Альтернатива солнечным батареям для дома

Обновлено: 25.01.2025

Сборка солнечной батареи своими руками в домашних условиях

Преобразование света в электричество – идея не новая, давно практикуется. Сегодня можно сравнительно легко спроектировать, собрать батарею светочувствительных элементов. Инструменты, компоненты не составит труда приобрести в магазине, через интернет.

Какие лучше выбрать?

Солнечные батареи своими руками в домашних условиях могут быть собраны буквально за пару часов. Существует несколько разновидностей преобразователей света в электрическую энергию. Они различаются своим КПД, размерами, другими характеристиками. Основные категории:

Основное преимущество монокристаллической разновидности – сравнительно высокий коэффициент полезного действия. Его величина – 14-27%. Притом монокристаллический тип служит почти четверть века – 25-30 лет. Изготавливаются из кристаллов, выращенных искусственным способом. Единственным минусом является падение КПД с течением времени.

Хорошей альтернативой являются поликристаллические модули. Они имеют гораздо меньший срок эксплуатации (не более 10 лет). КПД также сравнительно невелик – 13%. Однако производительность остается практически неизменной на протяжении срока использования. Цена компонентов, работа которых основывается на кристаллах, сравнительно велика.

Более дешевой альтернативой являются аморфные. Представляют собой гибкую пленку (она является своеобразной основой). Поверх нанесен кремний – используется в качестве преобразователя. Сама технология появилась сравнительно давно, её возраст насчитывает не один десяток лет. Однако аморфный кремний появился в свободной продаже сравнительно недавно.

Солнечная батарея своими руками должна изготавливаться из модулей удовлетворяющих требованиям проекта. Выбирать необходимо учитывая следующие факторы:

· регион проживания – различается продолжительность дня;

· условия эксплуатации (влажность, температура, иное);

· количество необходимого электричества;

Желательно перед началом закупок определиться с целями и задачами. Это позволит выбрать оптимальный вариант, избежать стандартных ошибок. Например, нет необходимости покупать инвертор – если источник энергии используется для обеспечения напряжением устройств, работающих на постоянном токе.

Какие инструменты и материалы необходимы?

Преобразователь – основа проекта. Но для сборки, нормальной работы требуется сравнительно широкий перечень материалов:

· припой – оптимальным решением станет мягкий, низкотемпературный оловянный;

· провода одножильные или многожильные, медные (изолированные, оголенные) – тип выбирается с учетом используемых пластин;

· рама – представляет собой конструкцию из пластика, металла либо дерева;

· стекло, прозрачный полимер – позволяет предотвратить возможные механические, иные повреждения;

· герметик – хорошим решением станет эпоксидный компаунд (можно заменить обычным силиконом);

· аккумулятор – выступает в роли накопителя для поддержания заданного уровня напряжения в темное время суток;

· инвертор – преобразует постоянное напряжение в переменное (если требуется).

Помимо материалов для сборки потребуется ручной инструмент:

1. набор отверток (шлицевых, крестовых);

2. дрель с набором сверл разного диаметра;

4. мультиметр (позволяющий замерять постоянный/переменный ток, напряжение);

5. паяльник подходящей мощности.

Понадобится несколько десятков саморезов. Выбирать их длину, диаметр следует исходя из выбранного материала. Если будет использоваться дерево – желательно предварительно обработать его антисептическими составами, покрыть лаком. Присутствие большого количества влаги обычно негативно сказывается на состоянии древесины, вызывает гниение.

Пластик более практичен. Устойчив к перепадам температур, не поддается коррозии. Некоторые умельцы используют для сборки рам полипропиленовые трубы малого диаметра. Приобрести такие очень просто, спайка занимает буквально пару часов. Но требуется специальный паяльник, набор насадок, фитинги.

Подготовка проекта и выбор места установки

Чтобы самодельная солнечная батарея отрабатывала на все 100%, следует правильно выбрать место монтажа. Учитывается множество различных факторов. Основные наиболее серьезные:

· количество падающих солнечных лучей;

· наличие либо отсутствие тени деревьев, строений расположенных рядом.

Например, в течение дня хорошо освещенное, солнечное место может превратиться в затемненный участок – солнце перемещается, заходит за различные постройки. Можно выбрать место расположение просто на земле. Оптимальным решением станет установка на крыше. Желательно заранее убедиться, что конструкция выдержит вес.

Нужно отметить: максимальный КПД отдельных разновидностей достигается за счет правильного расположения относительно солнца. Свет должен падать под определенным углом. Не лишним будет сконструировать поворотную раму, регулируемую по высоте. Например, монокристаллические/поликристаллические ячейки позволяют получить максимум электричества лишь при угле падения солнечных лучей 900.

Регулировки позволяют получить максимальный заряд. Солнце изменяет свое положение не только с течением суток. Многое зависит от времени года. Например, летом солнце стоит в зените. Зимой – опускается ниже, находится рядом с горизонтом. Потому если планируется эксплуатация в зимний период времени – желательно сделать конструкцию поворотной.

