Применение биогаза

Во время анаэробной переработки органических отходов выделяется так называемый биогаз. В результате получается смесь газов, состоящая из метана, углекислоты и сероводорода. Генератор для получения биогаза состоит из:

  • герметичного бака;
  • шнека для перемешивания органических отходов;
  • патрубка для выгрузки отработанной массы отходов;
  • горловины для заливки отходов и воды;
  • патрубка, по которому поступает полученный газ.

Нередко емкость для переработки отходов устраивают не на поверхности, а в толще грунта. Чтобы не допустить утечки полученного газа, ее делают полностью герметичной. При этом следует помнить о том, что в процессе выделения биогаза давление в емкости постоянно повышается, поэтому газ требуется из емкости регулярно отбирать. Помимо биогаза в результате переработки получается отличное органическое удобрение, полезное для выращивания растений.

К устройству и правилам эксплуатации такого газового генератора предъявляются повышенные требования безопасности, поскольку биогаз опасно вдыхать и он может взорваться. Впрочем, в ряде стран мира, например, в Китае, этот способ получения энергии распространен довольно широко.

Подобная установка для получение биогаза может стоить недешево

Этот продукт переработки отходов можно использовать как:

  • сырье для тепловой электростанции и когенерационной установки;
  • замену природному газу в плитах, горелках и котлах.

Сильной стороной этого вида топлива являются возобновляемость и доступность, особенно в деревнях, сырья для переработки. Этот вид топлива имеет и ряд недостатков, таких как:

  • выбросы от сжигания;
  • несовершенная технология получения;
  • цена аппарата для создания биогаза.

Конструкция генератора для получения биогаза очень проста, однако при его эксплуатации следует соблюдать определенную осторожность, поскольку биогаз — опасное для здоровья горючее вещество

Состав и количество биогаза, получаемого из отходов, зависит от субстрата. Больше всего газа получают при использовании жира, зерна, технического глицерина, свежей травы, силоса и т. п. Обычно в бак загружают смесь из отходов животного и растительного происхождения, в которую добавляют некоторое количество воды. В летнее время рекомендуется увеличить влажность массы до 94-96%, а в зимнее время достаточно и 88-90% влаги. Воду, подаваемую в резервуар с отходами, следует подогревать до 35-40 градусов, иначе процессы разложения будут замедлены. Чтобы сохранить тепло, снаружи на бак монтируют слой теплоизоляционного материала.

Бесплатное электричество из сетевого фильтра

Многие искатели бесплатного электричества наверняка находили в интернете версии о том, что удлинитель может стать источником нескончаемой свободной энергии, образовывая замкнутую цепь. Для этого следует взять сетевой фильтр с длиной провода не менее трех метров. Из кабеля сложить катушку, диаметром не более 30 см, подключить к розетке потребителя электроэнергии, изолировать все свободные отверстия, оставив только еще одну розетку для вилки самого удлинителя.

Далее сетевому фильтру необходимо дать изначальный заряд. Легче всего это сделать подключив удлинитель к функционирующей сети, а затем за доли секунды замкнуть в себе. Бесплатное электричество из удлинителя подойдет для питания осветительных приборов, но мощность свободной энергии в такой сети слишком мала для чего-то большего. А сам метод достаточно спорный.

Определение альтернативного отопления

Альтернативные источники отопления частного дома включают в себя виды систем теплоснабжения, где задействуются природные источники энергии. При этом затраты на монтаж таких установок должны быть доступными и несравнимыми со стоимостью обслуживаемого жилища. Используются такие схемы, как правило, в загородных домах. Для обитателей многоквартирных комплексов вопрос об этом не поднимается, так как каждая квартира подключена к централизованному отоплению.

Интерес к альтернативным источникам отопления связан с неуклонным повышением цен на большинство распространенных энергоносителей. Это относится и к самому дешевому варианту – магистральному теплоснабжению. Из-за ограниченности природных ресурсов эта тенденция будет наблюдаться и в будущем, что вынуждает искать новые источники энергии. Помимо экономической выгоды, такие способы обогреть дом хороши тем, что атмосфера не загрязняется твердыми и газообразными выбросами, получаемыми при сжигании разных типов топлива. Это способствует улучшению экологической обстановки.

