Energía alternativa para el hogar: una revisión de fuentes de energía no estándar

Amir Gumarov
Comprobado por un especialista: Amir Gumarov
Publicado por Elena Pykhteeva
Última actualización: Noviembre 2019

La “energía verde” atrae simplemente con perspectivas espaciales. Se puede obtener energía inagotable del medio ambiente de forma gratuita para mantener las comunicaciones autónomas. Además, su recurso se restaura diariamente sin intervención humana.

Sin embargo, para usar correctamente estos dones de la naturaleza, necesita saber cómo funcionan y dónde se usan. Estas de acuerdo

Aprenderá todo sobre cómo se usa la energía alternativa para el hogar en nuestro artículo. Habiéndose familiarizado con la información presentada por nosotros, puede elegir la opción más adecuada para generar calor o electricidad.

Hemos descrito en detalle las plantas que procesan la energía del sol / viento / agua / tierra. Breve y extremadamente simple esbozó el principio de su trabajo. La información propuesta ayudará a comparar métodos y fuentes de producción de energía.

Tipos de fuentes de energía alternativas

Adquirir modelos industriales de dispositivos modernos para extraer calor o energía eléctrica del medio ambiente no es tan difícil.

Las opciones más populares para tales equipos incluyen:

  • paneles solares;
  • colectores solares;
  • generadores eólicos;
  • bombas de calor;
  • generadores de biogás.

La ciencia no se detiene, hay cada vez más modelos nuevos de dispositivos para generar energía alternativa. Es importante no solo elegir la opción adecuada, sino también instalarla correctamente. Muy a menudo no es posible administrar con una sola unidad. Puede combinar el uso de varios recursos.

Por ejemplo, una batería solar produce más electricidad en verano y un generador eólico en invierno. La combinación de estos dos dispositivos le permite proporcionar suficiente electricidad autónoma durante todo el año. Del mismo modo, otros dispositivos también se pueden combinar.

# 1: uso de paneles solares

Estos elementos se están volviendo más populares y más diversos. Se venden tanto en forma de conjuntos prefabricados como en forma de fotocélulas individuales. Los aficionados, que prefieren hacer todo con sus propias manos, voluntariamente trabajan con estos últimos, esta es una tarea relativamente simple.

A hacer una batería solar con parámetros individuales, debe comprar la cantidad correcta de fotocélulas terminadas y soldarlas en un circuito común.

Fotocélula transparente
Los elementos transparentes que cubren la superficie de trabajo de los paneles solares se instalan en el vidrio de los edificios de gran altura, pero también se pueden usar con éxito en la construcción de viviendas privadas.

Se distinguen las fotocélulas monocristalinas y policristalinas. Los primeros son más productivos y duraderos, pero efectivos solo si se obtiene un flujo de energía estable. Los policristales tienen una eficiencia más baja y una vida útil más corta, pero pueden funcionar de manera bastante eficiente incluso en condiciones de nubes altas.

Las fotocélulas se colocan debajo de una capa de material transparente duradero para que puedan absorber energía mientras permanecen en la posición correcta. Una caja con una superficie exterior transparente parece un marco de metal. Se utiliza para sujetar los paneles.

A veces se usa una estructura de madera en lugar de una caja de metal. Esta es una opción menos duradera, pero bastante aceptable.

Paneles solares en el techo
Los paneles con células solares se instalan en el lado más soleado del edificio, generalmente en el techo. También es importante elegir el inversor y las baterías adecuados

El diseño con paneles solares es bastante engorroso, por lo que a menudo se coloca directamente en el techo de la casa. La carcasa está montada en un soporte para que el panel con fotocélulas se pueda girar, esto le permitirá controlar el movimiento del sol y capturar más rayos UV según la época del año.

Cuando se produce una fuerte precipitación, el panel se pone en posición vertical para evitar daños y reducir la posible contaminación. La instalación de paneles es solo la primera etapa de la implementación de dicho sistema.

Para su funcionamiento completo, deberá conectar las células solares a través del cargador al sistema inversor solar.