Интенсивность светового потока играет важную роль. Например, если летним днем «отдает» 6-7 кВт/ч, то вечером КПД уменьшится – на 50%. Следовательно, стационарное положение позволит добиться только минимальной производительности. Оптимальное решение – расположить конструкцию под углом 50-600. Пределы величины углов регулируемых конструкций:

Отсчет указанных выше углов начинается от горизонтальной плоскости. Важный момент – суммарная площадь используемых пластин. Зависимость сравнительно проста: чем она больше – тем более мощные потребители возможно подключить. Расчеты следует осуществлять с учетом КПД. Обычно 1 м2 пластин выдает 120 Вт электрической энергии. Получить 2.5 кВт возможно путем установки примерно 20 м2 панелей.

Солнечная панель своими руками не может обеспечить стабильное напряжение. На производительности сказывается время года, другие факторы. Потому необходимо приобрести дополнительно накопители – аккумуляторные. Оптимальным выбором станут литиево-полимерные элементы питания. Они быстро заряжаются, возможно самостоятельно подключить контролер питания, выбрать номиналы.

Процедура сборки: основные этапы

Разобраться, как сделать солнечную батарею своими руками, не составит большого труда. Достаточно лишь приобрести основные детали, инструменты. Выделяют 3 основных этапа:

· сборка – объединение нескольких отдельных пластин;

· изготовление рамы, защитного экрана (применяется стекло, прочный пластик);

· сборка отдельных компонентов.

Спайка отдельных пластин

После приобретения подходящих панелей можно начинать собирать конструкцию. Самодельная солнечная батарея своими руками сравнительно проста в изготовлении. Самый важный шаг – спайка модулей. Пластины любого типа (кристаллические, собранные на основе кремния) соединяются обычными проводниками (одножильные или многожильные). Необходимо использовать заранее подготовленный паяльник, низкотемпературный припой.

Причем желательно использовать олово. Низкая температура пайки позволит избежать повреждения пластин. Даже если работа выполняется аккуратно велика вероятность повредить компоненты. Оптимальное решение – использовать припой марки ПОС-61. Температура плавления составляет 1800С. Порядок пайки включает основные этапы:

· заранее нарезается достаточное количество проводников – которые будут объединять отдельные элементы (длина жилы должна быть в 2 раза больше длины элемента);

Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Наибольшее распространение из альтернативных источников электроэнергии получили солнечные батареи и ветрогенераторы. Обе технологии достаточно хорошо отработаны, цены на оборудование постепенно снижаются, и сейчас, например, солнечный модуль мощностью 200–250 Вт можно приобрести за 15–20 тыс. руб.

Какой и как источник выбрать?

Вначале определитесь с количеством электроэнергии, которое вам понадобится. Собираетесь ли вы построить систему энергоснабжения дома полностью на солнечной или ветровой энергии или использовать её в качестве аварийной системы энергоснабжения? Ведь ценники получаются очень разные. Для аварийной системы (с выходной мощностью 200–500 Вт) достаточно одного-двух солнечных модулей и дополнительного оборудования — всего на сумму порядка 40–50 тыс. руб. А вот полностью перейти на автономное энергоснабжение будет стоить гораздо дороже. Например, система на солнечных батареях с выходной мощностью 2500 Вт обойдётся в 300–400 тыс. руб. Аналогичный порядок цифр и в ценниках на ветрогенераторы.

Контроллеры солнечных батарей, инверторы и современные аккумуляторные батареи в условиях жилого помещения не занимают много места и не требуют отдельного помещения. Их обслуживание и эксплуатация может производиться как локально, так и удалённо, с помощью планшета или смартфона (через сеть Ethernet или Wi-Fi). Фото: ABB

Непосредственно выбор типа «зелёного» источника зависит от климатических и географических особенностей местности. Скажем, для низкоширотных районов с малооблачной погодой (например, в Крыму) лучше всего подходят солнечные батареи. В открытой местности, на возвышенностях и морском побережье, для которого характерны продолжительные сильные ветры, хорошо зарекомендовали себя ветрогенераторы. На большей части европейской России мало найдётся мест с климатом, идеально подходящим для того или иного типа генераторов электроэнергии. В таких условиях имеет смысл устанавливать оба типа генераторов, которые будут подстраховывать друг друга. Конечно, такая система получается значительно дороже — но что поделать, таковы особенности российского климата.

Солнечные батареи

В настоящее время получили распространение два вида этих устройств: кремниевые и плёночные. Каждый из них подразделяется на типы:

кремниевые монокристаллические. Каждый отдельный светоприёмный модуль выполнен на основе пластины кремния, вырезанной из цельного кристалла. Эти батареи отличаются наибольшим КПД (до 22–24 %), но и самой высокой стоимостью;
кремниевые поликристаллические. Пластина отдельного модуля имеет структуру, состоящую из нескольких кристаллов кремния, за счёт чего устройство удешевляется примерно вдвое. КПД 13–15 %;
кремниевые аморфные. По стоимости процентов на 20 ниже поликристаллических, КПД примерно 6–8 %;
плёночные, на основе теллурида кадмия, селенида меди, полимерных материалов и др. Они появились недавно и не получили широкого распространения, но рассматриваются многими производителями как весьма перспективные. КПД и стоимость примерно на 20 % выше, чем у аморфных.

