Energie verde ep. 1 – teoria

Energie verde ep. 1 – teoria

La cererea publicului am să descriu mai jos informațiile pe care le am despre sistemele  de producere a energiei (electrice) prin panouri fotovoltaice și eoliene, așa numitele sisteme hibrid (nu iau in calcul microhidrocentralele, pentru că sunt un caz aparte).

Trebuie spus de la început că:

– n-am pregătire teoretică în domeniul (sunt umanist prin formare).

– n-am pretenția ca informațiile sunt 100% corecte, așa că nu săriți la beregată

– nici măcar nu am un astfel de sistem propriuzis, la mine acasă, încă. Dar sunt pe punctul de a-l începe.

Exista două situații în care funcționează astfel de sisteme:

1- On-grid, adica sistemul este conectat la rețeaua publică de electricitate.

2- Off- grid, când sistemul hibrid nu este conectat la rețea, energia produsă urmând a fi gestionată local.

Sistemul On-grid

Despre ăsta chiar nu știu nimic, decât că presupune existența unor surse de producere a energiei (panouri fotovoltaice și/sau turbine eoliene) și a unui contoar special cu dublu sens ( adică înregistrează ce primești de la rețea, dar și ceea ce bagi în rețea.) Un astfel de contoar, cică ar costa în jur de 4000€, îl iei de la ENEL. Deci se poate, în sfârșit și la noi chestia asta. Teoretic. Și ar mai fi problema că tu produci curent continuu, la 12 sau 24V si trebuie sa verși în rețea curent alternativ și asta o faci printr-un invertor.

Avantaje:

–  daca ești conectat la rețea nu-ți faci griji că rămâi fără curent.

– nu-ți bați capul cu soluțiile de stocare a energiei

– nu ești forțat să produci o anumită cantitate de energie.

Dezavantaje:

– nu-ți oferă independență energetică. De ex. în cazul avariilor la rețeaua publică.

– dacă nu produci suficient, e posibil să platești ceva la factura ENEL, sigur mai puțin, dar ideea este să nu plătești nimic ca să se justifice investiția. Să ieși pe plus într-un fel sau altul. (nu știu dacă îti dau ei bani, cred ca mai degrabă nu te taxează, atunci când ar trebui.) Cred că există o metodă de conciliere.

                                                                                                                                                                                                                         foto

 Sistemul Off-grid

În cazul sistemului off-grid, lucrurile sunt puțin mai complicate, pentru că ce produci, aia consumi. Și dacă nu produci suficient, trebuie să ai rezerve pentru zile negre, fără soare și fără vânt.

Așadar, pentru clima din România avem nevoie de următoarele:

1. Panouri fotovoltaice. Aici iar e o chestie de opțiune. Poți alege să ai multe panouri fotovoltaice de putere mai mică și mai ieftine/bucată sau poți alege să ai mai puține de putere mai mare (100-200 watts). Daca iei mai multe mici ai avantajul că în caz de grindină foarte puternică sau din orice alte motive, dacă se sparge unul, nu pierzi atât de mult, în schimb ai nevoie de mai mult spațiu, mai multe fire de conectare la baterii, mai mult praf/zăpadă de dat la o parte. La cele de puteri mai mari lucrurile stau invers. Pentru minimizarea pierderilor în cazul distrugerii mecanice a panourilor mă gândesc la o asigurare a acestora. Nu știu dacă la noi se practică, dar teoretic, n-ar trebui să fie probleme.

Avantaje:

– dacă ai suficiente panouri, ele pot produce mai mult decât consumi în zilele de vară sau oricând este soare.

– au o durată de viață destul de mare (aprox 25 de ani cu o eficiență de 80% din cea inițială).

– nu produc zgomot,

– e mai usor să le găsești un loc (pe acoperiș, terase, sau chiar pe sol cu orientare spre Sud)

Dezavantaje:

– Iarna o cam freaca la rece panourile, daca nu soare. De ex. un panou de 80 w/h (în luna iulie), într-o zi mohorâtă de iarnă,  fără soare îți poate aduce aproximativ 10-15w/h.

– necesită mentenanță. Curățat de praf și zăpadă.

 

2. Turbină eoliană. În cazul turbinelor eoliene, ești puternic conđiționat de vecinătăți. Locul ideal pentru ele fiind în spații deschise și desigur cu vânt suficient!

