ما هي مصادر الطاقة البديلة وكيف يمكن استخدامها للأغراض الشخصية

في عالم اليوم سريع التطور ، يعتبر الصراع على موارد الطاقة بين البلدان المتقدمة أولوية في السياسة الخارجية للعديد من الدول ، وبالتالي ، فإن الاستقلال القوي يعني أن تكون حرًا اقتصاديًا وسياسيًا. بالإضافة إلى ذلك ، في المرتبة الأولى تقريبًا بين البلدان المتقدمة تقنيًا ، هناك قضية السلامة البيئية لكوكبنا ، كما يتضح من اتفاقية باريس للمناخ لعام 2015 وعدد من الوثائق الدولية الأخرى. في سياق هذه القرارات ، وكذلك فيما يتعلق بانخفاض احتياطيات مصادر الطاقة التقليدية (الغاز والنفط والفحم وما إلى ذلك) ، بدأت العديد من الدول في تطوير مصادر طاقة بديلة ومتجددة بنشاط. ما هي مصادر الطاقة البديلة وأنواعها وطرق استخدامها ، هل من الممكن أن تفعل ذلك بنفسك - هذا هو موضوع مراجعة اليوم.

مصادر الطاقة البديلة آمنة لبيئة كوكبنا

مصادر الطاقة البديلة - ما هي         

باختصار ، مصادر الطاقة البديلة هي مصادر متجددة وبيئية ، ينتج عن تحويلها طاقة كهربائية وحرارية يستخدمها البشر لتلبية احتياجاتهم الخاصة. المصادر غير التقليدية للكهرباء هي الشمس والماء والرياح والمياه الحرارية الجوفية والحرارة - الأرض والشمس.

أنواع مصادر الطاقة البديلة                                  

يرجع تطوير الطاقة الخضراء إلى تطوير التقنيات التي جعلت من الممكن استخدام مصادر الطاقة المتجددة بكفاءة أكبر ، والتي ينبغي مناقشتها بشكل منفصل.

طاقة شمسية

الشمس هي مصدر لا ينضب للطاقة التي يمكن أن توفر الحرارة والكهرباء لجميع سكان كوكبنا ، ومع ذلك ، لتحويل هذه الطاقة ، من الضروري أن يكون لديك أجهزة تقنية خاصة.

مخطط المحطة الشمسية المستقلة

للحصول على الكهرباء ، هناك حاجة إلى محطة توليد الكهرباء ، العنصر الرئيسي منها البطاريات الشمسية (لوجة). يعتمد مبدأ تشغيل هذا الجهاز (اللوحة) على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية ، والتي تحدث عندما يضرب الضوء الخلايا الضوئية التي يتكون منها. يتم توليد التيار الكهربائي عن طريق إحداث فرق جهد داخل الخلية الكهروضوئية وينتج عن العمليات الفيزيائية المرتبطة بموصلية "p-n" للمواد المحتوية على السيليكون. يظهر مبدأ البطارية الشمسية في الشكل التالي.

تخلق الحركة متعددة الاتجاهات للإلكترونات والثقوب الناتجة عن الإشعاع الشمسي فرقًا في الجهد على سطح الخلية الكهروضوئية

لتشغيل محطة توليد الكهرباء هذه ، ما عدا لوحة شمسية، عدد من الأجهزة التقنية المطلوبة:

للحصول على الطاقة الحرارية ، والتي يمكن استخدامها للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة ، يلزم وجود أجهزة تقنية تسمى مجمعات الطاقة الشمسية.

مخطط لتوصيل مجمع الطاقة الشمسية بنظام التدفئة وإمداد الماء الساخن لمبنى سكني

هذه الوحدات من نوعين: مسطحة وفراغ. تختلف في التصميم ، لكنها متشابهة من حيث المبدأ مع بعضها البعض. تتمثل وظيفة هذه الأجهزة في امتصاص طاقة الشمس وتحويلها إلى طاقة حرارية ، والتي بدورها يتم نقلها إلى حامل الحرارة في دائرة التسخين أو الماء الذي يستخدم لتوفير الماء الساخن للمستهلكين. لتشغيل هذا النظام ، ستحتاج أيضًا إلى مضخة دوران وخزان تخزين (غلاية) وصمامات إيقاف وتحكم ، بالإضافة إلى أنظمة التشغيل الآلي والتحكم.

طاقة الرياح

يمكن للرياح أيضًا أن تكون بمثابة مصدر للحصول على الطاقة الكهربائية ، وبما أنها تهب دائمًا تقريبًا وفي كل مكان ، بسبب "تنفس" كوكبنا ، فإن احتياطياتها لا تنضب.