Наибольшее распространение получили сегодня панели поликристаллические и на основе аморфного кремния. Эти модификации проще в изготовлении и дешевле, нежели панели на основе монокристалла, а кроме того, батареям на основе аморфного кремния не требуется прямое облучение потоками солнечного света, они более эффективно воспроизводят электричество при рассеянном освещении и, соответственно, лучше подходят для средней полосы России, где много облачных дней. Для регионов с преобладанием ясной погоды (Крым, Центральная Азия), наоборот, лучше использовать моно- и поликристаллические батареи.

Ветрогенераторы

Ветрогенератор преобразует ветровую энергию в электрическую. Современные модели способны работать уже при небольшом ветре (2–3 м/с), хотя оптимальная скорость ветра для их работы выше и составляет обычно 10–12 м/с. При скорости ветра 3 м/с такой ветрогенератор будет выдавать примерно 5 % мощности от возможной, при скорости 7 м/с — около 50 %. Поэтому при подборе модели генератора необходимо учитывать среднегодовую скорость ветра в вашей местности, этот показатель всегда указывается в описании.

Выбирают ветрогенератор и по величине ежемесячной выработки тока. Вы должны подсчитать, сколько электричества вам потребуется. Скажем, вы решили быть экономными и ограничиться аварийным освещением, работой циркуляционного насоса и возможностью зарядки смартфона или ноутбука. Тогда вам потребуется выходная мощность тока 150–200 Вт, это примерно 50–100 кВт • ч в месяц. Такую выработку обеспечат модели небольшой мощности, их можно приобрести сегодня за 20–30 тыс. руб. А если вам требуется больше энергии, то и ветрогенератор следует выбрать мощнее: модели, вырабатывающие за месяц несколько сотен киловатт-часов, но и цена у них будет выше — 100–150 тыс. руб.

Аналогично производится и расчёт для солнечных батарей. Подсчитывается необходимое количество электроэнергии, и на основании расчёта подбираются модули, чтобы их совокупная производительность с гарантией обеспечивала ваши потребности. Расчёт получается чуть сложнее, так как величина ежемесячной выработки тока сильно меняется от времени года. Летом она максимальная, а зимой едва достигает 10–20 % от летней. Поэтому выбирайте солнечные батареи в зависимости от того, собираетесь ли пользоваться ими только в тёплое время года (в дачный сезон) или круглый год. Кроме того, эффективность выработки сильно зависит от того, насколько удачно вы расположили солнечные батареи. Если их не получилось развернуть в нужном направлении и под нужным углом, то эффективность выработки энергии заметно уменьшится — на 20–30 %, а то и больше. Поэтому лучше, чтобы расчёты по требуемой производительности батарей с учётом места их расположения делал специалист.

Альтернативные источники отопления загородного дома: сравнительный обзор эко-систем

В статье детально описаны виды источников бесплатной энергии, приведены методы генерации тепла для применения в быту. В помощь самостоятельным домашним мастерам и рачительным собственникам загородных владений прилагаются фото-подборки, схемы и весьма полезные видео-инструкции.

Плюсы и минусы альтернативной энергетики

От традиционных источников тепла, многие годы используемых для отопления, можно отказаться. Как это ни удивительно, но вполне реально. Многие ярые противники утверждают о невозможности заменить природные ресурсы экологически чистыми аналогами.

Альтернативой становится энергия солнца, сила ветра, тепло, скрытое в недрах земли, отходы производства и жизнедеятельности человека. Такие варианты актуальны в современном мире, учитывая общую загрязненность окружающей среды.

Альтернативные источники способны обеспечить загородный дом электричеством и тепловой энергией

Еще одно существенное преимущество – ощутимая экономия при использовании экологических источников самопроизвольно возобновляемой энергии. На первый взгляд кажется, что это неоправданно дорого и вряд ли окупится.

Детальнее разобравшись с особенностями каждого способа, можно увидеть, что эко проект окупается через 4-7 лет, а далее остаются лишь текущие расходы на поддержание используемых механизмов в рабочем состоянии.

Возможность полноценной замены привычного топлива альтернативным доказана не одним реальным примером. Домовладельцы в разных странах мира прибегают к экологическим вариантам отопления. У нас – лишь единицы решаются кардинально сменить привычное топливо, дорожающее с каждым годом.