Para acumular el sistema eléctrico resultante, necesitará baterías para paneles solarespor ejemplo LUZ DE SOL PzS. Dichos elementos se pueden instalar bajo tierra, a una profundidad bastante significativa, hasta tres metros.

Selección correcta inversor solar y el controlador de la batería, un punto importante para garantizar la máxima eficiencia de todo el sistema. Cuanto mejor se seleccionen todos los componentes, mejor se realizarán los cálculos especiales, menor será la pérdida de energía eléctrica.

Un tipo interesante de panel solar es opción de película flexible, su capa de trabajo se deposita en una película de polímero. Se instalan en las ventanas de vidrio de los edificios de gran altura, por supuesto, en el lado más soleado.

La eficiencia de dichos elementos es ligeramente inferior a la de la versión tradicional: solo el 7%. Pero la conveniencia de usarlos y ahorrar espacio compensa este inconveniente.

Dispositivo Betaray
El dispositivo de captura solar de Betaray se ve elegante y moderno. Se puede instalar en el patio de una casa privada o en el techo de un edificio alto

Un dispositivo llamado Betaray. Esta es una bola de cristal bastante grande, que, como una lente, recoge los rayos del sol y los dirige al panel con fotocélulas. La unidad puede girar en modo automático para obtener la mayor cantidad de luz solar.

Como resultado, puede hacerlo con menos fotocélulas y hacer que el flujo de luz solar sea más estable. Betaray es capaz de absorber la luz de la luna y la luz de las estrellas por la noche. Esto no es suficiente, pero es suficiente para proporcionar alumbrado público completo. En general, este dispositivo tiene una eficiencia impresionante para paneles solares: 35%.

Aquí se presentan consejos útiles sobre la selección, instalación y operación de paneles solares:

# 2: Aplicación de colectores solares

Esta es una variación más moderna y productiva de la ducha de verano.Incluso en la cabaña más modesta hay un barril de agua, que se calienta durante el día a un nivel muy decente.

Si instala en el techo un sistema de tuberías estrechas a través de las cuales circula el agua, puede obtener una cantidad significativa de calor, proporcionando a la casa agua caliente e incluso una calefacción decente.

Circuito colector solar
El colector solar es un sistema de tuberías estrechas a través de las cuales circula el refrigerante. Los procesos de convección natural hacen circular el agua calentada por el sol sin el uso de una bomba (+)

El funcionamiento de esta fuente de energía alternativa se basa en la capacidad de circulación del agua y el aire cuando se calienta. El tanque del intercambiador de calor se instala a un nivel más alto que las tuberías del colector. El agua calentada sube y entra en la parte superior de la bobina del intercambiador de calor.

Al enfriarse en contacto con el agua del grifo, el portador de calor del colector solar cae y nuevamente se mueve hacia las tuberías que calienta el sol.

La circulación natural del agua de calefacción y refrigeración elimina la necesidad de bombas especiales u otros equipos eléctricos.

Puede hacer la versión más simple de dicho sistema a partir de los materiales disponibles: tuberías de diferentes diámetros, chapa metálica para el papel de la base. El soporte, al que está unida la base, se puede hacer desde una esquina u otros elementos metálicos.

Hacer un colector solar
En esta versión de un colector solar casero, las tuberías se sueldan a una base de metal, se utiliza una placa gruesa como marco

Por lo general, la parte del sistema que está afuera está pintada de negro para aumentar su capacidad de absorber el calor. La base con los tubos está fijada para que sea posible cambiar el ángulo de inclinación.

Queda por organizar el intercambiador de calor del tanque, colocar una bobina en él y conectar los elementos del sistema entre sí y al sistema de suministro de agua y / o calefacción.

Una tecnología detallada para la fabricación de un colector solar para calefacción se describe en este articulo.

Modelo industrial de un colector solar
Los modelos industriales de colectores solares son mucho más productivos que los "productos caseros" y pueden funcionar durante todo el año, pero el costo de dicho sistema puede ser bastante alto.

