. Але, як показало життя, в нашій країні цей вид теплових насосів не прижився.

вітряки

Вітрогенератор малої потужності

Дивно те, що вітер як джерело енергії стали використовувати досить давно. Але ось для вироблення електричного струму застосовують даний принцип років сто, не більше. У США цей вид альтернативної енергії широко поширений. Американці вміло використовують даний спосіб отримання електричного струму. Поступово з розвитком альтернативних видів енергії вітряної аналог переходить і в наші регіони. Благо вітряних районів у нас хоч відбавляй.

Принцип дії вітряків досить простий. Для цього необхідно змусити крутитися генератор, який виробляє електрику. На його ротор насаджується крильчатка, яка під дією сили вітру обертає вал. Все дуже просто. Єдиний момент - чи достатньо буде вироблено електроенергії, щоб змусити працювати електричний котел для опалення на повну потужність. Це буде залежати від розмірів статора генератора. І чим він більший, тим більше струму виробляється. Для порівняння можна навести такий приклад - щоб опалити середній за величиною будинок і при цьому використовувати електроенергію для інших побутових потреб, вам буде потрібно вітряк з розмірами крильчатки не менш десяти метрів в діаметрі.

Є міжнародна статистика, яка говорить про те, що від усієї виробленої енергії на землі два відсотки припадає на вітрову. В принципі, це досить непоганий показник.

Котли на відпрацьованих маслах

EnergyLogic

Цей вид опалювальних котлів можна з натягом віднести до альтернативних. Але якщо врахувати той момент, що відпрацьовані мастила і нафтопродукти підлягають дорогої утилізації, то, спалюючи їх в опалювальних котлах, можна вирішити відразу дві проблеми - утилізації та опалення. Багато компаній, щоб не нести великі збитки, пов`язані з утилізацією, намагаються запропонувати відпрацювання за низькою ціною. Чим стали користуватися компанії з виробництва мультипаливних котлів. Переваг від цього маса. По-перше, практично дармове паливо. По-друге, ефективне згорання з виділенням високої тепловою енергією.

Правда, у такого варіанту опалення будинку є і мінуси. Для зберігання відпрацьованих масел вам будуть потрібні досить місткі ємності. Вимоги до зберігання дуже жорсткі. Необхідно придбати сучасний котел, який буде відповідати процентному викиду продуктів згоряння.

Висновок по темі

Сьогодні все частіше серед професіоналів, вчених і простих обивателів постають питання, пов`язані з альтернативними джерелами видобутку теплової енергії. Це віяння часу і економіки. З кожним роком традиційні теплоносії будуть тільки підвищуватися в ціні. І виграє той, хто перший оцінить переваги альтернативних способів опалення наших будинків.