5.Энергия ветра. Что это и как используется.

Ветроэнергетика – третий по распространенности и объемам выработки альтернативный источник после ГЭС и СЭС. В древнейшие времена человек нашел первый способ использования кинетической энергии ветра, изобретя парус. Следующим шагом стало строительство ветряных мельниц. Но только в прошлом столетии появились возможности преобразования этой силы в электричество, что привело к строительству современных ВЭС.

Энергия ветра — принцип действия

Уже сегодня ветряки функционируют более чем в 100 странах мира и производят больше электроэнергии, чем АЭС – свыше 1 000 тераватт-часов. К 2025 году ожидаемый объем ветрогенерации должен выйти на уровень 8-10% от общего энергопотребления планеты, а к 2050 составить от 20% до 25%.

Наиболее мощные ветряки устанавливаются вдоль морских побережий и в горах, достигают высоты 150-200 метров. КПД этих устройств достигает 40%, а эффективность при силе ветра от 10 м/с и выше превышает таковую у любых других энергогенерирующих установок.

К главным достоинствам ВЭС, как альтернативного источника энергии, относятся:

  • круглосуточное функционирование;
  • высокая производительность;
  • могут использоваться параллельно с сетью.

Из недостатков следует отметить:

  • высокие расходы на монтаж;
  • резкое снижение КПД при скорости ветра менее 3-4 м/с;
  • сравнительно небольшой срок эксплуатации без обслуживания и ремонта;
  • шумность;
  • необходимость замены смазки в холодное время года на незамерзающие модификации.

Лидеры – по доле полученного от ветра электричества первые места занимают:

  • Дания – 52%;
  • Ирландия – 36%;
  • Португалия – 30%;
  • Германия – 29%;
  • Великобритания – 24%.

По состоянию на 2020 год в отрасли занято около 1,2 млн. человек.

Принцип работы приливной электростанции

Приливная электростанция – это комплекс инженерных систем, при помощи которых энергия от движения воды, или кинетическая энергия воды, преобразуется в электрическую.

Обратите внимание:  Четыре способа, как забить трубу в землю для забора прочно и надежно

Характер работы – цикличный, это обусловлено периодичностью приливов и отливов. В период покоя, а это происходит когда отлив заканчивается, или только начинается прилив, кинетическая энергия воды мала, и ее недостаточно. Этот период длится 1-2 часа. В активный период, ее продолжительность 4-5 часов, энергия водных масс, преобразуется в электрическую энергию. Циклы, в течение суток повторяются 4 раза.

Основным элементом любой электростанции служит генератор, который вырабатывает электрический ток, разница лишь в механизме, приводящем его во вращательное движение. В варианте приливной электростанции, этим механизмом становится гидротурбина.

Для того чтобы повысить КПД такого сложного комплекса, как приливная электростанция, выбирается местоположение, где регистрируются максимальные приливы. Затем монтируется плотина, которая отделяет акваторию самого моря от прибрежной зоны.

В тело построенной плотины монтируются гидротурбины, которые преобразуют кинетическую поступательную энергию воды, в кинетическую вращательную энергию. Также, чтобы повысить коэффициент использования, изготавливаются резервные водохранилища, которые во время прилива наполняются морской водой.

Во время отлива, набранная водная масса увеличивает количество вырабатываемой электрической энергии, за счет увеличения объема, который проходит через турбину. В качестве механизма, обеспечивающего набор воды во время прилива, выступают также гидротурбины.

Показателем работы электростанции любого типа является ее мощность, которая зависит от технических показателей и вида преобразуемой энергии.

У приливных электростанций мощность установки зависит от:

  • характера приливов и отливов, а также их мощности;
  • количества и объема резервных водохранилищ;
  • количества и мощности гидротурбин.

Количество турбин и их мощность напрямую зависят от характеров приливов и объема резервных хранилищ.

