Дом, в котором буду жить!

                          МОУ «Мамоновская средняя образовательная школа»

                                                                                             Выполнил: ученик 9 а класса

                                                                                             МОУ «Мамоновская СОШ»

                                                                                             Меркушин В.

                                                                                             Руководитель: учитель физики

                                                                                             МОУ «Мамоновская СОШ»

                                                                                             Березовская Н.В.

                                                     Иркутск 2007

                                                                                   «Дом, в котором буду жить!»                                                                                                                                                 

                                «Когда закончу школу                                                                                                                                                                                                                    Пойду учиться в ВУЗ

                                       Затем, пойду работать

                                                                                               И строить дом возьмусь.

                                                                                            Я буду дружен с Ветром,

                                       Рад Солнцу и Воде,

                                                   Мой будущий домик-

                                                                                                 Всех лучше на Земле!»

       Цель моего проекта – разработка технического проекта и создание стабильного источника электроэнергии, использующего местные возобновляемые ресурсы для жилого дома в селе Мамоны на берегу реки Иркут.

При создании макета я использовал систему солнечного обогрева, ветроэнергоустановку (ВЭУ), мини – ГЭС. Модель дома располагается на каркасе, без фундамента. Дом строится на сваях. Предполагается, что стены в доме двойные – между ними расположен теплоизоляционный материал – монтажная пена либо древесные опилки, они являются уплотнительными, теплоизоляционными, шумоизоляционными материалами. Пол тоже двойной, между слоями  засыпаны опилки. Северная сторона дома утеплена пенопластом, так как он по своей структуре напоминает современный термостойкий кирпич, из которого строят дома. Он обладает пористой структурой, за счет этого уменьшается его теплопроводность, что способствует сохранению тепла в доме. Окна домика смотрят на юг, и солнце практически целый день освещает дом. Для сбережения тепла в доме нужно использовать современные стеклопакеты на деревянных рамах, они также являются экологически чистыми. Если использовать дневной свет, то экономится достаточно энергии (Л.5 ).

Предполагается использовать систему солнечного обогрева (Л.1-стр.51), а также тепла, которое выделяют жильцы и бытовые приборы. Система сбора солнечной тепловой энергии состоит из 100 застекленных плоских солнечных коллекторов. Коллекторы располагаются на крыше в несколько рядов. Теплоносителем является незамерзающая жидкость – смесь воды и двухатомного спирта. Она прокачивается через солнечные коллекторы, где и прогревается солнечными лучами. Солнечные коллекторы дома будут генерировать 188кВт тепловой энергии в течение одного обычного летнего дня. Коллекторы соединяются с теплоизолированной трубой, по которой теплоноситель поступает в систему сбора тепловой энергии – бак объемом 60м3, для  краткосрочного (до нескольких суток) аккумулирования теплоты, резервный газовый бойлер и механическое оборудование (насосы, систему управления, теплообменники). Это можно оборудовать в подвальном помещении. В дом теплоноситель поступает через нагреватель воздуха. Теплый воздух распределяется по всему дому по системе труб, в следствии этого дом обогревается. Тепловая энергия для длительного хранения   может  накапливаться в специальных скважинах под землей. В летний период в них будет аккумулироваться теплота, которую можно будет использовать зимой. Скважин может быть в количестве 20, глубиной  15 метров (25-30 метров – подземные воды). Их необходимо заполнить материалом высокой тепловой удельной проводимости. По трубам нагретый  солнцем теплоноситель будет закачиваться насосами в скважины, и к концу лета может достигать температуры 70-750С. Сверху участка, где расположены скважины, необходимо утеплить (теплоизоляционным материалом, почвой). Зимой до 70% тепловой энергии можно получить за счет энергии Солнца.

На крыше дома также расположена водонагревательная установка, которая состоит из трубок, наполненных водой (использовать можно с наступлением теплоты: с мая по октябрь ) и покрашены в черный цвет. За день в трубках вода нагревается, а вечером при открывании крана теплая вода поступает в дом по внутреннему водопроводу. До 40% горячей воды в год можно получать при использовании солнечной энергии.

Энергия распределяется следующим образом: 60% на обогрев помещения, 20% на горячую воду, 20% на электроприборы.

Для освещения дома будет использоваться мини-генератор, работающий на энергии потока речной воды (дом будет расположен на берегу реки Иркут). Можно использовать гидравлические тараны. Которые при желании можно изготовить самостоятельно либо заказать в мастерские. Совместная работа таранов с активными турбинами может обеспечивать производство электрической энергии до 10кВт и более. В настоящее время на кафедрах Иркутской государственной сельскохозяйственной академии изобретены гидродвигатели с приводом от силы гидравлического удара и подъемной силы Архимеда, эти двигатели экологически чистые, работают без использования ГСМ, независимо от погоды, времени суток и года. Они позволяют обеспечивать мощность до 5кВт и более при высоте напорного сооружения  всего 1-2м. При этом можно использовать надувные, резиновые плотины (Л.2-стр.49). В доме будут использоваться энергосберегающие люминесцентные лампы, установленные в светоотражающих люстрах. Такие лампы потребляют 0,02 кВт/ч. В моем доме предполагается  8 ламп, которые в среднем за день будут потреблять 1,6кВт в день (8ламп * 20Вт * максимум 9 часов). Поэтому энергии, выработанной мини-генератором будет более, чем достаточно.

Добыть энергию можно и при помощи ветряка. Он предназначен для подъема воды из скважины. Сама скважина расположена под установкой, подъем воды осуществляется за счет вращения архимедова винта в цилиндре. При соответствующем ветре  такая установка может выкачивать до 5 кубических метров воды за сутки. Этого вполне достаточно, чтобы полить огород, насаждения. У ветряков один недостаток – работают не всегда, а лишь при ветряной погоде. Можно использовать электронный блок управления насосом, такому блоку достаточно энергии, заключенной в батарейке от карманного фонаря, чтобы поднять воду с 10-метровой глубины. Вода будет качаться по мере накопления ветряком энергии(импульсивно – выталкивая отдельные порции). Даже таким способом можно заполнить бочки водой(Л.3 стр. 7). Ветроустановку нужно использовать с генератором, который вырабатывает энергию при вращении лопастей. Такую установку можно использовать и для освещения участка (если напряжения недостаточно для работы светодиода, вырабатываемого генератором, в цепь последовательно подключить элемент питания) (Л. 4стр.70).

Вокруг дома обязательно должны быть посажены деревья, которые являются источником кислорода, а также помогают сохранить тепло внутри здания. Такой дом позволит жить в гармонии с окружающей средой.

Использование энергии Солнца, воды, ветра позволяет сократить выбросы углекислого газа.

В связи с повышением цен на природные энергоносители, сокращением природных ископаемых, с угрозой глобального изменения  климата на планете солнечная энергия, энергии ветра и воды станут доступными альтернативами для многих людей.

                                                 Литература.

1. Брянская Е. Солнечный поселок Дрейк Лэндинг.// Волна – экологический журнал.- 2006.- № 1 (44).

2. Кузьмин А. Об устойчивой энергетике, государственной политике и научных разработках. //  Волна – экологический журнал.- 2006.- № 1 (44).

3. Михайлов А. «Упряжки» для ветра.// Юный техник.- 1993.-№9.

4. Савельев А. Ветер, ветер, дай нам свет!// Юный техник.- 1992.-№1

5. Энергосбережение: Начни с себя!. Изд. 2-е, доп.- Иркутск: ИРОО «Байкальская Экологическая Волна», 2005.