Koncepcja – energia elektryczna

W dzisiejszych czasach cała masa domowych urządzeń zasilanych jest energią elektryczną. Dlatego każdy prawdziwie autonomiczny dom musi mieć własne źródło energii elektrycznej. W tym wpisie chciałbym przedstawić ostatnią część mojej koncepcji, dotyczącą zaopatrzenia domu w prąd, jego magazynowania i dystrybucji.

Źródła energii elektrycznej w domu autonomicznym

Mój dom autonomiczny posiadać będzie co najmniej trzy niezależne źródła energii elektrycznej. Napisałem „co najmniej”, bo być może z czasem wpadnę na jakieś dodatkowe pomysły i coś będę chciał do tego systemu dołożyć.

Te źródła to:

  1. zestaw modułów fotowoltaicznych (baterii słonecznych),
  2. turbina wiatrowa (jedna lub więcej),
  3. agregat prądotwórczy.

Będą one się wzajemnie uzupełniać i produkować prąd do jednego centralnego magazynu — zestawu akumulatorów.

Elektrownia słoneczna

Jak na razie mam cztery moduły fotowoltaiczne o łącznej mocy 140 Wp, docelowo chciałbym powiększyć moc mojego zestawu do 1-2 kWp. Zestaw o mocy 1 kW dawałby dziennie średnio 2,5 kWh energii elektrycznej, przy czym w grudniu tylko 0,6 kWh a w lipcu ponad 3,7 kWh, przy założeniu optymalnego kąta nachylenia paneli 36°. Gdyby ten kąt zmienić np. na 60°, średnia dzienna spadnie do 2,3 kWh, w grudniu będzie już 0,7 kWh a w lipcu tylko 3,2 kWh. Gdyby zastosować śledzenie słońca w dwóch osiach (tzw. solartrack), średnia dzienna wyniesie 3,1 kWh, w grudniu będzie 0,7 kWh a w lipcu aż 5,1 kWh.

Solatracka nie przewiduję jak na razie, bo jak widać efekty jego działania nie są porażające, ale się zobaczy. Może zbuduję sobie takie urządzenie sam, nie jest to bowiem nic skomplikowanego.

Turbina wiatrowa

Bardzo podobają mi się turbiny wiatrowe o pionowych osiach obrotu, a w szczególności te z wirnikiem Savoniusa „dwie beczki”. I taką turbinę, jedną czy dwie, będę chciał zbudować.

Oprócz tego rozważam również tradycyjną turbinę wiatrową, ale co do tego nie jestem przekonany.

Agregat prądotwórczy

Agregat będzie źródłem rezerwowym i szczytowym. Gdyby się okazało, że energii w akumulatorach będzie za mało, będę mógł uruchomić sobie agregat, który je podładuje, ale także zapewni dodatkową moc dla urządzeń takich jak na przykład żelazko.

Agregat oczywiście zasilany będzie nie benzyną czy olejem napędowym, ani gazem LPG z butli, bo to byłoby mało autonomiczne. Będę się starał, aby mógł pracować na benzynie, alkoholu etylowym, gazie LPG z butli, ale przede wszystkim — na gazie drzewnym. Ponieważ gazogenerator jest urządzeniem, które odpala się przez kilkanaście minut, najlepiej, by agregat był uruchamiany jednorazowo na kilka godzin, nie częściej, niż co kilka dni.

Magazynowanie energii elektrycznej

Będzie prowadzone jak najbardziej tradycyjnie — w akumulatorach. Pojemność zestawu akumulatorów tak naprawdę będzie uzależniona tylko od moich funduszy. Zainwestuję w akumulatory żelowe, albo akumulatory zasadowe. Te drugie mają znacznie dłuższą zywotność.

Postaram się wykonać dwufazową baterię akumulatorów o napięciu 2×24V. I tak też zostanie poprowadzona stałoprądowa instalacja elektryczna w domu.

