Sources alternatives de chauffage pour une maison de campagne : revue comparative des écosystèmes

L’une des principales dépenses du budget familial consiste à payer le chauffage public ou à acheter du combustible pour chauffer la maison.Tout propriétaire raisonnable réfléchit probablement à des moyens réels et efficaces de réduire ces coûts. Mais ils peuvent être réduits littéralement au minimum en utilisant des sources d’énergie alternatives. Que sont-ils et comment sont-ils utilisés ? D'accord, ça vaut la peine de le découvrir.

Vous apprendrez tout sur la façon d'aménager un chauffage alternatif pour une maison privée grâce à l'article que nous avons présenté. Avec notre aide, vous pouvez facilement décider de l’option la plus adaptée à vos besoins. Une description détaillée des principes de fonctionnement des dispositifs « énergie verte » permettra de décider quelle méthode technologique est la meilleure à utiliser pour produire de la chaleur.

L'article décrit en détail les types de sources d'énergie gratuites et propose des méthodes pour générer de la chaleur à utiliser dans la vie quotidienne. Pour aider les artisans indépendants et les propriétaires zélés de propriétés de campagne, des collections de photos, des schémas et des instructions vidéo très utiles sont inclus.

Avantages et inconvénients des énergies alternatives

Les sources de chaleur traditionnelles, utilisées depuis de nombreuses années pour le chauffage, peuvent être abandonnées. Aussi surprenant que cela puisse paraître, c’est bien réel. De nombreux opposants ardents affirment qu’il est impossible de remplacer les ressources naturelles par des analogues respectueux de l’environnement.

L’alternative est l’énergie du soleil, la puissance du vent, la chaleur cachée dans les entrailles de la terre, les déchets de la production et de l’activité humaine. De telles options sont pertinentes dans le monde moderne, compte tenu de la pollution générale de l'environnement.

Des sources alternatives peuvent alimenter une maison de campagne en électricité et en énergie thermique

Un autre avantage important réside dans les économies tangibles réalisées lors de l’utilisation de sources environnementales d’énergie spontanément renouvelable. À première vue, il semble que cela coûte excessivement cher et qu’il est peu probable qu’il soit rentable.

Après avoir compris plus en détail les caractéristiques de chaque méthode, vous pouvez constater que l'éco-projet est rentable en 4 à 7 ans, et il ne reste alors que les coûts actuels de maintien en état de fonctionnement des mécanismes utilisés.

La possibilité de remplacer complètement le carburant conventionnel par un carburant alternatif a été prouvée par plusieurs exemples concrets. Les propriétaires du monde entier se tournent vers des options de chauffage écologiques. Dans notre pays, seuls quelques-uns décident de changer radicalement de carburant habituel, qui devient de plus en plus cher chaque année.

Le principal problème lié à l’utilisation des écocarburants réside dans les investissements importants au stade initial. Après tout, vous devez d'abord calculer en détail la quantité d'énergie requise pour une maison ou un chalet particulier. Découvrez ensuite quels types d’éco-ressources sont les plus bénéfiques dans une zone particulière.

Ensuite, vous devez établir un plan pour l'emplacement des équipements de production d'énergie, acheter tout ce dont vous avez besoin et l'installer.

Si toutes ces questions sont traitées par des spécialistes compétents, le coût final de l'éco-chauffage sera alors très élevé. Pour économiser de l'argent, vous pouvez essayer de le faire vous-même.

Pour ce faire, vous devrez vous plonger dans le thème des sources d'énergie alternatives afin de refuser d'attirer une aide extérieure. Dans ce cas, le coût du projet sera plusieurs fois moins cher.

C’est la deuxième option choisie par de nombreux propriétaires de maisons privées. Leur pratique prouve que devenir indépendant énergétiquement est tout à fait possible. Vous pouvez remplacer complètement ou partiellement le combustible traditionnel - tout dépend de la taille du ménage, des capacités financières au stade initial et de l'option de chauffage choisie.

