Énergie alternative pour la maison : bilan des sources d’énergie non standards
« L’énergie verte » attire les gens simplement par ses perspectives cosmiques.L'énergie inépuisable peut être obtenue de l'environnement de manière totalement gratuite pour assurer des communications autonomes. De plus, sa ressource est restaurée quotidiennement sans intervention humaine.
Cependant, afin d'utiliser avec compétence les véritables dons de la nature, vous devez savoir comment ils fonctionnent et où ils sont utilisés. Êtes-vous d'accord?
Vous apprendrez tout sur la façon dont les énergies alternatives sont utilisées pour la maison grâce à notre article. Après avoir examiné les informations que nous vous fournissons, vous pourrez choisir l’option la plus adaptée pour produire de la chaleur ou de l’électricité.
Nous avons décrit en détail les installations qui traitent l'énergie solaire/éolienne/eau/terre. Nous avons brièvement et extrêmement simplement exposé le principe de leur fonctionnement. Les informations fournies permettront de comparer les méthodes et les sources de production d’énergie.
Le contenu de l'article :
Types de sources d'énergie alternatives
L'achat de modèles industriels d'appareils modernes permettant d'extraire l'énergie thermique ou électrique de l'environnement n'est pas si difficile.
Les options les plus populaires pour un tel équipement comprennent :
- panneaux solaires;
- capteurs solaires;
- éoliennes;
- pompes à chaleur;
- générateurs de biogaz.
La science ne s'arrête pas, de nouveaux modèles d'appareils permettant de produire de l'énergie alternative apparaissent. Il est important non seulement de choisir l'option appropriée, mais également de l'installer correctement. Très souvent, il n’est pas possible de s’en sortir avec une seule unité.Vous pouvez combiner l'utilisation de différentes ressources.
Par exemple, une batterie solaire fournit plus d’électricité en été et une éolienne fournit plus d’électricité en hiver. La combinaison de ces deux appareils permet de fournir une quantité suffisante d'électricité autonome tout au long de l'année. D'autres appareils peuvent également être combinés de manière similaire.
#1 : Utiliser des panneaux solaires
Ces éléments deviennent de plus en plus populaires et diversifiés. Ils sont vendus à la fois sous forme de kits prêts à l'emploi et sous forme de photocellules individuelles. Les artisans amateurs qui préfèrent tout faire de leurs propres mains travaillent volontiers avec ces dernières - c'est une tâche relativement simple.
À fabriquer une batterie solaire avec des paramètres individuels, vous devez acheter le nombre requis de photocellules prêtes à l'emploi et les souder dans un circuit commun.
Il existe des cellules solaires monocristallines et polycristallines. Les premiers sont plus productifs et durables, mais ne sont efficaces que s’ils reçoivent un flux d’énergie stable. Les polycristaux ont une efficacité moindre et une durée de vie plus courte, mais ils peuvent fonctionner assez efficacement même dans des conditions nuageuses.
Les cellules photovoltaïques sont placées sous une couche de matériau transparent durable afin qu'elles puissent absorber l'énergie tout en restant en place. Le boîtier avec une surface extérieure transparente ressemble à un cadre métallique. Il est utilisé pour sécuriser les panneaux.
Parfois, une structure en bois est utilisée à la place d'une carrosserie en métal.C'est une option moins durable, mais tout à fait acceptable.
La conception avec des panneaux solaires s'avère assez volumineuse, elle est donc le plus souvent placée directement sur le toit de la maison. Le boîtier est monté sur un support afin que le panneau avec photocellules puisse pivoter, cela vous permettra de surveiller le mouvement du soleil et de capter plus de rayons UV en fonction de la période de l'année.
En cas de fortes pluies, le panneau est mis en position verticale pour éviter tout dommage et réduire une éventuelle contamination. L'installation des panneaux n'est que la première étape de la mise en œuvre d'un tel système.
Pour son plein fonctionnement, vous devrez connecter les photocellules via un chargeur au système d'onduleur solaire.
Pour accumuler le système électrique résultant, vous aurez besoin batteries pour panneaux solaires, Par exemple, LUMIÈRE DU SOLEIL PzS. De tels éléments peuvent être installés sous terre, à une profondeur assez importante - jusqu'à trois mètres.
Sélection correcte onduleur pour panneaux solaires et contrôleur de batterie - un point important pour garantir une efficacité maximale de l'ensemble du système. Mieux tous les composants sont sélectionnés, meilleurs sont les calculs spéciaux, moins il y aura de pertes d'énergie électrique.
Un type intéressant de panneaux solaires - version film souple, leur couche de travail est appliquée sur un film polymère. Ils sont installés sur les vitres des immeubles de grande hauteur, bien sûr du côté ensoleillé.
