Plecarea din rețea este un vis pentru unii și un coșmar pentru alții. Doar gândul că trebuie să vă monitorizați consumul de energie este suficient pentru a-i îndepărta pe majoritatea oamenilor. Da, în condițiile în care dispunem de o multitudine de facilități moderne care consumă energie zi și noapte, a trăi în afara rețelei nu este o sarcină ușoară, dar este una care aduce multe satisfacții.
Oamenii aleg să trăiască în afara rețelei dintr-o varietate de motive: pentru a fi autonomi, pentru a se îndepărta și mai mult de societate, pentru a-și reduce amprenta asupra mediului… sau, desigur, pentru a se pregăti pentru viitoarea apocalipsă zombie!
Dar a renunța la rețea nu înseamnă doar a-ți trăi idealurile – într-o locație îndepărtată, ar putea fi mai rentabil să instalezi un sistem electric autonom în loc să trasezi linii electrice pentru a te conecta la rețea, ceea ce poate costa 10-30 de mii de dolari pe kilometru de linie sau, în multe cazuri, chiar mai mult de atât.
Indiferent dacă visul dvs. este complet ecologic (100% regenerabil) sau nu (100% funcționează cu un generator pe gaz) sau o opțiune hibridă care se află undeva la mijloc, puteți găsi o soluție de energie electrică off grid care funcționează pentru dvs. În acest ghid, ne concentrăm pe sistemele de alimentare și sursele de energie regenerabile, astfel încât să puteți obține o imagine bună a modului de a furniza în mod durabil atât energie electrică, cât și căldură pentru casa dvs. De aici, puteți compara sistemele pentru a găsi configurația cea mai potrivită pentru dvs.
Părți ale unui sistem de alimentare off grid
În primul rând, vom arunca o privire asupra multiplelor părți ale unui sistem off grid, astfel încât să vedeți cum se îmbină totul. Un sistem de alimentare off-grid (aka sistem de alimentare autonom) funcționează independent de rețeaua electrică principală pentru a furniza energie. Acesta include mai multe componente care generează, stochează, reglează și distribuie energia electrică.
Sursa de energie – Totul începe cu sursa. Soarele, apa, vântul, biomasa, deșeurile – aceste surse regenerabile de energie sunt ca alimentele cu care îți hrănești corpul. Fără ele nu trăim. Fără sursa de energie, sistemele noastre de alimentare fără rețea nu vor funcționa.
Sistemul energetic – Fie că este vorba de fotovoltaice solare, turbine eoliene sau microturbine hidroelectrice, aceste surse de energie regenerabilă colectează energia din mediul înconjurător și o transformă în energie electrică.
Invertor – Sistemele de alimentare în afara rețelei generează electricitate în curent continuu (DC). Deoarece majoritatea aparatelor și dispozitivelor de acasă utilizează curent alternativ (CA), există o incompatibilitate. Aici intervine invertorul. La fel cum un translator ascultă o conversație în spaniolă și o traduce în engleză, invertorul convertește curentul continuu în curent alternativ, astfel încât toate aparatele să poată funcționa.
Sistemul de distribuție – Acestea sunt componentele de bază ale sistemului – cablajul, întrerupătoarele și disjunctoarele necesare pentru a distribui electricitatea de la sursa de energie, baterii sau generator pentru a alimenta casa și aparatele dvs.
Monitorizare și control – creierul sistemului. Acestea joacă un rol important deoarece asigură funcționarea sistemului și, în fundal, monitorizează producția și consumul de energie, gestionează încărcarea bateriilor și ajustează setările pentru o funcționare mai eficientă din punct de vedere energetic. Dacă sunteți conectat la rețea, veți avea nevoie și de un contor pentru a măsura energia electrică pe care o consumați din propria sursă de energie în comparație cu cea din rețea. În plus, dacă vă împărțiți excesul de energie cu rețeaua, un contor special vă va permite să măsurați cantitatea preluată de rețea în raport cu cantitatea de energie pe care o utilizați de la rețea, în scopul echilibrării.