La portée de « l’énergie verte » sera démontrée par une sélection de photos :

Types de sources renouvelables pour le chauffage

Pour chauffer une maison, vous pouvez utiliser avec succès l’énergie du vent, du soleil et de la terre. Et aussi les biocarburants. Examinons de plus près comment procéder exactement et ce qui est nécessaire pour cela.

Vue n°1 – force du vent

L'énergie éolienne peut être utilisée avec beaucoup de succès comme source alternative pour chauffer une maison de campagne. Cette ressource ne peut être épuisée. Il a tendance à se renouveler. Pour exploiter la puissance du vent, vous aurez besoin d’un appareil spécial appelé moulin à vent.

Le principe de l'utilisation de l'énergie éolienne

Pour convertir l’énergie éolienne en source de chauffage alternative, une éolienne sera nécessaire. Ils sont verticaux et horizontaux selon l'axe de rotation. De nombreux fabricants proposent leurs modèles aux clients.

Les centrales éoliennes sont dotées d’un axe de rotation horizontal et vertical. Meilleures performances pour une orientation horizontale

Le coût dépend du matériau, de la taille de l'installation elle-même et de la puissance. Vous pouvez également construire vous-même une éolienne en utilisant les matériaux disponibles.

Toute éolienne est constituée des éléments suivants :

• lames;
• mâts;
• girouette pour capter la direction du vent ;
• Générateur;
• manette;
• batteries;
• onduleur

Le principe de fonctionnement d’une centrale éolienne repose sur la force du vent qui fait tourner les pales de l’éolienne. Les pales fixées au mât sont bien au-dessus du sol. Plus la performance est élevée, plus elle est élevée. Ainsi, pour alimenter une maison, une hauteur de 25 m suffit.

Les pales rotatives entraînent le rotor du générateur. Il commence à produire du courant alternatif triphasé, nécessitant des modifications supplémentaires. Ce courant circule vers le contrôleur, où il est converti en courant continu. Il sert à charger les batteries.

Après avoir traversé les batteries, le courant est égalisé et fourni à l'onduleur, où il est converti en courant alternatif monophasé avec une fréquence de 50 Hz et une tension de 220 Volts. Il peut désormais être utilisé pour les besoins domestiques, dans un système de chauffage électrique.

Caractéristiques de l'emplacement des éoliennes

Les éoliennes sont capables de fonctionner sous certaines conditions. Premièrement, une éolienne est une structure plutôt volumineuse qui nécessite une surface impressionnante pour l'appareil. Un petit appareil électroménager n’est pas en mesure de répondre aux besoins énergétiques.

Sa hauteur doit être d'au moins 10 m plus élevée que les maisons, arbres et autres bâtiments environnants, et les lignes électriques et autres objets doivent être situés à 100 m de l'éolienne. Cette exigence n'est pas toujours réalisable - tous les propriétaires de maisons privées ne disposent pas de parcelles personnelles d'une superficie suffisante.

Les éoliennes sont mieux situées sur une colline, loin des arbres et des bâtiments - à au moins 100 mètres

Deuxièmement, il est bon que la zone en question ait un bon potentiel éolien - une zone de montagne ou de steppe. Pour démarrer le générateur, vous aurez besoin d'une vitesse de vent de 2 m/s.

De nombreux modèles de systèmes éoliens conçus pour être utilisés par les ménages privés sont capables de couvrir entièrement les besoins en électricité.

Ainsi, une éolienne de 1,5 kW peut générer 100 à 200 kW/heure par mois, selon la période de l'année. Si la hauteur du mât est augmentée, la productivité doublera.

Mais cela nécessitera des coûts supplémentaires pour l'installation et les consommables. La durée de vie des centrales éoliennes est en moyenne de 20 ans.

Nous avons également sur notre site Web d'autres documents sur la conception, les types d'éoliennes, les calculs, la fabrication et l'installation à faire soi-même.

