Альтернативное отопление: энергии ветра и солнца, тепло Земли на службе человека

Источники альтернативной энергии

Великий ученый Николо Тесла утверждал, что мы живем в океане бесплатной энергии.

Но освоить этот многообещающий ресурс в полной мере оказалось совсем не просто и нам еще только предстоит это сделать.

Чаще всего нетрадиционные способы отопления применяются в частных домах.

Альтернативное отопление дома своими руками — это попытка зачерпнуть из того самого океана хоть малую толику его драгоценного содержимого, уменьшив тем самым кабальную нефтегазовую зависимость. Попробуем выяснить, какие альтернативные системы отопления частного дома доступны сегодня идущему в ногу со временем домовладельцу и что ему понадобится для их реализации.

Энергия Солнца

Альтернативная энергия частного дома может быть получена от солнца.

В свете того факта, что в каких-нибудь 150-ти млн. км от нас находится громадный термоядерный реактор с размерами, в тысячи раз превышающими размеры нашей планеты, энергетические трудности человечества представляются довольно нелепыми.

На сегодняшний день придумано два вида устройств, позволяющих отапливать дом с помощью энергии солнечного излучения: батареи и коллекторы.

Солнечные батареи

Если элемент, состоящий из двух полупроводниковых материалов с различным типом проводимости, вынести на солнце, он начнет генерировать электрический ток. Целая группа таких источников будет вполне в состоянии запитать небольшой конвектор или электрокотел.

Одна беда: КПД современных солнечных батарей составляет 20% — 30%, поэтому в высоких широтах, где наблюдается недостаток солнечного излучения, их применение окажется неоправданным.

Солнечные батареи на крыше дома

Солнечные батареи для отопления частного дома

Солнечные коллекторы

Гораздо выгоднее использовать солнечное тепло напрямую, без преобразования в электроэнергию и обратно. Гелиоколлектор – это конструкция из множества имеющих черный цвет трубочек, по которым циркулирует теплоноситель – вода, пропиленгликоль (антифриз) или воздух. Последний, погревшись на солнышке, отправляется в систему отопления, где и отдает получено тепло.

Наиболее эффективный вариант – вакуумный гелиоколлектор. Здесь трубки с теплоносителем помещены в прозрачный контейнер, из которого откачивается воздух. Вакуумная оболочка предотвращает утечки накопленного коллектором тепла в окружающую среду. КПД такой конструкции составляет 95% — 98%.

Вакуумный гелиоколлектор представляет собой довольно хрупкую конструкцию, поскольку прозрачные контейнеры, о которых шла речь выше, изготавливаются из стекла.

Не стоит размещать такие установки в регионах, где имеют место частые бури и ураганы.

Энергия ветра

Ветряная установка для добычи энергииБесчисленные гигаватты энергии заключены и в воздушных потоках, постоянно омывающих Землю.

Ничего особенного для ее извлечения придумывать не нужно, достаточно собрать всем известную конструкцию из нескольких лопастей, вращающихся на горизонтальной оси.

Только в наши дни с помощью такого устройства приводят в движение не жернова, как в старинных мельницах, а ротор электрогенератора.

Изобретателями Савониусом и Дарье были предложены варианты установок с вертикальным расположением оси, но они оказались менее производительными, чем классический ветряк.

Ветрогенераторы, как и солнечные батареи, не отличаются стабильностью: то они работают с избыточной производительностью, то вообще прекращают генерировать электроэнергию. К тому же, ее качество оставляет желать лучшего, ведь сила ветра, как и интенсивность солнечного излучения, из-за погодных условий постоянно меняется. По этой причине такие установки обычно подключают через специальное устройство – контроллер – к аккумулятору. Здесь лишняя энергия накапливается, затем она через еще одно устройство – инвертор – расходуется на питание электрообогревателей.

Проблема в том, что срок эксплуатации аккумулятора составляет всего 5 лет, а стоимость его замены сводит всю выгоду от применения альтернативного отопления на нет.

Использование энергии ветра для отопления

Ветрогенераторы для выработки энергии

Предложено более экономичное решение: ветровой или солнечный генератор подключается параллельно одной из розеток, а на вводе в дом устанавливается механический электросчетчик (их еще называют дисковыми). Особенность этих счетчиков состоит в том, что они, в отличие от современных электронных, могут отматываться при протекании электротока в обратном направлении.

При такой схеме подключения избыточные киловатт-часы от ветрогенератора будут поступать в централизованную электросеть, вызывая тем самым уменьшение показаний счетчика и, соответственно, сумм в счетах от поставщика электроэнергии.

Оптимальным видом солнечных батарей для нашей страны можно считать поликристаллические кремниевые элементы.

Они имеют меньший КПД, чем монокристаллические, зато сохраняют высокий уровень производительности даже в пасмурную погоду.

Геотермальное отопление

Система геотерамального отопления с использованием теплового насосаВесьма остроумное устройство – тепловой насос – позволяет получить тепло даже от, казалось бы, довольно прохладных (их еще называют низкопотенциальными) источников.

