Fuentes de energía alternativas para el hogar

La electricidad es una de las fuentes de energía más importantes para un hogar privado. La electricidad ayuda a cocinar, calentar una habitación, bombear agua hacia ella y alumbrar de forma sencilla. Es capaz de reemplazar completamente el suministro de gas y el suministro central de agua. Sin electricidad, una casa moderna no se considera cómoda y funcional. Las líneas de alta tensión llegan incluso a los pueblos y ciudades más remotos y les suministran electricidad. Pero todavía hay lugares donde no se establecen las comunicaciones, y su instalación costará una cantidad decente. En esta situación, las fuentes de energía alternativas ayudarán. Son respetuosos con el medio ambiente, completamente autónomos y económicamente beneficiosos. El propietario de su propia fuente de energía eléctrica no depende de reparaciones planificadas, averías y apagones continuos que dejan pueblos enteros sin electricidad. Las fuentes de energía no convencionales más comunes y no del todo familiares se analizan en detalle a continuación..

Tabla de contenido

Generadores electricos

La primera y más popular fuente de energía doméstica, que se encuentra con mayor frecuencia en hogares privados, son los generadores eléctricos. Por el tipo de combustible utilizado, se dividen en diésel, gasolina y gas..

Los generadores diésel tienen muchas ventajas, incluida la economía, la fiabilidad y el bajo riesgo de incendio. Con un uso diario regular, un generador diésel es mucho más rentable que los modelos con consumo de gas o gasolina. El consumo de combustible de los equipos diesel no es grande, el precio del combustible tampoco es alto, no requiere reparaciones costosas e inversiones financieras. Las desventajas de los generadores diesel son una gran cantidad de gases emitidos durante el funcionamiento, el ruido y un alto precio para el dispositivo en sí. El precio de los equipos con una potencia de 5 kW es en promedio de $ 850.

Generador de gasolina: esta unidad es ideal como fuente de energía de respaldo o estacional. Los generadores que funcionan con este tipo de combustible son de tamaño pequeño, hacen poco ruido durante el funcionamiento y el dispositivo en sí tiene un precio más bajo que su homólogo diésel. El precio medio de un generador de gasolina de 5 kW es de 500 dólares. Las desventajas de usar un generador eléctrico de gasolina: aunque el nivel de ruido es bajo, está allí, se libera una gran cantidad de dióxido de carbono durante el funcionamiento, por lo tanto, el dispositivo debe colocarse en habitaciones separadas con buen aislamiento acústico..

Los generadores de electricidad a gas han demostrado su eficacia en todos los aspectos. Funcionan tanto con gas natural como con combustible licuado en cilindros. El nivel de ruido de estos dispositivos es el más bajo, la vida útil es muy alta. El precio medio de un dispositivo de 5 kW es de 600 dólares..

El uso de la energía solar

Otra fuente alternativa de energía eléctrica es la energía solar. Se utiliza no solo para generar electricidad, sino también para proporcionar calefacción autónoma. Para obtener electricidad del sol, se instalan paneles solares de varios tamaños, que están equipados con una batería y un inversor. Los beneficios de utilizar fuentes de electricidad alimentadas por energía solar incluyen:

• La capacidad de renovarse.
• Funcionamiento absolutamente silencioso.
• Seguridad para la salud humana y el medio ambiente, ya que los dispositivos utilizados en esta tecnología no emiten sustancias a la atmósfera..
• Fácil de instalar cuando se autoinstala.

Todas estas cualidades hacen de las fuentes de energía solar una de las más populares. Pero este método de generación de electricidad también tiene desventajas:

• Para casas con una alta tasa de consumo de electricidad, será necesario instalar equipos de un área grande, que ocupará mucho espacio en el área local. El área de la estación debe ser de al menos 10 m2. Es decir, este tipo de producción de energía no está disponible para propietarios de pequeñas parcelas de tierra..
• La segunda desventaja es la dependencia de los cambios diarios y estacionales de la radiación solar..
• En tercer lugar, durante el funcionamiento estas instalaciones no emiten sustancias nocivas, pero para la fabricación de fotocélulas y heliosistemas que componen la batería solar se utilizan sustancias altamente tóxicas y de difícil eliminación..