Галерея изображений Воздух, относящийся к одним из активно востребованных источников альтернативной энергии, привлекает неисчерпаемыми запасами Колоссальное количество энергии можно извлечь из недр земли, расположив приемную часть теплового насоса в грунте Безграничными запасами зеленой энергии обладают грунтовые воды, для использования которых бурят скважины, и воды открытых водоемов В отличие от тепловых насосов ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию, а не перерабатывают природные тепловые ресурсы в тепловую энергию Установки, перерабатывающие навоз и бытовые отходы в биогаз, позволяют решить проблему утилизации и получить бесплатное газообразное топливо Небольшая электростанция, состоящая из солнечных батарей, послужит источником для работы бытовой техники и зарядки мобильных устройств Солнечные коллекторы с водой, воздухом или антифризом в качестве теплоносителя обеспечат им отопительные системы загородных домов Сооружения, вырабатывающие альтернативную энергию, чаще всего используются в комплексе или служат дополнением к традиционным вариантам получения электроэнергии и тепла Внешний блок теплового насоса воздух-вода Внешняя часть теплового насоса земля-вода Теплоприемник теплового насоса вода-воздух Вырабатывающие электроэнергию ветрогенераторы Установка для получения биогаза из навоза Мини электростанция на крыше загородного дома Солнечный коллектор - поставщик контуров отопления Комплексное использование эко источников

Основная проблема применения эко топлива – значительные капиталовложения на начальном этапе. Ведь сначала нужно детально просчитать количество необходимой энергии для определенного дома или коттеджа. Затем выяснить, какой тип эко ресурсов наиболее выгодный в конкретной местности.

Далее предстоит составить план расположения оборудования, генерирующего энергию, купить все необходимое и установить.

Если всеми этими вопросами будут заниматься соответствующие специалисты, то конечная стоимость эко отопления будет очень высокой. Чтобы сэкономить, можно попытаться обойтись своими силами.

Для этого предстоит с головой погрузиться в тему альтернативных источников энергии, чтобы отказаться от привлечения посторонней помощи. В этом случае стоимость проекта окажется в разы дешевле.

Именно второй вариант выбирают многие хозяева частных домов. Их практика доказывает, что стать энергонезависимыми вполне реально. Можно полностью или частично заменить традиционное топливо – все зависит от размеров домовладения, финансовых возможностей на начальном этапе, выбранного варианта отопления.

Галерея изображений Энергия, вырабатываемая тепловыми насосами, используется в отопительных системах, реже в контурах ГВС Тепловые насосы производят подготовку теплоносителей всех типов для паровых, воздушных и водяных отопительных систем Голубое топливо, получаемое в результате действия установок по переработке навоза и бытовых отходов, обеспечит газом котлы и газовые плиты Электроэнергия, поставляемая солнечными батареями и ветрогенераторами, потребуется в работе бытовой техники Использование энергии тепловых насосов Внутренний блок теплового насоса Применение биотоплива на практике Солнечные батареи в мини электростанции

Виды возобновляемых источников для отопления

Для обогрева дома можно успешно использовать энергию ветра, солнца, земли. А также биотопливо. Разберем детальнее, как именно это сделать и что для этого потребуется.

Весьма успешно в качестве альтернативного источника для отопления загородного дома можно использовать энергию ветра. Этот ресурс невозможно исчерпать. Он имеет свойство возобновляться. Чтобы использовать силу ветра, потребуется специальное приспособление, называемое ветряк.

Принцип использования энергии ветра

Для преобразования силы ветра в альтернативный источник отопления потребуется ветрогенератор. Они бывают вертикальными и горизонтальными в зависимости от оси вращения. Существует много производителей, предлагающих свои модели клиентам.

Ветроэнергетические установки бывают с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Большая производительность у горизонтально ориентированных

Стоимость зависит от материала, размера самой установки и мощности. Также можно соорудить ветряной генератор своими силами, используя подручные материалы.

Любой ветряк состоит из таких составляющих:

лопастей;
мачты;
флюгера, чтобы улавливать направление ветра;
генератора;
контроллера;
аккумуляторных батарей;
инвертора.

Принцип работы ветроэнергетической установки основан на силе ветра, вращающего лопасти ветряка. Лопасти, закрепленные на мачте, находятся высоко над землей. Чем выше, тем выше производительность. Так, для снабжения одного дома достаточно высоты 25 м.

Вращающиеся лопасти приводят в движение ротор генератора. Он начинает вырабатывать трехфазный переменный ток, требующий дальнейшего изменения. Этот ток поступает к контроллеру, где преобразуется в постоянный. Он используется для зарядки аккумуляторных батарей.

Пройдя через батареи, ток выравнивается и поступает на инвертор, где происходит его преобразование в однофазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 Вольт. Теперь его можно использовать для бытовых нужд, в системе электрического отопления.

Галерея изображений В стандартной схеме ветряка присутствует ротор с лопастями, генератор и редуктор. Для установки необходима высокая мачта и аккумулятор для сбора полученной энергии По расположению оси вращения ветряки подразделяются на горизонтальные и вертикальные. У горизонтальных вариантов с противоположной стороны крепится "хвост" Ветряной генератор с вертикальным расположением оси вращения отлично работает при любом направлении и силе ветра, но требует более мощной и устойчивой конструкции мачты Используя двигатели от ненужной беспроводной техники и практически бесплатные подручные средства, можно сделать эффективную самодельную электростанцию Типовое устройство и стандарты конструкции ветряка Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения Ветрогенератор с вертикальной осью вращения Генератор для сборки самодельного ветряного генератора

Особенности расположения ветряков

Его высота должна превышать минимум на 10 м окружающие дома, деревья и прочие строения, а линии электропередач и прочие объекты должны находится в 100 м от ветряка. Это требование не всегда выполнимо – не все владельцы частных домов имеют приусадебные участки достаточной площади.

