vineri, 16 iulie 2010

Alternative energetice - eoliene si voltaice pentru acasa

Episodul 22 al seriei alternativelor energetice inceputa aici. Explicam in episoadele trecute conceptul de EROEI, de bani ca simpla eticheta a produselor obtinute cu ajutorul energiei, ca si de relatia dintre randament si cost. Am trecut apoi la variantele oficiale incercand sa atrag atentia asupra capcanelor subventiei, plimbatul costului energetic si furatul propriei caciuli. Am continuat cu alte aspecte ale problemelor energetice ce apar dupa momentul producerii acesteia, anume transportul si stocarea. Dupa nitzica teorie, am inceput sa detaliem problema stocarii in cazul bateriilor din autoturismele electrice, vorbind despre fabricarea si despre incarcarea acestora. Am adaugat apoi cateva completari si lamuriri la cele deja discutate, pentru ca ulterior sa trecem la un studiu de caz in ce priveste eolienele. Spuneam apoi in articolul dedicat hidrogenului despre faptul ca am devenit la un moment dat pasionat de experimentari pe tema aceasta. Am pus pentru introducere un prim interviu, am adaugat un al doilea pentru lamuriri suplimentare, iar dupa o scurta recapitulare am detaliat partea de constructie a unui astfel de sistem pentru cei curiosi sa experimenteze cu asa ceva.

Astazi vreau sa continuam discutia pe teme practice inceputa cu UPS-urile pentru ca aceste subiecte se pare ca sunt de interes pentru multi dintre cititori. Am tot promis ca o sa povestim un pic si despre cum putem realiza un minim sistem de asigurare a independentei energetice pentru cazul in care reteaua electrica devine indisponibila. Ar trebui sa incepem intai prin a defini ceea ce inseamna minim pentru fiecare. Eu prin asta inteleg un sistem care sa asigure functionarea zilnica pentru cateva ore a unui laptop, un televizor, cateva becuri, eventual un frigider. Adica niste consumatori mici, pentru ca daca discutam de masini de spalat, calorifere electrice sau aparate de aer conditionat problema se schimba cu totul.

Introducerea fiind facuta, sa trecem la niste exemple concrete, nu inainte de a recomanda din nou persoanelor mai putin tehnice sa recapituleze un pic notiunile minime de teorie discutate anterior. Putem incepe apoi prin a lua drept exemplu un calcul de genul celor facute pentru o cabana construita intr-o zona retrasa. Acesta socoteste ca pentru minimul de care discutam mai sus ar trebui sa asiguram in medie o cantitate de energie de vreo 4000Wh pe zi. Sa luam asadar si noi niste cifre asemanatoare si sa vedem cam ce ar insemna realizarea unui astfel de sistem care sa acopere un consum mediu zilnic undeva intre 3000Wh si 5000Wh.

In cazul UPS-urilor vorbeam de valori undeva la 1000Wh si recomandam suplimentarea bateriilor originale cu 2 acumulatori de 12V la 50Ah care sa asigure cateva ore de functionare suplimentare. Se poate observa usor ca pentru un sistem care sa functioneze 24 din 24 e necesar sa ne gandim la acumulatori de 3-5 ori mai mari. Asta pentru ca atat fotovoltaicele cat si eolienele au ca principal dezavantaj faptul ca nu produc energie on-demand. Iar in momentul cand produc, energia trebuie asadar stocata pentru a fi consumata atunci cand avem nevoie. Diferenta principala intre sistemele bazate pe panouri fotovoltaice si cele eoliene este predictibilitatea. La fotovoltaice putem sa ne bazam pe o cantitate minima produsa in fiecare zi, chiar si pe timp de iarna sau nori. La eoliene in schimb, vantul poate sa bata foarte puternic timp de cateva ore, iar apoi 3 zile sa nu mai bata deloc. De aceea se recomanda uneori combinarea sistemelor fotovoltaice cu cele eoliene tocmai pentru a mai elimina din aceste dezavantaje.

Asa cum explicam si in cazul UPS-urilor, sistemul e construit din module, fiecare modul fiind dimensionat separat in functie de necesitati. Avem asadar producatorul de energie (panoul voltaic sau eoliana), apoi regulatorul care face incarcarea bateriilor, pachetul de acumulatori si invertorul care transforma curentul de la 12V CC (cat au bateriile) la 220V AC (cat au nevoie aparatele electrocasnice). Ca si costuri, un regulator plus un invertor bun necesare la puterile discutate, ajung undeva intre 500-1000 euro functie de marca, putere si alte optiuni. Acumulatorii costa cam 200 euro pentru 1000 Wh. Deci un pachet de vreo 5000 Wh ajunge cam la 1000 euro. Discutam asadar de un total intre 1000 si 2000 euro doar pentru transformatoare si baterii.

