Å gå off grid er en drøm for noen og et mareritt for andre. Bare tanken på å måtte overvåke energiforbruket er nok til å avskrekke de fleste. Ja, når vi har en mengde moderne bekvemmeligheter som suger energi døgnet rundt, er det ikke en lett oppgave å leve off grid, men det er en oppgave som er svært givende.
Folk velger å bo utenfor nettet av en rekke ulike grunner: for å være selvhjulpne, for å være lenger borte fra samfunnet, for å redusere sitt miljøavtrykk … eller, selvfølgelig, for å forberede seg på den kommende zombie-apokalypsen!
Men å gå off grid handler ikke bare om å leve ut idealene dine – på et avsidesliggende sted kan det være mer kostnadseffektivt å installere et frittstående off grid-strømsystem i stedet for å trekke kraftledninger for å koble seg til strømnettet, noe som kan koste 10-30 000 dollar per km ledning eller i mange tilfeller enda mer enn det.
Enten drømmen din er helt grønn (100 prosent fornybar) eller ikke (100 prosent drevet av en gassgenerator) eller et hybridalternativ som ligger et sted midt imellom, kan du finne en off grid-løsning som fungerer for deg. I denne guiden fokuserer vi på fornybare kraftsystemer og energikilder, slik at du kan få et godt bilde av hvordan du på en bærekraftig måte kan forsyne hjemmet ditt med både strøm og varme. Deretter kan du sammenligne systemene for å finne det oppsettet som passer best for deg.
Deler av et off grid-kraftsystem
Først skal vi ta en titt på de ulike delene av et off-grid-system, slik at du ser hvordan det hele henger sammen. Et off-grid-kraftsystem (også kalt frittstående kraftsystem) fungerer uavhengig av hovedstrømnettet for å levere energi. Det består av flere komponenter som genererer, lagrer, regulerer og distribuerer strøm.
Energikilde – Alt begynner med kilden. Sol, vann, vind, biomasse, avfall – disse fornybare energikildene er som maten du gir kroppen din. Uten dem lever vi ikke. Uten energikilden vil ikke våre off grid-kraftsystemer fungere.
Energisystem – Enten det er solceller, vindturbiner eller mikrovannkraftverk, samler disse fornybare energikildene energien fra omgivelsene og omdanner den til elektrisitet.
Vekselretter – Off grid-kraftsystemer genererer likestrøm (DC). Siden de fleste av hjemmets apparater og enheter bruker vekselstrøm (AC), er det en inkompatibilitet der. Her kommer omformeren inn i bildet. På samme måte som en oversetter lytter til en samtale på spansk og oversetter den til engelsk, konverterer vekselretteren likestrøm til vekselstrøm slik at alle apparatene dine kan fungere.
Distribusjonssystem – Dette er selve kjernen i systemet – ledningene, bryterne og strømbryterne som kreves for å distribuere strøm fra energikilden, batteriene eller generatoren til hjemmet og apparatene dine.
Overvåking og kontroll – Hjernen i systemet. De spiller en viktig rolle ettersom de sørger for at systemet fungerer, og i bakgrunnen overvåker de også energiproduksjon og -bruk, administrerer batterilading og finjusterer innstillingene for mer energieffektiv drift. Hvis du er koblet til strømnettet, trenger du også en måler for å måle strømforbruket fra din egen energikilde sammenlignet med strømforbruket fra nettet. Hvis du deler overskuddsenergien din med nettet, trenger du i tillegg en spesialmåler for å kunne måle hvor mye energi som tas ut av nettet i forhold til hvor mye energi du bruker fra nettet, for balanseringsformål.
Sikkerhetskomponenter – Dette utstyret beskytter systemet, hjemmet ditt, apparatene dine og deg selv. Jordingsutstyret kobler bokstavelig talt systemet ditt til bakken, som en «rømningsvei» for ekstra strøm når systemet blir overbelastet (f.eks. under en strømstøt fra et lynnedslag). Tenk på en ballong: Den har begrenset kapasitet, og hvis vi prøver å blåse ekstra luft inn i ballongen, vil den bare eksplodere. Ved å lage et lite hull i ballongen kan luften slippe ut uten at ballongen eksploderer, og det er på en måte slik jordingsutstyr også fungerer.
Laderegulator – Siden off grid-systemer trenger en reservestrømforsyning når vinden ikke blåser eller solen ikke skinner, er en laderegulator en nødvendig komponent (med mindre du selvfølgelig velger å ikke ha strøm i lengre perioder av døgnet). Denne enheten regulerer spenningen og strømmen som flyter mellom energikilden (f.eks. solcellepaneler) og batteriene, slik at batteriene ikke blir overladet og lades effektivt.