Componente de siguranță – Acest echipament vă protejează sistemul, locuința, dispozitivele și pe dumneavoastră. Echipamentul de împământare conectează literalmente sistemul dvs. la pământ, ca o „cale de scăpare” pentru energia electrică suplimentară atunci când sistemul este suprasolicitat (de exemplu, în timpul unei supratensiuni provocate de un fulger). Gândiți-vă la un balon: acesta are o capacitate limitată, iar dacă încercăm să suflăm aer suplimentar în balon, acesta va exploda. Adăugarea unei mici găuri în balon permite ieșirea surplusului de aer fără ca balonul să explodeze, și cam așa funcționează și echipamentul de împământare.
Regulator de încărcare – Deoarece sistemele off grid au nevoie de o sursă de alimentare de rezervă atunci când vântul nu suflă sau soarele nu strălucește, un regulator de încărcare este o componentă necesară (cu excepția cazului în care, desigur, alegeți să nu aveți curent electric pentru perioade lungi din zi). Acest dispozitiv reglează tensiunea și curentul care circulă între sursa de energie (de exemplu, panourile solare) și baterii, prevenind supraîncărcarea bateriilor și pentru a asigura o încărcare eficientă.
Banca de baterii – Un alt ingredient esențial pentru sistemele de alimentare fără rețea, deoarece stochează energia electrică pentru utilizare ulterioară sau în momentele în care sursa de energie poate funcționa, dar cererea este mai mare decât oferta. Banca de baterii este dimensionată pentru a furniza suficientă energie pentru a face față cerințelor dvs. energetice. În general, este cea mai costisitoare parte a sistemului.
Generator de rezervă – Unele soluții de alimentare în afara rețelei includ un generator de rezervă, altele nu. Acestea sunt utilizate în general în locații care au resurse energetice limitate sau pentru a vă ajuta să treceți printr-o perioadă prelungită de producție scăzută de energie. În afară de furnizarea directă de energie de rezervă, acestea pot fi utilizate și pentru a vă reîncărca bateriile. Dacă bateria dvs. este suficient de mare, nu aveți nevoie de ea, dar, din nou, stocarea bateriilor este costisitoare.
7 soluții de alimentare în afara rețelei
Această listă analizează 7 soluții pentru alimentarea cu energie electrică a casei dvs. off the grid. Sunt prezentate trei dintre cele mai comune sisteme de alimentare off grid care furnizează energie electrică. Mai jos prezentăm soluții de energie off grid care furnizează căldură și, în cele din urmă, o altă opțiune pe care oamenii o găsesc la îndemână dacă au nevoie doar de o mică doză de electricitate.
Sisteme de energie off grid pentru electricitate
1. Energia solară
Energia solară fotovoltaică (aka fotovoltaice solare sau panouri solare) generează energie din lumina soarelui. Atunci când lumina soarelui lovește panoul solar, celulele fotovoltaice din interiorul panoului captează lumina și o transformă în electricitate. Această electricitate poate fi stocată în baterii pentru utilizare ulterioară. În caz contrar, vă puteți transforma panourile în surse de bani prin partajarea surplusului de energie cu rețeaua, dacă se întâmplă să fiți conectat la aceasta.
Panourile solare sunt cele mai comune și mai ușor accesibile forme de energie regenerabilă pentru proprietarii de locuințe fără rețea. Instalarea lor poate fi costisitoare, dar, având în vedere că viața ecologică câștigă teren, multe guverne oferă reduceri și stimulente pentru astfel de sisteme de energie solară.
În ceea ce privește alegerea unei surse de alimentare fără rețea, energia solară fotovoltaică se află în fruntea listei majorității oamenilor. Este o opțiune excelentă, dar are limitele sale. În primul rând, este o sursă de energie intermitentă care va furniza energie doar în timpul zilei. Iar dacă locuiți într-un loc precum coasta de vest, unde cerul este de obicei acoperit de nori sau dacă locuiți într-o pădure umbroasă, nu veți genera prea multă energie electrică. De asemenea, energia solară furnizează doar electricitate, deci nu este o soluție completă dacă doriți să încălziți spațiile.
Odată cu creșterea rapidă a producției de energie fotovoltaică solară în ultimii ani, costurile au scăzut, ceea ce face ca aceasta să fie o opțiune mult mai accesibilă. Există o mulțime de opțiuni din care puteți alege, inclusiv kituri de energie solară la scară mică, în afara rețelei. În prezent, există mai multe modalități de a împărți energia electrică dacă nu doriți să o păstrați pentru dvs. în banca de baterii. Puteți fie să o vindeți înapoi la rețea, fie să o distribuiți prin partajarea de la egal la egal prin intermediul unei microrețele comunitare – Sonnen este unul dintre cele mai mari exemple în acest sens.