Por supuesto, los colectores solares industriales modernos son más complejos y funcionan de manera más eficiente. En algunos dispositivos, el freón se usa como refrigerante, lo que permite obtener energía térmica incluso en climas fríos.

Las unidades industriales pueden equiparse con tubos de vacío, una unidad con fotocélulas, sensores de temperatura, un sistema de control automático, etc. El costo de tal coleccionista puede ser muy impresionante.

# 3: explotación de energía eólica

Generadores eólicos: dispositivos conocidos desde hace mucho tiempo y bastante populares entre los fanáticos de la energía limpia. Este es un dispositivo bastante engorroso, especialmente si las aspas de un molino de viento giran en un plano horizontal. Por lo tanto, las versiones con cuchillas dispuestas verticalmente son más populares.

Aerogeneradores en el campo
Los generadores eólicos son elementos voluminosos que deben instalarse en un área abierta que los vientos soplan bien. Uno de estos dispositivos puede cubrir completamente las necesidades de electricidad de una casa privada.

El molino de viento se coloca en un estante alto y resistente. El movimiento de las cuchillas se transmite al generador, la energía recibida se acumula en la batería. Luego, la electricidad se transfiere al sistema eléctrico interno de la casa o se usa de otras maneras.

Un molino de viento casero puede cubrir las necesidades de electricidad de una pequeña cabaña de verano:

Industrial modelos de aerogeneradores modernos generalmente equipado con un conveniente panel de control electrónico.

Los dispositivos caseros se construyen de acuerdo con esquemas y dibujos bastante simples. En Internet puede encontrar muchas opciones de un tipo y tipo muy diferentes. Debe elegir un lugar conveniente para colocar dicha estructura, donde sopla un fuerte viento y la unidad no molestará a nadie. Cuanto más altas estén las cuchillas, mejor.

Turbina de viento móvil sorpresa
La turbina eólica móvil Uprise es relativamente compacta y, cuando se ensambla, puede transportarse por vías públicas.

No hace tanto tiempo compañía Sorpresa presentó un desarrollo original: una turbina eólica montada en una plataforma móvil. Si lo desea, el dispositivo puede ensamblarse, dándole un tamaño compacto, y luego transportarse utilizando un SUV convencional e instalarse en otro lugar.

La potencia de la turbina eólica móvil Uprise es de 50 kW. Según los expertos en el campo de la energía alternativa, esto es suficiente para proporcionar electricidad a la casa privada más grande e incluso para compartir el excedente de electricidad con los vecinos.

Una versión aún más original de la conversión de energía eólica en kilovatios: un avión Makani Power.

Modelo de aerogenerador sin montaje en mástil
Makani Power es un equipo de aeronave que le permite elevar un conjunto de pequeños aerogeneradores a una altura considerable y obtener la máxima cantidad de electricidad.

Esta es una variación altamente científica de una cometa en la que se montan pequeños aerogeneradores. La idea es entregar el generador a la atmósfera superior, donde la velocidad del aire es mucho mayor que la de la Tierra. La energía fluye por el cable, que también actúa como una cuerda que sostiene la "cometa".

Una revisión interesante de la reparación del generador eólico. SF-600-5 (China) le permite tener una idea de los posibles problemas con el equipo de clase económica:

En el artículo se describen ideas interesantes para hacer un molino de viento: Cómo hacer un generador eólico con sus propias manos: dispositivo, principio de funcionamiento + mejor hecho en casa

# 4: calefacción a base de bomba de calor

Estos dispositivos han ocupado durante mucho tiempo un lugar privilegiado en la familia de dispositivos para producir energía limpia. La bomba de calor funciona de la misma manera que un refrigerador o aire acondicionado, pero solo viceversa.

Utilizan dispositivos de este tipo, principalmente para calentar una casa, así como para calentar agua. Aunque hay modelos que en verano cumplen con éxito los deberes de un aire acondicionado.