L'efficacité de ces éléments est légèrement inférieure à celle de la version traditionnelle - seulement 7 %. Mais la commodité de leur utilisation et le gain de place compensent cet inconvénient.
L'appareil appelé Bétaray. Il s'agit d'une boule de verre assez grosse qui, comme une lentille, capte les rayons du soleil et les dirige vers un panneau doté de photocellules. L'installation est capable de tourner automatiquement pour obtenir un maximum d'ensoleillement.
En conséquence, vous pouvez vous contenter de moins de photocellules et rendre le flux de lumière solaire plus stable. La nuit, Betaray est capable d’absorber la lumière de la lune et des étoiles. Ce n’est pas beaucoup, mais suffisant pour assurer un éclairage public complet. Globalement, cet appareil présente un rendement impressionnant de 35 % pour les panneaux solaires.
Des conseils utiles sur le choix, l'installation et le fonctionnement des panneaux solaires sont présentés ici :
#2 : Application des capteurs solaires
Il s’agit d’une variante plus moderne et productive de la douche d’été. Même la datcha la plus modeste dispose d'un baril d'eau qui se réchauffe pendant la journée à un niveau tout à fait décent.
Si vous installez sur le toit un système de tuyaux étroits à travers lesquels l'eau circule, vous pouvez obtenir une quantité de chaleur notable, fournissant ainsi à la maison un approvisionnement en eau chaude et même un chauffage tout à fait décent.
Le fonctionnement de cette source d’énergie alternative repose sur la capacité de l’eau et de l’air à circuler lorsqu’ils sont chauffés. Le réservoir de l'échangeur de chaleur est installé à un niveau plus élevé que les tuyaux collecteurs. L'eau chauffée monte et pénètre par le haut du serpentin de l'échangeur de chaleur.
En refroidissant au contact de l'eau du robinet, le liquide de refroidissement du capteur solaire tombe et se déplace à nouveau dans les tuyaux qui sont chauffés par le soleil.
La circulation naturelle de l’eau de chauffage et de refroidissement élimine le besoin de pompes spéciales ou d’autres équipements électriques.
Vous pouvez réaliser la version la plus simple d'un tel système à partir des matériaux disponibles : des tuyaux de différents diamètres, une tôle comme base. Le support auquel la base est fixée peut être constitué d'un coin ou d'autres éléments métalliques.
Généralement, la partie du système située à l’extérieur est peinte en noir pour augmenter sa capacité à absorber la chaleur. La base avec les tuyaux est fixée de manière à ce que vous puissiez modifier l'angle de son inclinaison.
Il ne reste plus qu'à installer un réservoir échangeur de chaleur, à y placer un serpentin et à relier les éléments du système entre eux et au système d'alimentation en eau et/ou de chauffage.
La technologie détaillée pour fabriquer un capteur solaire pour le chauffage est décrite dans Cet article.
Bien entendu, les capteurs solaires industriels modernes sont plus complexes et fonctionnent plus efficacement. Certains appareils utilisent du fréon comme liquide de refroidissement, ce qui permet d'obtenir de l'énergie thermique même par temps froid.
Les unités industrielles peuvent être équipées de tubes à vide, d'un bloc avec photocellules, de capteurs de température, d'un système de contrôle automatique, etc. Le coût d'un tel collectionneur peut être assez impressionnant.
#3 : Exploiter l’énergie éolienne
Les éoliennes sont des appareils connus depuis longtemps et très appréciés des amateurs d'énergie respectueuse de l'environnement. Il s'agit d'un dispositif plutôt encombrant, surtout si les pales de l'éolienne tournent dans un plan horizontal. Par conséquent, les versions à lames verticales sont plus populaires.
Le moulin à vent est placé sur un support haut et résistant. Le mouvement des pales est transmis au générateur et l’énergie qui en résulte est stockée dans une batterie. L'électricité est ensuite transférée au système électrique interne de la maison ou utilisée autrement.
Une éolienne faite maison peut couvrir les besoins en électricité d'un petit chalet d'été :
Industriel modèles d'éoliennes modernes généralement équipé d'un panneau de commande électronique pratique.
Les appareils faits maison sont construits selon des schémas et des dessins assez simples. Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreuses options de différents types et types. Vous devez choisir un endroit pratique pour placer une telle structure, là où souffle un vent fort et où l'unité ne dérangera personne. Plus les lames sont montées haut, mieux c'est.
Il n'y a pas si longtemps, l'entreprise Soulèvement a présenté un développement original : une éolienne installée sur une plateforme mobile.Si vous le souhaitez, l'appareil peut être assemblé dans une taille compacte, puis transporté à l'aide d'un SUV ordinaire et installé à un autre endroit.
La puissance de l'éolienne mobile Uprise est de 50 kW. Selon les experts dans le domaine des énergies alternatives, cela suffit amplement pour fournir de l'électricité à la plus grande maison privée, et même pour partager l'excédent d'électricité avec les voisins.