Un sistem fotovoltaic nu este singura modalitate de a valorifica energia solară. Încălzitoarele solare de apă (denumite uneori sisteme solare de apă caldă menajeră) utilizează, de asemenea, energia soarelui pentru a încălzi apa pentru locuința dumneavoastră. Acestea sunt disponibile în multe configurații diferite, iar unele pot fi mai eficiente decât altele, în funcție de locul în care este situată locuința dumneavoastră. În orice caz, traiul în afara rețelei nu trebuie să însemne să fierbeți apă pentru a face o baie caldă!
În cele din urmă, un aragaz solar este o modalitate interesantă și răcoroasă de a găti alimente. Acestea concentrează căldura de la soare în materialul lor reflectorizant, încălzind alimentele la temperaturi sigure.
2. Energia eoliană
O turbină eoliană utilizează palete care prind vântul și învârt un rotor, care alimentează un generator și creează electricitate. Energia eoliană are o istorie îndelungată, ceea ce dovedește eficacitatea sa – în urmă cu peste 1 000 de ani au apărut primele mori de vânt, iar prima turbină folosită pentru a genera electricitate a fost în 1887.
Turbinele eoliene moderne pot fi de tip cu axă orizontală (HAWT), care sunt cele pe care le vedem în mod obișnuit, sau de tip cu axă verticală (VAWT), care adesea arată ca niște batetoare de ouă. Acest din urmă tip este mult mai puțin frecvent, deoarece nu sunt la fel de eficiente ca HAWT-urile și, deoarece nu sunt la fel de frecvente, nu există o selecție la fel de largă. Totuși, acestea au avantajul de a fi omnidirecționale, astfel încât pot capta vântul din toate direcțiile. Designul lor este, de asemenea, mai bun pentru viteze reduse ale vântului.
Principalul dezavantaj al energiei eoliene este că vântul nu este fiabil. Acesta variază în funcție de locul în care locuiți și chiar și în același loc se schimbă de la o zi la alta în funcție de condițiile meteorologice. Deși cantități limitate de energie eoliană pot fi stocate în baterii pentru utilizare ulterioară, este important să aveți un plan de urgență dacă vă bazați pe electricitatea produsă de o turbină eoliană.
Pentru casele care sunt conectate la rețea, există programe guvernamentale care oferă stimulente pentru utilizarea surselor de energie verde și pot exista oportunități de a obține reduceri dacă vă împărțiți energia eoliană cu rețeaua.
3. Microhidroenergie
La fel ca turbinele eoliene, palele turbinelor hidraulice captează apa în mișcare, care apoi învârte rotorul turbinei și alimentează un generator. Cel mai comun exemplu este un baraj hidroenergetic care aruncă apa pe turbine masive și generează hidroenergie pentru comunități întregi.
Turbinele hidraulice pentru casele fără rețea sunt evident mai mici și, din păcate, sunt limitate la casele care se află în apropierea corpurilor de apă în mișcare. Apa este mai fiabilă decât vântul, dar este nevoie de o anumită forță cinetică pentru a învârti turbinele și este greu să găsești suficientă apă în mișcare pentru a crea această forță în majoritatea locațiilor. Rezultatul este că energia hidro în afara rețelei este o opțiune mai puțin comună decât energia solară sau eoliană.
Surse de energie off grid pentru căldură
4. Pompe de căldură (sursă terestră și sursă de aer)
Datorită eficienței lor, pompele de căldură devin o modalitate populară de încălzire și răcire a locuinței. Acestea funcționează pe același principiu ca un aparat de aer condiționat sau un frigider, cu excepția faptului că, în loc să răcească doar, ele pot, de asemenea, să încălzească un spațiu și să asigure și necesarul de apă caldă. Cele mai comune două tipuri de pompe de căldură sunt pompele de căldură cu sursă de aer (de departe cele mai comune) și pompele de căldură cu sursă subterană (cunoscute și sub denumirea de pompe geotermale).
