Электричество дома под землей, также известное как отопление из земли, является относительно новой формой производства энергии и становится все более популярной в последние годы. Это форма возобновляемой энергии, которая становится все более жизнеспособной с точки зрения затрат и экологических преимуществ. Итак, что такое геотермальное отопление, как оно работает и каковы его преимущества?
Наземные системы отопления питаются от тепловой энергии земли, обычно получаемой из-под поверхности Земли. Это позволяет создать надежный и непрерывный источник тепла в вашем доме. Система работает за счет использования теплового насоса для извлечения тепловой энергии из земли и удаления ее из подземного трубопровода. Затем тепловой насос перемещает извлеченную энергию в дом и нагревает его до желаемой температуры. Подходящие материалы трубопроводов могут варьироваться от меди, пластика или других полупроводниковых материалов. В зависимости от типа дома и ландшафта, линии прокладываются под землей минимум на пару футов, обычно на 0,8 метра. Длина петли повлияет на эффективность системы, поэтому установка должна быть спроектирована профессиональным инженером.
Электричество из земли для дома своими руками имеет ряд преимуществ. Одним из наиболее важных преимуществ установки наземной системы является экономия энергии. Использование наземной системы в вашем доме может значительно снизить ваши расходы на электроэнергию. Кроме того, система не выбрасывает в атмосферу вредных газов и более надежна, так как не зависит от погоды.
Электричество из земли также относительно просто установить и обслуживать. В большинстве случаев установка не потребует капитального строительства или нарушения ландшафта и будет относительно недорогой по сравнению с аналогами. После того, как система будет установлена, она потребует минимального обслуживания. Кроме того, геотермальные системы отопления также более долговечны, поскольку они не подвергаются воздействию погодных условий, которые могут быстрее изнашивать другие типы систем отопления.
Мифы и реальность
Современная наука смогла доказать, что вокруг Земли есть собственное электромагнитное поле. Он не только создает естественные колебания атмосферы Земли, но и предназначен для защиты всего человечества от солнечной радиации, пыли и других мелких частиц, которые могут приходить из космоса. Теоретически, если вы поместите один электрод на землю, а второй поднимете на 500 метров, вы получите разницу потенциалов между ними около 80 вольт. Если расстояние масштабируется до 1000 метров, то уровень напряжения должен быть удвоен.
Однако на практике все далеко не так гладко:
- Во-первых, электроды должны иметь достаточно большую площадь, поэтому они создают парусность, и будут сложности с их массой и фиксацией на высоте.
- Во-вторых, электромагнитное состояние магнитного поля Земли непостоянно, оно во многом зависит от различных факторов и неравномерно распределено в пространстве.
- В-третьих, верхний электрод будет основным претендентом на притяжение атмосферных разрядов, которые вызовут перенапряжение на генераторе.
Тем не менее, некоторые эксперименты с получением бесплатного электричества из земли для дома все же существуют, но их реальная реализация носит скорее экспериментальный, чем субъективный характер.
Двухэлектродный метод
Самый простой способ получить электричество из земли своими руками в своем доме — использовать принцип устройства классической солевой батареи, в которой используются гальваническая пара и электролит. При погружении стержней из разных металлов в раствор соли на их концах возникает разность потенциалов.
Мощность этой основной батареи зависит от многих факторов, в том числе:
- сечение и длина электрода;
- глубина погружения электрода в электролит;
- концентрация солей в электролите и его температура и др.
Для получения электричества нужно взять два электрода для токовой пары – один из меди, а другой из оцинкованного железа. Электроды погружаются в землю на глубину около полуметра и располагаются на расстоянии около 25 сантиметров друг от друга. Почва между электродами должна хорошо отделиться от солевого раствора. Через 10-15 минут измерьте вольтметром напряжение на электродах, и вы обнаружите, что система обеспечивает свободный ток около 3 В.
Если вы проведете серию опытов в разных регионах, то обнаружите, что показания вольтметра будут различаться в зависимости от свойств почвы и ее влажности, размера и глубины расположения электродов. Для большей эффективности целесообразно ограничить контур, в который будет заливаться соляной раствор, трубой подходящего диаметра.
На заметку: такая концентрация подключения электричества земли, необходимая для насыщения электролитами, делает почву непригодной для роста растений.
Метод нулевой линии
Жилой дом питается по двум проводникам: один – фаза, второй – нейтраль. При наличии в доме качественного контура заземления часть тока будет уходить в землю через грозозащитный провод в периоды интенсивного потребления электроэнергии. Подключите лампочку на 12 В к нейтрали и земле, и вы заставите ее светиться, так как вы можете получить 15 В между контактами нейтрали и земли. И этот ток не определяется счетчиком.
Схемы, собранные по принципу нулевой энергии-земли, очень эффективны. При необходимости можно использовать трансформатор для балансировки колебаний напряжения. Недостаток в том, что счетчик электроэнергии между землей и нейтралью не стабилен – это требует, чтобы дом потреблял много электроэнергии.
На заметку: этот метод получения бесплатного электричества из земли доступен только в частных домохозяйствах. В квартире нет надежного заземления, а трубы системы отопления или водоснабжения не могут использоваться напрямую. Кроме того, запрещается подключать контур заземления к фазной линии для выработки электроэнергии, т.к. по шине заземления проходит напряжение 220В, что является фатальным.
