Uno de los principales gastos del presupuesto familiar es el pago de calefacción pública o la compra de combustible para calentar una casa. Todo propietario razonable probablemente pensará en formas reales y efectivas de reducir estos costos. Pero literalmente puede reducirlos al mínimo utilizando fuentes de energía alternativas. ¿Qué son y cómo se usan? De acuerdo, vale la pena saberlo.
Aprenderá todo sobre cómo organizar la calefacción alternativa para una casa privada de nuestro artículo. Con nuestra ayuda, puede determinar fácilmente la opción más adecuada para usted. Una descripción detallada de los principios de operación de los esquemas de energía verde brindará la oportunidad de decidir qué método tecnológico es mejor utilizar para generar calor.
El artículo describe en detalle los tipos de fuentes de energía libre, proporciona métodos para generar calor para su uso en la vida cotidiana. Para ayudar a los maestros de hogar independientes y a los celosos propietarios de propiedades suburbanas, se adjuntan colecciones de fotos, esquemas e instrucciones de video muy útiles.
Pros y contras de la energía alternativa
Las fuentes de calor tradicionales que se han utilizado para calentar durante muchos años se pueden descartar. Sorprendentemente, pero bastante real. Muchos oponentes ardientes afirman la imposibilidad de reemplazar los recursos naturales con análogos ecológicos.
Una alternativa es la energía del sol, la fuerza del viento, el calor oculto en las entrañas de la tierra, los productos de desecho y las actividades humanas. Dichas opciones son relevantes en el mundo moderno, dada la contaminación ambiental general.
Las fuentes alternativas pueden proporcionar electricidad y calor a una casa de campo.
Otra ventaja significativa es el ahorro tangible cuando se utilizan fuentes ambientales de energía renovable espontánea. A primera vista, parece que es excesivamente caro y es poco probable que valga la pena.
Después de examinar las características de cada método con más detalle, puede ver que el proyecto ecológico vale la pena después de 4-7 años, y luego solo hay gastos continuos para mantener los mecanismos utilizados en condiciones de trabajo.
La posibilidad de un reemplazo completo de combustible convencional con alternativa ha sido probada por más de un ejemplo real. Los propietarios de viviendas de todo el mundo están recurriendo a opciones de calefacción ambiental. Con nosotros, solo unos pocos deciden cambiar radicalmente el combustible habitual, que cada vez es más caro.
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El aire, que es una de las fuentes más populares de energía alternativa, atrae reservas inagotables.
Se puede extraer una enorme cantidad de energía de las entrañas de la tierra colocando la parte receptora de la bomba de calor en el suelo
El agua subterránea posee reservas ilimitadas de energía verde, para cuyo uso se perforan pozos y el agua de depósitos abiertos
A diferencia de las bombas de calor, los generadores eólicos generan electricidad, pero no procesan los recursos naturales de calor en energía térmica.
Las plantas que procesan estiércol y desechos domésticos en biogás pueden resolver el problema de la eliminación y obtener combustible gaseoso gratis
Una pequeña planta de energía que consta de paneles solares servirá como fuente de electrodomésticos y carga de dispositivos móviles.
Los colectores solares con agua, aire o anticongelante como refrigerante les proporcionarán sistemas de calefacción de casas de campo.
Las instalaciones de generación de energía alternativa se utilizan con mayor frecuencia en combinación o complementan las opciones tradicionales para generar electricidad y calor.
El bloque externo de la bomba de calor aire-agua
La parte exterior de la bomba de calor de agua subterránea.
Disipador de calor de bomba de calor agua-aire
Generadores de viento generadores de electricidad
Planta para producir biogás a partir de estiércol
Mini central eléctrica en el techo de una casa de campo
Colector solar - proveedor de circuito de calefacción
Uso integrado de fuentes ecológicas.
El principal problema con el uso de combustible ecológico es una inversión significativa en la etapa inicial. Después de todo, primero debe calcular en detalle la cantidad de energía necesaria para una casa o cabaña en particular. Luego, descubra qué tipo de recursos ecológicos es el más rentable en un área en particular.