Dystrybucja prądu

Jak wspomniałem, chcę rozprowadzić prąd w instalacji stałoprądowej. Wynika to z faktu, że niektóre urządzenia jak najbardziej potrafią korzystać z prądu stałego a zatem nie byłoby potrzeby przetwarzania napięcia na zmienne.

Przykładowo, odbiornikiem do zagospodarowania nadwyżki prądu będzie grzałka w zasobniku ciepła, o którym pisałem dwa wpisy temu. Ona może z powodzeniem być przystosowana do pracy na napięciu 48V, jakie będę mieć w dwufazowej instalacji. Dodatkowo, ten poziom napięć jest zupełnie typowy dla dużych turbin wiatrowych, a nic nie stoi na przeszkodzie, by tak samo połączyć baterie słoneczne.

Również oświetlenie diodowe można łatwo zorganizować na prąd stały, trzeba tylko odpowiednio łączyć pojedyncze diody w zestawy.

Pozostałe domowe urządzenia będą raczej funkcjonować na prąd zmienny, więc w domu trzeba będzie zamontować odpowiednią przetwornicę.

 

Wpis w kategorii Pozostałe, opublikowany przez Krzysztof Lis w dniu 22.10.2011.
Hasła tematyczne: ,

16 komentarzy do wpisu “Koncepcja – energia elektryczna”

  1. Greg napisał(a):

    A czy turbina wiatrowa nie hałasuje? Sąsiedzi nie zaczęliby narzekać?

  2. Krzysztof Lis napisał(a):

    To zależy od jej wielkości. Turbina, na jaką ewentualnie byłoby mnie stać, raczej nie będzie dużym źródłem hałasu.

  3. Łukasz napisał(a):

    JUż nawet Philips zaczoł myslec nad domem autonomicznym. Dziwnie to wszystko wyglada ale ciekawe:D
    http://www.sfora.pl/Zobacz-ekologiczny-dom-przyszlosci-od-Philipsa-g38150-35409

  4. AndrzejzGrodu napisał(a):

    Witam. Też od niedawna interesuję się ideą domu autonomicznego, ale nieoszukujmy się – koszty są ogromne. Trochę poszperania w sieci i dowiedziałem się, że turbiny wiatrowe są drogie i bardzo drogie – taka o mocy 0,6W kosztuje ok 6 tys zł, niby nie wiele, ale trzeba pamiętać, że nie produkuje prądu stale. Może lepiej zainwestować w MEW, co jest droższe ale daje stałe dostawy? również fotowoltanika na naszej szerokości geograficznej wydaje się nieopłacalna, lepiej zainwestować w kolektory do których są też dopłaty. Nie chcę być niegrzeczny ale chyba ma pan dużo „zielonych”:) Albo inwestycja będzie rozłożona na 100 lat:p

  5. Krzysztof Lis napisał(a):

    Gdybym miał na oku działkę z miejscem, gdzie dałoby się postawić małą elektrownię wodną, z całą pewnością poszedłbym w tym kierunku.

    Kolektory słoneczne nawet z dopłatami nie są za bardzo sensownym zakupem, ale ja sobie kilka kolektorów zamierzam zbudować. Podobne podejście mam do turbiny wiatrowej, bo to też da się dość łatwo samemu zbudować.

    A elektrownia słoneczna rzeczywiście będzie dość droga, ale też nie zamierzam jej całej kupować od razu, tylko dokładać kolejne panele, gdy mi uda się na nie zarobić.