La estación terminada tiene un precio de $ 3500 a $ 7000. Una forma más económica de obtener energía del sol es a través de colectores para calentar el agua. Este equipo captura el calor solar incluso en los días en que la estrella se esconde detrás de las nubes. Se usa solo para calentar agua, no genera electricidad. Un colector cubre las necesidades diarias de agua caliente para una familia de tres. El precio oscila entre $ 1000 y $ 4000. Solo hay un inconveniente de este tipo de equipos, inherente a las baterías solares: la imposibilidad de funcionar en áreas con baja actividad solar y de noche..

Uso de energía eólica

Las instalaciones para convertir la energía de una corriente de aire en electricidad ya no son una fantasía y se utilizan en todas partes. Funcionan según el principio de las turbinas eólicas, que convierten la energía cinética del viento en energía mecánica a partir de la rotación de la turbina. Esta energía es recogida y convertida en corriente alterna por el inversor. La velocidad mínima del viento a la que se genera electricidad a partir del volante es de 2 m / s. La velocidad óptima del viento es de 8 m / s. Por tipo de diseño, los generadores de energía eólica se dividen en modelos con un rotor horizontal y con un vertical.

El diseño horizontal del generador tiene un alto coeficiente de eficiencia; se utiliza una pequeña cantidad de materiales durante la instalación. Desventajas: se requiere un mástil alto para la instalación, el generador en sí tiene una parte mecánica compleja, no es conveniente de mantener. Los verticales se distinguen por un mayor rango de velocidades del viento a las que operan. Pero al mismo tiempo, los aerogeneradores verticales no son económicos, ya que requieren el uso de más equipos y materiales..

El uso del parque eólico está limitado por indicadores de viento en el contexto de cada temporada. Si fuera de temporada, con una mayor actividad aérea, la estación será muy efectiva, entonces en días de calma no se generará electricidad. Para suavizar esta diferencia y suministrar corriente eléctrica a la casa de forma ininterrumpida, el parque eólico está equipado con una batería de almacenamiento. Esta medida ayuda a almacenar energía en climas ventosos y a utilizarla durante períodos de calma..

Una alternativa a la instalación de una batería de almacenamiento en un parque eólico es convertir la energía en calor. Se utiliza tanto para calefacción como para suministro de agua caliente. En este diseño, la batería se reemplaza con un tanque de almacenamiento de agua. Usar un parque eólico de esta manera puede reducir su costo total en un 25%. El costo de un parque eólico con batería es en promedio de $ 10,000, sin batería – $ 1000-2000.

Entre los matices no muy agradables del uso de un parque eólico se encuentra la necesidad de disponer una base para el equipo. Está reforzado con especial cuidado para que durante vientos fuertes el mástil y el molino de viento no se salgan del suelo. El segundo matiz es la posibilidad de que las palas se congelen en invierno, esto reduce la eficiencia de la estación. Durante su funcionamiento, este equipo genera ruido y vibración, por lo que se monta lejos de edificios residenciales..

Uso de energía geotérmica

La energía geotérmica es una fuente de energía relativamente nueva para un hogar privado. En este caso, se utiliza el calor, que se forma en las entrañas del planeta. El núcleo del globo tiene una temperatura alta que sale a la superficie en áreas volcánicas, fuentes de agua y vapor, y también se encuentra en las capas profundas del planeta. El calor geotérmico se utiliza como fuente de energía de corriente y calor..

El principio de funcionamiento de una fuente de energía geotérmica en una casa privada es bastante simple: se perfora un pozo en el que se instala una bomba de calor. La instalación bombea agua caliente de las capas profundas; cuando se enfría, genera energía, que luego se convierte en electricidad. Durante el funcionamiento, esta instalación consume corriente eléctrica, pero al mismo tiempo, por cada kW gastado, genera 5-6 kW de corriente. El costo promedio de instalación para una casa de 150 m2 es de $ 30,000. Beneficios de uso: una fuente inagotable de energía que no depende de la temporada, la hora del día y las condiciones climáticas..