A continuación, es necesario elaborar un plan para la ubicación del equipo que genera energía, comprar todo lo que necesita e instalar.
Si los especialistas relevantes se ocupan de todos estos problemas, el costo final de la calefacción ecológica será muy alto. Para ahorrar dinero, puede intentar hacerlo usted mismo.
Para hacer esto, debe profundizar en el tema de las fuentes de energía alternativas para negarse a atraer ayuda externa. En este caso, el costo del proyecto será varias veces más barato.
Es la segunda opción que eligen muchos propietarios de viviendas particulares. Su práctica demuestra que volverse no volátil es real. El combustible tradicional se puede reemplazar total o parcialmente; todo depende del tamaño del hogar, las posibilidades financieras en la etapa inicial y la opción de calefacción elegida.
El alcance de la "energía verde" demostrará una selección de fotos:
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Uso energético de las bombas de calor.
Unidad interior de bomba de calor
El uso de biocombustibles en la práctica.
Paneles solares en mini centrales eléctricas.
Tipos de fuentes renovables para calefacción.
Para calentar la casa, puede utilizar con éxito la energía del viento, el sol y la tierra. Así como los biocombustibles. Examinemos con más detalle cómo exactamente hacer esto y qué se requerirá para esto.
Vista # 1 - energía eólica
Con mucho éxito, la energía eólica se puede utilizar como una fuente alternativa para calentar una casa de campo. Este recurso no puede agotarse. Tiene la propiedad de renovarse a sí mismo. Para usar el poder del viento, necesitará un dispositivo especial llamado molino de viento.
El principio del uso de la energía eólica.
Para convertir la energía eólica en una fuente de calefacción alternativa, se requiere un generador eólico. Son verticales y horizontales dependiendo del eje de rotación. Hay muchos fabricantes que ofrecen sus modelos a los clientes.
Las plantas de energía eólica vienen con un eje de rotación horizontal y vertical. Mayor productividad en orientación horizontal
El costo depende del material, el tamaño de la instalación y la potencia. También puede construir un generador eólico por su cuenta utilizando materiales improvisados.
Cualquier molino de viento consta de los siguientes componentes:
- cuchillas
- mástiles
- veletas para recoger la dirección del viento;
- generador;
- controlador
- baterías recargables;
- inversor.
El principio de funcionamiento de una planta de energía eólica se basa en la fuerza del viento que hace girar las palas de un molino de viento. Las cuchillas montadas en el mástil están muy por encima del suelo. Cuanto más alto, más alto es el rendimiento. Entonces, para abastecer una casa, una altura de 25 m es suficiente.
Las cuchillas giratorias impulsan el rotor del generador. Comienza a generar una corriente alterna trifásica, que requiere más cambios. Esta corriente fluye al controlador, donde se convierte en corriente continua. Se usa para cargar baterías.
Después de pasar por las baterías, la corriente se ecualiza y se suministra al inversor, donde se convierte en una corriente alterna monofásica con una frecuencia de 50 Hz y un voltaje de 220 voltios. Ahora se puede utilizar para fines domésticos, en un sistema de calefacción eléctrica.
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Dispositivo típico y estándares de diseño de molinos de viento
Aerogenerador de eje horizontal
Aerogenerador de eje vertical
Generador para ensamblar un generador eólico casero
Características de la ubicación de los molinos de viento.
Las turbinas eólicas pueden funcionar bajo ciertas condiciones. En primer lugar, un generador eólico es una estructura bastante voluminosa, que requiere un área impresionante para el dispositivo. Un pequeño electrodoméstico no puede satisfacer las necesidades de energía.
Su altura debe exceder al menos 10 m alrededor de casas, árboles y otros edificios, y las líneas eléctricas y otros objetos deben ubicarse a 100 m del molino de viento. Este requisito no siempre es factible: no todos los propietarios de casas privadas tienen parcelas personales de área suficiente.
