Vidéki ház alternatív fűtési forrásai: az öko-rendszerek összehasonlító áttekintése

A családi költségvetés egyik fő kiadási tétele – a távhőszolgáltatás díja vagy a ház fűtéséhez szükséges tüzelőanyag beszerzése. Minden értelmes háztulajdonos bizonyára gondolkodik azon, hogy valóban hatékonyan csökkenthetné ezeket a költségeket. Márpedig alternatív energiaforrások használatával ezek szinte a minimálisra csökkenthetők. Vajon mik ezek és hogyan hasznosíthatók? Egyetért, érdemes utánajárni.

Mindent, amit a magánház alternatív fűtésének kialakításáról tudni kell, megtudhat bemutatott cikkünkből. Segítségünkkel könnyedén kiválaszthatja az Ön számára legmegfelelőbb megoldást. A “zöld energia” rendszerek működési elveinek részletes leírása lehetővé teszi, hogy eldöntse, mely technológiai módszerrel érdemes hőt termelni.

A cikk részletesen ismerteti az ingyenes energiaforrások típusait, és bemutatja a háztartási hőtermelés módszereit. Az önálló barkácsolóknak és a vidéki birtokok gondos tulajdonosainak segítségül fotóválogatásokat, ábrákat és rendkívül hasznos videós útmutatókat mellékeltünk.

Az alternatív energia előnyei és hátrányai

A fűtéshez évek óta használt hagyományos hőforrásokról le lehet mondani. Bármilyen meglepő, de teljesen lehetséges. Sok heves ellenző állítja, hogy lehetetlen a természeti erőforrásokat környezetbarát alternatívákkal helyettesíteni.

Alternatívát jelentenek a napenergia, a szél ereje, a föld mélyében rejlő hő, a termelési és emberi élettevékenységből származó hulladékok. Ezek a lehetőségek relevánsak a modern világban, figyelembe véve a környezet általános szennyezettségét.

Alternatív források képesek ellátni egy vidéki házat elektromos árammal és hőenergiával

Egy másik jelentős előny a kézzelfogható megtakarítás az önként megújuló energia környezetbarát forrásainak használatával. Első pillantásra úgy tűnik, hogy ez indokolatlanul drága és aligha térül meg.

Ha részletesebben megismerjük az egyes módszerek sajátosságait, láthatjuk, hogy az öko-projekt 4-7 év alatt megtérül, és ezt követően csak a használt mechanizmusok működőképes állapotban tartásának jelenlegi költségei maradnak.

A megszokott üzemanyag alternatív üzemanyaggal való teljes értékű helyettesítésének lehetőségét nem egyetlen valós példa bizonyítja. A világ különböző országaiban a háztulajdonosok környezetbarát fűtési lehetőségekhez folyamodnak. Nálunk csak kevesen mernek radikálisan váltani az évről évre dráguló megszokott üzemanyagról.

Az öko-üzemanyag alkalmazásának fő problémája a jelentős kezdeti tőkebefektetés. Hiszen először részletesen ki kell számolni egy adott ház vagy nyaraló számára szükséges energia mennyiségét. Ezután meg kell állapítani, hogy az adott területen melýik öko-erőforrás típus a legelőnyöseb.

Ezután meg kell tervezni az energiát termelő berendezések helyezétését, mindent meg kell vásárolni és télépteníteni.

Ha ezekkel a kérdésekkel megfelelő szakemberek fogalkoznak, akor az öko-fűtés végső költsége nagyon magas lesz. A megtakarítás érdekében megpróbálhatjuk saját erőből megoldani.

Ehhez mélyen el kell mélyednünk az alternatív energiaforrások témájában, hogy lemondjunk a külső segítség igénybevételéről. Ebbe az esetben a projekt költsége többszörösen olcsóbb lesz.

Ponosan a másoik varánst választják sok magánház tulajdonosai. Az Ő gyakorlatuk bizonyítja, hogy az energiafügetlenné válás teljesen lehetséges. A hagyományos üzemanyagot teljesen vagy részben lehet helletesíteni – minden attól függ, mekkora a ház, milyek a kezdeti pénzügyi lehetségek, és milyik fűtési megoldást választották.