Putem folosi si UPS-ul pe post de invertor cu conditia sa aibe electronica de calitate, pentru ca unele se supraincalzesc, nefiind facute pentru a functiona pe baterie un timp indelungat. Nu putem folosi UPS-ul pe post de regulator, deoarece acesta e construit pentru a se alimenta de la priza de 220V AC si nu de la 12-48V CC cat furnizeaza panourile sau eoliana. Bateriile de UPS se pot refolosi daca se potrivesc ca voltaj, dar numarul lor trebuie suplimentat. Tipul bateriilor este acelasi, cu plumb si gel, care suporta mai multe cicluri de reincarcare decat cele auto. Bateriile auto noi sau uzate construite pe tehonogie plumb-acid merg si ele in cazuri de compromis, dar acestea nu sunt gandite pentru asa ceva si performantele vor fi pe masura.

Sa vedem acum si costurile pentru sursele efective. Un panou fotovoltaic de 100W produce 100Wh intr-o ora atunci cand soarele e la putere maxima. Asta se traduce zilnic cam 500Wh vara cand e soare mai puternic si 300Wh iarna cand ziua e mai scurta. Evident ca aceasta cantitate variaza si functie de vreme, nori, latitudine sau inclinarea panoului. Pentru a obtine zilnic cei 3000Wh din exemplul nostru avem asadar nevoie de panouri cu o putere totala de aproximativ 1000W. Costul panourilor variaza undeva intre 3 si 5 euro pe watt. Discutam asadar de sume intre 3000 si 5000 euro pentru panouri, functie de producator si calitate. Ca de obicei, exista chinezarii ieftine care se sparg si se ard mai repede, ca si panouri de calitate care sunt mai fiabile. O eoliana de aceeasi putere, care scoate 1000W atunci cand vantul bate la viteza optima, costa cam intre 2000 si 3000 euro. Aparent e mai ieftin cu eoliana, dar aici trebuie tinut cont ca trebuie acumulatori mai multi pentru zilele in care nu bate vantul.

Per total, un sistem cumparat de-a gata ne costa asadar undeva intre 3000 si 7000 de euro pentru a ne asigura un minim de energie electrica zilnic. Scump intr-adevar, mult prea scump pentru a alimenta cateva becuri, un frigider si alte jucarii ce nu consuma prea mult. E motivul pentru care spuneam ca aceste sisteme nu vor putea deveni alternative reale la sursele clasice, consumand de multe ori mai multa energie in procesul de fabricatie decat cea pe care o furnizeaza ulterior pe durata de viata.

Pentru a retine mai usor calculul facut, puteti socoti cam 1000 euro pentru fiecare 1000Wh. Verificati contorul de acasa sau factura de curent si calculati cati KWh consumati medie zilnic acum, in conditii normale. Astfel veti afla cam cate mii de euro v-ar trebui daca ati dori sa construiti un sistem care sa va asigure acelasi consum. De exemplu la o factura lunara de 120 RON si un pret de 0.4 RON/KWh reiese un consum lunar de 300KWh adica o medie zilnica de 10KWh consumat. Pentru a produce aceasta cantitate de energie cu un sistem bazat pe voltaice sau eoliene, ar trebui sa investiti cam 10 mii de euro. Daca ar fi sa socotim "amortizarea" in cazul asta, ea ar dura vreo 30 de ani in conditiile in care nu s-ar strica nimic si bateriile ar rezista atata timp. E evident ca nu merita in mod normal, dar nu despre asta e vorba in cazul nostru.

Exista evident posibilitatea pentru pasionati si cunoscatori de a-si construi singuri panoul sau eoliana si a mai economisi o parte din bani. Cu riscurile aferente legate de fiabilitate si fara a socoti timpul consumat cu documentarea sau manopera. Astfel se poate injumatati uneori costul, cel putin pentru panouri sau eoliana, ca la baterii nu prea avem ce face. Celulele solare se vand si la bucata, iar pentru a construi singur un panou fotovoltaic se gasesc pe net multe materiale de genul ACESTA. In cazul eolienelor sunt multi pasionati care lucreaza la asa ceva si discutii pe forumuri unde se vorbeste despre constructia de bobine turnate in rasina, tipuri de magneti, modele de pale si multe altele.