  6. AndrzejzGrodu napisał(a):

    Zresztą i właściciele MEW też ciągle narzekają na prawo, suszę, podatki..Widzę, że jest Pan zdeterminowany więc nie będę zniechęcał. Co do kolektorów ma pan rację, znam nawet osoby, które samodzielnie zbudowały takie kolektory, natomiast z turbiną jest już znacznie trudniej. Tak w ogóle to chciałbym podzielić się moimi przemyśleniami co do domu autonomicznego, na który jeszcze dłuugo nie będzie mnie stac:
    1. Ogrzewanie: brak! dom miałby być pasywny, osłonięty od północy nasypem tworzącym razem z zielonym dachem niewielkie wzniesienie (ok 8m), od wschodu zachodu i południa usytuowane szklarnie -dodatkowa izolacja i zyski ciepła od słońca. od południa staw kąpielowy – rekreacja a nadto odbijanie promieni słonecznych na dom, z tego stawu woda wpływałaby do stawu od zachodu lub wschodu, gdzie byłyby hodowane rybki:) stamtąd na filtr bagienny i z powrotem do kąpielowego. Razem duży zbiornik na deszczówkę. W związku z bardzo dobrą izolacją (ściany z betonu komórkowego U =0,17 oraz dodatkową izolacją w postaci szklarni i zielonego dachu myślę,że wystarczyła by wentylacja z GWC +reku, ewentualnie powietrzne ogrzewanie podłogowe.
    2. Prąd – chyba najtrudniejsza i najdroższa część:) No i też najmniejsza moja wiedza w tym temacie:( Ale na razie idea jest taka: fotowoltanika jest za droga, więc przede wszystkim trzeba ograniczyć zużycie prądu:( Jak? sprzęt RTV i AGD tylko AA lub lepszy, zamiast komputerów stacjonarnych laptopy, może też piwniczka ziemna (jako lodówka?) LED…według obliczeń na sieciowych kalkulatorach dzięki temu wymagana moc wynosiłaby zaledwie 2KW dzięki czemu opłacalne staje się użycie dwóch turbin 0,6KW w połączeniu z akumulatorami żelowymi.
    3. CWU – kolektor węzowy pod dachem (dziękuję za inspirację:)) +grzałka elektryczna
    4. ścieki – BOS plus filtr bagienny (oddzielny od ogrodowego). toalety kompostujące w dalszym etapie. wykorzystanie szarej wody do podlewania i deszczówki do pralki, samochodu, wc
    5. śmieci – ddźdżownice kalifornijskie (ok 50% odpadów w domu to resztki jedzenia, robaczki przerabiałyby je na bardzo dobry nawóz) makulatura wykorzystana w ogrodzie a ta kolorowa na skup, reszta śmieci -problem gminy:)
    6. woda – jeśli przyłącze to podłączenie, jeśli nie to studnia plus SUW, plus deszczówka, w moich założeniach ogród w ogóle nie będzie podlewany to marnotrawstwo wody, zamiast wanny kąpiel pod natryskiem
    7. gaz – nie wiem czy realne jest używanie w kuchenkach metanu, oraz produkcja go w odpowiedniej ilości w biogazowni przydomowej. Ciepełko dla bakterii z kolektora własnej roboty? Jeśli nie to gaz z butli:(
    8. Jedzonko – ogród leśny, produktywne żywopłoty, stawy rybne, zielony dach, szklarnie przy domu, ul, potem hodowla kóz:), kur, gęsi…
    9. paliwo – tu bez odpowiedzi na razie:)
    Dodatkowo uważam, że taki dom autonomiczny czy nawet półautonomiczny z racji niewielkich kosztrów utrzymania (a być może przychodów ze sprzedaży prądu) jest rewelacyjną bazą do agroturystyki – dodatkowe źródło dochodów! Z niecierpliwością czekam na uwagi!

  7. Krzysztof Lis napisał(a):

    Moja działka jest niestety dość ciasna, więc wielu z tych pomysłów nie uda się w takim zakresie zorganizować.

    Podstawowym źródłem ciepła do ogrzewania będzie słońce — duże przeszklenia na południu plus kolektory słoneczne. Do tego kominek, bo chcę kominek. Ale też na wszelki wypadek.

    Staw kąpielowy będzie, ale gdzieś dalej, bo mi się nie zmieści obok domu. Podobnie ze szklarnią. Też będzie, ale nie przy domu.

    Jeśli chodzi o prąd — piwniczka ziemna, pralka na ciepłą wodę z kolektora, itd.

    Śmieci — segregacja plus kompostowanie. Na kompoście mi bardzo zależy, bo się bardzo przyda. Będę też kompostować liście i ściętą trawę. Może będę się bawić w produkcję biogazu.