A “zöld energia” alkalmazási területeit egy fotóválogatás mutatja be:

A megújuló energiaforrások típusai fűtéshez

A ház fűtésére sikeresen használható a szél, a nap és a föld energiája. Valamint a bioüzemanyag. Részletesen megvizsgáljuk, hogy ponosan hogyan tegyük ezt, és mire lesz ehhez szükség.

1. típus – a szél ereje

Nagyon sikeréen használható alternatív energiaforrásként a vidéki ház fűtésré a szél energiája. Ezt a forrást nem lehet kimeríteni. Megújuló tulajdonságú. A szél erejének használatához egy szélkerék-nek nevezett készülékre van szükség.

A szél energiája használatának elve

A szél erőjének alternatív fűtési forrássá alakításához szélgenerátorra van szükség. Ezek lehetnek függőleges vagy vízszintes tengelyűek a forgástengely függvényében. Sok gyártó kínálja a maga módelljeit az ügyfeleknek.

A szélerőművek lehetnek vízszintes vagy függőleges forgástengelyűek. A nagyobb teljesítmény a vízszintes tengelyűeké.

A költség függ az anyagtól, a berendezés méretétől és teljesítményétől. Lehetőség van saját kezűleg is szélgenerátort építeni, házilag beszerezhető anyagok felhasználásával.

Bármely szélmalom a következő részekből áll:

• lapátok;
• torony;
• szélkakas a szélirány érzékelésére;
• generátor;
• vezérlő;
• akkumulátorok;
• inverter.

A szélerőmű működési elve a lapátokat forgató szél erején alapul. A toronyra rögzített lapátok magasan a föld felett helyezkednek el. Minél magasabban, annál nagyobb a teljesítmény. Így egyetlen ház ellátásához elegendő a 25 m magasság.

A forgó lapátok mozgásba hozzák a generátor rotorját. Az háromfázisú váltakozó áramot termel, amely további átalakítást igényel. Ez az áram a vezérlőhöz kerül, ahol egyenárammá alakul. Ezt használják az akkumulátorok töltésére.

Az akkumulátorokon áthaladva az áram kiegyenlítődik, és az inverterhez kerül, ahol 50 Hz frekvenciájú, 220 V feszültségű egyfázisú váltakozó árammá alakul. Most már használható háztartási célokra, elektromos fűtési rendszerben.

A szélmalmok elhelyezésének sajátosságai

A szélenergia-berendezések bizonyos feltételek mellett képesek működni. Először is, a szélgenerátor meglehetősen nagy méretű szerkezet, amely jelentős területet igényel a telepítéshez. Egy kis készülék nem képes kielégíteni az energiaszükségletet.

Magasságának legalább 10 méterrel meg kell haladnia a környező házakat, fákat és egyéb építményeket, a villanyvezetékeknek és más objektumoknak pedig legalább 100 méterre kell lenniük a szélmalomtól. Ez a követelmény nem mindig teljesíthető – nem minden családi ház tulajdonosa rendelkezik elegendő területű kerttel.

A szélmalmokat legjobb magaslaton, dombon elhelyezni, távol a fáktól és épületektől – legalább 100 méterre.

Másodszor, jó, ha a vizsgált terület jó szélpotenciállal rendelkezik – dombvidék vagy sztyeppei zóna. A generátor elindításához legalább 2 m/s szélsebesség szükséges.

A magánháztartások számára készült szélrendszerek számos modellje képes teljes mértékben fedezni az áramszükségletet.

Például egy 1,5 kW teljesítményű szélturbina az évszaktól függően havonta 100-200 kWh-t termelhet. Ha az árboc magasságát megnövelik, a teljesítmény kétszeresére nő.

Ez azonban további költségeket igényel a telepítés és a fogyóanyagok tekintetében. A szélerőművek átlagos élettartama 20 év.

Weboldalunkon további anyagok is találhatók a szélgenerátor szerkezetéről, típusairól, a számításról és a barkácsolásról, valamint a telepítésről.