Ветряки лучше всего располагать на возвышенности, холме, подальше от деревьев и зданий – минимум в 100 метрах

Во-вторых, хорошо, когда рассматриваемая местность обладает хорошим ветропотенциалом – возвышенность или степная зона. Для запуска генератора потребуется скорость ветра от 2 м/с.

Многие модели ветряных систем, предназначенные для использования частными домохозяйствами, способны полностью покрыть потребности в электроэнергии.

Так, ветряк мощностью 1,5 кВт может в месяц генерировать, в зависимости от времени года, 100-200 кВт час. Если высоту мачты увеличить, то производительность станет больше в 2 раза.

Но это потребует дополнительных затрат на монтаж и расходные материалы. Срок службы ветряных электростанций составляет в среднем 20 лет.

Также у нас на сайте есть другие материалы по устройству, разновидностям ветрогенератора, расчету и изготовлению своими руками, и по установке.

Предлагаем вам ознакомиться с ними:

Одной из альтернативных систем отопления является геотермальная. В ее основе лежит использование энергии Земли. Это тепло земли, подземных вод, окружающего воздуха, преобразуемое тепловыми насосами (ТН). Важно, чтобы температура среды, используемая установкой, была выше нуля.

Устройство и принцип работы теплового насоса

Для работы геотермальной системы нужна электроэнергия, используемая на перенос полученного тепла. Тепловой насос, употребляя 1 кВт, выдает от 2-х до 6-ти кВт тепла.

Основной принцип работы ТН состоит в сборе тепла, преобразовании его и дальнейшей передаче в отопительный контур. Это реализуется благодаря устройству самого прибора.

Дешевле всего установить тепловой насос «воздух-воздух». Если соорудить его своими руками, то потребуется минимальные финансовые вложения

ТН состоит из 3-х замкнутых контуров, задействованных в процессе получения тепла для отопления частного дома:

внешнего – предназначенного для забора тепла у источников. По контуру циркулирует антифриз или соляной раствор;
внутреннего – заполненного хладагентом, чаще фреоном;
отопительного контура, заполненного теплоносителем.

Фреон, заполняющий внутренний контур, нагревается от тепла, пришедшего из внешнего контура. Имея низкую температуру кипения, он превращается в газ в первом теплообменнике – испарителе.

Затем поступает в компрессор, где сжимается, в результате чего выделяется много тепла, а температура самого газа многократно повышается – вплоть до 65 градусов.

Далее газообразный фреон попадает в следующий теплообменник, именуемый конденсатором, где оставляет свое тепло. Фреон, расставшись с большей частью тепла, попадает под давлением на сбросный клапан. Здесь резко падает давление, хладагент охлаждается и, приняв жидкое состояние, снова поступает в испаритель.

Тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, циркулирующую в системе отопления домовладения. Если в этой системе предусмотрено устройство теплых полов, то возможно достичь наиболее эффективного обогрева при минимальных затратах.

Сделать простейший вариант теплового насоса несложно собственными руками. Для этого потребуются фактически бросовые детали, дешево приобретенное оборудование и, конечно, терпение. Приводим схему тепловой системы с забором энергии тепла в скважине, заглубленной в доломит.

Испаритель рассматриваемой в примере системы подключен к забирающей энергию грунта скважине.

Специфику устройства теплового насоса для системы напольного обогрева представляет фото-галерея:

Альтернативная энергия для частного дома своими руками

Альтернативные источники энергии для частного дома своими руками

Когда не помогает технический прогресс, человечество начинает задумываться о природных источниках необходимой энергии, благодаря которым можно обогреть и осветить свой дом. Вот основные из них:

Рассмотрим идею создания генератора из биоотходов. Действие его будет аналогично природному газу: отходы помещают в закрытую емкость, в результате их разложения выделяются метан и сероводород с углекислотой. Такие источники энергии используются на животноводческих фермах, и тем, кто желает перенять опыт, необходимо либо иметь собственное хозяйство, либо регулярно получать его отходы, и где-то их хранить. Хозяйством занимаются многие, у кого есть частные дома (например, держат кур), так что попробовать вполне можно.

Для создания генератора нужна емкость, которая будет герметично закрываться. В ней должен быть смонтирован специальный шнек для того, чтобы перемешивать отходы. Также, помимо отверстия для загрузки биоматериала, необходима трубка для отвода газа и штуцер для выемки отработанных отходов. Кстати, их можно использовать для удобрения земли и получения хорошего урожая. Повторюсь, что герметичность емкости крайне обязательна, иначе никакой энергии создать не получится. Если емкость не будет использоваться постоянно, то в ней нужен будет еще и клапан для сброса давления.