El principio de funcionamiento de la bomba de calor.
El principio de funcionamiento de la bomba de calor se basa en la absorción de energía térmica con bajo potencial en calor concentrado de alto potencial. Los dispositivos de tierra a agua son difíciles de instalar pero efectivos

Como fuente de calor, tales sistemas utilizan la energía del aire, el calor del suelo y el agua. La energía está en todas partes, pero tiene un bajo potencial en estos recursos. El circuito externo de la bomba de calor recoge estas migajas dispersas de energía térmica y las traslada al sistema.

Para transformar la energía en un estado de alto potencial, se utiliza un refrigerante, generalmente freón. Absorbe la energía recibida, se calienta y entra al compresor. Aquí el refrigerante se comprime y a través del evaporador ingresa al intercambiador de calor del circuito de calefacción interno.

El refrigerante absorbe energía térmica concentrada, y el freón pasa a través del evaporador y nuevamente entra en estado líquido. Ahora recibe poca energía potencial, se calienta, etc.

Dependiendo de la fuente de energía térmica, así como del tipo de portador de calor, se elige el tipo de bomba de calor: "agua subterránea", Agua a agua, Aire-agua, Aire-aire etc. Con la ayuda de dicho dispositivo, es posible realizar no solo el calentamiento de agua tradicional, sino también el calentamiento de aire.

Muchos artesanos han dominado con éxito la fabricación independiente de tal unidad, se describen opciones interesantes en los siguientes artículos:

  1. Cómo hacer una bomba de calor con sus propias manos de un refrigerador viejo: dibujos, instrucciones y consejos de montaje
  2. Bomba de calor geotérmica de bricolaje para calefacción doméstica: dispositivo, diseño, autoensamblaje

No es una tarea fácil extraer calor de la tierra, ya que se requerirá un amplio terreno y un extenso trabajo en tierra. Las tuberías del circuito externo se colocan en zanjas y se cubren con tierra. Está claro que el uso de este sitio será limitado en el futuro.

Unidad de bomba de calor externa
La unidad exterior de la bomba de calor aire-agua solo necesita instalarse en un sitio adecuado, pero dicho dispositivo puede no ser muy efectivo a bajas temperaturas exteriores

Pero de esta manera es posible garantizar una temperatura estable del refrigerante en el circuito externo, y esta es una condición importante para el funcionamiento exitoso de la bomba de calor. Es muy conveniente si hay un estanque cerca de la casa, el circuito externo puede sumergirse en agua sin ningún problema. Como alternativa a un estanque, se utiliza un pozo de agua.

Para recoger el calor del aire, no se utilizan tuberías con refrigerante líquido, sino potentes ventiladores que bombean aire al intercambiador de calor.La temperatura exterior está lejos de ser tan constante como con agua o tierra, pero es mucho más fácil elegir un lugar para la unidad e instalarla.

Desafortunadamente, tales dispositivos son ineficaces en las regiones del norte, ya que el calentamiento no es posible incluso a -20 grados de temperatura exterior. El problema se resuelve combinando dos sistemas de calefacción diferentes.

# 4: biogás en comunicaciones

Los residuos son otro recurso interesante para generar energía térmica. Cuando se procesan desechos con bacterias anaerobias, se liberan sustancias como metano, sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y algunas impurezas.

Esta mezcla de gases se llama biogás, también se puede considerar como una fuente de energía alternativa moderna.

Materias primas para biogenerador
Para el procesamiento en un biogenerador, generalmente se usa una mezcla de desechos de plantas y animales con agua. La humedad debe ser del 88-96% dependiendo de la época del año.

Por supuesto, esta sustancia combustible no se obtiene del contenido de la alcantarilla. Para hacer esto, use desechos orgánicos de origen animal o vegetal. Se colocan en un recipiente especial, muy duradero y siempre apretado. Cultivos bacterianos se cargan allí.

Se instala un tornillo dentro del dispositivo para mezclar la masa biológica. Esto aumentará la velocidad de reacción y hará que el generador sea más eficiente.