Javasoljuk, hogy ismerkedjen meg velük:

• Kinetikus szélgenerátor: felépítés, működési elv, alkalmazás
• Szélgenerátor magánházhoz: az aggregátumok típusai és jellemzői, a választás finomságai, megtérülési számítások + legjobb ajánlatok
• Hogyan számítsa ki a szélgenerátort: képletek + gyakorlati számítási pél
• Szélgenerátor mosógépből: útmutató a szélkerék összeszereléséhez Önnek
• Hogyan készítsen széllapátokat szélgenerátorhoz saját kezűleg: példák a szélkeréklapátok házi elkészítéséhez

2. típus – a Föld energiája

Az alternatív fűtési rendszerek egyike a geotermikus. Alapja a Föld energiájának felhasználása. Ez a föld hője, a talajvíz, a környező levegő hője, amelyet hőszivattyúk (HP) alakítanak át. Fontos, hogy a berendezés által használt közeg hőmérséklete nulla felett legyen.

A hőszivattyú szerkezete és működési elve

A geotermikus rendszer működéséhez elektromos áram szükséges, amelyet a nyert hő szállítására használnak. A hőszivattyú 1 kW-ot felhasználva 2-6 kW hőt ad le.

A HP alapvető működési elve a hő összegyűjtéséből, átalakításából és továbbításából áll a fűtési körbe. Ez magának a készüléknek a felépítésének köszönhetően valósul meg.

A legolcsóbb egy „levegő-levegő” hőszivattyú telepítése. Ha saját kezűleg építi meg, minimális pénzügyi befektetésre lesz szükség.

A HP három zárt körből áll, amelyek a magánház fűtéséhez szükséges hő nyerésének folyamatában vesznek részt:

• külső – a hő forrásokból való felvételére szolgál. A körben fagyálló vagy sóoldat kering;
• belső – hűtőközeggel, leggyakrabban freonnal töltve;
• Hűtőfolyadékkal töltött fűtőkör.

A belső kört kitöltő freon felmelegszik a külső körből érkező hőtől. Alacsony forráspontja miatt az első hőcserélőben – az elpárologtatóban – gázzá alakul.

Ezután a kompresszorba kerül, ahol összesűrítik, aminek következtében sok hő szabadul fel, és a gáz hőmérséklete többszörösen megemelkedik – akár 65 fokig is.

Ezután a gáznemű freon a következő hőcserélőbe, a kondenzátorba kerül, ahol leadja a hőjét. A freon a hő nagy részétől megválva nyomás alatt a leeresztő szelepre kerül. Itt a nyomás hirtelen leesik, a hűtőközeg lehűl, és folyékony állapotba kerülve ismét az elpárologtatóba jut.

A freon által a kondenzátorban hagyott hő felmelegíti a háztartás fűtési rendszerében keringő folyadékot. Ha ebben a rendszerben padlófűtés is van, akkor a legnagyobb hatékonyságú fűtés érhető el minimális költséggel.

A legegyszerűbb hőszivattyú elkészítése saját kezűleg nem nehéz. Ehhez gyakorlatilag selejt alkatrészekre, olcsón beszerzett berendezésekre és természetesen türelemre van szükség. Bemutatjuk a hőrendszer vázlatát, ahol a hőenergiát egy dolomitba mélyített kútból veszik.

A hőszivattyúk szerkezeti felépítésében sok a közös. Hagyományos alkatrészek: 1 – kompresszor; 2 – kondenzátor; 3 – elpárologtató; 4 – TEV, azaz termosztatikus expanziós szelep

A példában szereplő rendszer elpárologtatója a talaj energiáját felvevő kúthoz van csatlakoztatva.

A padlófűtési rendszerhez való hőszivattyú szerkezetének sajátosságait a fotógaléria mutatja be:

A hőszivattyú használatának célszerűsége

A hőszivattyúk – melyek a környezetből vonják ki a hőt – különbözőek lehetnek. Minden attól függ, hogy milyen típusú környezetet használnak hőforrásként, és milyen típusú hűtőközeget alkalmaznak.

Ennek megfelelően a következő típusokat különböztetjük meg:

• levegő-levegő;
• víz-levegő;
• víz-víz;
• talaj-víz.

Az első két típust légfűtési rendszerekben alkalmazzák, a második két típust pedig folyékony hűtőközeggel működő rendszerekben.