Как вы видите, ничего сложного в монтаже и установке генераторов электроэнергии нет. Необходима, конечно, определенная сноровка, но чего не сделаешь в целях экономии средств! Помните только, что источники энергии (биоотходы и ветер) также должны быть постоянными.

Остановимся лучше кратко на солнечных батареях. Их собрать немного проще, потому, что можно купить готовые фотоэлементы. На них есть отметки о мощности в вольт-амперах, поэтому вы сможете рассчитать, какое количество фотоэлементов вам необходимо.

Чтобы собрать корпус солнечной батареи вам понадобится лист фанеры. К нему вы прибьете деревянные рейки и просверлите отверстия для вентиляции. Внутрь необходимо поместить лист ДВП, на котором будет размещена уже готовая (спаянная) цепь фотоэлементов. Останется только проверить работоспособность цепи и прикрутить оргстекло. Вот, пожалуй, и все.

Отопление загородного дома без газа. 9+способов

Отопление природным газом комфортно и удобно для владельца. Кроме того, оно еще и одно из самых выгодных, если считать затраты на обогрев. Но чем отапливать дом, если нет газа? Следует искать другие способы обогрева.

Это и привычные котлы, и электричество, также еще мало распространенные геотермальные и солнечные отопительные системы. Выбор определяется применимостью той или иной технологии, стоимостью оборудования и текущими расходами на обогрев.

Что делать, если газа нет

Как наладить экономичное отопление частного дома без газа? Потребуется проанализировать другие источники тепла, сравнить их экономические показатели. При этом учитывать нужно не только цену оборудования и расходы на установку и запуск.

Не меньшее влияние на выбор должны оказывать эксплуатационные расходы, включающие в себя стоимость топлива, регулярного сервисного обслуживания, плановых ремонтов. Обычно сравнивают стоимость владения системами за определенный период: 3, 5, 10 или более лет.

Альтернативные способы

В качестве альтернативы газовом системам можно рассмотреть следующие варианты отопления загородного дома без газа.

Котлы на твердом или жидком топливе

Применяя твердотопливные котлы, можно отапливать жилье торфяными брикетами, каменным углем или дровами. Современные жидкотопливные котлы чаще всего используют солярку.

Отопление электричеством

Отопление электрообогревателями весьма удобно в эксплуатации. Повсеместному применению препятствует высокие расходы на обогрев частных домов средней и большой площади. Отопление электричеством в качестве основного выгодно лишь для небольших домов. Электричеством можно отопить дачу зимой, если домик небольшой и посещается только по выходным.

Геотермальное отопление

Как еще можно обогреть дачу или дом зимой без газа? Используется возобновляемый и практически неограниченный по запасам ресурс – тепло земной коры.

экологичность;
не используются покупные энергоресурсы.

геотермальные источники существуют не везде;
высокая стоимость монтажа системы;
необходимость в периодическом обслуживании.

Такие системы выгодно устанавливать в горных районах с повышенной геотермальной активностью. В обычных регионах придется бурить слишком глубокие скважины.

Отопление с помощью солнечных коллекторов

Еще одна зеленая технология, призванная снизить нагрузку на окружающую среду. Используется бесплатная энергия солнечного света, нагревающая теплоноситель в прозрачных трубках.

Теплоаккумулятор позволяет запасать энергию в период яркого света и возвращать ее в систему в пасмурные дни ил ночью.

Водяной контур

Чем отопить дачу или дом, если нет газа? Водяной контур позволит сделать это с низкими эксплуатационными расходами. Источник тепла, использующий электроэнергию или энергию сгорания топлива, нагревает теплоноситель, циркулирующий в системе отопления здания.

По трубам нагретая жидкость поступает в теплообменники, расположенные в комнатах, и там отдает свое тепло воздуху.

Какой котел использовать - назначение, особенности, плюсы и минусы

Твердотопливный котел

Как дешево отопить дом? Использовать твердое топливо. В топке, окруженной теплообменником, сгорает загруженное в нее топливо. Продукты сгорания выходят через дымоход, а зола и шлак просыпаются чрез решетку колосника в накопитель

простота конструкции;
дешевизна топлива;
нет нужды в дорогом сервисном обслуживании.

большой объем ручной работы: загрузка топлива, удаление шлака и золы;
малая автономность работы: от нескольких часов (на дровах) до суток (на угле);
отложение сажи в топке и дымоходе.

Это самый экономичный способ обогрева дома без газа и электричества.

Жидкотопливный котел

Это надежный и не слишком дорогой способ обогреть дом. Внутри теплообменника расположена дизельная горелка, форсунка подает топливо под давлением, образуя рабочую смесь. Система автоматики регулирует мощность и отключает подачу топлива при угасании пламени.

большая автономность работы;
точное управление мощностью;

высокая стоимость топлива;
неприятный запах солярки и продуктов сгорания;
дорогое сервисное обслуживание.

Электрический котел

Электронагревательный элемент расположен внутри расширения трубопровода.

малые габариты, не требуется отдельное помещение и дымоход;
низкая цена котла;
плавная регулировка мощности;
быстрый прогрев.