Ca si in cazul aplicatiilor industriale, eolienele si fotovoltaicele sunt asadar niste solutii cel mult de compromis, ce nu pot inlocui cu succes ca si sursa de energie sistemele clasice. Stiu ca sunt persoane pentru care chiar si cele cateva sute de lei necesari achizitiei unui UPS sunt imposibil de gasit in zilele acestea in care greutatile economice apasa pe umerii multora. Cu atat mai greu le va fi sa faca rost de cele cateva mii de euro necesare pentru achizitionarea unui minim sistem de generare a energiei electrice. Pentru cei care mai beneficiaza insa de venituri sau rezerve suplimentare, investitia intr-un astfel de sistem s-ar putea dovedi in scurt timp mult mai utila decat cea intr-un autoturism spre exemplu.

P.S. Rog luati in considerare ceea ce spuneam AICI inainte de adaugarea unor eventuale comentarii. Va multumesc.

12 comentarii:

  1. Salut, Flavian,

    De ceva luni ma gandesc (nu stiu daca voi pune vre-odata in practica, insa) la un sistem de genul: produci electricitate cu panouri si eoliana, acea energie electrica e transferata direct la un generator de HHO si stochezi HHO intr-un container (eu mi-am imaginat, ca o idee, un butoi intors cu gura in jos, introdus intr-un butoi mai mare, plin cu apa..desigur ideea poate fi adaptata si pentru cantitati mai mari de hho stocat).

    Practic inlocuiesti acumulatorii de energie electrica clasici cu un "acumulator" de hho. Gazul poate fi apoi folosit la alimentarea unui mic generator (asa cum ai demonstrat tu ca se poate :) ), aragaz (necesita modificari), chiar si la incalzit locuinta.

    Desigur, ideea poate fi imbunatatita/complicata: gazul poate alimenta nu un generator ce ar folosi in mod normal benzina ci poate fi folosi la producerea aburului din apa, in prealabil incalzita si cu panouri solare, aburul urmand a pune in miscare o mica turbina (SF deja :D ), turbina fiind conectata la generatorul mai sus amintit. Astfel, iei energie solara in 2 moduri + cea a vantului, obtii si apa distilata pentru generatorul HHO si chiar pentru baut si daca ramai fara gaz, poti oricand folosi generatorul turnand benzina (ca un fel de backup).

    Eh... am multe idei, dar sa stiti ca nu ma consider idiot :D

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Sa fabrici un generator de electroliza a apei unde sa separi electrozi intre ei si sa stochezi doar hidrogenul , contine destula energie si este mai putin periculoasa decit gata amestecat cu oxidantul sau , daca explodeaza butoiul .... ? vei parasi localitatea .

      Ștergere
    2. Se poate lichefia amestecul rezultat ? Daca raspunsul este nu, investitia nu merita (la fel ca biogazul care trebuie folosit ca atare).
      Astept pareri avizate

      Ștergere
    3. Biogazul nu poti sa-l produci instant, iar HHO lichefiat se cheam apa... :)

      Ștergere
  2. Da, ai dreptate, in teorie se poate, dar o sa pierzi mult la randamente.

    Pe vremuri se folosea gravitatia pentru stocarea energiei, urcand apa in pod, care apoi genera electricitate cu o morisca, in genul unei mini-hidrocentrale.

    Eu insa mai repede visez la ziua in care nu vei mai avea nevoie in sistemul asta decat de apa si de motor... ;)

    RăspundețiȘtergere
  3. motor cu apa...e o idee, dar insa ramane la stadiul de vis, din ce cunosc pana acum :D

    Pierderi de randament banuiesc ca sunt destule, dar macar, cel putin aproximativ, sistemul este mai ieftin de construit decat varianta cu bateriile, iar "butoaiele" mele sunt ieftine de inlocuit, in caz ca se sparg sau explodeaza gazul :). In plus, eu incerc sa gasesc varianta care sa ofere cat mai multe facilitati necesare unei locuinte moderne: electricitate, gaz, apa, energie termina, ba' chiar si gaz pentru o masina mica, modificata (desi nu stiu cum as putea stoca in masina destul gaz pentru 100-150km, o alternativa ar fi sa fie folosit si gaz si benzina, concomitent).

    RăspundețiȘtergere
  4. Ma rog, varianta cea mai eleganta ar fi fara apa, doar cu magneti care produc energie electrica pentru un sistem de incalzire si motoare total electrice.

    Dar pana atunci ne mai putem distra cu HHO-ul, aburul, panourile voltaice sau eolienele... :)

    RăspundețiȘtergere
  5. Si eu am socotit ca am nevoie de 2-3kwh / zi pentru un trai decent, deci cam 3000eur la o cabana pe un teren izolat. Cei 3000eur in plus sunt compensati cu varf si indesat din pretul mai mic al terenului fata de o zona cu utilitati. Altfel ce sa zic, in tarile vestice nu cred ca o criza majora poate fi motivata de o cheltuiala de 10000 eur in plus la 10 ani intr-o tara unde media castigurilor e de cateva zeci de mii pe an pe familie. Bugetul pentru locuinte si masini e mult mai mare.

    Site-ul lpelectric spune ca un frigider consuma 2kwh pe zi, jumate din bugetul de 4kwh. Un Artic urias in magazin afiseaza 260-280kwh pe an, undeva e o neconcordanta (de aproape 3 ori mai putin). Altii au convertit un congelator la frigider si pretind ca merge cu 0,1 - 0,2 kwh pe zi.

    Si inca ceva legat de frigider+congelator poate fi propriul acumulator (poate mentine 1-2 zile frigul). Nu are nevoie de baterie (reduce simtitor necesarul si uzura ridicand eficienta)

    Despre motoare magnetice - forgetit. Iar stocarea cu HHO in butelie... ineficient si.. cam periculos

    RăspundețiȘtergere
  6. Inca o idee, gazificarea brichetelor de rumegus, cu un grup electrogen de calitate (pe motiv de eficienta dar mai ales de fiabilitate, hondele ating mii de ore)

    Pret 500RON pe tona, 1 kwh electric la 2kg de lemn arse, deci 1RON / kwh cu investitii minime (doar bateriile). Mai ieftin cu lemn tocat(woodchips) daca ai de unde.
    Orele cat genereaza pot fi sincronizate cu "incarcarea" frigiderului, functionarea masinii de spalat, irigatul gradinii - pentru a evita solicitarea bateriei.

    Necesar oricum intr-un sistem regenerabil ca-s destule zile fara suficient soare sau vant. O cota rezonabila e de 1/3 din consum, asta reduce proportional necesarul in baterii, PV si/sau eolian.

    RăspundețiȘtergere
  7. Nu inteleg Flavian de ce amesteci tu lucrurile EROI cu randament etc.!!!Suntem de acord ca inflatia va continua sa creasca...asadar nu ai ceva fix sa te raportezi...Vantul si soarele sunt gratis si nelimitate faci o investitie la inceput ca sa poti sa folosesti acea energie...iar JOHN BEDINI a inventat si patentat un dispozitiv care poate sa furnizeze energie nelimitata cu costuri mici...masina electrica este viitorul iar reincarcarea se va face cu dispozitive bedini astept reply

    RăspundețiȘtergere
  8. sa o luam altfel:dintr-un ventilator de tavan pe care dai 50 de euro si magneti NEO inca 50 de euro ai un generator de 1KWH.Iarna din octombrie in Aprilie in Romania e imposibil sa nu ai vant 8 ore pe zi oriunde te-ai afla(eu locuiesc in PLOIESTI si pe unele blocuri e urgie nu poti sa stai cu fata catre vant)Asdar in cate zile iti amortizezi investitia?maximum 125 de zile iar dupa ai toata viata energie gratuita de la vant!!!Este adevarat cu bateriile ca sa stochezi energia sunt ceva mai scumpe!!!Dar cand ne va lovi CRIZA cat vor costa?Iar Aceste dispozitive Home made ce valoare vor avea?

    RăspundețiȘtergere
  9. cezar - cei din vest si-ar permite intradevar mai usor in acest momen construirea unui minim sistem de backup energetic. Frigiderul e bun pentru stocarea frigului daca nu il deschizi prea des. Cred ca cifrele sunt orientative, functie de clasa de consum si laudarosenia producatorului.

    Generatoarele electrice pe biogaz, produse petroliere sau HHO sunt utile si ele. La fel un stirling si ar mai fi multe idei de genul asta, fiecare poate merge pe ce prefera.

    Anonim - despre EROEI si randament am tot vorbit si am tot explicat. Nu are rost sa repet iar de ce cred ca eolienele si voltaicele nu vor deveni surse principale de energie pentru omenire. Bedini e cu totul alta poveste, astept si eu noutati din partea celor care experimenteaza cu magneti, vezi ce ziceam mai sus.

    Lucian - iti inteleg entuziasmul, dar 1Kwh cu un ventilator care sa reziste la intemperii si la functionare in regim de eoliana n-am prea auzit. Majoritatea pasionatilor de eoliene muncesc mult pentru a reusi construirea unor jucarii decente si care sa reziste totusi in timp.

    RăspundețiȘtergere