Pompele de căldură cu sursă de aer funcționează prin extragerea căldurii din exterior și transferul acesteia către un fluid de schimb de căldură (agent frigorific sau apă) și apoi prin evacuarea acestei călduri în interiorul casei. În timpul verii, acestea preiau căldura din interior și o elimină în exterior.
Pompele de căldură cu sursă subterană fac același lucru, cu excepția faptului că preiau căldura din subteran, ceea ce este mai eficient deoarece Pământul, sub linia de îngheț, are o temperatură constantă și fiabilă de 10 grade Celsius (50 grade Fahrenheit). Deși sunt mai eficiente decât pompele de căldură cu sursă de aer, sistemele geotermale au un cost inițial mai mare. Cu toate acestea, pe termen lung, economiile vor fi amortizate.
Pompele de căldură sunt mai eficiente decât alte sisteme de încălzire – având un raport de eficiență de aproximativ 3:1, acestea produc de aproximativ trei ori mai multă energie decât consumă. Ele pot fi atât de eficiente deoarece utilizează căldura deja existentă în mediu, mai degrabă decât să o producă prin ardere (de exemplu, arderea gazelor naturale sau a petrolului).
Pompele de căldură utilizează energie electrică. O cantitate mare. Prin urmare, pentru o instalație regenerabilă în afara rețelei, ar trebui să aveți un sistem solar fotovoltaic pentru a alimenta pompa de căldură. Presupunând că sistemul solar este suficient de puternic, toate energia electrică, încălzirea/răcirea spațiului și apa caldă ar fi asigurate de aceste două sisteme.
Există și alte tipuri de sisteme de încălzire care pot funcționa cu energie electrică, dar am evidențiat aici pompele de căldură datorită eficienței lor ridicate.
5. Biomasă / Biogaz
Cazanele pe biomasă utilizează arderea materialelor organice precum așchii de lemn, peleți, bușteni, paie (și alte produse agricole) și deșeuri solide municipale pentru a genera căldură, electricitate sau ambele.
Pe de altă parte, biogazul preia materiale organice umede, cum ar fi gunoiul de grajd, deșeurile alimentare sau deșeurile agricole și le descompune cu ajutorul microorganismelor într-un mediu anaerob (absența oxigenului) pentru a produce biogaz (un amestec de metan și dioxid de carbon) care poate fi ars pentru căldură sau transformat în energie electrică.
Este considerată o sursă de energie regenerabilă, deoarece materialele organice introduse în sistem se refac în mod natural. Impactul asupra mediului depinde însă de o serie de factori, cum ar fi tipul de biomasă utilizată, modul în care este recoltată și eficiența procesului de conversie. De exemplu, pădurile gestionate în mod durabil pot servi ca sursă de combustibil din biomasă fără a epuiza resursele naturale, în timp ce utilizarea reziduurilor agricole sau a deșeurilor organice poate contribui la reducerea deșeurilor de la gropile de gunoi și a emisiilor de metan.
Cazanele pe biomasă funcționează la un randament de aproximativ 90%, ceea ce este egal cu cel al cuptoarelor pe gaz cu randament ridicat vândute în prezent. Pentru proprietarii de gospodării care doresc un sistem de încălzire simplu și fiabil, un încălzitor pe peleți sau un alt cazan pe biomasă poate fi o alegere bună, în special dacă dispun de o sursă locală de combustibil din păduri gestionate în mod responsabil – și cu atât mai mult dacă puteți obține combustibilul de pe terenul dumneavoastră.
Totuși, arderea lemnului are și unele dezavantaje. Primul este cantitatea de poluanți pe care o pompează în aer. Aceasta este o problemă mai ales dacă locuiți într-un oraș sau în apropierea unui oraș (deși majoritatea celor care locuiesc în afara rețelei nu locuiesc acolo), deoarece poluanții precum PM și COV sunt o problemă mai mare în oraș. Deși copacii pot fi plantați ca noi rezervoare de carbon pentru a-i înlocui pe cei care sunt recoltați, atunci când ardeți lemne, accelerați viteza cu care aceste emisii deCO2 intră în atmosferă. De asemenea, dacă vă tăiați singuri lemnele, este nevoie de multă muncă, deși gospodarii nu sunt străini de muncă și aceasta poate fi o modalitate plăcută de a vă antrena.