Batteribank – En annen viktig ingrediens i off-grid-strømsystemer, ettersom de lagrer strøm til senere bruk eller i perioder der energikilden fungerer, men behovet er større enn tilførselen. Batteribanken er dimensjonert for å levere nok energi til å dekke energibehovet ditt. Det er vanligvis den dyreste delen av systemet.
Reservegenerator – Noen off grid-løsninger har en reservegenerator, andre ikke. De brukes vanligvis på steder som har begrensede energiressurser, eller for å hjelpe deg gjennom en periode med langvarig lav energiproduksjon. I tillegg til å levere reservestrøm direkte, kan de også brukes til å lade opp batteriene. Hvis batteriet er stort nok, trenger du det ikke, men batterilagring er kostbart.
7 løsninger for strøm utenfor nettet
Denne listen tar for seg 7 løsninger for strømforsyning utenfor nettet. Den presenterer tre av de vanligste kraftsystemene utenfor nettet som gir strøm. Lenger nede presenterer vi energiløsninger utenfor nettet som gir varme og til slutt et annet alternativ som folk synes er praktisk hvis de bare trenger en liten dose strøm.
Off Grid Power Systems for elektrisitet
1. Solenergi
Solcelleanlegg (også kalt solceller eller solcellepaneler) genererer energi fra solens lys. Når sollyset treffer solcellepanelet, fanger solcellene inne i panelet opp lyset og omdanner det til elektrisitet. Denne strømmen kan lagres i batterier for senere bruk. Eller du kan gjøre panelene dine til en pengemaskin ved å dele overskuddsenergien med strømnettet, hvis du tilfeldigvis er tilkoblet det.
Solcellepaneler er den vanligste og lettest tilgjengelige formen for fornybar energi for huseiere utenfor nettet. De kan være kostbare å sette opp, men i takt med at den grønne livsstilen blir stadig mer populær, tilbyr mange myndigheter rabatter og insentiver for solenergisystemer som disse.
Når det gjelder å velge en strømforsyning utenfor nettet, er solcelleanlegg øverst på de fleste menneskers liste. Det er et flott alternativ, men det har sine begrensninger. For det første er det en periodisk strømkilde som bare gir energi om dagen. Og hvis du bor et sted som vestkysten, der det vanligvis er overskyet, eller hvis du bor i en skyggefull skog, vil du ikke generere så mye strøm. Solenergi gir også bare strøm, så det er ikke en alt-i-ett-løsning hvis du vil ha romoppvarming.
I takt med at solcelleproduksjonen har økt raskt de siste årene, har kostnadene gått ned, noe som har gjort dem til et mye rimeligere alternativ. Det finnes mange alternativer å velge mellom, inkludert småskala solcelleanlegg utenfor nettet. Det finnes nå flere måter å dele strømmen på hvis du ikke ønsker å beholde den selv i batteribanken. Du kan enten selge den tilbake til nettet eller distribuere den gjennom peer-to-peer-deling via et mikronett i lokalsamfunnet – Sonnen er et av de største eksemplene på dette.
Et solcelleanlegg er ikke den eneste måten å utnytte solenergien på. Solvarmere (også kalt solvarmesystemer) utnytter også solens energi til å varme opp vann til boligen din. Solvarmere finnes i mange forskjellige konfigurasjoner, og noen kan være mer effektive enn andre, avhengig av hvor boligen din ligger. Uansett trenger du ikke å måtte koke vann for å ta et varmt bad når du bor utenfor nettet!
Til slutt, en solkomfyr er en kul og interessant måte å lage mat på. De konsentrerer varmen fra solen i det reflekterende materialet og varmer opp maten til trygge temperaturer.
2. Vindenergi
En vindturbin bruker blader som fanger vinden og får en rotor til å snurre rundt, noe som driver en generator og skaper elektrisitet. Vindkraften har en lang historie, noe som beviser dens effektivitet – for over 1000 år siden dukket de første vindmøllene opp, og den første turbinen som ble brukt til å generere elektrisitet, var helt tilbake i 1887.
Moderne vindturbiner kan være horisontalakslede (HAWT), som er den typen vi vanligvis ser, eller vertikalakslede (VAWT), som ofte ser ut som eggpiskere. Sistnevnte type er langt mindre vanlig, siden de ikke er like effektive som HAWT-er, og fordi de ikke er like vanlige, er ikke utvalget på langt nær like stort. De har imidlertid den fordelen at de er rundstrålende, slik at de kan fange opp vind fra alle retninger. Utformingen er også bedre for lave vindhastigheter.