Таковыми являются грунт, залегающий на 2-метровой глубине, придонные слои воды в покрытом коркой льда пруду и даже морозный зимний воздух. Вообще говоря, тепловым насосом пользуется каждый, у кого есть холодильник или кондиционер, но мало кто задумывался о возможности применения этого изобретения для бесплатного отопления дома.

В тепловом насосе циркулирует специальный газ – хладагент. При расширении он, как и все газы, охлаждается и начинает вбирать тепло от одного из вышеуказанных источников. Затем газ сжимается, что сопровождается его нагревом до температуры в 50 – 70 градусов. Теперь он сам становится источником тепла для рабочей среды, циркулирующей в системе отопления. Отдав часть своей внутренней энергии, хладагент снова охлаждается в расширительной камере и весь цикл повторяется сначала. Конечно, для работы теплового насоса необходима электроэнергия (главным ее потребителем является компрессор), но зато на каждый ее кВт приходится 3 – 5 кВт полученного тепла.

Самый недорогой, но и наименее производительный тепловой насос представляет собой сплит-систему, у которой испаритель и теплообменник поменяли местами. Более продуктивно работают системы, «перекачивающие» тепло грунта или водоема. Их неотъемлемая часть – наружный контур значительных размеров. Из-за высокой стоимости его монтажа и самого насоса у нас этот вариант альтернативного отопления пока не получил массового распространения.

Солнечные коллекторыСолнце — неисчерпаемый источник энергии. Если использовать его мощности для отопления, можно неплохо сэкономить на электроэнергии. Солнечные батареи для отопления дома: разновидности и комплектации гелиосистем.

Об эффективности геотермального отопления для частного дома читайте тут.

ИК-обогреватели — уже ни для кого не диковинка. Здесь http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/infrakrasnoe-v-chastnom-dome.html вы найдете информацию об организации инфракрасного отопления в доме. Читайте также отзывы владельцев системы.

Инфракрасное (ИК) отопление

По способу передачи тепла ИК-обогреватели значительно отличаются от привычных нам конвекторов и радиаторов, поэтому их также часто причисляют к альтернативным видам отопления. Тепловая энергия, вырабатываемая традиционными отопительными приборами, попадает к человеку очень сложным путем: сначала нагревается контактирующий с радиатором или ТЭНом воздух, затем он устремляется под потолок и только потом, постепенно остывая, медленно опускается вниз, где и отдает нам, людям, свое тепло.

Разумеется, этот процесс сопровождается теплопотерями, которые имеют место даже при хорошо утепленных ограждающих строительных конструкциях. ИК-отопление данного недостатка полностью лишено.

Принцип работы ИК-отопления

Система потолочного инфракрасного отопления ПЛЭН

Приборы этой группы основную часть тепловой энергии излучают в пространство в виде электромагнитных волн, свободно проникающих сквозь воздушную среду и «оседают» непосредственно на объекте – человеке, растении или животном, — который и нужно согреть. За счет направленной передачи тепла удается сэкономить до 50% электроэнергии. Стоят ИК-обогреватели совсем недорого, поэтому их можно считать наиболее доступной и простой в установке формой альтернативного отопления.

Если вас смущает недостаток места в помещении, сделайте выбор в пользу пленочного ИК-нагревателя. Это изделие имеет вид тонкого полотна, которое можно закрепить на потолке, стене, или расстелить на полу. Комната при этом останется абсолютно свободной, а о присутствии отопительного прибора можно будет догадаться только по приятному теплу.

Заключение

Желающих воспользоваться возобновляемыми источниками энергии для организации системы отопления дома останавливает только одно обстоятельство: солнечные батареи, коллекторы, ветрогенераторы и сопутствующие им компоненты стоят пока очень дорого.

Надежду вселяет тот факт, что технологии производства этих устройств постоянно совершенствуются, поэтому со временем они будут становиться все более доступными.

Организация альтернативного отопления в загородном домеХотите узнать, как получить энергию нетрадиционными способами? Тогда читайте: альтернативная энергия своими руками. Какие системы можно установить самостоятельно, а какие требуют привлечения специалистов?

Вред инфракрасного обогревателя: возможен ли? Читайте эту статью.

Видео на тему


Поделиться:
3 Комментария
  • Олег says:

    Замечаю, что все больше пансионатов и гостиниц в курортных зонах переходит на альтернативную энергию, в частности солнечные батареи. Это можно только приветствовать, так как снижается цена на отдых.

  • Иван says:

    Альтернативные источники энергии уже давно завоевали популярность во всем мире. Но пока что эти системы стоят довольно дорого и не все готовы вкладываться в перспективу, а живут сегодняшним днем.

  • Полина says:

    Минус всех альтернативных источников энергии в том, что они все сильно зависят от месторасположения объекта, а именно нет смысла ставить солнечные батареи, если солнечных дней всего 35 в году. Да и к тому же много времени понадобиться, чтобы окупить те же самые солнечные коллекторы.

×
Рекомендуем посмотреть