تولید برق در خانه با وسایل ساده، رایگان و دائمی | روش های تولید برق رایگان و به صرفه ترین

به گزارش اطلاعات نیوز، هدف از تولید برق پاک در خانه، کاهش مصرف انرژی شبکه سراسری و انتشار گازهای گلخانه‌ای است و با بهره‌گیری از منابع تجدیدپذیر می‌توان علاوه بر حفاظت از محیط‌زیست، به استقلال انرژی رسید و هزینه‌های بلندمدت را کاهش داد.

تولید برق با سیستم خورشیدی فتوولتائیک (PV)

سیستم‌های PV با قرار دادن پنل‌های سیلیکونی در معرض نور خورشید، فوتون‌های نور را جذب و به جریان الکتریکی مستقیم تبدیل می‌کنند و جریان مستقیم تولیدشده سپس از طریق اینورتر به جریان متناوب قابل استفاده در شبکه برق خانگی تبدیل می‌شود.

عوامل مؤثر در کارایی شامل زاویه نصب پنل، دمای محیط و کیفیت سلول‌های خورشیدی است و در مناطق با تابش شدید خورشید مانند ایران، بازده این سیستم به بیش از ۲۰ درصد می‌رسد و با نصب باتری می‌توان برق مازاد را برای ساعات شب ذخیره کرد.

تولید برق با سیستم خورشیدی حرارتی (CSP خانگی)

در این روش از لوله‌های خلأ یا صفحات تخت برای جذب گرمای خورشید استفاده می‌شود، سیال حرارتی (روغن یا آب) در این لوله‌ها گرم و به یک مبدل حرارتی یا توربین کوچک منتقل می‌شود تا برق تولید کند.

CSP در مقیاس کوچک خانگی نیازمند نصب اجزا مکانیکی و کنترل دما است، اما در مناطقی با تابش مداوم و نیاز هم‌زمان به تولید برق و آب گرم مصرفی، بهره‌وری مناسبی دارد، هزینه اولیه بالاتر از PV است، اما می‌تواند گرمای مازاد را برای گرمایش ساختمان تأمین کند.

تولید برق با توربین باد کوچک (میکروباد)

این توربین‌ها با محور عمودی یا افقی روی پشت‌بام یا تیرک نصب می‌شوند و از انرژی جنبشی باد برای گرداندن ژنراتور بهره می‌برند، ظرفیت معمول آن‌ها بین ۱۰۰ وات تا چند کیلووات است و مناسب مناطق با سرعت ثابت باد بالای چهار متر بر ثانیه است.

میکروبادها نسبت به پنل خورشیدی به فضای کمتری نیاز دارند و در شب یا روزهای ابری می‌توانند برق تولید کنند، اما نصب آن‌ها ممکن است با محدودیت‌های شهرداری یا مقررات محلی مواجه شود و سروصدای جزئی نیز تولید کنند.

تولید برق با میکروهیدرو (توربین آبی کوچک)

اگر ساختمان در مجاورت رودخانه یا جریان آبی با ارتفاع افت مناسب قرار داشته باشد، می‌توان از میکروهیدرو بهره برد، آب جاری با فشار به پره‌های توربین برخورد کرده و ژنراتور را به حرکت درمی‌آورد.

این روش به جریان دائمی آب وابسته است، اما در فصول خشک نیز با ذخیره‌سازی استخرهای کوچک می‌توان جریان را کنترل کرد، هزینه نگهداری پایین و عملکرد پیوسته از مزایای اصلی میکروهیدرو است.

تولید برق با سیستم بیوگاز خانگی

پسماندهای غذایی، فضولات دامی و ضایعات کشاورزی در بی‌هوازی هضم می‌شوند و گاز متان تولید می‌کنند، گاز متان پس از پالایش به ژنراتور گازسوز تغذیه می‌شود تا برق و گرمای همزمان (CHP) تولید کند.