Den største ulempen med vindkraft er at vinden ikke er pålitelig. Den varierer avhengig av hvor du bor, og selv på samme sted endrer den seg fra dag til dag avhengig av værmønsteret. Selv om begrensede mengder vindkraft kan lagres i batterier for senere bruk, er det viktig å ha en beredskapsplan på plass hvis du er avhengig av strøm fra en vindturbin.
For boliger som er tilknyttet strømnettet, finnes det offentlige programmer som gir insentiver for bruk av grønne energikilder, og det kan være muligheter for å få rabatter hvis du deler vindkraften din med strømnettet.
3. Mikrovannkraft
I likhet med vindturbiner fanger bladene på vannturbiner opp vann i bevegelse, som deretter får turbinens rotor til å snurre rundt og drive en generator. Det vanligste eksempelet på dette er en vannkraftdam som slipper vann ned på massive turbiner og genererer vannkraft til hele lokalsamfunn.
Vannkraftturbiner for hjem utenfor strømnettet er selvsagt mindre, og er dessverre begrenset til hjem som ligger i nærheten av vann i bevegelse. Vann er mer pålitelig enn vind, men det kreves en viss kinetisk kraft for å få turbinene til å snurre, og det er vanskelig å finne nok vann i bevegelse til å skape denne kraften de fleste steder. Derfor er vannkraft utenfor nettet et mindre vanlig alternativ enn sol- og vindenergi.
Off grid-energikilder for varme
4. Varmepumper (jordvarme og luftvarme)
Varmepumper er i ferd med å bli en populær måte å varme opp og kjøle ned boligen på, takket være deres effektivitet. De fungerer etter samme prinsipp som et klimaanlegg eller kjøleskap, men i stedet for bare å kjøle, kan de også varme opp et rom og dekke behovet for varmtvann. De to vanligste typene varmepumper er luftvarmepumper (som er den klart vanligste) og bergvarmepumper (også kjent som jordvarme).
Luftvarmepumper fungerer ved at de trekker ut varme fra utsiden og overfører varmen til en varmevekslervæske (kjølemiddel eller vann), for deretter å dumpe varmen inne i huset. Om sommeren tar de varmen fra innsiden og slipper den ut.
Jordvarmepumper gjør det samme, bortsett fra at de henter varmen fra undergrunnen, noe som er mer effektivt ettersom jorden, under frostgrensen, har en konstant og pålitelig temperatur på 10 grader Celsius (50 grader Fahrenheit). Selv om de er mer effektive enn luftvarmepumper, har geotermiske systemer en større kostnad på forhånd. Men i det lange løp vil besparelsene lønne seg.
Varmepumper er mer effektive enn andre varmesystemer – med en virkningsgrad på omtrent 3:1 produserer de omtrent tre ganger mer energi enn de bruker. De kan være så effektive fordi de utnytter allerede eksisterende varme i omgivelsene i stedet for å produsere den gjennom forbrenning (f.eks. forbrenning av naturgass eller olje).
Varmepumper bruker strøm. Mye av den. Så for et fornybart off grid-oppsett må du ha et solcelleanlegg for å drive varmepumpen. Forutsatt at solsystemet ditt er kraftig nok, vil du ha all din strøm, romoppvarming / kjøling og varmt vann alt fra disse to systemene.
Det finnes andre typer varmesystemer som kan drives med strøm, men vi har valgt å fremheve varmepumper her på grunn av deres høye virkningsgrad.
5. Biomasse/biogass
Biomassekjeler bruker forbrenning av organiske materialer som flis, pellets, tømmerstokker, halm (og andre landbruksprodukter) og fast kommunalt avfall til å generere varme, elektrisitet eller begge deler.
Biogass, derimot, tar våte organiske materialer som husdyrgjødsel, matavfall eller landbruksavfall og bryter dem ned med mikroorganismer i et anaerobt miljø (fravær av oksygen) for å produsere biogass (en blanding av metan og karbondioksid) som kan brennes til varme eller omdannes til elektrisitet.
Biogass regnes som en fornybar energikilde, ettersom det organiske materialet som tilføres systemet, etterfylles naturlig. Men miljøpåvirkningen avhenger av en rekke faktorer, som hvilken type biomasse som brukes, hvordan den høstes og hvor effektiv konverteringsprosessen er. For eksempel kan bærekraftig forvaltet skog fungere som en kilde til biomassebrensel uten å tømme naturressursene, mens bruk av jordbruksrester eller organisk avfall kan bidra til å redusere deponiavfall og metanutslipp.
Biomassekjeler har en virkningsgrad på omtrent 90 prosent, noe som er på nivå med de høyeffektive gassovnene som selges i dag. For husmenn som ønsker et enkelt og pålitelig varmesystem, kan en pelletsovn eller en annen biomassekjele være et godt valg, særlig hvis de har tilgang til lokalt brensel fra ansvarlig forvaltet skog – og enda mer hvis du kan hente brenselet fra egen eiendom.