Avantaje:

– De regulă turbina poate produce mult curent. Pentru sisteme rezidențiale poți avea de ex. o turbină eoliană care să-ți producă în condițiile necesare de la 500 la 3000 watt pe oră.

– iarna turbina este vioara întâi, deoarece ziua e mai scurtă și soarele mai rar la vedere, pentru panourile fotovoltaice.

– marele avantaj al turbinei este că ea poate produce și noaptea, când tu nu prea consumi. Și iarna, noaptea e mai lungă.

Dezavantaje:

– Turbina, necesită și ea mentenanță și niște echipamente de protecție pentru situațiile în care vântul este prea puternic.

– Iarna se poate depune gheață pe pale, care gheață, poate "zbura" de pe pale când aceasta se învârte, și D-zeu cu mila unde nimerește gheața aia. Din nou asigurare la casă.

– Apoi, turbina face ceva zgomot, fapt care poate fi o problemă pentru tine sau pentru vecini.

 

Stocarea energiei

Principala problemă a soluțiilor de producere a energiei verzi, și nu numai, este stocarea ei pentru perioadele în care producția scade. În cazul soluțiilor rezidențiale energia se stochează în acumulatori cu tehnologie "deep-cycle".

Avantaje:

– îți oferă independență energetică pe o perioadă de timp direct proporțională cu dimensionarea sistemului. Când tot satul e în beznă și urlă că i s-a oprit centrala riscând să înghețe în casă, tu te lăfăi cu luminile aprinse și stai pe net.

Dezavantaje:

– Acești acumulatori au o perioadă de viață relativ scurtă, aproximativ 5 ani  în parametrii inițiali și nu sunt deloc ieftini, ca de altfel nici restul componentelor sistemului.

– trebuie depozitați în spații dedicate. Vorbim de curent… destul de mult curent cât să te prăjești sau să iei foc. De aceea trebuie atenție maximă și foarte bine izolați de frig (nu prea le place frigul) și de chestii care se pot aprinde ușor.

Pe lângă astea mai ai nevoie de un regulator de încărcare și de un invertor, fiecare dimensionate pe măsura sistemului.

 

foto

Consumatorii

Consumatorii sunt o altă componentă destul de importantă. S-a demonstrat că e mai eficient să schimbi consumatorii mari de curent cu unii mai noi, care consumă mai puțin, decât să produci curent pentru cei existenți.

– De ex. în cazul meu, unul din marii consumatori este mașina de spălat, care are intrare pentru apă rece, pe care o încălzește cu o rezistență electrică. Mașina asta în curând va fi schimbată cu una cu bule de aer, care are intrare de apă rece + intrare de apă caldă, pe care tu o poți obține fie solar, fie dintr-o centrală pe lemne, oricum, nu prin curent. Consumul se diminuează drastic, iar din experiența mea mai veche, cred că aceste mașini spală mai bine decât restul. Nu mi-e clar de ce nu sunt mainstream încă…

Pompa care-mi scoate apa din puț. Cred că o  să trec pe una la 12 V, pentru că este un consumator care va porni destul de des și în felul ăsta diminuez pierderile pe care le are invertorul.

Iluminatul. La un calcul simplu și banal, costurile cu iluminatul dintr-un apartament de bloc, reprezintă aproximativ 20% din totalul facturii ENEL. Astfel am trecut iluminatul pe 12 V folosind leduri de la Bridgelux. Cam scumpe ( între 40-120 ron), dar cu durata de viata de 50 000 de ore. Adică aproape forever.

Pompa de la centrala pe lemne care împinge apa în instalație, va fi și ea la 12 V. Pompele la 12V sunt destul de rare, ele pot fi înlocuite cu o soluție in-house. Unei pompe normale, la 220v, i se poate atașa un motoraș la 12V. Motorașul poate fi luat de la mașini (cel care actioneaza ștergătoarele de parbriz) sau din altă parte, însă trebuie dimensionat în funcție de necesitatea pe care o ai de la pompa, în funcție de debitul de care ai nevoie.

Apa caldă. Va fi și ea desigur produsă solar, în zilele cu soare, sau de la centrala cu lemne. Sunt sisteme care-ți produc apă cladă solar chiar si la -15C, daca e soare. Un boiler mixt, cu serpentina, este must have, în cazul acestor sisteme. Există soluții de producere a apei calde menajere (ACM) fără să ai nevoie de curent. Lângă tuburile vidate care încălzesc apa, unele sisteme au și un rezervor (exterior), iar apa caldă vine în instalație prin cădere, singura condiție fiind ca aceste panouri de apă caldă să fie montate deasupra celui mai înalt consumator de apă caldă. Presiunea însă, va fi dată de distanța de la care are loc "căderea". Pentru zielele de vară, când apa aproape că fierbe, rezervorul respectiv este prevăzut cu o supapă de presiune. Cum eu nu sunt chiar atât de minitehnicus, probabil voi lua pompe la 12 V din comerț.

