Alternative opvarmningskilder til landhus: sammenlignende oversigt over øko-systemer

En af de største poster i en husstands budget er betaling for kommunal opvarmning eller køb af brændstof til at opvarme boligen. Enhver fornuftig ejer tænker sikkert over reelle og effektive måder at reducere disse omkostninger på. Men de kan faktisk reduceres til et minimum ved at bruge alternative energikilder. Hvad er de, og hvordan anvendes de? Det er helt sikkert værd at vide.

Alt om, hvordan man indretter alternativ opvarmning i et privat hus, får du at vide i vores artikel. Med vores hjælp kan du nemt finde den bedst egnede mulighed for dig. En detaljeret beskrivelse af principperne for de “grønne energi”-systemer vil gøre det muligt at afgøre, hvilken teknologisk metode der er bedst at bruge til at få varme.

Artiklen beskriver i detaljer de forskellige typer gratis energikilder, og metoder til varmeproduktion til husholdningsbrug præsenteres. Til hjælp for gør-det-selv-folk og omhyggelige ejere af landejendomme er der vedlagt fotoserier, diagrammer og meget nyttige videoinstruktioner.

Fordele og ulemper ved alternativ energi

Man kan opgive de traditionelle varmekilder, der i mange år er blevet brugt til opvarmning. Hvor utroligt det end lyder, er det helt realistisk. Mange ivrige modstandere hævder, at det er umuligt at erstatte naturressourcer med miljøvenlige alternativer.

Alternativet er solenergi, vindkraft, varme gemt i jordens indre, affald fra produktion og menneskelig aktivitet. Sådanne muligheder er relevante i den moderne verden på grund af den generelle forurening af miljøet.

Alternative energikilder kan forsyne et landhus med elektricitet og varmeenergi.

En anden væsentlig fordel er den mærkbare besparelse, når man anvender miljøvenlige kilder med spontant vedvarende energi. Ved første øjekast synes det urimeligt dyrt og næppe at tjene sig ind.

Ser man nærmere på egenskaberne ved hver metode, kan man se, at et økoprojekt betaler sig efter 4-7 år, og derefter er der kun de løbende omkostninger ved at holde de anvendte mekanismer kørende.

Muligheden for helt at erstatte det sædvanlige brændsel med et alternativt er bevist af adskillige reelle eksempler. Husejere i forskellige lande verden over benytter sig af miljøvenlige opvarmningsmuligheder. Hos os er det kun få, der radikalt skifter det vante brændsel, der bliver dyrere år for år.

Hovedproblemet ved brug af økobrændsel er de store investeringer i starten. Først skal man nemlig detaljeret beregne den nødvendige energi til et bestemt hus eller sommerhus. Derefter finde ud af, hvilken type økoressourcer der er mest fordelagtig i det specifikke område.

Dernæst skal man udarbejde en plan for placeringen af energi-genererende udstyr, købe alt det nødvendige og installere det.

Hvis relevante specialister tager sig af alle disse spørgsmål, vil den endelige pris for økovarme være meget høj. For at spare penge kan man prøve at klare det selv.

For det skal man kaste sig fuldt ud over emnet alternative energikilder for at undgå at skulle indhente ekstern hjælp. I dette tilfælde vil projektets pris være flere gange billigere.

Det er netop den anden mulighed, mange private boligejere vælger. Deres praksis viser, at det er fuldt muligt at blive energiuafhængig. Man kan helt eller delvist erstatte traditionel brændsel - alt afhænger af husstandsstørrelsen, de økonomiske muligheder i starten og den valgte opvarmningsmetode.

Anvendelsesområdet for “grøn energi” demonstreres af et fotoudvalg:

Typer af vedvarende energikilder til opvarmning

Til opvarmning af huset kan man med succes bruge vind-, sol- og jordenergi. Samt biobrændsel. Lad os se nærmere på, hvordan man gør og hvad der kræves.

Type #1 – vindkraft

Meget succesfuldt kan man bruge vindenergi som alternativ kilde til opvarmning af et landsted. Denne ressource kan ikke udtømmes. Den er vedvarende. For at bruge vindkraften kræves en særlig anordning kaldet en vindmølle.

Princippet for brug af vindenergi

For at omdanne vindkraft til en alternativ varmekilde kræves en vindgenerator. De kan være lodrette eller vandrette afhængigt af rotationsaksen. Der er mange producenter, der tilbyder deres modeller til kunder.