В связи с тем, что сооружение плотин сильно увеличивает стоимость строительства станции, то и развитие гидроэнергетики этого типа шло довольно медленно

Последние десятилетия появились новые материалы и новые технологии, которые не обошли своим вниманием и энергетику, в свете этого, появились новые типы приливных электростанций

Принцип действия приливных электростанций нового поколения остался прежним, это преобразование движения водных масс, отличие же в том, что на специальной конструкции, которая закрепляется на дне, монтируются лопасти большого диаметра. Они вращаются при движении водных масс и через редукторы передают вращательное движение на генераторы. По конструкции электростанции такого типа напоминают ветряные генераторы, с той лишь разницей, что источником энергии у ветряных установок служит ветер, а у приливных станций – вода.

Как сделать небольшой генератор свободной энергии своими руками

Схема используется такая:

  • взять кулер (вентилятор) от компьютера;
  • удалить с него 4 трансформаторные катушки;
  • заменить небольшими неодимовыми магнитами;
  • ориентировать их в исходных направлениях катушек;
  • меняя положение магнитов, можно управлять скоростью вращения моторчика, который работает абсолютно без электричества.

Такой почти вечный двигатель сохраняет свою работоспособность до извлечения из цепи одного из магнитов. Присоединив к устройству лампочку, можно бесплатно освещать помещение. Если взять более мощный движок и магниты, от системы можно запитать не только лампочку, но и другие домашние электроприборы.

Мифы и реальность

На просторах интернета есть большое количество видеороликов, где люди зажигают от земли лампы мощностью 150 Вт, запускают электродвигатели и так далее. Еще больше есть различных текстовых материалов, подробно рассказывающих о земляных батареях. К подобной информации не рекомендуется относиться слишком серьезно, ведь написать можно что угодно, а перед съемкой видеоролика провести соответствующую подготовку.

Просмотрев или прочитав эти материалы, вы действительно можете поверить в разные небылицы. Например, что электрическое или магнитное поле Земли содержит океан дармовой электроэнергии, получение которой довольно легко. Правда заключается в том, что запас энергии действительно огромен, но вот извлечь ее вовсе не просто. Иначе никто бы уже не пользовался двигателями внутреннего сгорания, не обогревался природным газом и так далее.

Для справки. Магнитное поле у нашей планеты действительно существует и защищает все живое от губительного воздействия разных частиц, идущих от Солнца. Силовые линии этого поля проходят параллельно поверхности с запада на восток.

Если в соответствии с теорией провести некий виртуальный эксперимент, то можно убедиться, насколько непросто заполучить электричество из магнитного поля земли. Возьмем 2 металлических электрода, для чистоты эксперимента – в виде квадратных листов со сторонами 1 м. Один лист установим на поверхности земли перпендикулярно силовым линиям, а второй – поднимем на высоту 500 м и сориентируем его в пространстве таким же образом.

Теоретически между электродами возникнет разность потенциалов порядка 80 вольт. Тот же эффект будет наблюдаться, если второй лист расположить под землей, на дне самой глубокой шахты. А теперь представьте такую электростанцию – в километр высотой, с огромной площадью поверхности электродов. Кроме того, станция должна противостоять ударам молний, что обязательно будут бить именно по ней. Возможно, это реальность далекого будущего.

Тем не менее получить электричество от земли – вполне возможно, хотя и в мизерных количествах. Его может хватить на то, чтобы зажечь светодиодный фонарик, включить калькулятор или немного зарядить сотовый телефон. Рассмотрим способы, позволяющие это сделать.

Применение биотоплива (биогаза)

Действие теплового насоса основано на обратном принципе Карно. Это довольно большое и достаточно сложное устройство, которое собирает низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды и преобразовывает ее в энергию с высоким потенциалом. Чаще всего тепловые насосы используют для обогрева помещений. Устройство состоит из:

  • наружного контура с теплоносителем;
  • внутреннего контура с теплоносителем;
  • испарителя;
  • компрессора;
  • конденсатора.

В системе также используется фреон. Наружный контур теплового насоса может поглощать энергию из различной среды: земли, воды, воздуха. Затраты труда на его создание зависят от типа насоса и его конфигурации. Сложнее всего устроить насос типа «земля-вода», в котором наружный контур горизонтально располагается в толще грунта, поскольку это требует масштабных земляных работ. Если возле дома есть водоем, имеет смысл сделать тепловой насос типа «вода-вода». В этом случае наружный контур просто опускают в водоем.

Обратите внимание:  Домашний майонез "из горошка"

Тепловой насос преобразует низкопотенциальную энергию земли, воды или воздуха в высокопотенциальную тепловую энергию, которая позволяет вполне эффективно обогреть здание

Эффективность работы теплового насоса зависит не столько от того, как высока температура среды, сколько от ее постоянства. Правильно спроектированный и установленный тепловой насос может обеспечить дом достаточным количеством тепла в зимнее время, даже при очень низкой температуре воды, земли или воздуха. В летнее время тепловые насосы могут выполнять роль кондиционера, охлаждая жилище.

Чтобы использовать такие насосы, нужно предварительно выполнить буровые работы

К достоинствам этих установок можно отнести:

  • энергоэффективность;
  • пожаробезопасность;
  • многофункциональность;
  • длительная эксплуатация до первого капитального ремонта.

Слабой стороной подобной системы являются:

  • высокая изначальная цена в сравнении с другими способами обогрева здания;
  • требование к состоянию питающей электросети;
  • более шумные, чем классический газовый котел;
  • необходимость проведения буровых работ.

Видео: как работают тепловые насосы

Как видите, для того чтобы обеспечить свой дом теплом и электричеством, можно использовать солнечную энергию, силу ветра и воды. У каждого из способов есть свои преимущества и недостатки. Но тем не менее, из всех существующих вариантов можно использовать метод, который будет и недорогим, и эффективным.

Материал обновлен 30.01.2018

Ветрогенераторы

История развития ветрогенераторов на просторах бывшего СССР весьма трагична. Учитывая обширные районы, в которых почти постоянно дуют ветры, активные попытки обуздать энергию ветра предпринимались еще в начале 20 века. Но, к сожалению, к концу 60-х гг. производство «ветряков» и строительство ВЭС было прекращено.

Еще совсем недавно (с 1988 по 1992 гг.) производилась «домашняя» версия ветромеханического водоподъемного агрегата (ветряного насоса) АВВП-1,2 «Ромашка». Он предназначался для забора жидкости из любых водоемов на глубине до 8 м и использовался как в домашних, так и в коллективных хозяйствах. Это был простой, дешевый и удобный автоматический прибор.

Теперь ветроэнергоустановки используются индивидуальными пользователями для получения электроэнергии. Вырабатываемой «ветряком» мощности в 50 кВт вполне хватает для обслуживания небольшого коттеджа.

Система призвана накапливать электричество. Чем чаще и сильнее дует ветер, тем быстрее заряжаются аккумуляторы и энергией можно пользоваться. Бытовые ветрогенераторы в областях с умеренным преобладанием ветров вполне способны дополнительно обеспечивать здание светом.

Основой ветрогенератора выступает ветроколесо. Под действием силы ветра оно вращается, создавая крутящий момент и передавая его через механизм передач на водяной насос или вал электрогенератора. Ветрогенераторы обычно крепят на высоких мачтах не для того «чтобы все видели», а потому что интенсивность и скорость ветра над поверхностью земли выше, чем на «нулевой отметке».

Ветрогенераторы для дома бывают трех видов:

Карусельного типа (роторные) – оснащены ветроколесом (ротором), которое движется в направлении ветра. Ось вращения – вертикальная. Коэффициент полезного действия не выше 20%.

Крыльчатые ветрогенераторы – имеют вид классического пропеллера с числом лопастей от 2 до 24. Чем меньше лопастей, тем выше должна быть скорость ветра «для раскрутки». Ветряк с числом лопастей до 4 называется малолопастным, если лопастей более 4 – многолопастными. Ось вращения параллельна ветру, КПД довольно высок – 40-50%.

Барабанные ветрогенераторы – похожи на роторные ветряки, только лопасти расположены в горизонтальной проекции. Ось вращения находится под углом 90 градусов к направлению ветра, что, как следствие, формирует низкий КПД – до 10%.

Итак, в отличие от солнечных коллекторов и батарей, ветрогенераторы лучше устанавливать в северных районах с сильными, частыми и порывистыми ветрами. Чаще всего они дуют вблизи водоемов, в горах и на открытых участках в соответствующей области.

Использование энергии уровня воды

Использование энергии приливов было реализовано во Франции (240 МВт в устье реки Ранс, начиная с 1966 года), Канаде (20 МВт в Аннаполисе в Заливе Фанди, начиная с 1984 года) и России (Белое море, 1,7 МВт) и может быть реализовано в некоторых других областях где есть большой прилив.

Приливная вода может использоваться для вращения турбин, когда она будет выпущена через приливное заграждение в любом направлении.

Уход воды – отлив

Приход воды – прилив

Во всем мире эта технология, как представляется имеет определенный потенциал, главным образом из-за экологических ограничений. Некоторые утверждают, что таким образом тормозится врущение Земли.

Однако свободностоящая турбина при крупных прибрежных приливных течениях, как представляется, имеет большой потенциал и энергия приливов в настоящее время изучается и применяется.

Средняя скорость приливной волны 2-3 метра в секунду является идеальной для преобразования кинетической энергии волны. Это означает, что 1 МВт можно выработать на приливных турбинах где ротора меньше 20 м в диаметре, по сравнению с 60 м на 1 МВт ветровых турбин. Турбины приливных волн меньше, чем ветряные турбины и расположены ниже поверхности и избегают ущерба от бури.

Приливные электростанции

  • первая приливная электростанция была Ранс приливная электростанция построена в течение 6 лет с 1960 по 1966 в Ла-Ранс, Франция. Она имеет мощность 240 МВт.
  • самая мощная в мире в Южной Корее  приливная энергетическая установка в мире Sihwa Lake Tidal 254 МВт. Строительство было завершено в 2011 году;
  • в Канаде Annapolis Royal в 1984 году на входе в залив Фанди мощность 20 МВт;
  • приливная электростанция Jiangxia, к югу от столицы провинции Чжэцзян города Ханчжоу в Китае действует с 1985 года с текущей установленной мощностью 3,2 МВт;
  • в Северной Ирландии вводена в строй первый коммерческий прототип приливной электростанции SeaGen. Она производит мощность 1,2 МВт 18-20 часов в день и управляется дочерней компанией Siemens, введена в эксплуатацию в конце 2008 года на Странгфорд Лох;
  • индийский штат Гуджарат строит первую в промышленных масштабах приливную электростанцию в Южной Азии. Компания Atlantis Resources планирует установить 50МВТ приливную ферму в заливе Кач на западном побережье Индии.

Обратите внимание:  Фрезы по дереву на дрель

Некоторые генераторы приливного потока не вращаются, а колеблются, используя приливные потоки для перемещения гидротурбин вверх и вниз. Прототип был установлен у берегов Португалии.

Другой экспериментальный дизайн использует для ускорения потока вентиляционное отверстие, в котором размещается турбины. Так используется энергия морских течений. Этот принцип был опробован в Австралии и Британской Колумбии.

Технология получения приливной энергии

Колебания океана возникают вследствие взаимного притяжения между Луной, Землей и Солнцем. Величина прилива под воздействием Луны в 2,2 раза больше солнечного. Амплитуды и формы волн на разных побережьях различаются. ПЭС используют естественно возобновляемую энергию приливов. Она вращает лопасти турбин и преобразуется в энергию электрическую.

Приливную энергию получают с помощью:

  • генератора приливного потока;
  • приливных плотин.

Генератор приливного потока

Турбины, которые устанавливают в направлении потока, раскручивают генераторы. Приливные плотины при отливе пропускают воду через турбину. При этом генератор вырабатывает электроэнергию. У ветрового агрегата такой же принцип действия. Только в этом случае используется энергия перемещающегося воздуха.

Некоторые генераторы не вращаются, а колеблются. В этих конструкциях приливные потоки перемещают турбины вверх, вниз.

Виды турбин:

  • открытые;
  • с обтеканием лопастей;
  • горизонтальные;
  • вертикальные.

Приливная плотина

Плотины строят для удержания воды при приливе. Она забирает и задерживает воду, которая проходит через турбины, а затем — возвращает ее назад. Существуют динамичные приливные плоты, которые строят далеко в море. При этом вода прилива и отлива перемещается в одном направлении. Приливная лагуна — разновидность динамичной конструкции.