Restul consumatorilor, frigider, laptop, telefoane, aspirator, prajitor de paine, blender, etc. vor rămâne pe circuitul de prize la 220v, curent care va ieși din invertor.

Cam atât… dacă aveți ceva de adăugat, întrebat… tastați cu încredere.

 

21 thoughts on “Energie verde ep. 1 – teoria

  1. hello, am citit tot ce ai scris aici, ai mult de munca, ti-ai facut un calcul la cat te duce toata investitia

    1. N-am făcut un calcul exact pentru că nu am banii pentru un sistem la cheie, dar vorbim de cel putin cateva mii de euro. Estimez că de la 3000 în sus.

  2. Despre primele puncte nu-mi dau cu parerea.
    Cit despre apa calda cu panou solar cu tuburi vidate, pot. La -15 grade pe soare, un singur panou maricel ( 1.5/1m ) nu va face apa calda. Am de trei ani si daca porneste de citeva ori pe zi pompa de panou, nu va avea nici un efect. S-ar putea face doar cu minim 2-3 panouri in serie. Poate.
    Iarna eu ma bazez pe el deloc. Ba din contra, daca nu se seteaza bine pompa panoului risti sa iti raceasca apa din boiler.
    Totusi, 6 luni pe an minim, de la panou am apa calda.

    Revenind la acumulatori. Nu e mai rentabil sa inmagazinezi curentul la 24 de volti ?
    Si de ce pompe pe 12 V ? Un invertor la 220 nu suna mai bine ? Si astea nu sint chiar capat de lume legat de pret si nici investitii suplimentare nu va trebui sa faci.

    1. De acord la faza cu panoul de apa calda. La -15C faci apa calda de la centrala cu care incalzesti toata casa. 6 luni garantat face apa calda.
      Din câte am ințeles de la alții mai pricepuți și care au experiență, cică ar fi mai bine la 24V.Că ar fi mai bine să ai tensiune mai mare. Eu am iluminatul de la parter in proporție de 80% pe 12V deja. Nu cred ca mai schimb asta acum.
      N-am nimic impotriva invertorului, el oricum va exista pentru reteaua de prize. Ideea era ca are niste pierderi si orice pierdere e importanta. Dar da, nu tin morțiș sa am pompa la 12V, ci doar sa am cât mai putine pierderi. In final, totul depinde de dimensionarea sistemului. Bani sa fie, că pierderi îți mai poți permite.

  3. interesanta expunere. este fezabila insa cam costisitoare. nu vreau sa te demoralizez insa cu 3000 de euro nu faci mai nimic din cele enumerate mai sus. dpdv al instalatiei fotovoltaice cea mai avantajoasa solutie este cea on-grid deoarece scapi de stocare (bateriile costa enorm) si poti castiga bani din productie recuperand astfel destul de rapid investitia. apropos de contorizare aceasta se poate face cu doua contoare: unul pentru consum – adica inregisteaza ce se consuma din retea si unui de productie care inregistreaza ceea ce s-a injectat in retea, sau se poate folosi contorul bidirectional cu cadran de productie si cadran de consum de la ENEL care costa sub 500Euro (cu sistem de telegestiune inclus). legat de tensiunea de alimentare pentru unele receptoare ar fi bine sa folosesti tesiuni cat mai mari (cel mai bine 230V) deoarece pentru o putere electrica data obtii curenti mici deci automat reduci pierderile. invertorul, similar, este indicat a se folosi mai ales ca acum electronica de putere a ajuns la randamente de 95% si pentru 5% pierderi castigi o tensiune de alimentare standardizata la care functioneaza orice receptor de pe piata.