Vindenergianlæg findes med vandret og lodret rotationsakse. Større ydeevne har de vandret orienterede.

Prisen afhænger af materialet, størrelsen på selve anlægget og effekten. Man kan også bygge en vindgenerator selv ved hjælp af tilgængelige materialer.

Enhver vindmølle består af følgende komponenter:

• vinger;
• mast;
• vindfløj for at opfange vindretningen;
• generator;
• controller;
• akkumulatorbatterier;
• inverter.

Arbejdsprincippet for et vindenergianlæg er baseret på vindkraften, der drejer vindmøllens vinger. Vingerne, fastgjort på masten, befinder sig højt over jorden. Jo højere, desto højere ydeevne. For at forsyne et enkelt hus er en højde på 25 m tilstrækkelig.

De roterende vinger sætter generatorens rotor i gang. Den begynder at producere trefaset vekselstrøm, som kræver yderligere omdannelse. Denne strøm går til controlleren, hvor den omdannes til jævnstrøm. Den bruges til at oplade akkumulatorbatterierne.

Efter at have passeret batterierne udjævnes strømmen og sendes til inverteren, hvor den omdannes til enfaset vekselstrøm med frekvens 50 Hz og spænding 220 volt. Nu kan den bruges til husholdningsbehov, i et elektrisk varmesystem.

Særlige forhold ved placering af vindmøller

Vindmølleanlæg kan fungere under bestemte forhold. For det første er en vindgenerator – en ret omfangsrig konstruktion, der kræver en betydelig plads til opsætning. En lille enhed kan ikke opfylde energibehovet.

Dens højde skal være mindst 10 m højere end omkringliggende huse, træer og andre bygninger, og elledninger og andre objekter skal være 100 m væk fra vindmøllen. Dette krav kan ikke altid opfyldes – ikke alle ejere af private hjem har tilstrækkelig stor grund.

Vindmøller placeres bedst på en forhøjning, en bakke, væk fra træer og bygninger – mindst 100 meter væk.

For det andet er det godt, når det pågældende område har et godt vindpotentiale – højdedrag eller steppezone. For at starte generatoren kræves der vindhastighed fra 2 m/s.

Mange modeller af vindkraftsystemer, der er beregnet til brug i private husstande, kan fuldstændig dække elbehovet.

Således kan en vindmølle på 1,5 kW om måneden, afhængigt af årstiden, generere 100-200 kWh. Hvis mastens højde øges, bliver ydelsen dobbelt så stor.

Men dette vil kræve ekstra omkostninger til montering og forbrugsmaterialer. Levetiden for vindkraftværker er i gennemsnit 20 år.

Der er også andre materialer på vores hjemmeside om opbygning, typer af vindgeneratorer, beregning og hjemmelavet fremstilling samt installation.

Vi foreslår, at du gør dig bekendt med dem:

• Kinetisk vindgenerator: opbygning, arbejdsprincip, anvendelse
• Vindgenerator til privatbolig: typer og egenskaber ved enheder, finesser ved valg, tilbagebetalingsberegninger + de bedste tilbud
• Sådan beregner du en vindgenerator: formler + praktisk eksempel
• Gør-det-selv vindgenerator fra en vaskemaskine: vejledning til samling af en vindmølle
• Sådan laver du vinger til en vindgenerator selv: eksempler på egen fremstilling af vinger til en vindmølle

Type #2 – jordenergi

En af de alternative varmesystemer er geotermisk. Det er baseret på brug af Jordens energi. Det er jordvarme, grundvand, omgivende luft, omdannet af varmepumper (VP). Det er vigtigt, at temperaturen i det medium, som systemet bruger, er over nul.

Opbygning og funktionsprincip for en varmepumpe

For at det geotermiske system kan fungere, kræves der elektricitet, der bruges til at flytte den opsamlede varme. En varmepumpe, der bruger 1 kW, leverer mellem 2 og 6 kW varme.

Hovedprincippet for VP's funktion er at opsamle varme, omdanne den og videregive den til varmekredsen. Dette realiseres takket være apparatets egen konstruktion.

Det billigste er at installere en luft-til-luft varmepumpe. Hvis man bygger den selv, kræves der minimale økonomiske investeringer.