بیوگاز نه‌تنها از انتشار متان به هوا جلوگیری می‌کند، بلکه پسماندها را به کود بیولوژیک تبدیل می‌کند، هزینه ساخت مخزن هضم بی‌هوازی به نسبت پایین است و مناسب خانه‌هایی با دسترسی به ضایعات ارگانیک است.

تولید برق باپیل سوختی هیدروژنی

در این فناوری، واکنش هیدروژن و اکسیژن در سلول‌های الکتروشیمیایی جریان برق و آب تولید می‌کند، اگر هیدروژن از الکترولیز آب با برق خورشیدی یا بادی تأمین شود، چرخه تولید پاک خواهد بود.

پیل‌های سوختی پرهزینه، اما بسیار بی‌صدا هستند و در مقیاس کوچک خانگی قابلیت کارکرد شبانه‌روزی دارند و چالش اصلی ذخیره‌سازی هیدروژن و ایمنی آن است، اما پیشرفت در فناوری مخازن کامپوزیتی به حل این مسئله کمک کرده است.

تولید برق با سیستم‌های ترکیبی انرژی

ترکیب PV، میکروباد و باتری، پایداری تولید را افزایش می‌دهد، در روزهای آفتابی از خورشیدی، در روزهای بادخیز از توربین باد و در شب یا شرایط نامناسب از باتری استفاده می‌شود.

کنترل‌گرهای هوشمند با تحلیل پیش‌بینی وضعیت هوا و الگوی مصرف، مدیریت شارژ و دشارژ باتری را بهینه می‌کنند و این رویکرد وابستگی به شبکه سراسری را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

تولید برق با ذخیره‌سازی هوشمند انرژی

باتری‌های لیتیوم-یون از آن جهت محبوب‌اند که چگالی انرژی بالا و طول عمر مناسب دارند و بعضی سیستم‌ها از باتری‌های نمکی یا جریان فلز-هوا نیز بهره می‌برند.

اینورترهای دوطرفه و کنترل‌گرهای نسل جدید می‌توانند برق شبکه را نیز برای شارژ باتری به کار گیرند و در شرایط اوج مصرف، آن را به خانه بازگردانند، همچنین امکان پاسخ‌دهی به فراخوان‌های هوشمند شبکه و درآمدزایی از طریق فروش برق ذخیره‌شده وجود دارد.

بهینه‌سازی مصرف انرژی و طراحی هوشمند ساختمان

عایق‌بندی دیوارها، پنجره‌های دوجداره و نورگیرهای سقفی میزان مصرف گرمایش و سرمایش را به طرز چشمگیری کاهش می‌دهد، ترکیب معماری بادی و حرارتی غیرفعال (Passive Design) به کاهش نیاز به سیستم‌های مکانیکی کمک می‌کند.

سیستم‌های تهویه مکانیکی با بازیافت حرارت (HRV/ERV) هوای تازه را بدون هدررفت گرما وارد خانه می‌کنند، کنترل نور مصنوعی با سنسور حضور و سیستم‌های روشنایی LED کم‌مصرف نیز جزو روش‌های اثبات‌شده کاهش مصرف برق هستند.

فناوری‌های نوظهور در تولید برق خانگی

فیلم‌ها و پوشش‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر روی شیشه پنجره، پنل‌های شفاف فتوولتائیک و سامانه‌های نانوفتوولتائیک آینده نزدیک را دگرگون می‌کنند، ترکیب این فناوری‌ها با اینترنت اشیاء امکان پایش و بهینه‌سازی لحظه‌ای عملکرد را فراهم می‌کند.

همچنین تحقیقات روی پیل‌های خورشیدی چندپیوندی پرکارده و سیستم‌های تولید برق از حرکت مغناطیسی زمین (ژئومغناطیس) نشان‌دهنده چشم‌اندازهای بلندمدت خودکفایی انرژی در خانه‌های هوشمند است.

هر کدام از این روش‌ها مزایا و چالش‌های خاص خود را دارد، اما با توجه به روند کاهش قیمت فناوری‌های تجدیدپذیر و توسعه سیاست‌های حمایتی، اکنون بهترین زمان برای سرمایه‌گذاری روی تولید برق پاک در خانه است.