Există unele dezbateri cu privire la cât de nocivă este arderea lemnului în comparație cu arderea combustibililor fosili. Aceasta depinde de factori precum distanța de transport, rafinarea combustibilului, eficiența sistemului de încălzire etc. Pe de o parte, dacă aduni lemne moarte de pe propriul teren și ești departe de civilizație, impactul tău asupra mediului va fi mult diferit de cel al unui orășean care arde lemne nelocale. În mod similar, se pot face comparații diferite între arderea combustibililor fosili și cea a lemnului.
Există tipuri de biomasă și sisteme de biogaz care pot furniza atât căldură, cât și electricitate, ceea ce ar părea o potrivire perfectă pentru cei care nu sunt conectați la rețea, dar realitatea este că acestea sunt scumpe și greu de întreținut.
6. Focul
Focul a fost prima sursă de energie a omenirii și până în prezent este încă incredibil de util. Acesta poate fi folosit pentru încălzire, gătit, iluminat, defrișarea terenurilor, incinerarea deșeurilor, printre multe alte utilizări, ceea ce îl face o sursă de energie foarte importantă pentru cei care trăiesc în afara rețelei.
Deși lemnul poate fi ars în cazanele pe biomasă cu foc, menționăm această opțiune separat datorită numeroaselor sale aplicații și datorită simplității sale. Focul poate fi folosit pentru a genera căldură, a găti etc. Tot ce aveți nevoie este lemn și un chibrit. Nu poate fi mai simplu sau mai fiabil pentru o viață în afara rețelei, deoarece proprietatea dvs. va avea, cel mai probabil, copaci care cresc pe ea și pe care îi puteți folosi întotdeauna pentru combustibil.
O sobă pe lemne este o piesă centrală majoră pentru un stil de viață în afara rețelei. O sursă de căldură eficientă, potrivită în special pentru casele mici, va menține căldura în timpul anotimpurilor mai reci. De asemenea, poate înlocui o sobă electrică sau pe gaz atunci când trebuie să gătiți sau să fierbeți apă într-un ceainic.
Căldura radiantă de la o sobă pe lemne poate, de asemenea, să usuce hainele pe care le-ați agățat în interior în zilele reci sau umede.
Unele forme de foc controlat în exterior, cum ar fi un grătar cu cărbuni, o groapă de foc sau un cuptor subteran (uneori numit metoda cuptorului de pământ) sunt, de asemenea, alternative eficiente la soba electrică sau pe gaz. Acestea sunt utile în special pe vreme caldă, când aprinderea unei sobe cu lemne în interior ar face casa prea fierbinte.
Aceste forme de foc oferă, de asemenea, oportunități de divertisment sau de conectare – este ceva special să te aduni în jurul unui foc cu bezele sau să te aduni pentru un grătar în fața unui cuptor subteran.
Nu în ultimul rând, lumânările și felinarele vă pot oferi lumină bazată pe foc atunci când nu aveți electricitate din orice motiv.
Sistem de alimentare off grid la scară mică
7. Invertoare de putere pentru încărcarea dispozitivelor mici
Dacă v-ați simplificat configurația off grid la doar o sobă pe lemne pentru gătit și încălzire, v-ați dat seama cum să trăiți off grid! Cu toate acestea, în secolul XXI a devenit greu să trăiești fără electricitate datorită dependenței noastre de internet. Și, în funcție de locul în care locuiți, este greu să trăiți fără o mașină. Din fericire, există o soluție de alimentare care combină aceste două dependențe: invertorul de curent.
Homesteaderii folosesc invertoare de putere în mașinile lor pentru a încărca dispozitive mici (cum ar fi telefoane mobile, laptopuri și tablete) în timp ce fac comisioane. Acesta este un mod super-eficient de a utiliza un vehicul. Mașinile sunt un fel de generatoare mari, deoarece își încarcă bateria în timp ce rulează, așa că puteți profita de acest lucru folosind simultan bateria ca sursă de energie pentru dispozitivele dvs. mici.
Dacă sunteți un gospodar, probabil că nu vă veți folosi dispozitivele foarte des, deoarece veți fi ocupat cu întreținerea culturilor sau a animalelor, golirea toaletei cu compost, gătitul, curățenia și alte sarcini. Așadar, umilul invertor de putere ar putea fi singurul sistem de alimentare off grid de care veți avea vreodată nevoie!