Nous vous invitons à vous familiariser avec eux :

• Éolienne cinétique : dispositif, principe de fonctionnement, application
• Éolienne pour une maison privée : types et caractéristiques des unités, subtilités de choix, calculs de retour sur investissement + meilleures offres
• Comment calculer une éolienne : formules + exemple pratique de calcul
• Éolienne à faire soi-même à partir d'une machine à laver : instructions pour assembler un moulin à vent
• Comment construire des pales pour une éolienne de vos propres mains : exemples de pales d'éoliennes fabriquées par vous-même

Type n°2 – Énergie terrestre

L'un des systèmes de chauffage alternatifs est la géothermie. Elle est basée sur l'utilisation de l'énergie de la Terre. Il s'agit de la chaleur de la terre, des eaux souterraines et de l'air ambiant, convertie par des pompes à chaleur (HP). Il est important que la température du fluide utilisé par l'installation soit supérieure à zéro.

Conception et principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur

Pour faire fonctionner un système géothermique, de l’électricité est nécessaire pour transférer la chaleur produite. Une pompe à chaleur, utilisant 1 kW, produit de 2 à 6 kW de chaleur.

Le principe de base de fonctionnement d’une pompe à chaleur est de collecter la chaleur, de la convertir et de la transférer ensuite vers le circuit de chauffage. Ceci est réalisé grâce à la conception de l'appareil lui-même.

L’option la moins chère consiste à installer une pompe à chaleur air-air. Si vous le construisez vous-même, vous aurez besoin d'un investissement financier minimal

Le HP se compose de 3 circuits fermés impliqués dans le processus d'obtention de chaleur pour chauffer une maison privée :

• externe - conçu pour collecter la chaleur des sources. De l'antigel ou une solution saline circule le long du circuit ;
• interne - rempli de réfrigérant, souvent du fréon ;
• circuit de chauffage rempli de liquide de refroidissement.

Le fréon remplissant le circuit interne est chauffé par la chaleur provenant du circuit externe. Ayant un point d’ébullition bas, il se transforme en gaz dans le premier échangeur de chaleur – l’évaporateur.

Ensuite, il entre dans le compresseur, où il est comprimé, ce qui libère beaucoup de chaleur et la température du gaz lui-même augmente plusieurs fois - jusqu'à 65 degrés.

Ensuite, le fréon gazeux entre dans l’échangeur de chaleur suivant, appelé condenseur, où il laisse sa chaleur. Le fréon, s'étant séparé de la majeure partie de la chaleur, entre sous pression dans la soupape de décharge. Ici, la pression chute fortement, le réfrigérant se refroidit et, après avoir pris un état liquide, pénètre à nouveau dans l'évaporateur.

La chaleur laissée par le fréon dans le condenseur réchauffe le liquide circulant dans le système de chauffage de la maison. Si ce système comprend un chauffage par le sol, il est possible d'obtenir le chauffage le plus efficace à un coût minime.

Il est facile de fabriquer de vos propres mains la version la plus simple d’une pompe à chaleur. Cela nécessitera des pièces pratiquement inutiles, du matériel acheté à bas prix et, bien sûr, de la patience. Nous présentons un schéma d'un système thermique avec apport d'énergie thermique dans un puits enterré dans la dolomite.

La conception des pompes à chaleur a de nombreux points communs. Composants traditionnels : 1 - compresseur ; 2 - condensateur; 3 - évaporateur ; 4 - TRV, c'est-à-dire vanne thermostatique

L'évaporateur du système considéré dans l'exemple est relié à un puits qui absorbe l'énergie du sol.

Les spécificités de la conception d'une pompe à chaleur pour un système de chauffage par le sol sont présentées dans la galerie de photos :

Faisabilité de l'utilisation de TN

Pompes à chaleur – les pompes à chaleur, qui éliminent la chaleur de l'environnement, sont de différents types. Tout dépend du type d'environnement utilisé comme source d'apport de chaleur et du type de liquide de refroidissement utilisé.

Ainsi, on distingue les types de TN suivants :

• air-air ;
• eau-air;
• l'eau l'eau;
• sol-eau.

Les deux premiers types de pompes sont utilisés dans les systèmes de chauffage à air et les deux seconds types sont utilisés dans les systèmes à liquide de refroidissement.