    1. @Mihai Peste: Da, 3000 de euro nu e mare lucru, dar e enorm fata de ce am acum, adica o baterie auto de 45Ah pe jumatate încărcată și câteva leduri Bridgelux pentru iluminat. Să facem un calcul rapid:
      Panouri fotovoltaice: Avem așa 1 panou fotovoltaic (monocristalin) 210W=935 ron/buc (935*10=9350 ron pentru 210W*10=2100W într-o zi de iulie, PE ORĂ*8 ore să zicem aproximativ 16000W/zi de vară. E drept ca iarna în zilele înnorate obții cam 10%(1600W) din capacitatea maxima sau chiar mai puțin, însă suficient, zic eu, pentru a folosi o pompă care să împingă apa de la centrală (pe lemne) în instalație(calorifere). Lucru esential care oferă un conforț infinit mai mare.(încălzirea centrală + apă caldă).
      Revenind, avem 9350 ron=10 panouri.
      Baterii: avem de exemlpu 649 ron o baterie de 280 Ah. 649*4=2596 ron pentru 1120Ah.
      Controler de încărcare: punem o medie de 200 ron
      Invertor: pentru un minim necesar avem modelul ăsta la 1800 ron

      Groso modo avem asa: 9350+2596+200+1800= 13946 ron, adica aproximativ 3243€. Repet, e un calcul făcut pe fuga, fără “potrivirea” componentelor între ele, ca să zic așa. E foarte posibil să am erori, dar costurile mari, cam astea sunt. Ceva, ceva tot faci cu 3000 €, zic eu.

      – sunt de acord cu varianta on grid, numai că după cum bine știm, îmi lipsește cu desăvârșire gridul 🙂 Și din păcate n-am speranțe că va apărea prea curând. Eu sunt în situatia de a-mi îmbunătăți confortul, nu de a face investiții. Cel puțin în următorii 3-4-5 ani.
      – foarte utile informațiile legate de contoare și le recomand ca fiind de încredere venind de la cineva care știe despre ce e vorba.
      – De acord și cu folositul tensiunilor cât mai mari și cu restul detaliilor legate de asta.

  4. Cred ca decat baterii mari care sa iti asigure independenta energetica si decat sa faci toata investitia sa migrezi pe DC e mai util un sistem on grid hibrid. E destul de exotic pretul unui contor cu dublu sens ( din ce spui , nu am verificat) si probabil foarte dificil sa scoti banii aia vreodata ca sa merite on grid total. Eu consum mult curent, circa 400 kwh lunar la un apartament , dar nu platesc mai mult de 2000-2200 lei anual. Majoritatea oamenilor care nu folosesc curentul electric pentru incalzire nu consuma atat intr-o gospodarie , iar daca calculam , 4000 EUR ar insemna pentru mine consumul pe 8 ani, deci fuck investitie in co-generare .
    Am si o casa la tara unde nu locuiesc permanent si acolo e rost de panouri solare.
    Doar ca nici nu as vrea sa investesc in baterii de 10-15 kilowati ore, mi se pare aberant de mult ( la pretul de acum ).
    Nici nu vreau sa fiu dezlegat de la curent ca nu-i foarte scump – daca nu consumi mult si e bun ca abonament.
    nu costa fantastic o automatizare care sa deconecteze reteaua cand mergi pe solar si sa o conecteze la loc cand nu mai ai putere solara. In cazul asta 2 baterii de 1kwh sunt suficiente si nu trebuie sa treci nimic pe DC.
    E esential sa nu treci echipamentele pe DC ca sa mai poti folosi curentul din retea.
    Daca o faci , va trebui sa folosesti adaptoare pentru fiecare , scheme mai complicate de alimentare, iar pierderi vei avea si acolo , doar ca pe alea le vei plati .
    In viziunea mea , treaba asta cu solara e foarte buna pentru atunci cand compania de electricitate te lasa cu buza in soare din cauza avariilor , sau lucrarilor de maintenanta. Sigur , iti poti lua un generator doar pentru asta.
    Cred ca daca ai deja retea electrica acolo unde locuiesti e prostesc sa nu o exploatezi