Плюсы применения

Запасы нефти и газа истощаются, а их использование связано с загрязнением окружающей среды. Энергии приливов и отливов относятся к неисчерпаемым ресурсам.

Достоинства:

  • неиссякаемость источника;
  • отсутствие необходимости в добыче топлива;
  • доступность;
  • безопасность;
  • экологическая чистота производства;
  • надежность;
  • отсутствие зависимости от сезонности;
  • стабильность работы ПЭС;
  • высокий КПД;
  • зоны затопления не создаются;
  • естественный бассейн.

Затраты на строительство ПЭС меньше, чем на сооружение электростанции. Способ возведения объекта — наплавной, что сохраняет окружающую среду. При всех достоинствах сооружения имеют недостатки.

Проблемы использования энергии приливов и отливов

Принципы работы ПЭС тщательно продуманы и прописаны. Существуют условия, которые человек может выполнить не всегда. Приливная энергия подчиняется лунным суткам. Для мощной энергии воды необходимы специальные условия. Есть местности, где вода во время приливов поднимается на достаточно высокий уровень. Такие рельефы можно найти в Англии, Канаде, Норвегии, Росси, Китае, Франции.

Приливные станции целесообразно возводить, если рядом есть крупные предприятия. В противном случае использование энергии приливов будет экономически нерентабельно. Если станция находится далеко от места использования придется тянуть линии электропередач. ПЭС можно строить только на берегах морей, океанов. Они не развивают высокую мощность.

Исследователи пришли к выводу, что строительство обходится дорого. Отношение получаемой энергии может быть выше, чем у атомных и тепловых станций.

Электролиз воды

В тех случаях, когда речь идёт об электрогенераторах нового типа, не стоит забывать и о таком перспективном направлении, каким является изучение электролиза жидкостей без использования сторонних источников. Интерес к этой тематике объясняется тем, что вода по своей сути является натуральным обратимым источником. Это следует из устройства её молекулы, которая, как известно, содержит в своём составе два атома водорода и один – кислорода.

При электролизе водной массы образуются соответствующие газы, используемые в качестве полноценных заменителей традиционных углеводородов. Дело в том, что при взаимодействии газообразных составов вновь получается молекула воды, плюс попутно выделяется значительное количество тепла. Сложность этого способа состоит в том, чтобы обеспечить подвод необходимого количества энергии к электролизной ванне, достаточного для поддержания реакции разложения.

Добиться этого удается, если своими руками менять форму и расположение используемых электродных контактов, а также состав специального катализатора.

Если при этом учитывается возможность воздействия магнитного поля, то удается добиться существенного снижения расходуемой на электролиз мощности.

Обратите внимание! Уже осуществлены несколько подобных опытов, доказывающих, что, в принципе, разложить воду на компоненты (без дополнительной подкачки энергии) возможно. Дело за малым, – освоить механизм, который собирает атомы в новую структуру (вновь синтезирует молекулу воды)

Дело за малым, – освоить механизм, который собирает атомы в новую структуру (вновь синтезирует молекулу воды).

Ещё один вид преобразований энергии связан с ядерными реакциями, которые проводить в домашних условиях по понятным причинам невозможно. К тому же они нуждаются в огромных материальных и энергетических ресурсах, достаточных для инициации процесса распада ядер.

Эти реакции организуются в специальных реакторах и ускорителях, где создаются условия с высоким градиентом магнитного поля. Проблема, с которой сталкиваются увлеченные холодным синтезом ядер (ХЯС) специалисты, заключается в поиске способов поддержания ядерных реакций без дополнительного подвода сторонних энергий.

В заключение отметим, что проблема рассмотренных выше устройств и систем заключается в наличии сильного противодействия со стороны корпоративных сил, благополучие которых основано на традиционных углеводородах и энергии атома. Исследования ХЯС, в частности, объявлены ошибочным направлением, вследствие чего всякое их централизованное финансирование полностью прекращено. Сегодня изучение принципов получения свободных энергий поддерживается только силами энтузиастов.