L'energia solare e l'energia eolica sono la base per tutte le forme di vita sulla terra!
Una porzione significativa di strumenti che possono fare uso di energia solare o eolica non richiede un grado di impianti di produzione industriale. Con solo un pò di meccanica e le conoscenze di base dei circuiti, si possono creare dispositivi che generano calore ed elettricità dal sole e dal vento. Con un pò più di conoscenze di meccanica ed elettrica, si possono realizzare imprese più complesse ed efficienti, come il rendere la casa indipendente con l' energia solare e/o eolica. Se sei un meccanico dilettante di auto, prendi uno dei circuiti elettrici di laboratorio, o qualche tipo di ingegnere per l'elettronica, c' è un progetto fai da te che si può affrontare per generare la propria elettricità e calore. Spaziano dai generatori e alimentatori a turbine eoliche ed unità fotovoltaiche, la circolazione di energie alternative è incoraggiante per le persone a capirle. La tecnologia è sempre più avanzata, forse con passi maggiori dell' aumento dei prezzi del gas e di altre fonti di energia.

Energia Solare

Ci sono due tipologie di sistemi che fanno uso del sole: sistemi solari termici e sistemi solari elettronici (fotovoltaici). Mentre i sistemi termici sono più semplici da costruire e tendono a risparmiare più energia, i sistemi fotovoltaici sono più complessi e hanno molti usi differenti. L'implementazione della tecnologia comincia a diffondersi. Un piano costruito in Victoria, utilizzando tecnologie solari avanzate, è un concentratore di energia solare eliostatico che produrrà 270.000MWh all'anno. Attualmente lo sviluppo si sta evolvendo e anche i ricercatori stanno cercando alternative per i dispositivi di silicio cristallino. Sottili pellicole che usano CIGS, CdTe e silicio amorfo o microcristallino sono le nuove alternative. Le celle fatte in questo modo sono chiamate celle solari amorfe, e hanno una maggiore efficienza solare e una più lunga durata rispetto alle celle di silicio cristallino. Altre celle che sono prodotte in minori quantità includono delle celle EFG, celle CIS, e celle solari DSSc o DSC. Le celle DSSc hanno il potenziale maggiore dato che possono produrre senza costi, ma non hanno un'elevata efficacia che invece hanno alcune celle a pellicola o le celle di silicio ibrido. Se prodotte correttamente (ad esempio non utilizzando metodi che implicano il riempimento incompleto con degli spazi di nanoparticelle di ossido di titanio) le celle ibride possono ottenere i più alti livell idi rendimento (insieme alle celle di silicio con monocristalli) del 15-18%. Le celleEFG hanno un rendimento leggerment inferiore, ma non richiedono il controllo durante la produzione dei wafer di silicio, e inoltre hanno un rapido tasso di crescita dei cristalli. Un altro dipo di celle, le celle di silicio policristallino (o celle Apex), sono più semplici da produrre, e dovrebbero essere prodotte ad un costo inferiore nell'immediato futuro, nonostante raramente raggiungono un livello di rendimento superiore alle poche unità.

La cellule CIS hanno un' efficienza simile alle Apex, e inoltre si prevede che ridurranno notevolmente il costo di produzione nel prossimo futuro, tuttavia attualmente c' è qualche problema a causa della potenza naturale limitata dell' indio. Gli imprenditori solari sono sempre più nel giro di affari con queste nuove tecnologie, anche negli Stati Uniti (e hanno fatto molta strada dallo smantellamento di Reagan dei pannelli solari sulla Casa Bianca). In California, lo stato ha reso illegale alle associazioni di proprietari di case di proibire i dispositivi solari casalinghi.

Molti dispositivi solari possono essere fatti senza attrezzature industriali, in particolare i sistemi solari termici. A seconda della vostra istruzione e formazione, l' efficienza può variare. Per quanto riguarda i fotovoltaici, alcuni progetti più rozzi (anche se meno esigenti per competenza ed esperienza) richiedono una serigrafia. Il sistema medio casalingo genera circa 2 kWh. I sistemi solari termici sono più facilmente creabli, e sono gli ideali per un primo progetto fai da te, o per aspiranti dilettanti. La maggior parte dei dispositivi di energia solare termica può essere fatta con materiali trovati in qualsiasi sfasciacarrozze.