VP består af 3 lukkede kredsløb, der er involveret i processen med at opnå varme til opvarmning af et privat hus:

• eksternt – beregnet til at opsamle varme fra kilderne. I kredsløbet cirkulerer frostvæske eller saltopløsning;
• internt – fyldt med kølemiddel, oftest freon;
• af varmekredsen, fyldt med varmebærer.

Freon, der fylder den indre kreds, opvarmes af varmen fra den ydre kreds. Med en lav kogepunkt omdannes den til gas i den første varmeveksler – fordamperen.

Derefter går den ind i kompressoren, hvor den komprimeres, hvilket frigiver meget varme, og selve gassens temperatur stiger flere gange – op til 65 grader.

Derefter kommer den gasformige freon ind i den næste varmeveksler, kaldet kondensatoren, hvor den afgiver sin varme. Freon, efter at have afgivet det meste af varmen, kommer under tryk til en udløbsventil. Her falder trykket kraftigt, kølemidlet afkøles og, efter at have antaget flydende form, kommer det igen ind i fordamperen.

Varmen, som freon efterlader i kondensatoren, opvarmer væsken, der cirkulerer i husets varmesystem. Hvis dette system har gulvvarme, er det muligt at opnå den mest effektive opvarmning med minimale omkostninger.

Det er ikke svært at lave den enkleste version af en varmepumpe med egne hænder. Det kræver stort set kasserede dele, billigt indkøbt udstyr og selvfølgelig tålmodighed. Vi viser et diagram over et varmesystem med varmeenergiopsamling i en brønd, der er boret i dolomit.

Varmepumper har meget til fælles i deres konstruktion. Traditionelle komponenter: 1 – kompressor; 2 – kondensator; 3 – fordamper; 4 – TEV, dvs. termisk ekspansionsventil.

Fordamperen i det betragtede system er tilsluttet en brønd, der opsamler energi fra jorden.

Fotogalleriet viser detaljerne af varmepumpens konstruktion til gulvvarmesystem:

Formål med at bruge varmepumpe

Varmepumper (VP), der udvinder varme fra omgivelserne, findes i forskellige typer. Det afhænger af typen af omgivelser, der anvendes som varmekilde, og typen af kølemiddel.

Følgelig skelnes der mellem følgende VP-typer:

• luft-luft;
• vand-luft;
• vand-vand;
• jord-vand.

De første to pumpetyper anvendes i luftvarmesystemer, og de sidste to typer anvendes i systemer med flydende kølemiddel.

Den vertikale varmepumpevariant er mest effektiv til at udvinde jordens energi, men den er dyrest.

Økonomisk set er det mest fordelagtigt at bruge en vand-vand varmepumpe. Denne mulighed er hensigtsmæssig, hvis der er et isfrit vandområde i nærheden af huset, hvor der lægges rør til varmetagning.

En varmepumpe kan levere 30 W varme pr. meter rør. Afhængigt af husets størrelse og energibehov skal der lægges et tilsvarende antal rør.

Luftbaserede pumper kan ikke erstatte traditionel opvarmning i områder med hårdt klima. Med hensyn til varme fra jorden er det et meget dyrt projekt. Der anvendes horisontal geotermisk marklægning, vertikal og klyngeboring.

Ved den horisontale variant skal der etableres et geotermisk felt i en dybde dybere end frysegrænsen. Det er omkring 1,5-2 m. Arealet af et sådant felt bliver betydeligt – fra 200 m².

VP kan erstatte konventionelt brændsel i varmesystemet og sikre fuld energiuafhængighed til landhuset.

For at realisere et vertikalt og klyngeprojekt kræves boring til betydelig dybde med brug af borerigge.

Dette er en meget dyr service. Udstyr til denne type varmepumpe er hensigtsmæssig for ejere af sommerhuse, der ikke bekymrer sig om omkostningerne. Opvarmning, der bruger varme fra jordens indre, kan helt erstatte fastbrændsel eller gas.

Geotermisk opvarmning er mest fordelagtigt at bruge i tandem med et vandbårent gulvvarmesystem. Det giver det mest optimale resultat.

Af væsentlige ulemper – stor længde af rørføring til varmeopsamling, dyre jordarbejder til systeminstallation, behov for stort areal til etablering af geotermisk felt.

Type #3 – solenergi

Solenergi, som udstråles af solen året rundt, kan selv i bidende frost blive en alternativ varmekilde til opvarmning af et landsted. Det er vigtigt at lære at opsamle og bruge den korrekt i varmesystemet.