Une option encore plus originale pour convertir l'énergie éolienne en kilowatts est un avion Puissance Makani.
Il s’agit d’une variante hautement scientifique d’un cerf-volant sur lequel sont montées de petites éoliennes. L’idée est de transporter le générateur dans la haute atmosphère, où la vitesse du flux d’air est bien supérieure à celle du sol. L’énergie circule le long du câble, qui fait également office de corde retenant le « cerf-volant ».
Aperçu intéressant de la réparation des éoliennes SF-600-5 (Chine) permet de se faire une idée des problèmes possibles avec les appareils électroménagers en classe économique :
Des idées intéressantes pour fabriquer vous-même un moulin à vent sont décrites dans l'article - Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains : appareil, principe de fonctionnement + meilleurs produits faits maison
#4 : Chauffage basé sur des pompes à chaleur
Ces appareils occupent depuis longtemps une place de choix dans la famille des appareils de production d’énergie respectueuse de l’environnement. Une thermopompe fonctionne à peu près de la même manière qu’un réfrigérateur ou un climatiseur, mais en sens inverse.
Les appareils de ce type sont principalement utilisés pour chauffer la maison, ainsi que pour chauffer l'eau.Bien qu'il existe des modèles qui remplissent avec succès les fonctions de climatiseur en été.
De tels systèmes utilisent l’énergie de l’air, la chaleur du sol et de l’eau comme source de chaleur. L'énergie est partout, mais dans ces ressources, son potentiel est faible. Le circuit externe de la pompe à chaleur récupère ces miettes d’énergie thermique dispersées et les déplace dans le système.
Pour transformer l'énergie en un état à haut potentiel, un réfrigérant, généralement du fréon, est utilisé. Il absorbe l'énergie reçue, se réchauffe et entre dans le compresseur. Ici, le réfrigérant est comprimé et passe à travers l'évaporateur dans l'échangeur de chaleur du circuit de chauffage interne.
Le liquide de refroidissement absorbe l'énergie thermique concentrée et le fréon traverse l'évaporateur et revient à l'état liquide. Désormais, il reçoit une énergie à faible potentiel, chauffe, etc.
En fonction de la source d'énergie thermique, ainsi que du type de fluide caloporteur, on choisit le type de pompe à chaleur : « terre-eau », "l'eau l'eau", « air-eau », "air-air" et ainsi de suite. En utilisant un tel appareil, vous pouvez mettre en œuvre non seulement le chauffage de l'eau traditionnel, mais également le chauffage de l'air.
De nombreux artisans ont maîtrisé avec succès la production indépendante d'une telle unité ; des options intéressantes sont décrites dans les articles suivants :
- Comment fabriquer une pompe à chaleur de vos propres mains à partir d'un vieux réfrigérateur : dessins, instructions et conseils de montage
- Pompe à chaleur géothermique à faire soi-même pour chauffer une maison : appareil, conception, auto-assemblage
Extraire la chaleur du sol n’est pas la tâche la plus simple, car cela nécessitera un terrain spacieux et de gros travaux d’excavation. Les canalisations du circuit extérieur sont posées dans des tranchées et recouvertes de terre. Il est clair que l'utilisation de ce site sera limitée à l'avenir.
Mais de cette manière, il est possible d'assurer une température stable du liquide de refroidissement dans le circuit externe, ce qui constitue une condition importante pour le bon fonctionnement de la pompe à chaleur. C'est très pratique s'il y a un étang à proximité de la maison, le circuit extérieur peut être immergé dans l'eau sans aucun problème. Au lieu d'un réservoir, un puits d'eau est utilisé.
Pour extraire la chaleur de l'air, on n'utilise pas de tuyaux contenant du liquide de refroidissement, mais de puissants ventilateurs qui pompent l'air dans l'échangeur de chaleur. La température de l'air extérieur n'est pas aussi constante que dans les options avec eau ou terre, mais choisir un emplacement pour l'unité et effectuer l'installation est beaucoup plus facile.
Malheureusement, de tels appareils sont inefficaces dans les régions du nord, car le chauffage est impossible même à une température extérieure de -20 degrés. Le problème est résolu en combinant deux systèmes de chauffage différents.
#4 : Le biogaz dans les travaux de communication
Les déchets constituent une autre ressource intéressante pour générer de l’énergie thermique. Lors du traitement des déchets à l'aide de bactéries anaérobies, des substances telles que le méthane, le sulfure d'hydrogène, le dioxyde de carbone et une certaine quantité d'impuretés sont libérées.
Ce mélange gazeux est appelé biogaz et peut également être considéré comme une source d’énergie alternative moderne.
Bien entendu, cette substance inflammable ne provient pas du contenu des égouts. A cet effet, des déchets organiques d'origine animale ou végétale sont utilisés. Ils sont placés dans un conteneur spécial, très résistant et toujours hermétique. Des cultures bactériennes y sont également chargées.