La version verticale de la pompe à chaleur est la plus efficace pour obtenir de l'énergie à partir de la terre, mais c'est la plus chère.

Le plus rentable d'un point de vue économique sera l'utilisation de l'énergie thermique. pompe eau-eau. Il est conseillé d'utiliser cette option s'il existe un réservoir antigel à proximité de la maison dans lequel sont posés des tuyaux pour l'apport de chaleur.

La pompe à chaleur permet de recevoir 30 W de chaleur à partir de 1 m de canalisation.En fonction de la superficie du foyer privé et des besoins énergétiques, le nombre approprié de canalisations devra être posé.

Les pompes à air ne remplaceront pas le chauffage traditionnel dans les régions au climat rigoureux. Quant à la chaleur puisée au sol, c’est un projet très coûteux. Ils utilisent un dispositif de champ géothermique horizontal, des forages verticaux et groupés.

Avec l’option horizontale, il est nécessaire de construire un champ géothermique à une profondeur supérieure au niveau de congélation. Cela fait environ 1,5 à 2 m. La superficie d'un tel champ est impressionnante - à partir de 200 m².

Les HP sont capables de remplacer le combustible conventionnel dans le système de chauffage, garantissant ainsi une totale indépendance énergétique pour une maison de campagne

Pour mettre en œuvre un projet vertical et groupé, un forage à une profondeur importante à l'aide d'appareils de forage sera nécessaire.

Il s'agit d'un service très coûteux. L'équipement de ce type de thermopompe est conseillé aux propriétaires de chalet qui ne pensent pas au coût des travaux. Un chauffage utilisant la chaleur des entrailles de la terre peut remplacer complètement les combustibles solides ou le gaz.

Le chauffage géothermique est mieux utilisé en tandem avec un appareil de « plancher chaud » à base d’eau. Cela vous permet d'obtenir le résultat le plus optimal.

Les inconvénients importants incluent la grande longueur du pipeline de collecte de chaleur, les travaux d'excavation coûteux pour installer le système et la nécessité de disposer d'une grande zone pour développer un champ géothermique.

Type n°3 – énergie solaire

L'énergie solaire émise par le luminaire toute l'année peut, même en cas de fortes gelées, devenir une méthode alternative pour chauffer une maison de campagne. Il est important d'apprendre à l'assembler correctement et à l'utiliser dans le système de chauffage.

Pour collecter et convertir l'énergie solaire, des panneaux solaires basés sur des convertisseurs et des collecteurs photoélectriques, qui sont un système de tubes remplis de liquide de refroidissement, sont utilisés.

Les installations solaires ont un rendement élevé. De nombreux propriétaires prudents équipent indépendamment leur maison de tels systèmes.

La différence fondamentale entre ces convertisseurs est que les batteries génèrent du courant qui peut être utilisé pour le chauffage électrique d'une maison de campagne. Les capteurs sont utilisés dans les systèmes de chauffage de l'eau et de l'air. L'option la plus efficace consiste à installer un système de plancher chauffant dans les locaux.

L'opinion selon laquelle le soleil n'est pas capable de chauffer une maison n'est vraie qu'en cas d'installation incorrecte et de calculs erronés de la quantité d'énergie et de chaleur nécessaire. Une installation solaire sélectionnée de manière optimale est tout à fait capable de fournir un chauffage autonome.

Une autre question est que cela nécessitera d'investir de l'argent dans l'achat d'équipements, leur installation et leur intégration dans le système de chauffage existant.

Un système solaire basé sur des convertisseurs photovoltaïques absorbe l’énergie solaire et des photocellules au silicium la convertissent immédiatement en courant électrique continu. 1m² L'installation est capable de produire 120 W.

En plus des panneaux qui captent le rayonnement solaire et le convertissent, pour un système de chauffage solaire, vous devrez installer un contrôleur de charge, un convertisseur DC-AC et veiller à la sécurité - installer des fusibles.

Avant de décider d’installer des installations solaires, vous devez comprendre leur structure et leur principe de fonctionnement.