La masa destinada al procesamiento se diluye con agua, que debe calentarse a aproximadamente 40ºC. En verano, se debe agregar más agua, pero en invierno, la humedad de la biomasa puede ser de alrededor del 90%.

Para mantener una temperatura cómoda para la vida de los microorganismos, la capacidad del biogenerador está cubierta con materiales aislantes. Todos los materiales de partida se cargan a través del cuello, que luego se cierra herméticamente. El biogás se acumula en la parte superior del dispositivo y se descarga a través de un tubo especial.

Circuito biogenerador
Para mayor comodidad, ahorro de espacio y seguridad, las plantas de biogás se colocan bajo tierra, la distribución de gas se realiza a través de un sello de agua, es necesario garantizar el calentamiento de la biomasa (+)

Los desechos reciclados se descargan a través de una tubería separada, son un fertilizante valioso, cuya aplicación se puede encontrar en el sitio. Un punto importante en la creación independiente de un biogenerador es la seguridad. Como el gas se acumula constantemente en el tanque, la presión aumenta constantemente allí.

El proceso de autocrear un biogenerador a partir de un barril metálico se describe en este video:

Si este proceso no se controla, el dispositivo simplemente puede explotar. Se considera más seguro colocar el biogenerador bajo tierra, en lugar de hacerlo en la superficie. Es necesario asegurar una selección constante del gas producido del tanque para normalizar la presión.

La mezcla de gases también debe manejarse con cuidado.Esta sustancia combustible tiene un olor picante y desagradable; su inhalación puede ser peligrosa para la salud humana.

Además de las fuentes de energía libre descritas anteriormente, también hay soluciones de ingeniería interesantes que tienen muchas perspectivas prácticas:

Propósito y uso del termogenerador.

Los dispositivos de este tipo se conocen desde mediados del siglo pasado. Le permiten convertir la energía térmica en energía eléctrica. La versión moderna del generador de calor industrial está diseñada para su instalación en calderas de gas o estufas de leña de larga duración con una capacidad de al menos 200 vatios.

Una de las opciones más famosas y populares para un termogenerador en la vida cotidiana funciona en conjunto con una lámpara de queroseno:

Tal dispositivo le permite recibir alrededor de 150 kW / h de electricidad por mes en el invierno, cuando los dispositivos de calefacción funcionan continuamente.

Puede considerarlo como una opción adicional en combinación con paneles solares o como una forma de compensar los apagones frecuentes.

También hay modelos de generadores de calor que pueden procesar la energía térmica de una fogata común. Se pueden usar durante la construcción donde no hay electricidad como alternativa a un generador que funciona con combustible licuado.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

El video presentará las opciones más populares para instalaciones alimentadas por fuentes de energía alternativas:

El único inconveniente significativo de los métodos alternativos de generación de energía es el alto costo del equipo y la instalación. Los desarrollos de alta tecnología son efectivos, convenientes y costosos. Sin embargo, la inversión dará sus frutos con el tiempo. Y para los amantes de los retoques, siempre hay opciones para la autoproducción.

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Comentarios de los visitantes
  1. Más recientemente, parecía que los recursos convencionales son baratos y durarán mucho tiempo. Pero el aumento constante de los precios estimuló el desarrollo de fuentes de energía alternativas, y ahora con paneles solares en el sitio o en el techo de la casa no sorprenderá a nadie. Ahora este proceso no puede detenerse, y además de los ahorros habituales, la energía alternativa ayuda a mejorar la situación ecológica del planeta.

  2. Valentine

    He estado usando los dones de la naturaleza durante mucho tiempo. La presencia de un panel solar en el garaje hoy no sorprenderá a nadie. En forma terminada, los compré más de una vez, pero nunca intenté fabricarlos. Una buena idea, especialmente basada en la información, no es tan difícil de implementar. Durante mucho tiempo he planeado adjuntarlo al techo de la casa. Experimenta lo que sale de él. Aún así, estoy a favor de mantener un ambiente normal.

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