К минусам относится самые высокие расходы на отопление и риск поражения электрическим током. Это удобный, но достаточно дорогой способ отопить дачу зимой.

Типы систем

Для соединения котла и радиаторов используются следующие схемы разводки труб

Одноконтурная

К выходцу котла подключается ближайший к нему радиатор, прошедшая через него жидкость, подается в следующий и так до последнего теплообменника. Его выход соединяется со входным патрубком котла.

Единственная труба позволяет сэкономить на материалах и работах, но обеспечить одинаковую температуру в комнатах можно будет только после длительной многоступенчатой регулировки.

Двухконтурная

Прокладывается две параллельных трубы: прямая и обратная все радиаторы подключаются к ним параллельно. Затраты на материалы удваиваются, зато намного проще установить комфортную температуру в каждом помещении.

Лучевая

Каждый радиатор подключен к прямому и обратному коллектору двумя отдельными трубами. Такая схема дороже всех по материалам и монтажу. Она позволяет регулировать напор и температуру в каждом радиаторе отдельно.

Кром этого, любой радиатор можно отключить для ремонта или обслуживания, не останавливая систему. Текущие расходы на отопление минимальны.

Что лучше использовать

Теплый пол

Под напольным покрытием в цементной стяжке размещаются трубы с теплоносителем, подключенные к котлу.

равномерный прогрев комнаты по высоте;
нет слоя холодного воздуха над полом;
снижаются затраты на отопление.

высокие затраты на материалы и монтаж;

низкая ремонтопригодность.

Радиаторы

Теплообменники подвешиваются к внешней стене под окнами и рядом с входной дверью.

низкие затраты на установку;
простота обслуживания и ремонта.

высокие затраты на обогрев частного дома;
слой холодного воздуха над полом.

Электрическое отопление

Наиболее распространены следующие типы электрообогрева:

Система теплого пола

Электронагревательный элемент укладывает под напольное покрытие в цементной стяжке или без нее. Используется ряд разновидностей теплого пола:

Греющий кабель

Кабель укладывается змейкой на арматурную сетку так, чтобы покрыть всю площадь комнаты или обогреваемой зоны. Витки кабеля должны располагаться на равном расстоянии друг от друга для обеспечения равномерного прогрева.

Таким кабелем можно покрыть комнату любой формы. Кабель стоит относительно недорого, но трудоемок при укладке.

Нагревательные маты

В этом случае система поставляется в виде прямоугольных матов из полимерной арматурной сетки, некоторую уже уложен и закреплен греющий кабель.

Монтируется он в несколько раз быстрее греющего кабеля, но матами можно покрыть только прямоугольную зону обогрева.

Инфракрасная нагревательная пленка

Тонкая полимерная пленка с напыленным проводящим слоем испускает инфракрасные лучи. Они нагревают напольное покрытие, а от него нагревается воздух в комнате.

Пленка не требует цементной стяжки и не снижает высоту помещения. У нее самый высокий КПД.

Особенности монтажа и эксплуатации

Перед монтажом нужно выровнять поверхность чернового пола. На нее расстилают гидроизоляцию, далее идет слой стяжки. Поверх него размещают пароизоляционную мембрану, а далее – финишное покрытие. При установке и эксплуатации напольного покрытия недопустимо забивать в стяжку гвозди или ввинчивать саморезы.

Конвекторные радиаторы

Электронагревательный элемент заключен в легкий корпус с отверстиями для прохода воздуха. Низкая температура поверхности исключает риск ожога.

Настенные

настенные конвекторы устанавливаются стационарно и крепятся к стенам. Они подключаются к электропитанию с помощью постоянной скрытой проводки. Мощность регулируется термостатом, расположенным на корпусе прибора либо на настенном пульте, вынесенном в удобное место.

Напольные

Конвекторы в напольном исполнении служат для локального обогрева в том месте, где это необходимо. Они подключаются к сети через обычные розетки и имеют колесики и ручки для облегчения перемещения по помещению. Они менее экономно используют энергию, чем стационарные.

Особенности эксплуатации

Во время использования конвектор нельзя накрывать посторонними предметами. Если воздух не сможет выходить свободно, эффективность работы прибора упадет в несколько раз.

Напольные устройства не рекомендуется использовать в помещениях, где есть маленькие дети или домашние животные. Бегая, они могут запнуться за кабель и опрокинуть прибор.

Отопление с помощью инфракрасных нагревателей

Это современная система альтернативного отопления частного дома без газа, основанная на поглощении и инфракрасного излучения плотными предметами, и прежде всего – полом комнаты.

Такой обогреватель не обогревает воздух, а сразу начинает нагревать пол или предметы интерьера. Уже от них нагревается воздух. При работе системы отсутствует прослойка холодного воздуха возле пола, температура по высоте комнаты одинаковая.

Варианты размещения

Чем большую площадь пола охватывает пятно инфракрасного излучения, тем эффективнее работа прибора. Поэтому лучше всего размещать их под потолком.

Допустимо подвешивать ИК-отопители на стены, при этом их нужно сориентировать так, чтобы площадь охвата пола была максимальной.