L'avantage des panneaux est la possibilité de connecter des batteries qui stockent l'excès d'énergie pouvant être utilisé la nuit. Un inconvénient majeur de l’utilisation de batteries solaires est qu’elles sont plus efficaces dans les régions du sud. Dans les climats rigoureux, il n’est pas économiquement réalisable de les installer comme principal type de chauffage.

Les installations solaires équipées d'un système de tubes sont plus adaptées aux régions aux hivers froids et aux températures inférieures à zéro.Selon la structure du panneau et les matériaux, il existe des capteurs sous vide, des capteurs plats et des concentrateurs.

Les plus chers d’entre eux sont ceux équipés de tubes à vide. Mais ils sont les plus efficaces à tout moment de l’année et par tous les temps, car ils peuvent absorber une large gamme de rayonnement solaire. Un autre avantage est que les panneaux à vide fonctionnent avec succès à des températures aussi basses que -35 °C.

Vous pouvez installer vous-même des capteurs solaires, sans recourir aux services d'organismes spécialisés dans ce domaine. Ce type de travail nécessitera un assistant, mais permettra d'économiser le budget familial.

Le principe de fonctionnement du capteur est qu'il capte le rayonnement solaire, qui est transformé en chaleur dans des tubes à vide. Il est ensuite transféré au liquide de refroidissement, qui l'achemine vers le réservoir d'échange thermique. Le liquide de refroidissement entre ensuite dans le système de chauffage.

Nous avons examiné plus en détail les meilleures conceptions de chauffage solaire domestique dans notre autre article.

Type n°4 – carburant biologiquement propre

L'un des moyens efficaces et abordables de chauffer une maison de campagne est une chaudière fonctionnant avec un combustible biologiquement propre.

Ce type de chauffage alternatif utilise des déchets industriels pour son fonctionnement : balles de récolte, copeaux de bois, sciure et autres sous-produits de l'industrie de transformation du bois.

Il existe de nombreuses chaudières fonctionnant aux pellets. Il est possible d'automatiser le processus d'approvisionnement en carburant afin que tout se passe sans la participation du propriétaire

À partir de divers déchets, de petits granulés denses et compactés sont fabriqués - des pellets qui sont brûlés dans des chaudières. Comparé au bois de chauffage conventionnel, ce combustible brûle plus longtemps et produit plus de chaleur.

De grosses briquettes denses sont également fabriquées à partir de divers types de déchets végétaux.Un tel carburant comprimé vous permet d'obtenir 2 à 4 fois plus d'énergie thermique. Son pouvoir calorifique peut atteindre 5,0 kWh/kg.

Les pellets, contrairement aux briquettes, sont nettement plus petits. Ils sont utilisés dans un système de chauffage automatisé. Les briquettes sont plus efficaces, mais de plus grande taille.

Le biogaz peut être utilisé pour une chaudière à gaz. Il est facile de l’obtenir grâce à la décomposition des déchets organiques. Pour ce faire, il faudra construire un réservoir suffisamment grand, y déposer les déchets et prévoir une installation pour les mélanger.

Sous l'influence de l'air et des bactéries, un processus de décomposition et de libération de gaz se produira. Il est nécessaire d'installer un pipeline pour évacuer les déchets. De plus, pour collecter le gaz dans des réservoirs spéciaux, le purifier et le déplacer vers le système de chauffage, vous devez utiliser des appareils appropriés.

Une méthode de chauffage respectueuse de l'environnement qui utilise une source de chaleur alternative : une chaudière à hydrogène.

Son fonctionnement repose sur l'interaction des molécules d'hydrogène avec l'oxygène, au cours de laquelle une énorme quantité de chaleur est libérée. Ce type de chauffage nécessite le respect des règles de fonctionnement et de sécurité.

Le principe de fonctionnement d'une chaudière à hydrogène repose sur la division chimique de l'eau en hydrogène et oxygène, ce qui entraîne le dégagement de beaucoup de chaleur et aucune substance nocive. Mais il faut respecter les règles de sécurité

Le principal inconvénient est le coût élevé des équipements d’usine. La sortie de cette situation est d'équiper soi-même un système de chauffage à hydrogène.