Los molinos de viento se colocan mejor en una colina, una colina, lejos de árboles y edificios, al menos a 100 metros
En segundo lugar, es bueno cuando el área en cuestión tiene un buen potencial de viento: una elevación o una zona de estepa. Para arrancar el generador, se requiere una velocidad del viento de 2 m / s.
Muchos modelos de sistemas eólicos diseñados para uso de hogares privados pueden cubrir completamente las necesidades de electricidad.
Por lo tanto, un molino de viento de 1,5 kW puede generar 100-200 kWh por mes, dependiendo de la época del año. Si aumenta la altura del mástil, la productividad será más de 2 veces.
Pero esto requerirá costos de instalación y consumibles adicionales. La vida útil de los parques eólicos es de un promedio de 20 años.
También en nuestro sitio hay otros materiales en el dispositivo, tipos de aerogeneradores, cálculo y fabricación con sus propias manos e instalación.
Le sugerimos que se familiarice con ellos:
- Generador de viento cinético: dispositivo, principio de funcionamiento, aplicación.
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- Cómo construir palas de bricolaje para un generador eólico: ejemplos de palas hechas a medida para una turbina eólica
Vista # 2 - Energía de la Tierra
Uno de los sistemas de calefacción alternativos es la geotérmica. Se basa en el uso de la energía de la Tierra. Este es el calor de la tierra, el agua subterránea y el aire ambiente, convertido por bombas de calor (VT). Es importante que la temperatura del medio utilizado por la instalación sea superior a cero.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de la bomba de calor.
Para que el sistema geotérmico funcione, se necesita electricidad para transferir el calor recibido. La bomba de calor, con 1 kW, genera de 2 a 6 kW de calor.
El principio principal de la operación VT es recolectar calor, convertirlo y transferirlo al circuito de calefacción. Esto se realiza gracias al dispositivo en sí.
Lo más barato es instalar una bomba de calor aire-aire. Si lo construye usted mismo, necesitará una inversión financiera mínima
La TV consiste en 3 circuitos cerrados involucrados en el proceso de obtención de calor para calentar una casa privada:
- externo: diseñado para recoger el calor de las fuentes. Un anticongelante o solución salina circula a lo largo del contorno;
- interno: lleno de refrigerante, a menudo freón;
- circuito de calentamiento lleno de refrigerante.
El freón que llena el circuito interno se calienta por el calor proveniente del circuito externo. Con un punto de ebullición bajo, se convierte en gas en el primer intercambiador de calor: el evaporador.
Luego ingresa al compresor, donde se comprime, como resultado de lo cual se libera mucho calor, y la temperatura del gas aumenta muchas veces, hasta 65 grados.
Además, el freón gaseoso ingresa al siguiente intercambiador de calor, llamado condensador, donde deja su calor. Freón, habiéndose separado de la mayor parte del calor, se pone bajo presión en la válvula de alivio. Aquí la presión cae bruscamente, el refrigerante se enfría y, después de asumir un estado líquido, ingresa nuevamente al evaporador.
El calor que deja el freón en el condensador calienta el líquido que circula en el sistema de calefacción de la casa. Si el sistema proporciona la instalación de calefacción por suelo radiante, entonces es posible lograr la calefacción más eficiente al menor costo.
Hacer la versión más simple de una bomba de calor es fácil con sus propias manos. Esto requerirá prácticamente piezas de desperdicio, equipos comprados a bajo precio y, por supuesto, paciencia. Damos un diagrama de un sistema térmico con una cerca de energía térmica en un pozo enterrado en dolomita.
El diseño de las bombas de calor tiene mucho en común. Componentes tradicionales: 1 - compresor; 2 - condensador; 3 - evaporador; 4 - válvula de expansión, es decir Válvula termostática
El evaporador del sistema considerado en el ejemplo está conectado a un pozo que extrae energía del suelo.