Хотя такая система использует для своей работы землю, ее нельзя отнести к наземному источнику энергии. Как использовать электромагнитный потенциал Земли для извлечения энергии, остается нерешенным.
Энергия магнитного поля
Земля представляет собой сферический конденсатор с отрицательным зарядом внутри и положительным зарядом снаружи. Атмосфера действует как изолятор — через нее протекает ток при сохранении разности потенциалов. Поскольку магнитное поле действует как естественный генератор, оно восполняет утраченный заряд.
Как получить электричество из земли для дома на практике? На самом деле необходимо подключить генератор к полюсам и организовать надежное заземление.
Оборудование, получающее питание от естественных источников, должно содержать следующие элементы:
- проводник;
- заземлитель, к которому присоединяются проводники;
- эмиттер (катушка Тесла, генератор высокого напряжения, позволяющий электронам покидать проводник).
Верхняя точка конструкции, где находится эмиттер, должна быть на такой высоте, чтобы электроны поднимались по проводнику за счет разности потенциалов электрического поля планеты. Излучатель выпустит их из металла и выпустит в атмосферу в виде ионов. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока электрический потенциал в верхних слоях атмосферы не сравняется с электрическим полем планеты.
В цепь подключены потребители энергии, чем эффективнее работает Катушка Теслы, чем выше сила тока в цепи, тем больше (или мощнее) потребителей тока можно подключить к системе.
Поскольку электрические поля окружают заземленные проводники, в том числе деревья, здания, высотные здания всех видов, верхняя часть городской системы должна быть выше всех пригодных для использования объектов. Своими руками такую конструкцию создать нереально.
От земли и нейтрали
Этот способ получения электроэнергии из земли основан на том, что нулевой проводник в системе с глухозаземленной нейтралью у частного потребителя находится на большом расстоянии от подстанции или цепи КТП. Сначала проверьте, есть ли разность потенциалов между нейтральной линией и заземлением. Обычно вольтметр показывает разность потенциалов 10-20В. Это не огромная разница потенциалов, но это сработает. Также его можно легко увеличить до необходимого номинала с помощью обычного трансформатора.
Для выработки электроэнергии вам потребуется собственный контур заземления (если его еще нет на вашем участке). Отметим, что, несмотря на использование центральной системы питания, это напряжение не учитывается приборами учета и поэтому может считаться свободным.
Пруток медно-цинковый (метод оцинковки)
В этом методе получения электричества из земли для дома своими руками используется тот же метод, что и в обычных батареях. Здесь источником электричества является химическая реакция, происходящая при взаимодействии металлических электродов с природным электролитом.
Однако мощность и разность потенциалов этого природного генератора будут зависеть от нескольких факторов:
- Габаритные размеры – длина, сечение и площадь взаимодействия с грунтом. Чем больше площадь, тем больше электроэнергии из земли можно извлечь таким образом.
- Глубина размещения – Чем глубже размещены электроды, тем больше электрической энергии можно собрать по всей высоте металла.
- Состав почвы. Химический состав любого электролита определяет проводимость электрического тока, способность генерировать заряд и т. д. Так что основным отличием природных электролитов на поверхности планеты будет наличие тех или иных солей, концентрация тех или иных элементов.
Для практической реализации этого способа получения электричества из земли для дома используют пару электродов из разных металлов, образующих токовую пару. Наиболее популярными вариантами являются медь и цинк. Окуните медную проволоку в землю, затем отступите на 25-30 см и окуните в землю цинковый электрод. Для лучшего результата землю между ними необходимо облить густым раствором поваренной соли.
Для оценки результатов эксперимента подождите 10-15 минут, прежде чем подключать вольтметр к клеммам заземленной батареи. Обычно вы получите от 1 до 3В в зависимости от глубины электрода и типа почвы, индикатор может варьироваться. Конечно, это немного, но достаточно для питания светодиодов или других слаботочных устройств. Со временем солевой раствор впитается и его действие начнет ослабевать, что приведет к снижению энергоресурса на выходе.
Если вы делаете это для постоянного использования основной батареи, которая питает какое-либо электрическое устройство, разумно попробовать подключить электроды в разных местах на суше. Затем выберите наиболее выгодный вариант. Если напряжение на паре контактов слишком низкое, то нужно будет забить несколько и соединить их последовательно. Но имейте в виду, что постоянное добавление растворенных солей может сделать почву непригодной для выращивания зерновых и декоративных культур.
Потенциал между крышей и землей
Этот способ получения электричества из земли хорошо подходит для домов с металлическими крышами. К металлической пластине нужно прикрепить электрод, который представляет собой единую конструкцию или антенну. А второй подключите к заземляющему проводу, который идет на общую цепь, если нет, можно просто забить штырек на землю. Крыша здания должна быть изолирована от земли.
Чем большую площадь занимает металлическая антенна и чем выше ее положение, тем большее напряжение принимается. Обычно в частном секторе можно получить 1 – 2 В, так что этот способ скорее экспериментальный, чем практический. Потому что поднимать или расширять площадь крыши ни на несколько вольт мощности нецелесообразно.