Desventajas de usar la energía de la Tierra: el agua termal a menudo está altamente mineralizada y contiene impurezas tóxicas, por lo que no se puede enviar a los desagües de aguas residuales comunes. Las aguas residuales se devuelven al horizonte profundo desde el que se bombearon. Algunos científicos creen que este tipo de producción de energía conduce a un aumento de la actividad sísmica en la corteza terrestre..

Uso de energía de biomasa

Mucha gente ya ha oído hablar de los biocombustibles. En torno a este tipo de temas calientes, estalla mucha controversia y críticas contradictorias. Como combustible para automóviles, tiene un precio atractivo, pero su efecto sobre el motor y su potencia no se comprende del todo. Pero el combustible se utiliza no solo como combustible para vehículos, sino también como fuente de corriente eléctrica. Este combustible sustituye al gas, la gasolina y el diésel al repostar equipos para generar electricidad..

Los biocombustibles se producen procesando varias plantas. Para la fabricación de diesel biológico se utilizan grasas de semillas de cultivos oleaginosos y la gasolina se produce por fermentación de maíz, caña de azúcar, remolacha y otras plantas. Las algas son reconocidas como la fuente más óptima de energía biológica, ya que no tienen pretensiones y se convierten fácilmente en boimass con propiedades aceitosas similares al aceite..

Esta tecnología también permite la producción de gas biológico, que se captura durante la fermentación de residuos orgánicos de la industria alimentaria y la ganadería. En este caso, se obtiene metano. Al capturar el gas en vertederos, se obtiene etanol celulósico. 1 tonelada de residuos inútiles produce hasta 500 m3 de gas útil.

En cuanto al uso doméstico de biocombustibles para la generación de electricidad, se adquiere una planta de biogás individual para este fin. Tal dispositivo genera gas natural a partir de desechos. Una instalación estándar de IBGU-1 por día proporciona de 3 a 12 m3 de gas, que luego se utilizan para calentar una casa, repostar varios equipos, incluido un generador de electricidad a gas. El costo de una planta de biogás es en promedio $ 9,000.

Central hidroeléctrica en miniatura

Otro tipo de energía alternativa que se utiliza con éxito en viviendas particulares son las centrales hidroeléctricas individuales. En instalación, este tipo de generadores de electricidad es uno de los más difíciles, pero al mismo tiempo su eficiencia es muy superior a la de las fuentes eólicas y solares. Se están construyendo represas y centrales hidroeléctricas sin represas, la segunda opción es la más simple y asequible. Estas instalaciones también se denominan estaciones de flujo. Según el dispositivo, se dividen en estaciones con una rueda, una guirnalda, un rotor Darrieus y una hélice..

• La estación de la rueda hidráulica tiene una sección circular central con palas que es perpendicular a la superficie del agua. Al moverse, el agua presiona las cuchillas y hace girar la rueda. El principio de funcionamiento es el mismo que en un parque eólico, solo el agua actúa como fuente. Diseños más complejos de plantas de energía hidráulica con ruedas: una rueda de turbina con palas especiales para un chorro de agua.

• Una estación con una guirnalda es un cable en el que los rotores se fijan rígidamente. El cable está conectado en lados opuestos de la corriente de agua, los rotores están sumergidos en agua. Al moverse, el agua hace girar los rotores y transmiten este movimiento al cable..
• Estación con un rotor Darrieus: el diseño es similar al anterior, pero aquí el rotor está ubicado verticalmente y gira debido a diferentes indicadores de presión en sus palas. Este indicador se crea debido a la forma compleja de la superficie..

• Estación de hélice: instalación submarina de rotor vertical. Exteriormente, esta instalación es similar a un molino de viento con palas pequeñas..

Entre los tipos presentados de plantas de energía hidroeléctrica, la instalación de guirnaldas se considera la más inconveniente. Tiene un bajo rendimiento, el diseño en sí representa un peligro para las personas que lo rodean, la instalación de la estación requiere el consumo de una gran cantidad de materiales. El rotor Darrieus es más conveniente, ya que el eje está ubicado verticalmente y se puede instalar sobre el agua. Pero es bastante difícil montar una estación de este tipo, y el rotor debe girarse al principio. La opción más óptima para hacerlo usted mismo es una estación con hélice o rueda. El costo promedio de una estación de 6 kW es de $ 8,000-10,000.