    Kuchenka na gaz z butli, bo jestem wygodny, ale oprócz tego kuchenka na drewno. Może palnik na biogaz, jeśli się uda go wytworzyć.

    Na paliwo — etanol z odpadów.

  8. AndrzejzGrodu napisał(a):

    Racja wszystko zależy od posiadanej działki jej lokalizacji, oświetlenia, powierzchni, spadków,planu zagospodarowania, minimalnych odległości…. tego w swoich przemyśleniach nie uwzględniam z prostego powodu – nie mam działki:) Sam dom nawet mały to 150mkw, wygodny staw kąpielowy jakieś 30mkw, staw rybny 30-?mkw, filtr bagienny 50mkw(strzał), przestrzenie wymagane przepisami (3m do granicy działki) kolejne kilkadziesiąt….do tego ogród, sad…Też nie wyobrażam sobie domu bez kominka z tym, że w domu pasywnym kominek zamknięty mógłby wytwarzać za dużo ciepła – lepiej więc otwarty – taki też daje IMO lepszy efekt wizualny:).

  9. Krzysztof Lis napisał(a):

    Jeśli chodzi o działkę, to mnie wielkość nie martwi, bo mam działkę sporą, ale bardzo wąską i to jest problem…

    Otwartego kominka na pewno nie chcę, musi być koniecznie zamknięty. Małej mocy, będzie ładować mi bufor ciepła, więc odpalać będę go tylko raz na kilka dni.

  10. Manina napisał(a):

    Czy nie taniej i ekonomiczniej agregat prądotwórczy napędzany gazem drzewnym z odzyskiem ciepła ?.
    Ja sam ogrzewam dom kominkiem zamkniętym, a ciepła woda z podkowy w piecu kuchennym , można dołożyć odzysk ciepła z spalin od kominka który grzeje powietrze ,obieg grawitacyjny. CWU dogrzewam elektrycznie mały bojler 40 l.
    Układ sprawdza się od 15 lat , zużywam około 25 mp. drewna rocznie na ogrzanie 200m2 i gotowanie na piecu kaflowym kilka razy w tygodniu.

  11. Krzysztof Lis napisał(a):

    @Manina: trudno powiedzieć, nie da się kupić takiego zestawu w sklepie, a przygotowanie go do pracy na stałe może kosztować tyle samo, albo więcej, co zestaw fotowoltaiczny. Zresztą taka elektrociepłownia na gaz drzewny jak najbardziej jest przeze mnie planowana. 🙂

  12. Ciekawy napisał(a):

    Witam! Ostatnio sporo czytałem o kominie słonecznym do wykorzystania do wymuszania wentylacji – jak Pan na to patrzy? Czy taki komin sprawdzi się w naszym klimacie? A jak działa w nocy? Jeśli jest oan w stanie odpowiedzieć – z góry dziękuję!

  13. Krzysztof Lis napisał(a):

    @Ciekawy: nie znam danych odnośnie działania takich kominów w naszym klimacie. Ale myślę, że to może być ciekawe uzupełnienie dla niedziałającej latem wentylacji grawitacyjnej.

  14. Prohibis napisał(a):

    Oj widzę iż wdrożyłeś ten system co najmniej rok temu czekam na relację jak się sprawuje? Czy bardzo korzystnie wychodzi względem wydatki/zyski?

    Pozdrawiam

  15. WiernyEko napisał(a):

    ad Ciekawy
    Możesz coś więcej opowiedzieć na ten temat? Bardzo mnie to ciekawi. Elektrownie odnawialne znajdują coraz to lepsze zastosowanie i coraz to więcej odbiorców. Pozdrawiam

  16. Krzysztof Lis napisał(a):

    @Prohibis: do wdrożenia droga daleka. Na razie mam w mieszkaniu 4 akumulatory żelowe podpięte do 2 baterii słonecznych o łącznej mocy 110 Wp.

Pozostaw komentarz