  5. Calculele trebuie facute in foarte mare detaliu, cu ajutorul unui proiectant specializat pe instalatii electrice si termice, caci sunt accesorii si alte componente la care nu te gandesti pentru ca nu le stii. Te uiti doar la panouri si baterii si vezi cat costa, nu pare mult dar sa stii ca este. Noi am renuntat la idee cand ne-am dat seama ca poate costa peste 10.000 de euro si nu recuperezi investitia nici in zece ani. Da, stau de un an jumate dupa bransamentul la Enel dar se intrevede luminita si nici nu suntem in munti unde nu ai probabil Enel si deci trebuie sa te descurci cumva.
    Doar cateva alte comentarii care poate te ajuta: boilerul cu dubla serpentina care sa se potriveasca la sistemele solare are minimum 300l si costa mai mult decat celelalte. Masina de spalat cu bule – uita de ea. Uita, te rog. Nu e mainstream pentru ca e proasta. Am una Daewoo si mi-a mancat zilele, sanatatea si abia astept sa o arunc la gunoi. Nu, nu spala mai bine. Combinarea apei reci cu cea calda, din retea, este cam 50-50 si ajungi sa speli rufele cu apa calaie. Sistemul cu bule poate functioneaza la inceput dar dupa ceva timp, nu. Am ajuns sa spal de mana rufele pe care nu le spala masina. Pompa de apa pe 12V nu cumva are debit prea mic? Nu cumpara nimic pana nu ai proiectul extrem de detaliat. Din ce am inteles de la altii, nu poti varsa energie in retea ca persoana fizica. Vrei sa te faci producator de energie alternativa? Pregateste un milion de euro pentru un hectar de panouri. Nu glumesc. Verifica si alte metode de obtinere a energiei si regenerare a ei. Bafta multa!

    1. Iuliana, crede-mă dacă poți pe cuvânt. Nu-ți trebuie mari specialiști pentru calculele astea. Eu am învățat singur o grămadă de chestii din domeniul ăsta. Și am fost la liceu la profil uman. Vezi următoarele episoade cum a evoluat sistemul meu. Sigur că am schimbat niste chestii de la momentul la care am scris articolul ăsta. Spălat rufe de mână? cu doi copii? Nu există! Alte metode de obținere a energiei? Nu sunt altele mai bune. Poate hidro, dar n-am contextul necesar. Acum, în 2017 am 10 panouri care-mi acoperă terasași 400Ah în baterii. Am masina de spalat rufe normală, cam veche, mașina de spalat vase și același boiler cu serpentină. Căldura e pe lemne că altceva nu e în zonă. Groso modo am investit până acum vreo 5000€. Cine vrea asa ceva găsesțe kituri începând de la 3-4000€. Singura reținere e la încălzire, pe care mi-aș dori-o pe curent sau gaze, dar asta e deja un moft!

  6. Buna ideea.
    Parerea mea (am studiat si testat sisteme de genul) daca se asigura o baterie de acumulatori capabila sa iti asigure en. electrica pe o perioada de minim 2 – 3 zile, pentru perioada in care s-ar putea sa fie innorat sau productie scazuta(din diferite motive) este suficient pt cazul OFF grid (ON am inteles ca nu este posibil).
    Energia produsa in exces daca este cazul se poate folosi la producerea de apa calda atat pe timpul verii cat si pe timpul iernii (nu e cea mai buna metoda dar macar se mai reduc pierderile).
    Ideal ar fi un sistem cu o putere de 2 – 3 kW si un sistem de stocare de cca. 10kWh.

  7. pe forum.softpedia.com gasesti la Eoliene – 3 sectiuni cu o gramada de info si aplicatii practice. Invertoarele moderne au randament de 93-94% , deci eu (eu de fapt merg) as merge direct pe 220 V cu conversie de la 24 Vcc. succes !

  8. Salut,
    Un sistem de fotovoltaice vreau sa pun si eu pe casa si terasa. Inainte sa te apuci chiar si de constructia acoperisului, trebuie sa stii ca:
    – panourile sunt monocristaline si policristaline. La noi se preteaza foarte bine cele policristaline de altfel fiind si mai low budget.
    – inclinatia acoperisului pe care le amplasezi este cea mai importanta componenta. Pt a avea castigul maxim soarele trebuie sa bata in anumit unghi pe panou. Iar la noi difera unghiul enorm de la iarna la vara. Adica e o diferenta daca imi aduc bine aminte chiar de vreo 15 grade. Daca nu ai posibilitatea sa le schimbi unghiul in functie de anotimp, va trebui sa faci un compromis sa le asezi cumva intre cele doua unghiuri. Logic ca unghiul de incidenta e influentat si de latitudinea unde sunt amplasate. Arunca un ochi aici
    http://pvwatts.nrel.gov bagi localitatea sau coordonatele unde vrei sa le amplasezi si vezi exact cat va produce cu aproximatie sistemul tau. Atentie: un panou de 250w nu va produce niciodata atat. Pe de alta parte au aparut pe piata niste controlere cu invertor cu rot la care poti legat si o sursa de backup generator sau retea si face switchul automat cand scade sucul din baterii

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com