Pour son fonctionnement, vous aurez besoin d'une connexion constante aux sources d'électricité et d'eau, d'un brûleur à hydrogène, d'un générateur d'hydrogène, de catalyseurs et de la chaudière elle-même.La chaleur obtenue à la suite d'une réaction chimique pénètre dans l'échangeur de chaleur et l'eau claire est utilisée comme déchet.

Pour en savoir plus sur les biocarburants, nous vous recommandons de lire nos autres articles sur ce sujet :

• Installation de biogaz à faire soi-même pour une maison privée : recommandations pour l'appareil et exemple d'aménagement d'un produit fait maison
• Comment obtenir du biogaz à partir du fumier : technologie et conception d'une usine de production
• Chaudière à hydrogène : dispositif + principe de fonctionnement + critères de choix
• Comment fabriquer de vos propres mains un générateur d'hydrogène pour votre maison : conseils pratiques pour la fabrication et l'installation

Comment économiser de l’argent sur la mise en œuvre de « l’énergie verte » ?

Après avoir analysé la composante financière des types de chauffage alternatifs, on peut arriver à une conclusion décevante : des fonds importants seront nécessaires au stade initial.

Après 3 à 7 ans, selon le mode de chauffage choisi, des économies significatives seront perceptibles grâce au système indépendant en énergie.

Il est rentable et pratique d’utiliser des sources combinées de chauffage alternatif. Pour ce faire, vous pouvez choisir la combinaison la plus optimale pour votre maison.

Vous pouvez économiser de l’argent en utilisant et en installant des unités de production de chaleur alternatives. De nombreux artisans sont très enthousiastes à l'idée de créer leurs propres analogues aux dispositifs de conversion d'énergie alternative fabriqués en usine.

Ainsi, il est assez simple et peu coûteux d'assembler une installation solaire à partir d'un tuyau, qui servira de source supplémentaire de chauffage de l'eau.

Les petits moulins à vent sont assemblés avec succès à la maison en utilisant des matériaux improvisés.En outre, des agriculteurs cultivés vivant dans des zones rurales construisent des installations permettant de transformer les déchets biologiques d'origine végétale et animale en biogaz.

Les éoliennes faites maison sont assez fonctionnelles. Mais pour les assembler, vous devrez faire des calculs préliminaires, acheter des consommables et passer votre temps

À l’avenir, il sera utilisé pour les besoins de la ferme. En fonction de la taille du bassin de digestion des déchets et de la superficie d'une maison privée, il est possible d'alimenter entièrement la ferme en biogaz pour satisfaire tous les besoins.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo sur la combinaison de sources alternatives pour produire de l'électricité dans une petite maison de campagne :

Une vidéo sur la fabrication d'une éolienne de vos propres mains vous aidera à comprendre facilement les principes de l'appareil :

Une courte vidéo sur l'utilisation d'une pompe à chaleur :

Clip vidéo sur l'obtention du biogaz :

Il est tout à fait possible d'abandonner les sources de chauffage traditionnelles. Pour ce faire, vous devez sélectionner soigneusement une alternative ou en combiner plusieurs, en fonction des caractéristiques du quartier, de la superficie de votre maison de campagne et de la zone locale.

L'énergie du soleil, de la terre, de l'énergie éolienne, le recyclage des déchets ménagers d'origine végétale et animale sont tout à fait capables de remplacer dignement le gaz, le charbon, le bois de chauffage et l'électricité payante..

Utilisez-vous l’une des sources d’énergie alternatives à vos besoins domestiques ? Partagez combien il vous a coûté pour assembler l’installation et à quelle vitesse elle s’est rentabilisée.

Ou peut-être que quelqu'un que vous connaissez a équipé sa maison de campagne avec des sources renouvelables ? Vous utilisez un système de panneaux solaires ou une pompe à chaleur comme source indépendante de chaleur, d’eau chaude et d’électricité ?

Parlez-nous de cette expérience dans les commentaires sous l'article - un exemple clair sera utile aux propriétaires qui doutent encore de la réalité des énergies alternatives.