Til opsamling og omdannelse af solenergi bruges solcellepaneler med fotovoltaiske omformere og solfangere, som består af et system af rør fyldt med varmebærer.

Solvarmeanlæg har en høj virkningsgrad. Mange sparsommelige husejere udstyrer selv deres huse med sådanne systemer.

Den grundlæggende forskel på disse omformere er, at panelerne producerer strøm, som kan bruges til elektrisk opvarmning af et landsted. Solfangere derimod bruges i vand- og luftvarmesystemer. Den mest effektive løsning er at installere gulvvarme i rummene.

Forestillingen om, at solen ikke kan klare opvarmningen af et hus, er kun berettiget ved forkert installation og fejlagtige beregninger af den nødvendige energi og varme. Et optimalt valgt solvarmeanlæg kan sagtens levere autonom opvarmning.

Et andet spørgsmål er, at det vil kræve investering i køb af udstyr, installation og integration i det eksisterende varmesystem.

Et solvarmesystem med fotovoltaiske omformere absorberer solenergi, og silicium-solcellerne omdanner den straks til jævnstrøm. 1 m² installation kan producere 120 W.

Ud over paneler, der opfanger og omdanner solstråling, skal der til solvarmesystemet installeres en laderegulator, en DC/AC-omformer, og der skal sørges for sikkerhed – opsætning af sikringer.

Før man beslutter sig for at installere solvarmeanlæg, skal man sætte sig ind i deres opbygning og funktionsprincip.

Fordelen ved panelerne er muligheden for at tilslutte batterier, der oplagrer overskydende energi, som kan bruges om natten. En væsentlig ulempe ved brug af solcellebatterier er, at deres største effektivitet er i sydlige regioner. I et barsk klima er det økonomisk uhensigtsmæssigt at installere dem som primær varmekilde.

Solvarmeanlæg udstyret med rørsystemer er bedre egnet til regioner med kolde vintre og minusgrader. Afhængigt af panelstruktur og materialer skelner man mellem vakuumkollektorer, flade kollektorer og koncentratorer.

De dyreste blandt dem er dem med vakuumrør. Men de er de mest effektive i alle årstider og al slags vejr, da de kan absorbere et bredt spektrum af solstråling. En anden fordel er, at vakuumpaneler fungerer godt ved minusgrader ned til -35 °C.

Solcellekollektorer kan installeres selv, uden at benytte tjenester fra specialiserede virksomheder. Arbejdet kræver en hjælper, men kan spare på husholdningsbudgettet.

Princippet i kollektoren er, at den opfanger solstråling, som i vakuumrørene omdannes til varme. Varmen overføres derefter til varmebæreren, som transporterer den til varmevekslertanken. Derefter går varmebæreren ind i varmesystemet.

Mere detaljeret har vi gennemgået de bedste konstruktioner til solvarme af huse i vores anden artikel.

Type #4 – biologisk rent brændstof

En af de effektive og overkommelige måder at opvarme et landsted på er en kedel, der kører på biologisk rent brændsel.

Denne type alternativ opvarmning bruger produktionsaffald – skaller fra landbrugsafgrøder, flis, savsmuld og andre biprodukter fra træforarbejdningsindustrien.

Der findes mange kedler, der kører på pellets. Der er mulighed for at automatisere brændselsfremføringen, så alt foregår uden ejerens indgriben.

Af forskelligt affald fremstilles kompakte pressede granulat af lille størrelse – pellets, som brændes i kedler. Sammenlignet med almindeligt brænde brænder dette brændsel længere og giver mere varme.

Der fremstilles også store, tætte briketter af forskellige slags vegetabilske affald. Denne komprimerede brændsel giver 2-4 gange mere termisk energi. Dens brændværdi er op til 5,0 kWh/kg.

Pellets, i modsætning til briketter, er betydeligt mindre. De anvendes i automatiserede opvarmningssystemer. Briketter er mere effektive, men har en større størrelse.

Til en gasfyr kan man bruge biogas. Det er nemt at få ved rådning af organisk affald. Til det kræves en tilstrækkelig stor tank, hvor affaldet placeres, og der skal være en installation til omrøring.

