Контент-платформа Pandia:     2 872 000 материалов , 128 197 пользователей.     Регистрация


Альтернативные источники энергоснабжения в индивидуальном строительстве

 просмотров

Научный руководитель:

д. т.н., проф.

Белгородский государственный технологический

Университет им.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

В ИНДИВИДУАЛЬНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Экодом (энергосберегающий дом) - сооружение, основной особенность которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление.

На сегодняшний день можно сказать об ограничении запасов органического топлива (речь идет только о разрабатываемых источниках), рост цен на них и обострение экологических проблем обусловили глобальный интерес к разработке и использованию биогазовой технологии для получения механической, тепловой, электрической энергий и биоудобрений. Биогазовая технология может быть использована для переработки многих видов органических отходов, навоза, сточных вод, отходов сельскохозяйственных культур и производства, улучшая экологическую обстановку местности.

В данной статье рассмотрим экологически чистый дом с использованием теплового насоса, биогазовой установки, ветрогенератора и солнечного коллектора. (рис. 1)

Альтернативная энергетика – совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии.

Тепловой насос - это аппарат, который позволяет передавать теплоту от холодного (низкотемпературного) источника к теплому (высоко - температурному) потребителю. Тепловые насосы, которые используют для отбора тепла грунта, иногда называют грунтовыми. Это понятие довольно условное, т. к. один и тот же тепловой насос может быть использован, как для отбора теплоты грунта, так для отбора теплоты от воды, да и из воздуха.

При отборе теплоты Земли используют ее верхний слои, находящиеся на глубине до 100 метров от поверхности. С точки зрения теплообмена этот слой грунта находится под воздействием лучистой энергии Солнца, радиогенного тепла из глубинных слоев Земли, конвективного теплообмена с атмосферным воздухом и теплопереноса за счет различных массообменных процессов (дождь, таяние снега, грунтовая вода и т. д.).

Рис.1 Экодом.

В настоящее время разработано множество конструкций биогазовых установок, подходящих для работы в различных климатических условиях. Выбор конструкции биогазовой установки важнейший этап процесса планирования. До выбора конструкции нужно иметь представление о базовых проблемах, возможных для биогазовой установки.

Место определяет в основном подземный или надземный реактор будет строиться и в случае надземной конструкции, вертикальный или горизонтальный.

Существующие сооружения могут быть использованы для хранения биоудобрений, например, пустующие ямы или металлические емкости. Для уменьшения затрат при планировании необходимо учитывать наличие уже готовых частей установки.

Наличие сырья определяет не только размер и форму емкости для смешивания сырья, но и объем реактора, подогревающее и перемешивающее устройства. Перемешивание с помощью биогаза возможно при содержании твердых частиц ниже 5%. Механическое перемешивание сталкивается с трудностями при содержании в сырье более 10 % твердых частиц.

Рассмотрим реальную установку для частного жилого дома. Объем реактора от 1 до 7 м3, рассчитанный на переработкукг навоза в сутки. Простая установка с ручной загрузкой сырья в реактор снабжена автоматическим откачивающим устройством вырабатываемого биогаза и газгольдером для его хранения. Реактор биогазовой установки подогревается при помощи водогрейного котла, работающего на производимом биогазе, его форма - цилиндр с коническим дном и верхом. Остальной биогаз используется напрямую в газовых приборах. Перемешивание сырья в реакторе производится биогазом. Переработанная масса удаляется из реактора через выгрузочную трубу в момент загрузки очередной порции сырья или за счет давления биогаза.[2] Выгружаемая сброженная масса попадает в емкость для временного хранения, которая по объему должна быть не менее объема реактора. Также биогазовая установка снабжается конторольно-измерильными приборами, устанавливаемы на реакторы, включают: контроль уровня сырья в реакторе, контроль температуры и давления внутри реактора. Такая биогазовая установка может работать во всех температурных режимах сбраживания.

Так как, используемая нами биогазовая установка не покрывает всех нужд индивидуального жилого дома, то мы дополним ее самодельной установкой ветрогенератора. Рассмотрим пример такой установки для нашего индивидуального дома.

Шестилопастной ветрогенератор (см. рис. 2) очень хорош и по быстроходности и по компактности. Монтаж и демонтаж занимает по минуте чистого времени.

Рис. 2 Шестилопастной ветрогенератор

Данная модель ветроустановки разработана специально как дачный вариант. Выполняет функции зарядной станции и работает совместно с аккумулятором 12v 55а/ч.[3]

Ветроколесо диаметром 1.6 метра имеет шесть лопастей, установленных на шпильках с резьбой М12, которые закручиваются в центральный фланец ветроколеса.

Ветроэнергетика – отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве.

Самое важное достоинство ветроэнергетики в том, что она относится к возобновляемым источникам энергии, а ветряной генератор выглядит достаточно эстетично и современно.

Домашний ветрогенератор можно использовать не только как дополнительный источник энергии, но и как основной, так как он очень удобен в своей эксплуатации и максимально надёжен. Не требуют никакого топлива, не нуждаются в каком-либо сырье, а следовательно отсутствуют отходы. Энергия ветра относится к постоянно восстанавливаемым источникам энергии.

Конструкция ветрогенератора крайне проста. Совершенно не нужно дорогого обслуживания и периодических ремонтов, легко устанавливается в самых отдаленных уголках света и работают без человека. Крайне быстрая окупаемость. Вы потратите минимальную сумму на изготовление, так как всё можно сделать своими руками из подручных материалов. Ваш ветряк окупится за считанные дни и будет зарабатывать Вам деньги, сэкономленные на электроэнергии. Вы делаете вклад только в виде своего труда.

