Tee ise elektrit

Tee ise elektrit

Urmo Lehtveer

Laias laastus jagunevad väikesed taastuvenergialahendused kaheks: elektrivõrku ühendatud ning elektrivõrgust sõltumatud energiasüsteemid. Võrku ühendatud lahendused aitavad vähendada võrgust sisse ostetava energia hulka ja nende puhul pole reeglina vajalik energia salvestamine akudesse.



Foto: www.futuren.ee

Sõltumatute süsteemide puhul on tegu elektrivõrgust eraldi toimivate elektritootmis- ja salvestusseadmetega. Täna on tuulel ja päikesel põhinevad sõltumatud energialahendused laialdaselt kasutusel seal, kus võrguelekter puudub. Näiteks ainuüksi Skandinaavias on suvilates töös ligi 100 000 kodust päikeseelektrijaama. Samas paigaldati möödunud aastal Euroopas hoonetele 60 protsendi võrra enam võrku ühendatud päikeseelektrijaamu.

Mõned põhjused oma elektrijaama soetamiseks

Sellised elektrijaamad teeb atraktiivseks ainuüksi asjaolu, et energiakandjad nagu tuul ja päikesekiirgus on kõigile tasuta ja lõputult kättesaadavad. Teisalt on elektriseadmete energiatarve viimastel aastatel drastiliselt langenud - arvutid, telerid, külmikud, LED valgustid võtavad täna kordades vähem energiat kui veel paar aastat tagasi.

Kord soetatud kvaliteetne tuulegeneraator toodab energiat kuni 20 aastat ja päikesepaneel üle 30 aasta. Seega on elektrijaama omanikul pärast investeeringut garanteeritud stabiilne ja tasuta energiavarustus. Pole kahtlust, et maailma ja Eesti energiahinnad kasvavad lähiaastatel väga kiiresti ja täna on võimatu prognoosida, kui palju maksab elektri kWh näiteks kümne aasta pärast.

Kui lähikonnas puudub elektrivõrk või on võrguga liitumine kallis, tasubki mõelda oma väikesele elektrijaamale. Sõltumatute päikese- ja tuuleenergial töötavate elektrijaamade puhul on tegu akusid laadivate süsteemidega. Väiksemate süsteemide puhul on tegu 12V või 24V alalisvooluvõrguga, kuhu saab ühendada 12V või 24V seadmeid. Vajadusel saab suurema akupanga taha ühendada ka pingemuunduri, mis võimaldab kasutada 220V tavaseadmeid. Kõige väiksemate päikese- ja tuuleenergia terviklahenduste hinnad algavad kümnest tuhandest kroonist ning need katavad suvila hädapärase energiavajaduse.

Kas päikest ja tuult jätkub

Päikesekiirguse tingimused on üle Eesti üsna ühtlased. Üks ruutmeeter päikesepaneeli toodab Eestis 30-45 kraadise nurga all lõuna suunas ligi 120 kWh energiat aastas. 90-kraadise nurga all on tootlus veidi alla 100 kWh aastas. Talvekuudel novembrist veebruarini on päikesetingimused elektritootmiseks kehvad ja päikesepaneel tuleks vajadusel kombineerida tuule- või bensiinigeneraatoriga.

Tuuletingimused võivad aga isegi väga väikesel alal suuresti erineda, kuid väikegeneraatorit saab paigaldada ka ilma tuule spetsiaalse mõõtmiseta. Soodsatest tuuletingimustest annavad märku puude võrad, mis on kasvanud ühe ilmakaare suunas viltu. Samuti võib eeldada häid tuuletingimusi, kui lähikonnas on vana tuuleveski koht. Samuti siis, kui on tegu avatud lageda maastikuga - suured põllud, suure järve või mere lähedus, mäetipud. Või kui piirkonnas on täheldatud pidevalt suuremat tuult, mis talvel väljendub suurte tuisuvaalude tekkimises. Päikese- ja tuuleenergia sobivad kombineerituna hästi, kuna talvepoolaastal on tuuletingimused oluliselt paremad kui suvel.

Väike tuulegeneraator

Kaasaegsed generaatorid on praktiliselt hooldusvabad. Vaja on kontrollida vaid masti ja generaatori kinnitusi. Generaatorite eluiga on enamasti 15-20 aastat. Müratase kaasaegsetel generaatoritel on reeglina madal - 20m kaugusel ületab tuule enda heli generaatori tööst tekkiva helitaseme. Siiski on maja külge soovitatav paigaldada vaid selleks eraldi väljatöötatud generaatoreid. Reeglina on odavam panna kõrgem mast selle asemel, et osta suurem generaator. Soovitavalt võiks generaator paikneda vähemalt 2-3 m kõrgemal kui ümbritsevad objektid nagu majad, puud ja mast ning ta ei tohiks olla akudest mitte kaugemal kui 100 m. Enamus generaatoreid käivitub 2-3 m/s tuulega ja saavutab maksimumvõimsuse 12-15 m/s tuulega. Tormituultega pöörab generaator ennast osaliselt tuulest välja või see seisatakse.

Päikesepaneel

Fotoelementidest koosnevate päikeseelektripaneelide garantii on reeglina 25 aastat ja nad on samuti sisuliselt hooldusvabad, kuna neil puuduvad kuluvad osad. Eesti tingimustes on paneelide parim aastane kogutootlus asetatuna 30-45 kraadise nurga all lõuna suunas. Sügis- ja kevadkuudel võib parema tootluse saavutamiseks nurk olla kuni 90 kraadi. Silmas tuleb pidada, et paneeli ette ei jääks päikesevalgust varjavaid objekte, kuna iga väiksemgi vari vähendab oluliselt paneelide tootlust. Päikesepaneelid toodavad elektrit ka tavalise päevavalgusega ehk siis pilves ilmaga. Reeglina saab süsteemi aja jooksul kergesti uusi paneele lisada.

Pingemuundur

Pingemuundur muundab akudes talletatud 12V või 24V voolu 220V vooluks.
Pingemuundureid on tänapäeval saadaval suur valik ning võimsamate ja kallimate pingemuundurite puhul oleks kasulik konsulteerida ekspertidega. Soome päikeseenergiafirma Naps on aastate jooksul kasutanud ja müünud kümneid erinevaid invertereid, kuid nende sõnul võib vaid paari üksiku firma toodangu kvaliteedi osas täiesti kindel olla.

Energia salvestamine


Akupank

Foto: www.futuren.ee

Tuleb meeles pidada, et taastuvenergiasüsteemis kasutamiseks autoakud ei sobi, kuna erinevalt autoakudest on taastuvenergiasüsteemi akud pika laadimisaja ja aeglase tühjenemisega. Akude mahtuvust arvestatakse ampertundides ja reeglina on ühe tavasüsteemi aku mahtuvuseks ligi 100Ah/12V. Akusid omavahel liites saab moodustada suurema akupanga. Spetsiaalakude puhul saab neis talletatud energiast kasutada ära kuni 80 protsenti. Akude eluiga on tüübist ja kasutamistingimustest sõltuvalt 4-12 aastat.

Enamik akusid vajab hooldust ühe kuni kahe aasta tagant. Kallimad AGM ja geelakud on hooldusvabad. Kindlasti on soovitatav akusid kasutada koos laadimiskontrolleriga, mis väldib ülelaadimist ja liigset tühjenemist. Akudele tuleb varuda ventileeritav ja võimalikult stabiilse temperatuuriga panipaik. Kuna ükski akutüüp pole 100 protsenti külmakindel, siis on oluline talvine hoidmine. Kõige külmakindlamad on AGM akud, mis külmudes ei purune. Juba töötavale akupangale ei tohiks lisada uusi akusid. Ühe akupanga taha saab ühendada nii päikesepaneeli kui tuulegeneraatori.

Aku laadimiskontroller

Ostes täiskomplekti, on tuule- ja päikeseenergiaseadmetel kaasas laadimiskontroller. Laadimiskontroller jälgib akude seisukorda ja akude täitumisel lülitab laadimisfunktsiooni välja ning suunab vajadusel ülejääva energia küttekehasse. Kui akud tühjenevad liialt, lülitab kontroller tarbijad välja, kaitstes sellega akusid. Kaasaegsed laadimsikontrollerid on varustatud süsteemiga, mis kiirendab laadimist, kui akud on liialt tühjad või siis aeglustab, kui akud praktiliselt täis. Kuna akud on väga kallis osa süsteemist, siis on heade kontrollerite kasutamine hädavajalik.

Tarbimine

Täna on saada laias valikus 12V alalisvoolule mõeldud madala energiavajadusega seadmeid nagu LED valgustid, telerid, külmikud ja pumbad. Ka näiteks arvutite, eriti sülearvutite energiakulu on täna juba väga madal. Samuti on väga madal energiakulu vedelkristallekraaniga teleritel ja arvutikuvaritel.

Allikas: 11. mai 2006, Roheline Värav

Vaata veel: www.futuren.ee/ - Nii päikesepaneelid, tuulegeneraatorid kui kombineeritud lahendused.