La galería de fotos representa los detalles del dispositivo de bomba de calor para el sistema de calefacción por suelo radiante:
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Consumidor de energía térmica - calefacción por suelo radiante
Compresor de segunda mano de sistemas divididos.
Componentes para condensador
Instalación de piezas de bomba de calor
Tanque y accesorios para el evaporador.
Adjuntar un tanque de plástico a los soportes
Freón para llenar el sistema y el manómetro
La viabilidad de usar VT
Bombas de calor: VT, que toma calor del medio ambiente, es diferente. Todo depende del tipo de entorno utilizado como fuente de consumo de calor y del tipo de refrigerante utilizado.
En consecuencia, se distinguen estos tipos de TV:
- aire a aire;
- agua-aire;
- agua agua;
- agua subterránea
Los dos primeros tipos de bombas se utilizan en sistemas de calentamiento de aire, y los dos segundos, en sistemas con refrigerante líquido.
La versión vertical de la bomba de calor es la más eficiente en la generación de energía terrestre, pero es la más cara.
Lo más beneficioso desde un punto de vista económico será el uso de una bomba de calor de agua a agua. Es aconsejable usar esta opción si hay un estanque que no se congela al lado de la casa, en el que se colocan tuberías para acumular calor.
La bomba de calor le permite obtener 30 vatios de calor de 1 m de la tubería. Dependiendo del tamaño de la propiedad de la vivienda privada y las necesidades de energía, será necesario colocar la cantidad adecuada de tuberías.
Las bombas de aire no reemplazarán la calefacción tradicional en regiones severas. En cuanto al calor extraído del suelo, este es un proyecto muy costoso. Use un dispositivo de campo geotérmico horizontal, vertical y de perforación en racimo.
En la versión horizontal, el campo geotérmico deberá construirse a una profundidad mayor que el nivel de congelación. Esto es aproximadamente 1.5-2 m. El área de tal campo es impresionante - desde 200 m2.
VT puede reemplazar el combustible habitual en el sistema de calefacción, asegurando la independencia energética completa de la casa de campo
Para la implementación del proyecto vertical y de clúster, se requerirá perforar a una profundidad considerable utilizando plataformas de perforación.
Este es un servicio muy costoso. El equipo de este tipo de bombas de calor es adecuado para propietarios de cabañas que no piensan en el costo del trabajo. El calentamiento que utiliza el calor de las entrañas de la tierra puede reemplazar completamente el combustible sólido o el gas.
La calefacción geotérmica es más ventajosa de usar en conjunto con un dispositivo de calefacción de piso de agua. Le permite obtener el resultado más óptimo.
Una de las deficiencias importantes son la gran longitud de la tubería para la recolección de calor, el trabajo de excavación costoso para instalar el sistema, la necesidad de una gran área para organizar el campo geotérmico.
Vista # 3 - Energía solar
La energía solar emitida por la luminaria durante todo el año, incluso en heladas severas, puede convertirse en un tipo alternativo para calentar viviendas suburbanas. Es importante aprender a armarlo y usarlo correctamente en el sistema de calefacción.
Para la recolección y conversión de energía solar, se utilizan paneles solares en convertidores y colectores fotovoltaicos, que son un sistema de tubos llenos de refrigerante.
Las instalaciones solares tienen una alta eficiencia. Muchos propietarios entusiastas equipan independientemente sus hogares con tales sistemas.
La diferencia fundamental entre estos convertidores es que las baterías producen una corriente que puede usarse para el calentamiento eléctrico de una casa de campo. Los colectores se utilizan en sistemas de calentamiento de agua y aire. La opción más efectiva es el equipo en las instalaciones del sistema de calefacción por suelo radiante.
La opinión de que el sol no puede hacer frente al calentamiento de la casa es válida solo en caso de instalación incorrecta y cálculos erróneos de la cantidad de energía y calor necesarios. Una instalación solar óptimamente seleccionada es capaz de proporcionar calefacción autónoma.
Otra pregunta es que para esto será necesario invertir dinero en la compra de equipos, su instalación e integración en el sistema de calefacción existente.
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Paneles solares de techo inclinado
Sitio popular para sistemas solares
Batería solar en el techo del garaje.
Dispositivo fabricado en fábrica
Desembalaje y montaje de paneles solares.
Preparando el panel solar para la instalación
Mover el aparato ensamblado
Mini central eléctrica en el techo del garaje.
Un sistema solar en convertidores fotovoltaicos absorbe energía solar, y las células solares de silicio la convierten inmediatamente en corriente eléctrica directa. 1m2 plantas capaces de generar 120 vatios.
Además de los paneles que capturan la radiación solar y la convierten, para el sistema de calefacción solar tendrá que instalar un controlador de carga, un convertidor de CC / CA y cuidar los fusibles de seguridad.
Antes de decidirse a instalar plantas solares, debe comprender su dispositivo y el principio de funcionamiento.
La ventaja de los paneles es la capacidad de conectar baterías que acumulan un exceso de energía que se puede utilizar por la noche. Un inconveniente significativo cuando se usan baterías solares es su mayor eficiencia en las regiones del sur. En climas adversos, no es económicamente factible instalarlos para usarlos como el principal tipo de calefacción.
Las instalaciones solares equipadas con un sistema de tubos son más adecuadas para regiones con inviernos fríos y temperaturas de congelación. Dependiendo de la estructura del panel y los materiales, se distinguen los colectores de vacío, planos y concentradores.
Los más caros entre ellos son con tubos de vacío. Pero son los más efectivos en cualquier época del año y en cualquier clima, ya que pueden absorber una amplia gama de radiación solar. Otra ventaja es que los paneles de vacío funcionan con éxito a temperaturas inferiores a -35 ° C.
Puede instalar colectores solares con sus propias manos, sin utilizar los servicios de organizaciones especializadas en esto. Tal trabajo requerirá un asistente, pero ahorrará un presupuesto familiar
El principio del colector es que capta la radiación solar, que se convierte en calor en tubos de vacío. Luego se transfiere al refrigerante, que lo entrega al tanque de intercambio de calor. Luego el refrigerante ingresa al sistema de calefacción.
En más detalle, los mejores diseños para calefacción solar en el hogar, lo revisamos en otro de nuestro artículo.
Vista # 4 - combustible biocombustible
Una de las formas efectivas y asequibles de calentar una casa de campo es una caldera de biocombustibles.
Este tipo de calefacción alternativa utiliza para su producción residuos de producción: cascarilla de cultivos, astillas de madera, aserrín y otros subproductos de la industria de la madera.
Hay muchas calderas que funcionan con pellets. Es posible automatizar el proceso de suministro de combustible, para que todo suceda sin la participación del propietario.
A partir de varios desechos, se hacen gránulos densos compactados de pequeño tamaño, gránulos que se queman en calderas. En comparación con la madera común, este combustible se quema por más tiempo y le permite obtener más calor.
También se fabrican grandes briquetas densas de varios tipos de residuos vegetales. Tal combustible comprimido le permite obtener 2-4 veces más energía térmica. Su poder calorífico es de hasta 5.0 kW × h / kg.
Los pellets, a diferencia de las briquetas, son mucho más pequeños. Se utilizan en un sistema de calefacción automatizado. Las briquetas son más efectivas, pero tienen un tamaño grande.
Para una caldera de gas, se puede usar biogás. Es fácil de obtener en el proceso de descomposición de los desechos orgánicos. Para hacer esto, será necesario construir un tanque lo suficientemente grande, depositar los desechos en él y proporcionar una instalación para mezclarlos.
Bajo la influencia del aire y las bacterias, ocurrirá el proceso de descomposición y la evolución de los gases. Es necesario establecer una tubería para descargar el material de desecho. Además, para recoger gas en tanques especiales, limpiarlo y moverlo al sistema de calefacción, debe usar los dispositivos adecuados.
Un método ecológico de calentamiento utilizando una fuente alternativa de calor es una caldera de hidrógeno.