К сожалению, ветрогенератор и биогазовая установка не обеспечивает достаточной энергии, следовательно принимаем решение установить солнечный коллектор.

Коллектор поглощает солнечное излучение и превращает его благодаря поглотителю (например, темный листовой металл) в тепло. Тепло поглощается жидкостью-теплоносителем (солнечной жидкостью), которая течет по медным трубам в поглотитель. Затем тепло по теплообменнику передается хозяйственно-питьевой воде. 

Ведущим экологически чистым источником энергии является Солнце. В настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Однако не следует сразу отказывать от практически неистощимого источника чистой энергии: по утверждениям специалистов, гелиоэнергетика могла бы одна покрыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед. Возможно, также повысить КПД гелиоустановок в несколько раз, а разместив их на крышах домов и рядом с ними, мы обеспечим обогрев жилья, подогрев воды и работу бытовых электроприборов даже в умеренных широтах

В настоящее время в народном хозяйстве достаточно часто используется солнечная энергия - гелиотехнические установки (различные типы солнечных теплиц, парников, водонагревателей, сушилок). Солнечные лучи, собранные в фокусе вогнутого зеркала, плавят самые тугоплавкие металлы.[4]

Достоинство солнечной энергии заключается в том, что она является возобновляемым ресурсом. Солнечная энергетика не выпускает ни воды, ни воздуха, потому что нет никакой химической реакции, в результате сжигания топлива. Она может использоваться очень эффективно для практических применений, таких как отопление и освещение.

В настоящее время растут цены на энергоносители и, как следствие, растет цена на электричество и тепло. Таким образом, строительство экодомов очень эффективно, снижаются затраты на ЖКУ, улучшается экологический фон, так как никаких вредных выделений от ветрогенератора, теплового насоса и солнечной батареи нет. Биогазовая станция решит проблему утилизации органических отходов - получение биогаза и биоудобрения, а также очистки бытовых-сточных вод.

Используемые источники:

1. Безруких П. Поветруэнергетика / П. Безруких // Альтернативная энергетика. 2008. № 3. С. 12-16.

2. , Маслов биогазовых установок. Краткое руководство. –Б.: «Евро», 2006.-28ст.

3. Харитонов конструкция ветроэлектроагрегата / // Энергосбережение. 2007. № 4. С. 80 – 81.

4. Осадчий энергия, её производные и технологии их использования (Введение в энергетику ВИЭ) Омск: ИПК , 20с.

Мы в соцсетях:


Подпишитесь на рассылку:
Посмотрите по Вашей теме:

Индивидуальное жилищное и дачное строительство как виды использования земельных участков
или автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук специальности 12.00.06 – Природоресурсное право; аграрное право; экологическое право Института законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве Российской Федерации

Альтернативная энергетика в Вашем доме
как снизить расходы и сохранить природу

Проекты по теме:

Строительство
Архивы:
А АкведукиАрхитекторАрхитектураАрхитектура МосквыАрхитектурно-строительный факультетАрхитектурное проектированиеАсфальтирование ББассейныБетономешалкаБуровзрывные работы ВВодопроводВодоснабжение и водоотводВодостокВыдача планов на земельные участки ГГазопроводГенеральные планыГеоинформационные системы и технологииГидроизоляцияГородское строительство и хозяйство ДДачи и коттеджиДачные домаДвериДеревоДеревообработкаДеревянные домаДизайн интерьераДолевое строительствоДома из клееного брусаДома из оцилиндрованного бревнаДымоход ЖЖилплощадь ЗЗастройкаЗащита прав потребителейЗемлепользованиеЗемлеустройствоЗемляные работыЗвукоизоляция ИИмущественное правоИнвентаризация объектовИнвестиции в строительствеИнженерно-геологические изысканияИнженерные системыИнтерьер ККаминыКвадратный метрКирпичная кладкаКондиционирование и вентиляцияКоттеджные поселкиКровля ЛЛандшафтный дизайнЛенточный фундаментЛесопилка ММалоэтажное строительствоМногоквартирные домаМонтажМонтажникМусоропровод ННормативные материалы ООбследование зданийОбщая площадьОбъекты для ввода в эксплуатациюОкнаОтделочные материалы и работыОтоплениеОхрана труда в строительствеОцилиндрованное бревноОчистка естественных и стоковых вод ППервоочередные объектыПечьПодрядное строительствоПолимербетонПолы и покрытияПотолкиПроектная документацияПроектные декларацииПроектные работыПроизводственная недвижимостьПромышленное и гражданское строительство РРемонтРемонт дорогРемонт жильяРемонт лифтовРемонт помещенийРемонтные работыРемонт жильяРеконструкцииРешения на строительство ССанитарные нормыСантехникаСметные нормативыСметыСоюзы строителейСтеныСтройматериалыСтроитель Строительнная: ТехникаБюджетыРаботыВыставкиКолледжиОрганизацииСтроительство жильяКвартир ТТеплоизоляцияТерриториальное планированиеТехническое обслуживание, ремонт и реконструкция зданийТраншеяТрубопровод УУправления капитального строительства ФФасадные работыФундамент ЧЧастный сектор ШШпатлевкаШпонШумоизоляция ЭЭкономика предприятий строительстваЭлектроинструментЭлектропроводкаЭлектротехнические работы
Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства