Alternativ energi til hjemmet: oversigt over ikke-standard energikilder

“Grøn energi” tiltrækker med nærmest kosmiske perspektiver. Fra miljøet kan man få helt gratis uudtømmelig energi til drift af autonome systemer. Og dens ressource fornyes dagligt uden menneskelig indblanding.

Men for at udnytte naturens gaver korrekt, skal man vide, hvordan de virker, og hvor de anvendes. Enig?

Alt om, hvordan alternativ energi bruges i hjemmet, finder du i vores artikel. Ved at læse vores information kan du vælge den bedst egnede løsning til at få varme eller elektricitet.

Vi har detaljeret beskrevet anlæg, der omdanner sol-/vind-/vand-/jordenergi. Kort og meget enkelt har vi forklaret deres virkemåde. De givne oplysninger hjælper med at sammenligne metoder og energikilder.

Typer af alternative energikilder

At anskaffe industrielle modeller af moderne enheder til udvinding af termisk eller elektrisk energi fra miljøet er ikke så svært.

De mest populære muligheder for sådant udstyr omfatter:

• solpaneler;
• solvarmekollektor;
• vindgeneratorer;
• varmepumper;
• biogasgeneratorer.

Videnskaben står ikke stille, der kommer hele tiden nye modeller af enheder til at få alternativ energi. Det er vigtigt ikke kun at vælge den rigtige løsning, men også at installere den korrekt. Meget ofte kan man ikke klare sig med kun én enhed. Man kan kombinere brugen af forskellige ressourcer.

For eksempel giver et solpanel mere elektricitet om sommeren, og en vindgenerator – om vinteren. Kombinationen af disse to enheder gør det muligt at sikre tilstrækkelig selvstændig elektricitet i hele året. På lignende måde kan man også kombinere andre enheder.

#1: Brug af solpaneler

Disse elementer bliver stadig mere populære og varierede. De sælges både som færdige sæt og som enkelte fotoceller. Amatør-håndværkere, der foretrækker at gøre alting selv, arbejder gerne med de sidstnævnte – det er en forholdsvis enkel opgave.

For at fremstille et solpanel med individuelle parametre, bør man anskaffe det nødvendige antal færdige fotoceller og lodde dem sammen til et fælles kredsløb.

Gennemsigtige elementer, der dækker arbejdsfladen på solpaneler, monteres på vinduer i højhuse, men de kan også anvendes med succes i privat boligbyggeri.

Man skelner mellem monokrystallinske og polykrystallinske fotoceller. Førstnævnte er mere produktive og holdbare, men effektive kun under forudsætning af en stabil energistrøm. Polykrystallinske celler har en lidt lavere virkningsgrad og en kortere levetid, men de kan fungere ret effektivt selv under forhold med høj skydække.

Fotocellerne placeres under et lag af et holdbart gennemsigtigt materiale, så de kan absorbere energi og samtidig forblive i den rigtige position. Huset med en gennemsigtig ydre overflade ligner en metalramme. Det bruges til at fastgøre panelerne.

Nogle gange bruges en trækonstruktion i stedet for et metalhus. Det er en mindre holdbar, men fuldt acceptabel løsning.

Paneler med fotoceller til solpaneler monteres på den mest solrige side af bygningen, normalt – på taget. Det er også vigtigt at vælge den rigtige inverter og batterier.

Konstruktionen med solpaneler bliver ret omfangsrig, derfor placeres den oftest direkte på husets tag. Huset monteres på en sokkel, så panelet med fotocellerne kan drejes, hvilket gør det muligt at følge solens bevægelse og opsamle flere UV-stråler afhængigt af årstiden.

Ved kraftig nedbør drejes panelet i lodret position for at forhindre skader og reducere mulig tilsmudsning. Montering af paneler – kun det første trin i realiseringen af et sådant system.

For at få den til at fungere optimalt, skal fotocellerne tilsluttes via en oplader til et solcelleinvertersystem.

For at lagre den opnåede elektricitet, har man brug for batterier til solpaneler, for eksempel SUNLIGHT PzS. Sådanne elementer kan installeres under jorden, i betydelig dybde – op til tre meter.

Korrekt valg af inverter til solceller og batteriregulator – et vigtigt punkt for at sikre maksimal effektivitet af hele systemet. Jo bedre alle komponenter er valgt, og jo mere nøjagtigt de specielle beregninger udføres, desto mindre vil tabet af elektrisk energi være.

En interessant type solceller – fleksibel filmvariant, hvor det aktive lag er påført en polymerfilm. De installeres på vinduesglasset i højhuse, naturligvis på den mest solrige side.

Virkningsgraden for sådanne elementer er lidt lavere end for den traditionelle variant – kun 7%. Men bekvemmeligheden ved deres brug og pladsbesparelsen kompenserer for denne ulempe.

Betaray-enheden til at øge potentialet for indfanget solenergi ser stilfuld og moderne ud. Den kan installeres i gården til et privat hus eller på taget af en etageejendom.

Moderne og usædvanligt ser enheden ved navn Betaray ud. Det er en ret stor glaskugle, der som en linse opsamler solstråler og leder dem til et panel med fotoceller. Installationen kan rotere automatisk for at opnå maksimalt sollys.

Resultatet er, at man kan klare sig med færre fotoceller og gøre solstrålingen mere stabil. Om natten kan Betaray absorbere måne- og stjernelys. Det er lidt, men nok til at give fuldgyldig gadebelysning. Samlet set har denne enhed en imponerende virkningsgrad for solceller – 35%.

Nyttige råd om valg, montage og drift af solceller findes her:

#2: Anvendelse af solfangere

Dette er en mere moderne og effektiv variation af et sommerbruser. Selv på den mest beskedne sommerhusgrund er der en tønde vand, der i løbet af dagen opvarmes til et ganske anstændigt niveau.

Hvis man installerer et system af smalle rør på taget, hvor vandet cirkulerer, kan man opnå en betydelig mængde varme og fuldstændig forsyne huset med varmt vand og endda med ganske tilfredsstillende opvarmning.

Solfangeren består af et system af smalle rør, hvor flydende varmebærer cirkulerer. Naturlige konvektionsprocesser sikrer cirkulationen af solopvarmet vand uden brug af pumpe (+)

Dette alternativ energikildes funktion er baseret på vands og lufts evne til at cirkulere ved opvarmning. Varmevekslerens beholder placeres i et højere niveau end solfangerens rør. Det opvarmede vand stiger op og kommer ind i den øverste del af varmevekslerens spiral.

Når varmemediet i solvarmekollektoren afkøles ved kontakt med postevand, synker det ned og bevæger sig igen ind i rørene, som solen opvarmer.

Den naturlige cirkulation af vand, der opvarmes og afkøles, gør det muligt at undvære specielle pumper eller andet elektrisk udstyr.

Den enkleste version af et sådant system kan laves af tilgængelige materialer: rør af forskellig diameter, en metalplade som bund. Stativet, som bunden fastgøres til, kan laves af vinkeljern eller andre metalelementer.

I denne version af den hjemmelavede solvarmekollektor er rørene svejset til en metalbund, og en tyk plade bruges som ramme.

Normalt males den del af systemet, der er udendørs, sort for at øge dets evne til at absorbere varme. Bunden med rørene fastgøres, så dens vinkel kan justeres.

Det er tilbage at indrette en varmevekslertank, placere en spiral i den og forbinde systemets elementer med hinanden og med vandforsynings- og/eller varmesystemet.

Den detaljerede teknologi til fremstilling af en solvarmekollektor til opvarmning er beskrevet i denne artikel.

Industrielle modeller af solvarmekollektorer er meget mere effektive end “hjemmelavede” og kan fungere året rundt, men prisen på et sådant system kan være ret høj.

Selvfølgelig er moderne solvarmekollektorer fra industriproduktion mere komplekse og arbejder mere effektivt. I nogle enheder bruges freon som varmebærer, hvilket gør det muligt at opnå termisk energi selv under kulde.

Industrielle enheder kan være udstyret med vakuumrør, en blok med fotoceller, temperatursensorer, automatisk styringssystem osv. Prisen på en sådan kollektor kan være meget betydelig.

#3: Udnyttelse af vindenergi

Vindmøller – enheder, der har været kendt længe og er ret populære blandt tilhængere af ren energi. Det er en ret voluminøs enhed, især hvis vindmøllevingerne roterer i et vandret plan. Derfor er versioner med lodret placerede vinger mere populære.

Vindmøller – er ret voluminøse produkter, som bør installeres i et åbent terræn, der er godt udsat for vind. En sådan enhed kan fuldt ud dække strømbehovet i et privat hjem.

Vindmøllen placeres på en høj og robust mast. Vingernes bevægelse overføres til en generator, og den opnåede energi lagres i et batteri. Derefter overføres strømmen til husets interne elektriske system eller bruges på anden måde.

En hjemmelavet vindmølle kan dække strømbehovet på en lille sommerhusgrund:

Industrielle modeller af moderne vindmøller er normalt udstyret med en praktisk elektronisk kontrolpult.

Hjemmelavede enheder konstrueres efter ret simple skemaer og tegninger. På internettet kan man finde mange varianter af forskellige typer og former. Man skal vælge et bekvemt sted til placering af en sådan konstruktion, hvor der blæser stærk vind, og aggregatet ikke vil forstyrre nogen. Jo højere vingerne er monteret, jo bedre.

Mobil vindturbine Uprise har relativt kompakte mål, og i samlet tilstand kan den transporteres på offentlige veje.

For nylig præsenterede virksomheden Uprise en original udvikling – en vindturbine monteret på en mobil platform. Hvis man ønsker det, kan enheden samles, gøres kompakt, og derefter transporteres med en almindelig offroader og installeres et andet sted.

Den mobile vindturbine Uprise har en effekt på 50 kW. Ifølge eksperter inden for alternativ energi er dette helt nok til at forsyne et ikke alt for stort privat hus med elektricitet, og endda dele overskydende elektricitet med naboerne.

En endnu mere original mulighed for at omdanne vindenergi til kilowatt – flyet Makani Power.

Makani Power – er et flyveudstyr, der gør det muligt at løfte et sæt små vindturbiner op i en betydelig højde og opnå den maksimale mængde elektricitet.

Dette er en højtvidenskabelig variation af en drage, hvorpå der er installeret små vindturbiner. Ideen er at bringe generatoren op i de øvre atmosfærelag, hvor lufthastigheden er væsentligt højere end ved jorden. Energien kommer ned via et kabel, der også fungerer som et reb, der holder “drageren”.

En interessant gennemgang af reparation af vindgeneratoren SF-600-5 (Kina) giver en idé om mulige problemer med økonomiklasse udstyr:

Interessante ideer til selvbygning af en vindmølle er beskrevet i artiklen – Sådan bygger du din egen vindgenerator: konstruktion, funktionsprincip + de bedste gør-det-selv-projekter

#4: Opvarmning med varmepumper

Disse enheder har længe indtaget en ærefuld plads i familien af anordninger til at opnå miljøvenlig energi. En varmepumpe fungerer omtrent på samme måde som et køleskab eller et klimaanlæg, men omvendt.

Apparater af denne type bruges hovedsageligt til opvarmning af boliger og også til opvarmning af vand. Selvom der findes modeller, der om sommeren med succes klarer opgaverne som et klimaanlæg.

Funktionsprincippet for en varmepumpe er baseret på at absorbere termisk energi med lavt potentiale til koncentreret højpotentiale varme. Anordninger af typen “jord-vand” er vanskelige at installere, men effektive.

Som varmekilde bruger sådanne systemer energien fra luft, varme fra jorden og vand. Energi er overalt, men i disse ressourcer har den lavt potentiale. Den ydre kreds af varmepumpen opsamler disse spredte smuler af termisk energi og flytter dem ind i systemet.

For at omdanne energi til en højpotentiale tilstand bruges et kølemiddel, normalt freon. Det absorberer den modtagne energi, opvarmes og går ind i kompressoren. Her komprimeres kølemidlet og går gennem fordamperen ind i varmeveksleren af det interne varmekredsløb.

Varmebæreren absorberer den koncentrerede termiske energi, og freon passerer gennem fordamperen og bliver igen flydende. Nu modtager den lavpotentiale energi, opvarmes osv.

I afhængighed af varmekilden og typen af varmebærer vælges typen af varmepumpe: “jord-vand”, “vand-vand”, “luft-vand”, “luft-luft” osv. Med en sådan enhed kan man ikke kun realisere traditionel vandopvarmning, men også luftopvarmning.

Mange dygtige gør-det-selv-folk har med succes lært at fremstille sådan en enhed selv; interessante variationer er beskrevet i følgende artikler:

1. Sådan bygger du en varmepumpe selv af et gammelt køleskab: tegninger, vejledning og samlingstips
2. Geotermisk varmepumpe til husopvarmning: opbygning, design, gør-det-selv-samling

At udvinde varme fra jorden er ikke den nemmeste opgave, da der kræves en stor grund og omfattende jordarbejde. Rørene til det eksterne kredsløb lægges i render og dækkes med jord. Det er klart, at brugen af dette område i fremtiden vil være begrænset.

Udendørs enhed til varmepumpe af typen “luft-vand” skal bare installeres på et passende sted, men sådan en enhed kan være ikke særlig effektiv ved lav udendørstemperatur

Men på denne måde kan man sikre en stabil temperatur for varmebæreren i det eksterne kredsløb, og det er en vigtig betingelse for en vellykket drift af varmepumpen. Det er meget praktisk, hvis der er en vandmasse i nærheden af huset; det eksterne kredsløb kan nedsænkes i vandet uden problemer. Som et alternativ til en vandmasse bruges en vandbrønd.

Til at opsamle varme fra luften bruges ikke rør med flydende varmebærer, men kraftige ventilatorer, som blæser luft ind i varmeveksleren. Udendørstemperaturen er langt fra så konstant som i tilfælde med vand eller jord, men til gengæld er det meget nemmere at finde et sted til enheden og udføre installationen.

Desværre er sådanne enheder ineffektive i nordlige områder, da opvarmning er umulig allerede ved -20 grader udendørstemperatur. Problemet løses ved at kombinere to forskellige varmesystemer.

#4: Biogas i forsyningssystemer

Affald – en anden interessant ressource til at få termisk energi. Ved behandling af affald med anaerobe bakterier frigives stoffer som metan, hydrogensulfid, kuldioxid og nogle urenheder.

Denne gasblanding kaldes biogas, og den kan også betragtes som en moderne alternativ energikilde.

Til forarbejdning i biogeneratoren bruges normalt en blanding af affald af vegetabilsk og animalsk oprindelse med vand. Massens fugtighed skal være 88-96% afhængigt af årstiden.

Selvfølgelig får man ikke dette brændbare stof fra kloakindholdet. Til dette bruger man organiske affaldsprodukter af animalsk eller vegetabilsk oprindelse. De placeres i en speciel beholder, som er meget robust og absolut tæt. Der tilsættes også bakteriekulturer.

Inde i enheden installeres en snegl for at blande den biologiske masse. Dette vil øge reaktionshastigheden og gøre generatorens arbejde mere effektivt.

Massen, der skal behandles, fortyndes med vand, som skal opvarmes til ca. 40°C. Om sommeren bør der tilsættes mere vand, men om vinteren kan biomassefugtigheden være omkring 90%.

For at opretholde en temperatur, der er behagelig for mikroorganismernes aktivitet, dækkes biogeneratorbeholderen med varmeisoleringsmaterialer. Alle råmaterialer læsses gennem en hals, som derefter lukkes tæt. Biogas samles i toppen af enheden og ledes ud gennem en særlig rørstump.

Af hensyn til bekvemmelighed, pladsbesparelse og sikkerhed placeres biogasanlæg under jorden, gasfordelingen sker via en vandlås, og det er nødvendigt at sikre opvarmning af biomassen (+)

Det forarbejdede affald tømmes gennem en separat rørstump; det er en værdifuld gødning, som kan anvendes på området. Et vigtigt punkt ved selv at bygge en biogenerator er sikkerhed. Da der konstant opbygges gas i beholderen, stiger trykket konstant.

Processen med selv at bygge en biogenerator af en metaltønde er beskrevet i denne video:

Hvis denne proces ikke kontrolleres, kan enheden simpelthen eksplodere. Det anses for mere sikkert at placere biogeneratoren under jorden end på overfladen. Man skal sikre konstant udtag af den producerede gas fra beholderen for at normalisere trykket.

Gasblandingen skal også håndteres forsigtigt. Det er et brændbart stof med en skarp og ubehagelig lugt, og indånding kan være sundhedsskadelig.

Ud over de ovenfor beskrevne kilder til gratis energi er der andre interessante tekniske løsninger med mange praktiske perspektiver:

Formål og anvendelse af termogenerator

Enheder af denne type har været kendt siden midten af forrige århundrede. De omdanner termisk energi til elektrisk energi. Den moderne industrielt fremstillede termogenerator er designet til montering på gasfyr eller brændeovne med lang brændetid med en effekt på mindst 200 W.

En af de mest kendte og efterspurgte termogeneratorer til husholdningsbrug fungerer sammen med en petroleumslampe:

En sådan enhed gør det muligt om vinteren, når varmeapparater kører konstant, at få omkring 150 kWh elektricitet om måneden.

Det kan betragtes som et supplement i kombination med solpaneler eller som en måde at kompensere for hyppige strømafbrydelser.

Der findes også bærbare modeller af varmegeneratorer, som kan omdanne varmeenergien fra et almindeligt bål. De kan bruges under byggeri, hvor der ikke er elektricitet, som et alternativ til en generator, der kører på flydende brændstof.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen vil præsentere de mest populære typer af anlæg, der kører på vedvarende energikilder:

Den eneste væsentlige ulempe ved alternative energikilder er den høje pris på udstyr og installation. Højteknologiske løsninger er effektive, bekvemme og ikke billige. Ikke desto mindre vil investeringen betale sig over tid. Og for gør-det-selv-entusiaster er der altid muligheder for selv at fremstille dem.

Fortæl os, hvad du synes om brugen af alternativ energi til hjemmet? Del din mening, deltag i diskussionerne og stil spørgsmål. Kommentarer kan efterlades i formularen nedenfor.