به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، تولید برق «رایگان» در خانه به‌طور معمول شامل استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر است که می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی اتکای مردم به برق شبکه و به‌دنبال آن هزینه قبوض برق را کاهش دهد. اگرچه راه‌اندازی اولیه این سیستم‌ها رایگان نیست، اما در طولانی‌مدت منجر به صرفه‌جویی چشمگیری در هزینه‌های انرژی می‌شود و اتکا به منابع تجدیدناپذیر را به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. به‌کارگیری روش‌هایی تولید برق در خانه با استفاده از منابع تجدیدپذیر کار دشواری نیست. در ادامه با این روش‌ها آشنا می‌شویم.
پنل‌های خورشیدی
این پنل‌ها حتی در روزهای ابری نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند و در مقیاس خانگی امکان تولید مقداری الکتریسیته را دارند. البته راندمان این روش در مکان‌هایی با نور مستقیم خورشید بالاتر است. پنل‌های خورشیدی را می‌توان روی پشت‌بام و بالکن یا نمای ساختمان‌ها و خانه‌ها در قالب کاشی‌های خورشیدی نصب کرد. یک اینورتر برای تبدیل برق تولیدی این پنل‌ها به برق مورد استفاده برای مصارف خانگی مورد نیاز است. انرژی اضافی تولیدی آن‌ها را نیز می‌توان در باتری‌هایی ذخیره کرد یا به اپراتورهای شبکه‌های برق فروخت.
سرمایه‌گذاری اولیه روی این پنل‌ها نسبت به کشور محل زندگی ممکن است زیاد باشد، اما در برق تولیدی مقرون‌به‌صرفه این هزینه اولیه را بازپرداخت می‌کند. پنل‌های خورشیدی با استفاده از سلولهای فتوولتائیک نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. پنل‌های خورشیدی سرپوشیده داخلی آلی یا پروسکایتی نیز از جدیدترین راهکارهای ابتکاری برای توسعه استفاده از انرژی‌ها تجدیدپذیر و حذف باتری‌های یک‌بار مصرف است که از نورهای موجود در فضاهای داخلی، حتی از ضعیف‌ترین درخشش‌ها، انقلابی در لوازم الکترونیکی با فراهم آوردن منبع تغذیه‌ای بی‌پایان ایجاد می‌کند.
توربین‌های بادی
توربین‌های بادی کوچک‌مقیاس در انواع ایستاده، پایه‌دار و نصب‌شده در ساختمان با اندازه‌های یک کیلووات تا شش کیلووات را می‌توان در مناطق بادخیز نصب کرد. هر چه باد قوی‌تر باشد، الکتریسیته بیشتری تولید می‌شود. این توربین‌ها با تبدیل انرژی باد به انرژی چرخشی که یک ژنراتور را به حرکت در می‌آورد، الکتریسیته تولید می‌کنند. امروزه توربین‌های بادی خانگی با اختراعاتی همچون توربین‌های بادی کوچک ارشمیدسی مینیاتوری بی‌صدا شاهد تحولی چشمگیر بوده‌اند که در قالب یک هواکش معمولی می‌تواند از بادهایی با سرعت کمتر از ۵ متر بر ثانیه برق تولید کند. سلولهای ائولیک با شناور مغناطیسی نیز از دیگر راهکارهای اختراع شده امروزی است که در قالب یک دیوار بادی انرژی باد را به برق تولید می‌کند.
سیستم‌های ترکیبی خورشیدی و باد
استفاده هم‌زمان از پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی می‌تواند انرژی مورد نیاز در طول روز و شب را فراهم آورد. این سیستم قابل اعتمادتر از تکیه بر یک منبع واحد است و در واقع می‌تواند با ارائه یک منبع تغذیه سازگارتر و مطمئن‌تر، کارایی انرژی را افزایش دهد. پنل‌های خورشیدی در طول روز به‌ویژه در تابستان برق تولید می‌کنند و توربین‌های بادی در شب و در طول زمستان نیروی بیشتری تولید می‌کنند. این ماهیت مکمل، تأمین انرژی ثابت را در طول سال تضمین می‌کند، بنابراین ترکیب هر دو منبع، می‌تواند اتکا به شبکه برق را کاهش دهد و منابع انرژی را خودکفاتر کند.