A hőszivattyú függőleges változata a leghatékonyabb a földi energia kinyerése szempontjából, de egyben a legköltségesebb is.

Gazdasági szempontból a „víz-víz” hőszivattyú használata a legelőnyösebb. Ezt a változatot akkor érdemes alkalmazni, ha a ház közelében egy nem fagyó víztest található, amelybe a hő elvezetéséhez szükséges csöveket lefektetik.

A hőszivattyú 30 W hőt képes kinyerni 1 m csővezetékből. A magánlakás területétől és az energiaszükséglettől függően megfelelő mennyiségű csövet kell lefektetni.

A levegőt használó szivattyúk nem helyettesítik a hagyományos fűtést a zord éghajlatú régiókban. Ami a talajból nyert hőt illeti, ez igen költséges projekt. Geotermikus mező vízszintes elrendezését, függőleges és klaszterfúrást alkalmaznak.

Vízszintes kivitel esetén geotermikus mezőt kell létesíteni a fagyhatár alatti mélységben. Ez körülbelül 1,5-2 m. Az ilyen mező területe tekintélyes – 200 m²-től kezdődően.

A hőszivattyúk képesek helyettesíteni a hagyományos tüzelőanyagot a fűtési rendszerben, teljes energetikai függetlenséget biztosítva a vidéki háznak.

A függőleges és klaszterprojekt megvalósításához jelentős mélységű fúrásra van szükség fúróberendezések alkalmazásával.

Ez igen költséges szolgáltatás. Az ilyen típusú hőszivattyúk berendezése a munkák költségével nem törődő nyaralótulajdonosok számára célszerű. A föld mélyéből származó hőt hasznosító fűtés teljes mértékben képes helyettesíteni a szilárd tüzelésű vagy gázfűtést.

A geotermikus fűtést a legelőnyösebb a vizes „padlófűtés” berendezéssel együtt alkalmazni. Ez teszi lehetővé a legoptimálisabb eredmény elérését.

A jelentős hátrányok közé tartozik a hőgyűjtő csővezeték nagy hossza, a rendszer telepítéséhez szükséges költséges földmunkák, valamint a geotermikus mező kialakításához szükséges nagy terület.

3. típus – a napenergia

A Nap által az év során kibocsátott napenergia még a zord fagyok idején is alternatív fűtési módot kínálhat a vidéki otthonok számára. Fontos megtanulni, hogyan kell helyesen gyűjteni és felhasználni a fűtési rendszerben.

A napenergia gyűjtéséhez és átalakításához fotoelektromos átalakítókkal ellátott napelemeket és kollektorokat használnak, amelyek hőhordozóval töltött csőrendszert alkotnak.

A napenergia-rendszerek nagy hatásfokkal rendelkeznek. Sok takarékos háztulajdonos önállóan szereli fel otthonát ilyen rendszerekkel.

Ezen átalakítók alapvető különbsége, hogy az elemek áramot termelnek, amely a vidéki ház elektromos fűtésében használható fel. A kollektorokat pedig a víz- és levegőfűtési rendszerekben alkalmazzák. A leghatékonyabb megoldás a helyiségekben padlófűtési rendszer kiépítése.

Az a vélemény, hogy a Nap nem képes megbirkózni a ház fűtésével, csak akkor helytálló, ha a telepítés nem megfelelő, és a szükséges energia- és hőmennyiség számítása hibás. Az optimálisan kiválasztott napenergia-berendezés teljes mértékben képes autonóm fűtést biztosítani.

Más kérdés, hogy ehhez pénzt kell befektetni a berendezések megvásárlásába, beszerelésébe, valamint a meglévő fűtési rendszerbe való integrálásába.

A fotoelektromos átalakítókkal működő napenergia-rendszer elnyeli a napenergiát, a szilícium fényelemek pedig azonnal egyenárammá alakítják át. A berendezés 1 m²-e 120 W teljesítmény leadására képes.

A paneleken kívül, amelyek elnyelik a napsugárzást és átalakítják azt, a napelemes fűtési rendszerhez telepíteni kell egy töltésszabályozót, egy egyenáramból váltakozó árammá alakító invertert, és gondoskodni kell a biztonságról – biztosítékokat kell elhelyezni.