La base de su trabajo es la reacción de la interacción de las moléculas de hidrógeno con el oxígeno, durante el cual se libera una gran cantidad de calor. Este tipo de calefacción requiere el cumplimiento de las reglas de operación y seguridad.
El principio de funcionamiento de una caldera de hidrógeno se basa en la descomposición química del agua en hidrógeno con oxígeno, como resultado de lo cual se libera mucho calor y no se liberan sustancias nocivas. Pero debes seguir las reglas de seguridad
La principal desventaja es el alto costo de los equipos de fábrica. La solución a esta situación es el equipo del sistema de calentamiento de hidrógeno por sí solo.
Para su funcionamiento, se requerirá una conexión constante a las fuentes de electricidad y agua, un quemador de hidrógeno, un generador de hidrógeno, catalizadores y la propia caldera. El calor obtenido como resultado de una reacción química ingresa al intercambiador de calor y al agua simple como residuo.
Para obtener más información sobre los biocombustibles, le recomendamos que lea nuestros otros artículos sobre este tema:
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- Caldera de calentamiento de hidrógeno: dispositivo + principio de funcionamiento + criterios de selección
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¿Cómo ahorrar en la introducción de la "energía verde"?
Después de analizar el componente financiero de los tipos alternativos de calefacción, podemos llegar a una conclusión decepcionante: se necesitarán fondos importantes en la etapa inicial.
Después de 3-7 años, dependiendo del método de calentamiento seleccionado, se harán notables ahorros gracias al sistema no volátil.
Es ventajoso y conveniente utilizar una fuente de calentamiento alternativa combinada. Para hacer esto, puede elegir la combinación más óptima para su hogar
Puede ahorrar en el uso e instalación de plantas alternativas de generación de calor. Muchos artesanos del hogar están muy entusiasmados con la creación de análogos de bricolaje de dispositivos de conversión de energía alternativa hechos en fábrica.
Por lo tanto, es bastante simple y económico ensamblar una instalación solar a partir de una manguera, que servirá como fuente adicional de calentamiento de agua.
Pequeños molinos de viento de medios improvisados se ensamblan con éxito en el hogar. Los granjeros bien leídos que viven en áreas rurales están construyendo plantas para convertir los desechos biológicos de origen vegetal y animal en biogás.
Los aerogeneradores caseros están en pleno funcionamiento. Pero para su montaje necesitará hacer cálculos preliminares, comprar suministros, pasar su tiempo
En el futuro, se utiliza para las necesidades de la economía. Dependiendo del tamaño del tanque de fermentación de desechos y del área de una casa privada, es posible suministrar biogás a la granja para satisfacer todas las necesidades.
Video sobre la combinación de fuentes alternativas para generar electricidad en una pequeña casa de campo:
Un video sobre cómo hacer un generador eólico con sus propias manos lo ayudará a comprender fácilmente los principios del dispositivo:
Un breve video sobre el uso de una bomba de calor:
Video clip sobre la producción de biogás:
Abandonar las fuentes tradicionales de calefacción es bastante real. Para hacer esto, debe elegir cuidadosamente una alternativa o combinar varias, según el terreno, el área de su casa de campo y el territorio de la casa.
La energía del sol, la tierra, la energía eólica, la utilización de los desechos domésticos de origen vegetal y animal son bastante capaces de convertirse en un digno reemplazo del gas, el carbón, la leña y la electricidad pagada..
¿Utiliza una de las fuentes de energía alternativas para fines domésticos? Comparta cuánto costó la instalación y qué tan rápido dio sus frutos.
¿O tal vez alguien de tus amigos arregló su casa de campo con fuentes renovables? ¿Usa un sistema solar o una bomba de calor como fuente independiente de calor, agua caliente sanitaria y electricidad?
Cuéntenos sobre esta experiencia en los comentarios del artículo: un buen ejemplo será útil para los propietarios de viviendas que todavía dudan de la realidad de la energía alternativa.