سیستم‌های ترکیبی می‌توانند هزینه‌های زیرساخت را تا ۲۰ درصد و قبوض برق را تا حدود ۳۰ درصد در سال در مقایسه با سیستم‌های مستقل کاهش دهد. این سیستم‌ها را می‌توان بر اساس نیازهای انرژی و منابع موجود تنظیم و آن‌ها را برای کاربردهای کوچک‌مقیاس و بزرگ‌مقیاس مناسب‌سازی کرد، به‌طور کلی ترکیب انرژی خورشید و باد می‌تواند یک استراتژی قدرتمند برای دستیابی به بهره‌وری انرژی و پایداری بهتر، به‌ویژه در مناطقی با شرایط مطلوب برای هر دو منبع باشد.
پروژه‌های DIY
پروژه‌های DIY که حروف اختصاری « Do it-Yourself» به معنای «خودت انجام بده» است، اگرچه به‌اندازه سیستم‌های تجاری کارآمد نیست، می‌توانند آموزشی و سرگرم‌کننده باشند. برای مثال می‌توان با استفاده از آهن‌ربا، سیم مسی و مته دستی، یک ژنراتور پایه با قابلیت روشن کردن لامپ‌های کوچک ایجاد کرد. پروژه‌هایی همچون ساخت اجاق خورشیدی یا استفاده از دوچرخه برای تولید برق نیز هرچند مقدار قابل‌توجهی برق تولید نمی‌کنند، مقرون‌به‌صرفه هستند و هزینه آن‌ها در صورت استفاده از مواد بازیافتی بسیار کم است.
ساخت پنل خورشیدی خانگی با استفاده از سی‌دی
ایجاد پنل خورشیدی با استفاده از سی‌دی بیشتر یک پروژه آموزشی است تا یک راه‌حل عملی برای تولید برق قابل‌توجه، زیرا سی‌دی‌ها برای تبدیل فتوولتائیک بهینه نشده‌اند و طراحی و مواد آن‌ها برای جذب کارآمد انرژی خورشیدی کارآمد نیست، با این حال هنوز هم می‌توان با استفاده از آن‌ها به‌عنوان یک پروژه سرگرم‌کننده و آموزشی، یک پنل خورشیدی اولیه ایجاد کرد.
مواد مورد نیاز:
-سی دی
-سیم مسی
-الکترودها (آلومینیوم یا مس)
-چسب
-شیشه یا پلاستیک محافظ
-قاب یا پایه
آماده‌سازی سی‌دی‌ها: با پیچیدن سین مسی اطراف آن‌ها
ایجاد الکترود: از آلومینیوم یا مس برای ایجاد الکترود استفاده کنید که برای تسهیل تماس الکتریکی به سی‌دی‌ها متصل خواهند شد. سی‌دی‌ها را به‌صورت سری یا موازی روی یک پایه یا قاب قرار دهید. الکترودها را به سی‌دی‌ها وصل کنید. این کار به‌طور معمول با چسباندن یا لحیم کردن آن‌ها روی سطح بازتابنده سی‌دی‌ها انجام می‌شود. الکترودها را با سیم مسی وصل کنید تا مدار ایجاد شود.
افزودن شیشه محافظ یا پلاستیک: مجموعه را با شیشه یا پلاستیک بپوشانید تا از عناصر محافظت شود.
تست پنل: پنل را در معرض نور خورشید قرار دهید و ولتاژ و جریان خروجی را با استفاده از مولتی‌متر اندازه‌گیری کنید.
ساخت توربین بادی در خانه
ایجاد یک توربین بادی کوچک در خانه می‌تواند یک پروژه DIY سرگرم‌کننده و آموزشی باشد.
مواد مورد نیاز:
-لوله پی‌وی‌سی PVC (برای تیغه‌ها)
-اتصالات پی‌وی‌سی (برای پایه و دم)
-دینام یا موتور کوچک (۳ ولت)
-بلبرینگ
-سیم
-قلم یا میله (برای محور)
-ورق GI یا آلومینیوم (برای دم)
-پیچ و میخ
-مولتی‌متر (برای تست)
ساخت پروانه (تیغه)
مرحله ۱: یک لوله پی‌وی‌سی ۱۰ اینچی را به سه قسمت مساوی برش دهید تا تیغه‌ها ایجاد شود. می‌توان از یک الگو استفاده کرد یا شکل را مستقیم روی لوله کشید.