Mielőtt elhatározná magát a napenergia-berendezések telepítésére, meg kell ismerkednie azok felépítésével és működési elvével.

A panelek előnye, hogy lehetőség van akkumulátorok csatlakoztatására, amelyek a felesleges energiát tárolják, amit éjszaka lehet használni. Jelentős hátránya a napelemek használatának, hogy a legnagyobb hatékonyságot a déli régiókban érik el. Szigorú éghajlaton gazdaságilag nem célszerű ezeket elsődleges fűtési formaként telepíteni.

A csőrendszerrel felszerelt napelemes berendezések jobban megfelelnek a hideg telű és negatív hőmérsékletű régiók számára. A panelek szerkezetétől és anyagától függően megkülönböztetünk vákuumkollektorokat, lapos kollektorokat és koncentrátorokat.

A legdrágábbak közülük a vákuumcsövesek. De ezek a leghatékonyabbak bármely évszakban és bármilyen időjárásban, mivel képesek a napsugárzás széles spektrumát elnyelni. További előnyük, hogy a vákuumpanelek sikeresen működnek akár -35 °C-os negatív hőmérsékleten is.

A napkollektorokat saját kezűleg is telepítheti, anélkül, hogy erre szakosodott szervezetek szolgáltatásait venné igénybe. Egy ilyen munkához segítőre lesz szüksége, de lehetővé teszi a családi költségvetés megtakarítását.

A kollektor működési elve az, hogy elnyeli a napsugárzást, amely a vákuumcsövekben hővé alakul át. Ezután a hő átadódik a hőhordozónak, amely eljuttatja azt a hőcserélő tartályba. Ezután a hőhordozó a fűtési rendszerbe kerül.

A napelemes házfűtés legjobb konstrukcióit részletesebben a másik cikkünkben tekintettük át.

Típus #4 – biológiailag tiszta üzemanyag

A vidéki ház fűtésének egyik hatékony és megfizethető módja a biológiailag tiszta tüzelőanyaggal működő kazán.

Ez az alternatív fűtési forma a termelési hulladékokat használja fel – mezőgazdasági növények héját, faforgácsot, fűrészport és a fafeldolgozó ipar más melléktermékeit.

Sok pelletekkel működő kazán létezik. Lehetőség van a tüzelőanyag-adagolás folyamatának automatizálására, hogy minden a tulajdonos beavatkozása nélkül történjen.

Különféle hulladékokból kisméretű, sűrűn préselt granulátumokat – pelleteket – készítenek, amelyeket kazánokban égetnek el. A hagyományos tűzifához képest ez az üzemanyag tovább ég és több hőt biztosít.

Így készítenek nagy, sűrű briketteket különféle növényi eredetű hulladékokból. Az ilyen préselt tüzelőanyag 2-4-szer több hőenergiát képes biztosítani. Fűtőértéke elérheti az 5,0 kW×h/kg-ot.

A pelletek a brikettekkel ellentétben lényegesen kisebb méretűek. Automatizált fűtési rendszerekben alkalmazzák őket. A brikettek viszont hatékonyabbak, de nagyobb méretűek.

Gázkazánhoz biogázt is lehet használni. Ezt könnyű előállítani a szerves hulladék rothadási folyamata során. Ehhez elég nagy térfogatú tartályt kell építeni, belehelyezni a hulladékot, és biztosítani egy berendezést a keverésükhöz.

Levegő és baktériumok hatására rothadási folyamat megy végbe, és gáz szabadul fel. Ki kell építeni egy csővezetéket a hulladékanyag elvezetésére. Továbbá a gáz speciális tartályokba történő gyűjtéséhez, tisztításához és a fűtési rendszerbe juttatásához megfelelő eszközöket kell használni.

Környezetbarát fűtési mód, amely alternatív hőforrást használ – a hidrogénkazánt.

Működésének alapja a hidrogénmolekulák és oxigén közötti reakció, amely során hatalmas mennyiségű hő szabadul fel. Ez a fűtési mód megköveteli az üzemeltetési és biztonsági előírások betartását.

A hidrogénkazán működési elve a víz hidrogénre és oxigénre történő kémiai bontásán alapul, melynek eredményeként sok hő szabadul fel, és semmilyen káros anyag nem keletkezik. De be kell tartani a biztonsági előírásokat.