مخطط لتوصيل مولد الرياح بنظام إمداد الطاقة لمنزل ريفي

تكمن الصعوبات في الحصول على الطاقة الكهربائية من الطاقة الحركية للرياح في عدم ثباتها وتعدد الاتجاهات والمقادير المختلفة لقوة تدفقات الهواء. للحصول على الكهرباء باستخدام طاقة الرياح ، تحتاج إلى مولد للرياح (محطة طاقة الرياح).

عمال الكارمين من أنواع مختلفة:

تختلف النماذج المختلفة في سرعة دوران الشفرات (السرعة المنخفضة والسرعة العالية) والاسطوانات وارتفاع التركيب والخصائص التقنية. لتشغيل توربينات الرياح في نظام إمداد الطاقة ، يلزم وجود مجموعة من المعدات ، مماثلة لتلك المستخدمة مع الألواح الشمسية (جهاز التحكم ، العاكس).

مقالات لها صلة:

طاقة الماء

على كوكب الأرض ، تحتل المياه معظم سطحه - وهي البحار والمحيطات والبحيرات والأنهار والخزانات الاصطناعية والخزانات الأخرى.

تمثيل تخطيطي لمحطة طاقة كهرومائية من نوع السد

تعلم الإنسان استخدام طاقة الماء منذ وقت طويل ، وكانت في البداية ميكانيكية ، تم الحصول عليها نتيجة لحركة البيئة المائية.جلبت تياراتها أحجار الرحى لمطحنة أو أي جهاز ميكانيكي آخر إلى الدوران ، وكان الشخص يتحكم فقط في سرعة دورانها. في المستقبل ، بدأ الناس في استخدام هذا النوع من الطاقة لتوليد الطاقة الكهربائية ، سواء في الأنهار ذات التدفق السريع أو في البحار - بسبب المد والجزر ، "تعمل" بدقة ثابتة. لتوليد الطاقة الكهربائية ، يتم استخدام توربينات خاصة ، يتم وضعها في وسط مائي ، يتم توصيل عمودها بمولد يولد تيارًا كهربائيًا. تقوم تيارات المياه الموجهة إلى ريش التوربين بتدويرها ، وتنتقل هذه الحركة إلى المولد ، ونتيجة لذلك يتم توليد تيار كهربائي.

مخطط تشغيل محطة طاقة المد والجزر

في محطات المد والجزر ، يتم تنفيذ العمل بطريقة مماثلة ، مع الاختلاف الوحيد هو أن تدفقات المياه تتحرك في اتجاهات مختلفة ، والتي تنتج عن دورية فترات "المد والجزر".

طاقة الأرض

يستخدم الإنسان أيضًا طاقة كوكبنا لتلبية احتياجاته الخاصة ، حيث يمكنك بمساعدته تدفئة المنزل أو تسخين المياه ، وكذلك إنتاج الطاقة الكهربائية.

في بعض مناطق كوكبنا ، تنفجر الحرارة الداخلية ببساطة ، والتي يتم التعبير عنها في النشاط الزلزالي والانفجارات البركانية ووجود السخانات. في مثل هذه الأماكن ، يتم حل مشكلات التدفئة وإمدادات المياه الساخنة بكل بساطة ولا تتطلب وصفًا خاصًا ، ولا يعرف الجميع عن توليد الكهرباء بهذه الطريقة.

خيارات محطة الطاقة الحرارية الأرضية

للحصول على الطاقة الكهربائية ، يتم بناء محطة لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية ، حيث يتم استخدام التوربينات البخارية كمصدر للطاقة ، مدفوعة بالبخار ، أو يتم الحصول عليها أو تحويلها من الطاقة الحرارية للأرض.

يمكن أن تختلف أنواع وطرق تحويل البخار ، بسبب عمق المياه الجوفية الحرارية وخصائصها الكيميائية ، فضلاً عن المؤشرات الحرارية.

المضخة الحرارية هي جهاز تقني يسمح باستخدام الحرارة من مصادر طبيعية مختلفة للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة.

وهناك عدة أنواع من هذه الوحدات ، تختلف في المصدر الأساسي للطاقة وطريقة نقلها إلى المستهلك: "هواء-ماء" و "هواء-هواء" و "ماء-ماء" و "ماء-هواء" ، وكذلك "المياه الجوفية".

مضخة الحرارة "ماء إلى ماء"

تشغيل المضخة الحرارية من الماء إلى الماء الموضحة في الشكل كما يلي:

مخطط تشغيل المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء

مقالات لها صلة:

الوقود الحيوي                                                 

الحطب هو نوع معروف من الوقود الحيوي ، ولكن نظرًا لحقيقة أن الغابات غير متوفرة في جميع المناطق ، ويجب استخدامها بحذر شديد ، فلا ينبغي اعتبارها في شكلها النقي كبديل ويمكن تجديده بسهولة.

تشمل مصادر الطاقة البديلة والمتجددة الأنواع التالية من الوقود الحيوي:

قوالب الوقود والكريات مصنوعة على معدات خاصة ، وتستخدم لاحتراقها غلايات الوقود الصلبمزودة بشبكات خاصة تضمن احتراقها.

كريات الوقود - كريات مصنوعة من نفايات أنواع الخشب المختلفة

يتم الحصول على الوقود السائل في مؤسسات خاصة من خلال معالجة المواد الخام الأصلية للمصنع. يتم إنتاج الغاز الحيوي أيضًا عن طريق معالجة النفايات العضوية ويمكن استخدامه لتوليد الكهرباء والحرارة. للقيام بذلك ، يتم حرق الغاز الناتج ، ويتم استهلاك الحرارة الناتجة لإمداد الحرارة وإمداد الماء الساخن ، وكذلك لإنتاج البخار ، مما يضمن تشغيل توربين خاص يولد تيارًا كهربائيًا.

مصادر طاقة بديلة لمنزل خاص  

يمكن استخدام جميع مصادر الطاقة البديلة المذكورة أعلاه تقريبًا لمنزل خاص أو أي هيكل آخر ، ويمكن أن يكون الاستثناء الوحيد هو إنتاج الوقود الحيوي السائل ، والذي يرجع إلى التكلفة العالية للمعدات اللازمة لإنتاجه. قد تبدو تركيبات مصادر الطاقة البديلة المستخدمة للاستهلاك الشخصي مختلفة ، وفيما يلي أمثلة على المشاريع المنفذة بالفعل لمنشآت الطاقة المتجددة:

يتم إنتاج محطات الطاقة الشمسية في بلدنا والعديد من البلدان المتقدمة تقنيًا في العالم. تختلف النماذج المختلفة في الخصائص التقنية وعمر الخدمة والتكلفة ، وبالتالي ، من الممكن دائمًا اختيار محطة وفقًا للحاجة والإمكانيات المالية. فيما يلي بعض الخيارات التي تم تنفيذها بنجاح في السوق المحلية.

في المناطق النائية ، يمكن أن تصبح محطة الطاقة الشمسية المصدر الرئيسي للكهرباء

يمكن وضع الألواح الشمسية والمجمعات جنبًا إلى جنب ، مما يوفر لك الحرارة والكهرباء

تُستخدم مجمعات الطاقة الشمسية أيضًا في بلدنا للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة للمنازل ، ولكن هذا الاتجاه هو الأكثر تطورًا في المناطق الجنوبية ، حيث يسمح لك المناخ باستخدام هذه التركيبات على مدار السنة تقريبًا.

فيما يلي بعض هذه الاستخدامات.

يمكن بسهولة وضع مجمع الطاقة الشمسية الفراغي على سطح أي مبنى

تعد مولدات الرياح أقل شيوعًا بين المستهلكين العاديين من محطات الطاقة الشمسية ، والسبب في ذلك هو انخفاض حمل الرياح في المناطق الأكثر اكتظاظًا بالسكان في بلدنا. ومع ذلك ، يمكنك العثور على الإنترنت على صور وشهادات حول الاستخدام الناجح لمثل هذه التركيبات.

يمكن أن تكون طاحونة الهواء إضافة جيدة لمحطة الطاقة الشمسية ، لأن معلمات التشغيل ومجموعة المعدات اللازمة متطابقة تقريبًا.

في الأماكن التي لا يوجد فيها مصدر طاقة مركزي ، يصبح مولد الرياح والمحطة الشمسية المصدر الرئيسي للطاقة الكهربائية.

قليل من الناس على دراية بهذا النوع من المعدات ، ولكن تدريجياً ، بسبب انخفاض تكلفة المضخات الحرارية ، فإنهم يغزون ببطء سوق مصادر الطاقة البديلة. فيما يلي بعض المشاريع المنجزة بنجاح.

لا تشغل المضخة الحرارية مساحة كبيرة ، ولكنها قادرة على توفير الحرارة بالكامل لمنزل ريفي

تبدو المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء مثل مكيف الهواء

يمكن أن يتم إنتاج الغاز الحيوي من خلال امتلاك منزل ريفي ، ولكن في نفس الوقت يجب أن تتذكر مراقبة نظام درجة الحرارة أثناء إنتاجه والرائحة الكريهة التي تشكلت أثناء تخمير الكتلة الحيوية. يمكن توفير مثل هذه المنشآت من قبل سكان المناطق الجنوبية العاملين في الزراعة ، لأن إنها نفايات المحاصيل التي تستخدم كمواد خام لإنتاج هذا النوع من الوقود البديل.

مصنع الغاز الحيوي لسماد الدجاج يقع بجوار بيت الدواجن

مصنع الغاز الحيوي لمنزل خاص يعمل على هدر الحبوب

هل هناك مستقبل لمصادر الطاقة البديلة  

ما إذا كان هناك مستقبل لمصادر الطاقة البديلة هو سؤال يثير اهتمام العديد من مهندسي الطاقة وعلماء البيئة والمواطنين النشطين فقط في بلدنا ، والإجابة لا لبس فيها - نعم ، هناك مستقبل. في بلدنا ، في عام 2009 ، تم اعتماد برنامج لتطوير الطاقة البديلة في روسيا ويتم تنفيذه بنجاح ، تمت صياغته على أنه "الاتجاهات الرئيسية لسياسة الدولة في مجال تحسين كفاءة الطاقة في صناعة الطاقة الكهربائية على أساس استخدام مصادر الطاقة المتجددة للفترة حتى عام 2020". بالإضافة إلى ذلك ، تقدم الدولة المساعدة للمؤسسات في تنفيذ برنامج مؤسسة التمويل الدولية (IFC) لتطوير مصادر الطاقة المتجددة. على المستوى التشريعي ، يتم إنشاء روافع اقتصادية لتعزيز انتشار الطاقة "الخضراء" ، والتي يتم التعبير عنها في وضع التعريفات التفضيلية والمساعدة المالية للبناء والحوافز الضريبية والتعويض عن جزء من تكاليف الائتمان للبناء.

تطوير سوق الطاقة البديلة في روسيا من خلال القدرة المركبة (الدائرة الداخلية - 2009 / الدائرة الخارجية - 2020)

أحد الأمثلة على هذه المساعدة هو إدخال ما يسمى "التعريفة الخضراء" للكهرباء. يكمن جوهرها في حقيقة أن قيم هذه التعريفة أعلى من قيم منظمات إمداد الطاقة ، وبالتالي ، تحفز الدولة تطوير طاقة بديلة في منطقة معينة. تسمح التعريفة للمستخدمين الأفراد والشركات التي لديها محطات طاقة بديلة بتعويض جزئي عن تكاليف شرائها وتركيبها عن طريق بيع فائض الكهرباء المولدة للشبكة الخارجية بأسعار أعلى. في الوقت الحاضر ، وافقت الحكومة الروسية على القواعد الخاصة بهذا التنفيذ وأعدت مسودات قرارات تحدد شروط تقديم "التعريفة الخضراء". القانون ، الذي سيتم بموجبه تنفيذ هذه الأنشطة ، يتم تطويره من قبل وزارة الطاقة ووزارة التنمية الاقتصادية والخدمة الفيدرالية لمكافحة الاحتكار ويجب تقديمه للنظر فيه إلى مجلس الدوما في عام 2018.

هيكل استخدام مصادر الطاقة المتجددة في روسيا والعالم

افعل ذلك بنفسك طاقة بديلة للمنزل

إذا كان لديك وقت فراغ ، ورغبة ، بالإضافة إلى القدرة على العمل بأداة يدوية ، يمكنك إنشاء تركيبات يمكنك من خلالها استخدام مصادر بديلة لاحتياجاتك ، سواء في شكل طاقة كهربائية أو حرارية.

هذا ينطبق على جميع أنواع الطاقة البديلة المذكورة أعلاه:

فيديو: طاقة بديلة لمنزل خاص

صنف هذا المقال

جار التحميل...

 

أنظر أيضا:

مخطط الأسلاك لمفتاح تمرير مع مكانين: كيفية تنظيم التحكم في النظام مفتاح باهتة: الضوء الذي يمكن التحكم فيه مصابيح LED للإضاءة الداخلية للمباني لأغراض مختلفة ما هو جهاز القياس المتعدد الأفضل للمنزل وليس الدفع الزائد للوظائف غير الضرورية؟ ما هو مصباح الكوارتز للمنزل: ميزات الاختيار وخصائص النماذج أفكار الإضاءة الأصلية لغرفة على طراز الدور العلوي: تصميم الإضاءة