Det er imidlertid noen ulemper med vedfyring. Den første er mengden forurensende stoffer som pumpes ut i luften. Dette er spesielt et problem hvis du bor i eller i nærheten av en by (selv om de fleste som ikke bor i et off-grid-husbruk, ikke gjør det), siden forurensende stoffer som svevestøv og flyktige organiske forbindelser er et større problem i byen. Selv om trær kan plantes som nye karbonlagre for å erstatte de som hogges, øker du hastigheten påCO2-utslippene i atmosfæren når du brenner ved. Hvis du hogger veden selv, er det også mye arbeid forbundet med det, selv om husmannsfolk ikke er fremmed for arbeid, og det kan være en fin måte å trene på.
Det er en viss debatt om hvor ille det er å brenne ved sammenlignet med fossilt brensel. Det avhenger av faktorer som transportavstand, raffinering av brenselet, oppvarmingssystemets effektivitet osv. På den ene siden vil miljøpåvirkningen være en helt annen hvis du sanker død ved fra din egen eiendom og befinner deg langt unna sivilisasjonen, enn hvis du bor i en by og brenner ved som ikke er lokal. På samme måte kan man gjøre ulike sammenligninger mellom forbrenning av fossilt brensel og ved.
Det finnes typer biomasse- og biogassanlegg som kan levere både varme og elektrisitet, noe som kan virke som en perfekt løsning for dem som bor utenfor nettet, men realiteten er at de er dyre og kostbare å vedlikeholde.
6. Ild
Ild var menneskehetens første energikilde, og den dag i dag er den fortsatt utrolig nyttig. Den kan brukes til varme, matlaging, lys, rydding av land, forbrenning av avfall og mye annet, noe som gjør den til en svært viktig energikilde for dem som lever utenfor nettet.
Selv om ved kan brennes i biomassekjeler med ild, nevner vi dette alternativet separat på grunn av dets mange bruksområder og fordi det er så enkelt. Ild kan brukes til å generere varme, lage mat osv. alt du trenger er ved og en fyrstikk. Det blir ikke enklere eller mer pålitelig for et liv utenfor nettet, siden eiendommen din mest sannsynlig har trær som vokser på den, og som du alltid kan bruke som brensel.
En vedovn er en viktig del av en livsstil utenfor nettet. Den er en effektiv varmekilde, spesielt egnet for små hjem, og holder hjemmet varmt i de kjøligere årstidene. Den kan også erstatte en elektrisk komfyr eller gasskomfyr når du skal lage mat eller koke vann i en vannkoker.
Strålevarmen fra en vedovn kan også tørke klær som du har hengt opp inne på kalde eller våte dager.
Noen former for kontrollert bålbrenning utendørs, som kullgrill, bålgrop eller en underjordisk ovn (også kalt jordovn), er også effektive alternativer til el- eller gasskomfyren. Disse er spesielt nyttige i varmere vær, når det blir for varmt å tenne opp i en vedovn inne.
Disse formene for ild gir også muligheter for underholdning eller samvær – det er noe helt spesielt med å samles rundt et bål med marshmallows, eller å samles til grillfest foran en underjordisk ovn.
Sist, men ikke minst, kan stearinlys og lykter gi deg ildbasert lys når du av en eller annen grunn ikke har strøm.
Småskala off grid-kraftsystem
7. Strømomformere for lading av små enheter
Hvis du har forenklet off-grid-oppsettet ditt til bare en vedovn for matlaging og oppvarming, har du funnet ut hvordan du skal leve off-grid! Men i det 21. århundre er det blitt vanskelig å leve uten strøm takket være vår internettavhengighet. Og avhengig av hvor du bor, er det vanskelig å leve uten bil. Heldigvis finnes det en strømløsning som kombinerer begge disse avhengighetene: strømomformeren.
Homesteaders bruker strømomformere i bilene sine til å lade små enheter (som mobiltelefoner, bærbare datamaskiner og nettbrett) mens de gjør ærender. Dette er en supereffektiv måte å bruke bilen på. Biler er på en måte som store generatorer, ettersom de lader batteriet mens de kjører, så du kan dra nytte av dette ved samtidig å bruke batteriet som strømkilde for de små enhetene dine.
Hvis du er husmann, vil du sannsynligvis ikke bruke enhetene dine så ofte, ettersom du er opptatt med å ta vare på avlinger eller dyr, tømme komposttoalettet, lage mat, gjøre rent og andre oppgaver. Så den enkle vekselretteren kan være det eneste off grid-strømsystemet du noensinne vil trenge!