При напольном размещении ИК-обогревателей ограниченной мощности они отапливают лишь небольшую зону возле себя.

Энергопотребление

ИК-отопители обладают самым большим коэффициентом полезного действия Их энергопотребление при прогреве помещения до равных температур наименьшее из всех электрических систем обогрева дачного дома. Но для этого надо соблюдать правила их размещения.

Геотермальное отопление

Как наладить отопление дома без газа и электричества? В районах расположения выходов геотермальных вод и горячих источников можно использовать тепло земной коры. В пробуренную скважину опускается теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель.

Он попадает в систему отопления здания. Для эффективного отбора избыточного подземного тепла, достаточного для отопления зимой, приходится использовать сводное и дорогое оборудование.

Кроме того, подземные геотермальные источники, как правило, сильно минерализованы. Это сокращает срок службы теплообменника, он нуждается в периодической замене. Такое отопление частного дома без газа и электричества требует больших первоначальных вложений, зато избавляет от платежей поставщикам топлива или электроэнергии.

Отопление с помощью солнечных коллекторов

Это экологичный способ отопления дома без газа. Контур с теплоносителем выносится за пределы здания, где на земле или на скате крыши размещаются батареи трубок, прозрачных с одной стороны и покрытых отражающим слоем с другой.

Теплоноситель поглощает солнечное тепло, циркуляционный насос подает нагретую жидкость в дом, где она распределяется по батареям отопления. Эффективность солнечных коллекторов зависит от уровня освещенности и от угла, под которым солнечный свет падает на трубки.

независимость от поставщиков энергоресурсов;
низкие эксплуатационные расходы;
нулевая нагрузка на окружающую среду.

хрупкость солнечных коллекторов;
необходимость защиты их от природных явлений;
Риск повреждения трубки градом или дикими животными.

Энергии солнечного света, собираемой коллектором, бывает достаточно для отопления загородного дома лишь в южных регионах страны. В условиях сурового климата и малого количества солнечных дней такая система может работать лишь как вспомогательная.

Итог: какое отопление выбрать, если газа нет

Какое отопление без газа выбрать? Выбор способа обогрева зависит от назначения и площади дачного дома или коттеджа, материала стен, качества теплоизоляции и доступных ресурсов.

Так, небольшой дачный дом, посещаемый по выходным, лучше отапливать электричеством. В коттедже средних размеров выгоднее будет установить жидкотопливный котел. Если же необходимо организовать отопление без электричества и газа, на выручку придет твердотопливный энергонезависимый котел.

В регионах с мягким климатом и большим количеством ясных дней отопление загородного дома можно доверить солнечному коллектору.

Аналог солнечной батареи, или как получить энергию из тени

Солнечная энергия пока используется довольно мало, а зря

Как работают солнечные батареи?

Вообще есть два типа устройств на солнечной энергии. Одни называются солнечными батареями, а другие солнечными коллекторами. В чём между ними разница?

Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

Солнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца, переносимой видимым светом и ближним инфракрасным излучением. Солнечный коллектор собирает тепло, нагревая теплоноситель.

Генератор на теневом эффекте

SEG представляет собой набор ячеек на прозрачной пластиковой пленке. Данные ячейки ничто иное как золотая пленка на кремниевой пластине. Что удивительно, несмотря на наличие золотой плёнки, SEG выходит дешевле, чем просто кремниевые аналоги. Но на этом плюсы не заканчиваются. Проведя эксперименты, стало ясно, что в условиях переменной освещенности SEG в 2 раза эффективнее солнечных батарей, причем максимальное количество электричества удалось получить, когда половина поверхности была освещена, а другая половина находилась в тени. Худшие результаты зафиксированы при полной освещённости и полной тени.

Возможно, вас заинтересует: что случится с Солнцем в будущем?

На данный момент, SEG создавался под смартфоны и мелкую бытовую электронику, требующую периодической подзарядки. Из-за ориентированности на переменную освещенность, теневой генератор должен заменит солнечные батареи в домах.

Ещё в SEG обнаружилась интересная особенность, которая открывает для него немного иной рынок. В связи с тем, что генератор мониторит изменение освещённости, он может служить автономным датчиком движения. Учёные провели очередной эксперимент, и догадка подтвердилась. Когда человек или домашнее животное отбрасывают даже прерывистую тень датчик запускается и ведёт запись. Для систем сигнализаций это может стать интересной альтернативой обычным датчикам и камерам, так как SEG полностью автономен.

Работа по улучшения генератора продолжается: сейчас ученые пробуют заменить золото другим материалом, чтобы ещё снизить себестоимость.

Где можно применить новый генератор на теневом эффекте?

Генератор на теневом эффекте

Могут ли быть глобализированы электромобили, и как данный процесс продвигается в России? Не знаете, читайте тут

Вы уже пользуетесь солнечными батареями? Если да, поделитесь в комментариях или нашем телеграм-чате, как вы расцениваете новую разработку сингапурских учёных, и приобретёте ли вы для личных целей такой генератор?

Читайте также: