Πρακτική εφαρμογή με αυτονομα φωτοβολταικα

By on 23/02/2014. Posted in .

Εδώ θα δούμε μια πρακτική εφαρμογή με αυτονομα φωτοβολταικα για εξοχικό, τροχόσπιτο, τροχοβίλα, αγροικία, αποθήκη, σκάφος κ.λπ. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε λοιπόν ένα χώρο (π.χ. εξοχικό, τροχόσπιτο, τροχοβίλα, αγροικία, αποθήκη, σκάφος κλπ) τον οποίο επισκεπτόμαστε κάθε σαββατοκύριακο και θέλουμε να έχουμε φωτισμό με 3 λαμπτήρες για 5 ώρες ημερησίως, μια τηλεόραση για 4 ώρες ημερησίως κι ένα μικρό ψυγείο για να κρατάμε κρύο νερό, αναψυκτικά, φαγητό κλπ.

Ο φωτισμός και η τηλεόραση με ηλιακή ενέργεια

Σε εφαρμογές ηλιακής ενέργειας προσπαθούμε να χρησιμοποιούμε λαμπτήρες οικονομίας (π.χ. με LED) των 12 Volt και όχι 230V. Τροφοδοτούνται απ’ ευθείας από τις μπαταρίες κι έτσι έχουμε ελάχιστες απώλειες. Αν χρησιμοποιήσουμε λαμπτήρες 230V με inverter θα έχουμε απώλειες έως και 20%, αλλά κατά τα άλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς πρόβλημα.

Για το φωτισμό για 5 ώρες με 3 λαμπτήρες 15W να λειτουργούν ταυτόχρονα (15 Watt επί 3 λαμπτήρες επί 5 ώρες) χρειαζόμαστε 225Wh (225 βατώρες).

Η τηλεόραση αφού είναι 230V, θα τροφοδοτηθεί από inverter. Μια τηλεόραση 28 ή 32 ιντσών έχει μικρές απαιτήσεις, π.χ. 60W για 4 ώρες που μας κάνουν άλλες 240 Wh τη μέρα. Σύνολο 465 Wh.

Inverter είναι η συσκευή που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα των συσσωρευτών (επαναφορτιζόμενες μπαταρίες) σε εναλασσόμενο ρεύμα 220-240 Volt, ώστε να μπορούμε να συνδέσουμε πάνω του και να τροφοδοτήσουμε ηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούν εναλασσόμενο ρεύμα 230 Volt – σαν αυτό της ΔΕΗ.

Το ψυγείο

Το ψυγείο είναι από τις ενεργοβόρες συσκευές, μετά την ηλεκτρική κουζίνα, τον ηλεκτρικό θερμοσίφωνα και το κλιματιστικό. Γι’ αυτό αν μπορούμε χρησιμοποιούμε κουζίνα αερίου, ηλιακό θερμοσίφωνα και ανεμιστήρα αντίστοιχα. Έχει μάλιστα ακόμη πιο μεγάλη κατανάλωση ρεύματος επειδή λειτουργεί πολλές ώρες την ημέρα, προσπαθώντας να διατηρεί χαμηλή τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του.

Γι’ αυτό δεν πρέπει να ανοίγουμε συχνά και για πολύ ώρα την πόρτα του ψυγείου. Επίσης, πρέπει να ελέγχουμε αν σφραγίζει καλά και δεν έχουν φθαρεί τα πλαστικά της πόρτας. Τέλος, είναι σημαντικό να βρίσκεται σε χώρο που δεν το βλέπει ο ήλιος και μακριά από εστίες θερμότητας. Φυσικά θα πρέπει να είναι και ενεργειακής κλάσης “Α” τουλάχιστον, για χαμηλότερη κατανάλωση ρεύματος.

Σ’ αυτό το παράδειγμα οι απαιτήσεις μας σε σχέση με το ψυγείο είναι μικρές, άρα χρησιμοποιούμε ένα μικρό ψυγείο, πχ. 50W. Αν  δουλεύει περίπου 12 ώρες την ημέρα, θα καταναλώνει περίπου 600Wh ανά 24ωρο. Αν στη θέση του βάλουμε ένα μεγαλύτερο ψυγείο (π.χ. μεγαλύτερο του ενός μέτρου, ονομαστικής ισχύος 100-120W και ενεργειακής κλάσης A+ τότε η κατανάλωση θα είναι από 1.000 έως 1.500 Wh).

Σε κάθε εκκίνηση του ψυγείου μάλιστα, θα απαιτούνται στιγμιαία πολλαπλάσια Watt από τα ονομαστικά. Άρα για το ψυγείο των 60W, θέλουμε inverter αρκετά μεγαλύτερο από 60 watt, που να σηκώνει την στιγμιαία ισχύ εκκίνησης. Καλό είναι να επιλέγουμε inverter που να παρέχει τουλάχισστον 5 φορές την ονομαστική ισχύ του ψυγείου και μάλιστα inverter καθαρού ημίτονου που να διαθέτει μετασχηματιστή (όχι δηλαδή κάτι φθηνά κινέζικα inverters που ζυγίζουν μόλις μερικά κιλά – άρα δεν έχουν μετασχηματιστές).

Οι συσσωρευτες (μπαταριες)

Για το συγκεκριμένο σύστημα, χρειαζόμαστε μόνο για το φωτισμό και την τηλεόραση συσσωρευτές που να παρέχουν περίπου 960 Wh, π.χ. 80Ah στα 12V (αφού όπως υπολογίσαμε παραπάνω, χρειαζόμαστε 465 Wh ανά ημέρα, αλλά πολλαπλασιάζουμε επί 2 ώστε να έχουμε συσσωρευτές διπλάσιας χωρητικότητας για να μην εκφορτίζονται πάνω από το μισό της χωρητικότητάς τους – έτσι θα αντέξουν πολύ περισσότερο χρόνο).

Ανάλογα, για ψυγείο 60W χρειαζόμαστε συσσωρευτές που να παρέχουν 1.200 Wh (π.χ. 100Ah στα 12V).

Συνολικά δηλαδή χρειαζόμαστε συσσωρευτές χωρητικότητας 180 Ah στα 12V και ακόμη καλύτερα 200 Ah αφού όσο μεγαλύτερη η χωρητικότητα τόσο το καλύτερο και για τη ζωή του συσσωρευτή.

Έτσι θα υπάρχει και αρκετή ενέργεια για να τροφοδοτήσουμε με ρεύμα και άλλες μικροσυσκευές που έχουν ελάχιστες απαιτήσεις (όπως ραδιόφωνα, κινητά τηλέφωνα κλπ).

Τα φωτοβολταικα πανελ

Το μέγεθος των φωτοβολταϊκών, όπως και των συσσωρευτών, εξαρτάται από το κάθε πότε και για πόσες ημέρες θα λειτουργούν τα παραπάνω.

Σε αυτό το παράδειγμα υποθέτουμε πως επισκεπτόμαστε το χώρο αυτό μια φορά την εβδομάδα για 24 ώρες (π.χ. σαββατοκύριακο), οπότε ακόμα κι ένα μικρό φωτοβολταϊκό πάνελ προλαβαίνει να φορτίσει τους συσσωρευτές στο διάστημα της απουσίας μας. Αλλιώς, θα έπρεπε τουλάχιστον να αναπληρώνει την κατανάλωση κάθε ημέρας.

Για παράδειγμα, με M.O. 5 ώρες έντονης ηλιοφάνειας τη μέρα (π.χ. τον Απρίλιο), θα χρειαζόμασταν φωτοβολταϊκά συνολικής ισχύος 2160/5=432Wp. για να αναπληρώνουμε την κατανάλωση των φορτίων κάθε μέρα.

Επειδή όμως δεν θα είμαστε εκεί κάθε μέρα, θέλουμε φωτοβολταϊκά που θα συγκεντρώνουν αυτή την απαιτούμενη για ένα 24ωρο ηλεκτρική ενέργεια, κατά τη διάρκεια των 6 ημερών της απουσίας μας. Άρα διαιρούμε δια 6 και χρειαζόμαστε ένα φωτοβολταϊκά πάνελ συνολικής ισχύος περίπου 75Wp. Για να καλύψουμε και κάποιες απώλειες, επιλέγουμε ένα φωτοβολταϊκό πάνελ γύρω στα 100Wp.

Αν επισκεπτόμαστε τον παραπάνω χώρο και τους τρεις μήνες του χειμώνα, τότε χρειαζόμαστε μεγαλύτερα φωτοβολταικα γιατί το χειμώνα η ηλιοφάνεια είναι μικρότερη και όχι καθημερινή.

Τιμες φωτοβολταϊκού συστήματος

Το παραπάνω φωτοβολταϊκό σύστημα, μαζί με ρυθμιστές φόρτισης, καλώδια κλπ. στοιχίζει σήμερα λιγότερο από 1.000 ευρώ:

  • Φωτοβολταικα 100 Wp, τιμή 150 ευρώ.
  • Ρυθμιστής φόρτισης, 10Α, κόστος περίπου 35 ευρώ.
  • Συσσωρευτής (μπαταρία) 12V – 100 Ah, κατάλληλοι για εφαρμογές ηλιακής ενέργειας (δηλ. βαθιάς εκφόρτισης) τιμή περίπου 200 ευρώ.
  • Inverter με μετασχηματιστή (λόγω ψυγείου), καθαρού ημίτονου 1.000 W κόστος περίπου 450 ευρώ.

Για να έχουμε αυτονομία για 2-3 μέρες χωρίς ηλιοφάνεια, θα έπρεπε να διπλασιάσουμε τα παραπάνω μεγέθη των συσσωρευτών και φωτοβολταϊκών ή/και να προσθέσουμε και μια μικρή ηλεκτρογεννήτρια καυσίμου, για μεγαλύτερη σιγουριά το χειμώνα ή για περίπτωση βλάβης σε κάποιο εξάρτημα του φωτοβολταϊκού συστήματος. Η γεννήτρια θα λειτουργούσε όποτε χρειαζόταν και μόνο για λίγες ώρες το πρωί για να φορτίσει τους συσσωρευτές, μέσω ενός καλού φορτιστή συσσωρευτών (υπάρχουν inverters που τον έχουν ενσωματωμένο).

Δείτε το Καλάθι Αγορών | Το προϊόν προστέθηκε επιτυχώς στο καλάθι

No Comments

Leave a Comment

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