Progetti più dettagliati possono essere visti nelle letture aggiuntive elencate qui e molti più progetti gratuiti possono essere trovati con una semplice ricerca su internet.

Energia Eolica

Sfruttare il vento sta ottenendo sempre più attenzioni rispetto al passato. La tecnologia, la distribuzione delle turbine, e il numero delle centrali eoliche sono incrementato in modo significativo negli ultimi anni. Non tutta l'energia potenziale del vento è in grado di essere usata come detto all'inizio da Albert Betz. Betz realizzò che l'aria che viene deviata da una turbina e l'aria che vi passa attraverso ha una velocità minore rispetto alla velocità del "flusso libero". Il rapporto di proporzionalità è dato da:

dove U1 è la velocità lontano dalla turbina e U2 è la velocità vicino la turbina. La relazione di Betz dice che il coefficiente di potenza Cp = 4a(1 - a)2

Le moderne turbine possono generare 1 - 4MW di energia. Le turbine del Global Energy Concept progettate per venti a basse velocità fornisce trasmissioni planetarie e a singolo stadio, e un generatore a magnete permanente che produce 1.5 - 2.5MW. General Electric ha tre modelli elencati sul proprio sito che variano tra 1.5 - 3.5MW. GE utilizza una tecnologia Volt-Amp reattiva nelle proprie turbine. Alcuni componenti possono essere raccolti da lavatrici e ricablate in modo da ottenere i 12V DC dalla parte progettate per la trifase. Prendendo due ponti raddrizzatori da 15A+ collegati all'AC si ottiene il trucco. Modellare le proprie pale richiede un pò di abilità manuale, ma non richiede esperienze professionali. La quantità di energia che si può ottenere dal vento dipende da quanto forte soffia nella zona così come dalla riuscita della realizzazione della tubina casalinga. Il vento forte abbastanza da muovere le foglie (~5m/s) ha un potenziale di generazione di 5 watt/secondo/piedi^2, mentre il vento forte abbastanza da far oscillare gli alberi (~20m/s) ha il potenziale per generare 475 watt/secondo/piedi^2.

Prima di iniziare ad immaginare soldi che cadono sul prato, basandosi sui limiti di Betz, solo ~60% di questa potenza può essere accumulato. Inoltre, in base alla macchina, si potrebbe ottenere solo il 25% di efficienza. La maggior parte dei progetti amatoriali, completati con successo, sono nel range del 30-50% di efficienza. Il massimo della produzione professionale di turbine può raggiungere un'efficienza del 90%. Complessivamente, includendo l'attrito e altri fattori di dissipazione, la maggior parte delle persone possono aspettarsi di raccogliere un quarto dei watt disponibili dal vento. Se si abita in un'area che abbia una velocità media dei venti di ~9m/s o maggiore, costruire una o più turbine potrebbe apportare un considerevole valore di potenza. Leggere gli articoli aggiuntivi per informazioni dettagliate sulle turbine fai-da-te.
Le tecnologie solare e eolica sono diventate più di una necessità. Potenti compagnie stanno muovendo i primi passi necessari per impedire un altrimenti maggiore impatto energetico. Potrebbe essere sensato per gli individui provare con mano questa tecnologia. Alcune meccaniche avanzate stanno addirittura trasformando i propri veicoli in ibridi. Anche se potrebbe essere difficile costruire una stazione geotermica nel giardino, molte persone hanno la possibilità di costruire semplici dispositivi per altre forme di utilizzo di energie rinnovabili.
Letture aggiuntive:
http://www.yourgreendream.com/diy_fp_rewire3.php
http://www.pvresources.com/en/technologies.php
http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/wind_low_speed.html
http://www.gepower.com/businesses/ge_wind_energy/en/technology/index.htm

Leggi la versione inglese: Solar power and wind energy - DIY projects

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