Une vis sans fin est installée à l'intérieur de l'appareil pour mélanger la masse biologique. Cela augmentera la vitesse de réaction et rendra le générateur plus efficace.
La masse destinée au traitement est diluée avec de l'eau qui doit être chauffée à environ 40°C.En été, il faut ajouter davantage d'eau, mais en hiver, la teneur en humidité de la biomasse peut atteindre environ 90 %.
Pour maintenir une température confortable pour la vie des micro-organismes, le conteneur du biogénérateur est recouvert de matériaux d'isolation thermique. Toutes les matières premières sont chargées à travers le col, qui est ensuite hermétiquement fermé. Le biogaz s'accumule dans la partie supérieure de l'appareil et en est évacué par un tuyau spécial.
Les déchets recyclés sont déchargés par une canalisation séparée et représentent un engrais précieux pouvant être utilisé sur le site. Un point important lors de la création indépendante d'un biogénérateur est la sécurité. Étant donné que le gaz s'accumule constamment dans le conteneur, la pression y augmente constamment.
Le processus de création indépendante d'un biogénérateur à partir d'un baril métallique est décrit dans cette vidéo :
Si ce processus n'est pas contrôlé, l'appareil peut tout simplement exploser. Il est considéré comme plus sûr de placer le biogénérateur sous terre plutôt qu’en surface. Il est nécessaire d'assurer une sélection constante du gaz résultant du conteneur afin de normaliser la pression.
Le mélange gazeux doit également être manipulé avec précaution. Cette substance inflammable dégage une odeur âcre et désagréable et son inhalation peut être dangereuse pour la santé humaine.
En plus des sources d'énergie gratuite décrites ci-dessus, il existe également des solutions d'ingénierie intéressantes qui ont de nombreuses perspectives pratiques :
Objectif et application du thermogénérateur
Des dispositifs de ce type sont connus depuis le milieu du siècle dernier. Ils permettent de convertir l'énergie thermique en énergie électrique. Une version moderne d'un thermogénérateur produit industriellement est conçue pour être installée sur des chaudières à gaz ou des poêles à bois à combustion longue d'une puissance d'au moins 200 W.
L'une des options de thermogénérateur les plus célèbres et les plus populaires dans la vie quotidienne fonctionne en tandem avec une lampe au kérosène :
Un tel appareil permet de recevoir environ 150 kW/h d'électricité par mois en hiver, lorsque les appareils de chauffage fonctionnent en continu.
Vous pouvez l’envisager comme une option supplémentaire en combinaison avec des panneaux solaires ou comme un moyen de compenser les fréquentes coupures de courant.
Il existe également des modèles de générateurs de chaleur de camping capables de traiter l'énergie thermique d'un feu ordinaire. Ils peuvent être utilisés pendant la construction là où il n’y a pas d’électricité comme alternative à un générateur fonctionnant au combustible liquéfié.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
La vidéo vous présentera les options les plus populaires pour les installations alimentées par des sources d'énergie alternatives :
Le seul inconvénient majeur des méthodes alternatives de production d'énergie est le coût élevé de l'équipement et de l'installation. Les développements de haute technologie sont efficaces, pratiques et peu coûteux. Pourtant, l’investissement sera rentable avec le temps. Et pour ceux qui aiment bricoler, il existe toujours des options de bricolage.
Dites-nous ce que vous pensez de l’utilisation d’énergies alternatives pour votre maison ? Partagez votre opinion, participez aux discussions et posez des questions. Vous pouvez laisser des commentaires dans le formulaire ci-dessous.
Récemment encore, il semblait que les ressources ordinaires étaient peu coûteuses et dureraient longtemps. Mais la hausse constante des prix a stimulé le développement de sources d'énergie alternatives, et désormais les panneaux solaires sur un terrain ou sur le toit d'une maison ne surprendront plus personne. Désormais, ce processus ne peut plus être arrêté et, en plus des économies habituelles, les énergies alternatives contribuent à améliorer la situation environnementale de la planète.
J'utilise les dons de la nature depuis longtemps.La présence d'une batterie solaire dans le garage aujourd'hui ne surprendra personne. Je les ai achetés plus d'une fois prêts à l'emploi, mais je n'ai jamais essayé de les fabriquer moi-même. Une bonne idée, surtout basée sur l'information, n'est pas si difficile à mettre en œuvre. J'ai depuis longtemps prévu de le fixer au toit de la maison. Expérimentez pour voir ce que cela donne. Je suis néanmoins favorable à la préservation de l’état normal de l’environnement.
Avec un tel prix pour les panneaux solaires, ils ne seront jamais rentables. Leur utilisation n'est justifiée que dans les endroits où il n'y a pas de réseau électrique.