A fő hátrány a gyári berendezések magas költsége. A helyzetből kiutat jelent a hidrogénfűtési rendszer saját erőből történő kiépítése.

A működéséhez szükség van állandó csatlakozásra az elektromos áram- és vízforrásokhoz, hidrogénégőre, hidrogéngenerátorra, katalizátorokra és magára a kazánra. A kémiai reakció során nyert hő a hőcserélőbe kerül, hulladékként pedig egyszerű víz keletkezik.

Ha többet szeretne megtudni a bioüzemanyagokról, javasoljuk, hogy olvassa el a témával kapcsolatos többi cikkünket is:

• Házilag kivitelezhető biogázüzem magánházhoz: tippek a felépítéshez és egy barkácsolás példája
• Hogyan nyerjünk biogázt trágyából: a gyártóberendezés technológiája és felépítése
• Hidrogén fűtőkazán: felépítés + működési elv + kiválasztási szempontok
• Hogyan készítsen hidrogéngenerátort otthonába saját kezűleg: gyakorlati tanácsok a gyártáshoz és telepítéshez

Hogyan spóroljunk a “zöld energia” bevezetésén?

Az alternatív fűtési módok pénzügyi oldalát elemezve lesújtó következtetésre juthatunk – jelentős összegekre lesz szükség a kezdeti szakaszban.

Íme, 3–7 év elteltével, a választott fűtési módtól függően, jelentős megtakarítás lesz észrevehető az energiafüggetlen rendszernek köszönhetően.

Előnyös és kényelmes a kombinált alternatív fűtési forrás használata. Ehhez kiválaszthatja a legoptimálisabb kombinációt otthonához.

Meg lehet takarítani az alternatív hőtermelő berendezések használatán és telepítésén. Sok otthoni mester nagy lelkesedéssel fog neki a gyári alternatív energiaátalakító készülékek saját kezű elkészítésének.

Így elég egyszerűen és olcsón összeállítható egy tömlőből készült napkollektor, amely a vízmelegítés kiegészítő forrásaként szolgál.

Sikeresen összeállíthatók otthoni körülmények között kis szélturbinák barkácsanyagokból. Ezenkívül művelt, vidéken élő gazdák hoznak létre berendezéseket növényi és állati hulladékok biogázzá alakításához.

A házi készítésű szélgenerátorok teljesen működőképesek. De az összeszerelésükhöz előzetes számításokat kell végezni, fogyóanyagokat beszerezni, és időt kell ráfordítani.

Ezt követően a gazdaság szükségleteire használják. A hulladékerjesztő tartály méretétől és a családi ház területétől függően teljes mértékben ellátható a gazdaság biogázzal minden igény kielégítése érdekében.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Videó az alternatív energiaforrások kombinálásáról az áramtermeléshez egy kis vidéki házban:

A szélgenerátor saját kezű készítéséről szóló videó segít könnyen megérteni a berendezés elvét:

Egy rövid videó a hőszivattyú használatáról:

Videó a biogáz előállításáról:

A hagyományos fűtési forrásokról való lemondás teljesen reális. Ehhez alaposan ki kell választani egy alternatívát, vagy többet kombinálni a terület adottságai, a vidéki ház területe és a környező telek alapján.

A nap, a föld energiája, a szél ereje, a növényi és állati eredetű háztartási hulladékok hasznosítása teljes mértékben képesek a gáz, a szén, a tűzifa és a fizetős áram méltó helyettesítőjévé válni.

Használ Ön valamilyen alternatív energiaforrást otthoni célokra? Ossza meg, mennyibe került Önnek a berendezés összeszerelése, és milyen gyorsan térült meg.

Vagy talán az Ön ismerősei közül valaki megújuló energiaforrásokra építette a vidéki házát? Napelemrendszert vagy hőszivattyút használva független hő-, melegvíz- és áramforrásként?

Ossza meg tapasztalatait a cikk alatti hozzászólásokban – a szemléletes példa hasznos lesz azoknak a háztulajdonosoknak, akik még mindig kételkednek az alternatív energia valóságában.