Under påvirkning af luft og bakterier vil der foregå en rådningsproces og gasudvikling. Der skal installeres en rørledning til bortskaffelse af det brugte materiale. Derudover skal der bruges passende udstyr til at opsamle gassen i specielle tanke, rense den og transportere den til opvarmningssystemet.

En miljøvenlig opvarmningsmetode, der bruger en alternativ varmekilde – en brintkedel.

Dets funktion er baseret på reaktionen mellem brint og oxygen, hvor der frigives en enorm mængde varme. Denne type opvarmning kræver overholdelse af drifts- og sikkerhedsregler.

Princippet for en brintkedel er baseret på kemisk spaltning af vand til brint og oxygen, hvilket frigiver meget varme og ingen skadelige stoffer. Men sikkerhedsreglerne skal overholdes.

Den største ulempe er den høje pris på fabriksudstyr. En løsning på denne situation er at installere et brintopvarmningssystem selv.

Til dens drift kræves en konstant tilslutning til elektricitet og vand, en brintbrænder, en brintgenerator, katalysatorer og selve kedlen. Varmen fra den kemiske reaktion overføres til en varmeveksler, og affaldet er simpelt vand.

For at lære mere om biobrændsel anbefaler vi at læse vores andre artikler om emnet:

• Biogasanlæg til dit hus: gør det selv med anbefalinger og eksempel
• Sådan får du biogas fra gødning: teknologi og opbygning af produktionsanlæg
• Brintkedel til opvarmning: konstruktion + funktionsprincip + udvælgelseskriterier
• Sådan bygger du en brintgenerator til hjemmet: praktiske tips til fremstilling og installation

Hvordan sparer man på implementeringen af “grøn energi”?

Når man analyserer de økonomiske aspekter af alternative opvarmningsformer, kan man nå til den skuffende konklusion, at der vil være behov for betydelige midler i den indledende fase.

Så efter 3-7 år, afhængigt af den valgte opvarmningsmetode, bliver der mærkbare besparelser takket være det energiuafhængige system.

Det er fordelagtigt og bekvemt at bruge kombinerede kilder til alternativ opvarmning. Til dette kan du vælge den mest optimale kombination til dit hjem.

Du kan spare på brug og installation af alternative anlæg til varmeproduktion. Mange gør-det-selv-folk kaster sig med stor begejstring over at skabe hjemmelavede alternativer til fabriksfremstillede apparater til omdannelse af alternativ energi.

Således kan man ret simpelt og billigt samle en solfanger af en slange, som vil fungere som en ekstra kilde til vandopvarmning.

Små vindmøller samles med succes hjemme af tilgængelige materialer. Også kyndige landmænd, der bor på landet, opbygger anlæg til omdannelse af biologisk affald af plante- og animalsk oprindelse til biogas.

Hjemmelavede vindgeneratorer er fuldt funktionsdygtige. Men for at samle dem skal du foretage foreløbige beregninger, købe forbrugsmaterialer og bruge din tid.

Senere bruges det til husholdningsbehov. Afhængigt af størrelsen af gæringstanken til affald og det private hjems areal er det muligt at forsyne husstanden fuldt ud med biogas til at dække alle behov.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video om kombination af alternative kilder til elproduktion i et lille sommerhus:

En video om at lave en vindgenerator selv hjælper dig med at forstå principperne bag konstruktionen:

En kort video om brug af en varmepumpe:

Video om fremstilling af biogas:

Det er helt realistisk at opgive traditionelle opvarmningskilder. For at gøre dette skal du nøje vælge et alternativ eller kombinere flere, baseret på områdets karakteristika, størrelsen af dit sommerhus og det omkringliggende areal.

Solenergi, jordvarme, vindkraft, udnyttelse af husholdningsaffald af plante- og animalsk oprindelse kan sagtens blive en værdig erstatning for gas, kul, brænde og betalt elektricitet.

Bruger du en af de alternative energikilder derhjemme? Del med os, hvad det kostede dig at samle anlægget, og hvor hurtigt det betalte sig tilbage.

Eller måske har en af dine bekendte indrettet deres landsted med vedvarende energikilder? Ved at bruge et solcelleanlæg eller en varmepumpe som uafhængig kilde til varme, varmt brugsvand og elektricitet?

Fortæl om denne erfaring i kommentarerne under artiklen – et konkret eksempel vil være nyttigt for boligejere, der stadig tvivler på virkeligheden af alternativ energi.