مرحله ۲: لبه جلویی را گرد کنید و لبه انتهایی هر تیغه را برای آیرودینامیک بهتر مخروطی کنید.
مرحله ۳: مرکز هر تیغه را سوراخ و آن‌ها را با استفاده از پیچ به یک توپی گرد متصل کنید.
ساخت پایه توربین بادی
مرحله ۱: از اتصالات پی‌وی‌سی همچون آرنج و مفاصل T برای ایجاد یک پایه پایدار استفاده کنید.
-مرحله ۲: دینام، تیغه‌ها و دم را در جای خود نگه دارید.
ایجاد دم
مرحله ۱: یک ورق GI یا آلومینیوم را به شکل مثلثی برای دم ببرید.
مرحله ۲: دم را با استفاده از کاهنده و لوله پی‌وی‌سی به پایه وصل کنید. این به توربین کمک می‌کند تا جهت باد را تشخیص دهد.
ساخت بدنه دینامو
مرحله ۱: دینام را به فیتینگ پی‌وی‌سی وصل کنید.
مرحله ۲: از دو یاتاقان استفاده کنید تا دینام به آرامی بچرخد.
مرحله ۳: از یک قلم یا میله به‌عنوان محور اتصال بلبرینگ‌ها استفاده کنید.
مونتاژ توربین
برای بست و پیچ و مهره، فولاد ضدزنگ یا فولاد گالوانیزه در برابر خوردگی مقاوم است و در سرتاسر مجموعه توربین استفاده می‌شود.
مرحله ۱: تیغه‌ها را به محور دینام وصل کنید.
مرحله ۲: دم را به پایه وصل کنید.
مرحله ۳: توربین را در مقابل یک فن قرار دهید تا آن را آزمایش کنید.
تست توربین
مرحله ۱: یک مولتی‌متر را به سیم‌های خروجی دینام وصل کنید.
مرحله ۲: جریان هنگام چرخش توربین را از مولتی‌متر بررسی کنید.
مرحله ۳: اگر قصد دارید از توربین برای شارژ دستگاه‌ها استفاده کنید، یک‌سوساز برای تبدیل AC به DC اضافه کنید.
پلاستیک تقویت‌شده با فایبرگلاس (FRP) به‌دلیل ویژگی‌های وزن سبک، بادوام و مقرون‌به‌صرفه بودن، یک انتخاب رایج برای توربین‌های بادی کوچک است. فیبر کربن اگرچه گران‌تر است، اما نسبت قدرت به وزن عالی ارائه می‌دهد و آن را برای توربین‌های با کارایی بالا ایده‌آل می‌کند. و مواد بازیافتی همچون لوله‌های پی‌وی‌سی قدیمی یا تخته‌های چوبی را می‌توان برای ساخت این توربین‌ها تغییر کاربری داد که گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و سازگار با محیط زیست را ارائه می‌دهد.
فولاد استحکام و دوام را فراهم می‌کند و برای بیشتر توربین‌های بادی کوچک مناسب است. آلیاژ آلومینیوم سبک‌تر از فولاد است و می‌تواند کارایی را بهبود ببخشد، اما گران‌تر است و تیرهای فلزی بازیافتی به‌دست‌آمده از سازه‌های قدیمی می‌توانند به‌عنوان تکیه‌گاه‌های محکم عمل کنند.
چدن یا آلیاژ آلومینیوم تعادلی از استحکام و وزن را برای استقرار ژنراتور و گیربکس ارائه می‌دهند و فولاد به‌دلیل یکپارچگی ساختاری بیشتر برای توپی و قاب استفاده می‌شود.
مس و آلومینیوم به‌دلیل رسانایی الکتریکی برای سیم‌پیچ و سیم‌کشی عالی هستند و آهن‌رباهای نئودیمیم با افزایش کارایی در توربین‌های بادی کوچک همراه است.
برای تأمین ثبات و پشتیبانی از توربین، استفاده از پایه‌های بتنی یا فولادی توصیه می‌شود. این مواد مقاومت بالایی دارند و می‌توانند در برابر نیروهای ناشی از باد مقاومت کنند.
نظر شما