Własny prąd, czyli domowa elektrownia słoneczna lub wiatrowa na każdym "podwórku"
Dzisiaj dom, który ma własne źródło prądu to rzadkość. Jednak zdaniem ekspertów, już niedługo domowa elektrownia nie będzie nikogo dziwiła. Koszty poniesione na inwestycję w urządzenia do wytwarzania energii elektrycznej, zaprocentuje nie tylko niższymi rachunkami, ale pozwoli też zarobić. Sprawdź, jak to możliwe.
Autor: Andrzej T. Papliński
Żeby wykonać domową elektrownię słoneczną o mocy kilku kilowatów, potrzeba kilkunastu paneli fotowoltaicznych usytuowanych tak, by nie padał na nie cień
Własny prąd z domowej elektrowni
Eksperci przekonują, że z powodu konieczności radykalnych zmian w istniejącym systemie wytwarzania energii (wynikających z przyjętej polityki energetycznej) powinniśmy postawić na energetykę rozproszoną.
Prąd miałby być wytwarzany w pobliżu miejsca jego odbioru, a nie tylko w ogromnych centralnych elektrowniach i elektrociepłowniach. Pozwoli to uniknąć ogromnych strat energii powstających w wyniku przesyłania jej na duże odległości oraz wynikających z trudności dopasowania generowanej mocy do zmieniającego się obciążenia sieci.
Za najlepsze rozwiązanie uznawana jest przez ekspertów energetyka prosumencka, czyli system, w którym energię elektryczną wytwarzają sami jej odbiorcy – w każdym domu zainstalowane są generatory prądu małej mocy.
W czasie, w którym nasze odbiorniki nie pracują, wytwarzana energia jest oddawana do sieci i mogą z niej korzystać sąsiedzi. A gdy sami potrzebujemy jej więcej, niż może wyprodukować nasz generator, niedostatki są uzupełniane z sieci (duże elektrownie również będą istniały, bo muszą dostarczać energię dla przemysłu, kolei, miast – do oświetlenia ulic, napędu tramwajów).
Obecnie na przeszkodzie we wdrożeniu systemu prosumenckiego stoi jeszcze obowiązujące prawo energetyczne, ale od dłuższego czasu trwają prace nad jego zmianą. Prawdopodobnie w ciągu kilku miesięcy zostaną wprowadzone w życie (wzorem innych państw europejskich), umożliwiając każdemu sprzedaż wyprodukowanej energii elektrycznej.
Można się zatem spodziewać, że za parę lat stosowanie indywidualnych mikroelektrowni stanie się popularne, tak jak już teraz jest za naszą zachodnią granicą. Ministerstwo gospodarki obiecuje, że będzie promować małe projekty energetyczne wykorzystujące lokalnie dostępne zasoby odnawialnych źródeł energii.
Elektrownia w każdym domu
Jak wyglądają dziś urządzenia do wytwarzania energii elektrycznej, które można zastosować w domowej elektrowni?
Jedne z najpopularniejszych to ogniwa fotowoltaiczne, w których ma miejsce bezpośrednia przemiana światła słonecznego w energię elektryczną. Typowe fotoogniwa krzemowe o wymiarach mniej więcej 10 x 10 cm mają nominalne napięcie 0,5 V i moc 2 W. Łączy się je szeregowo, otrzymując baterie o parametrach odpowiednich do konkretnych zastosowań.
Dostępne w handlu panele mogące służyć do produkcji energii elektrycznej dla gospodarstw domowych składają się z kilku, kilkunastu albo kilkudziesięciu ogniw o łącznej mocy maksymalnie kilkuset watów. Produkują prąd o napięciu najczęściej 12 i 24 V, więc żeby zasilać nim domowe urządzenia, potrzebny jest inwerter zamieniający prąd na zmienny o napięciu 230 V.
Kolektory hybrydowe to urządzenia służące do konwersji fototermiczej i fotowoltaicznej, czyli bezpośredniej zamiany energii promieniowania słonecznego w ciepło i energię elektryczną. Ich zaletą jest to, że robią to efektywniej niż osobne kolektory słoneczne i fotoogniwa. Dzieje się tak dlatego, że podczas powstawania energii elektrycznej w fotoogniwie wytwarza się także ciepło, które można wykorzystać do ogrzewania cieczy lub powietrza przepływających przez kolektor.
W sprawnym ogniwie fotowoltaicznym zaledwie 15% energii słonecznej zamienia się w elektryczną, więc warto wykorzystać także pozostałą część, co w pewnym stopniu udaje się w kolektorach hybrydowych. Istnieją różne konstrukcje tego typu urządzeń, których wspólną cechą jest umieszczenie w jednej obudowie absorbera promieni słonecznych i fotoogniw. Całkowita sprawność energetyczna uwzględniająca produkcję energii elektrycznej i ciepła sięga 80%.
Dodatkową zaletą jest lepsze wykorzystanie miejsca – ogniwa fotowoltaiczne zajmują dużą powierzchnię, przez co może jej zabraknąć (na przykład na dachu) na osobne kolektory słoneczne. Zastosowanie ogniw hybrydowych rozwiązuje ten problem.
Przydomowa elektrownia wiatrowa
Blisko 2% docierającej do powierzchni ziemi energii słonecznej przekształca się w energię kinetyczną powietrza. Jego ruch wynika z różnicy temperatury w różnym stopniu ogrzanych przez słońce lądów i mórz. W ten sposób powstaje wiatr, który dzięki turbinom wiatrowym z powodzeniem wykorzystuje się do wytwarzania energii elektrycznej. Ich wirniki przekształcają energię kinetyczną wiatru w energię mechaniczną, napędzając generatory prądu.
Moc elektryczna uzyskiwana przez przydomowe elektrownie wiatrowe wynosi od 100 do kilku tysięcy watów. Najmniejsze są w stanie dostarczyć około 3 kWh energii elektrycznej na dobę. Mają wirniki z włókna szklanego lub węglowego, nylonu, polipropylenu lub drewna o średnicy od 1 do 4 m. Minimalna prędkość wiatru, przy której tego typu turbina może zacząć produkować prąd, to 2,5-3 m/s, ale do osiągnięcia mocy nominalnej potrzebny jest wiatr o prędkości około 10 m/s.
