o -grid

Tvaraus ir patogaus gyvenimo variklis – off-grid energija

SA.lt o -grid konkurso laureatas – projektas „Delta“. Autorės – Greta Vasiliauskaitė ir Grasilda Mintaučkytė.

Modernios technologijos daro gyvenimo o -grid konceptą prieinamą kiekvienam žmogui.

Viena iš dalių, be kurios neįsivaizduojame savo kasdienybės, yra elektros energija. Inovatyvūs šių dienų sprendimai leidžia ją generuoti ir kaupti individualiai, o vėliau paskirstyti ir panaudoti

savo reikmėms, gyvenant o -grid. Kaip atrodo, kaip veikia ir kokios įrangos reikalauja o -grid

elektros energija? Ji nesijungia prie bendrųjų inžinerinių tinklų, pavyzdžiui, elektros tinklo, o

naudoja atsinaujinančius išteklius ir gaminasi savarankiškai. Susipažinkite su o -grid elektros

energijos gamybos būdais, jų privalumais ir trūkumais bei svarbiausiais aspektais, į kuriuos

reikėtų atsižvelgti renkantis sau tinkamiausią o -grid elektros energijos sistemą.

Agnė TAMAŠAUSKAITĖ

O -grid elektros energija gali būti gaminama naudojant įvairius šiandien turimus atsinaujinančius energijos šaltinius. Žinoma, yra ir neatsinaujinančių šaltinių, puikiai pritaikomų o -grid gyvenimo konceptui. Didžiausia klaida, kurią žmonės daro, tai įsigijimas sistemos, kuri yra per maža, kad galėtų užtikrinti jiems patogų gyvenimo būdą. Atsijungti nuo bendrųjų inžinerinių tinklų su svajone daugiau niekada nemokėti sąskaitos už elektrą skamba patraukliai, bet jei negalite sau leisti to padaryti tinkamai, galų gale norėsis grįžti prie pagrindinio elektros tinklo. Renkantis o grid sistemą, susipažinus su jos galimybėmis, pliusais ir minusais bei sistemos gyvavimo ciklu, bus daug paprasčiau suprasti bendras kiekvienos parinkties išlaidas ilgalaikėje perspektyvoje ir atrasti tinkamiausią sprendimą projektuojamiems pastatams.

Pereidami į o -grid ir savarankiškai gamindami reikalingą elektros energiją, žmonės siekia mažinti savo poveikį aplinkai ir tuo pat metu būti energetiškai nepriklausomi. SA.lt o -grid konkurso laureatas – projektas „Inkilas“. Autorės – Agnė Šeduikytė ir Jūratė Volkavičiūtė.

Kaip veikia o -grid elektros energija?

O -grid elektros energijai išgauti pasitelkiami atsinaujinantys šaltiniai. Trys pagrindiniai o -grid elektros energijos gamybos būdai yra vėjo turbinos, mikrohidroelektrinės ir saulės moduliai.

VĖJO ENERGIJA

Vėjo energija oro judėjimą paverčia elektra naudojant turbiną ir generatorių. Vėjas judina turbinos mentes, todėl vidinis generatorius sukasi ir gamina elektros energiją, kuri tiekiama į energijos reikalaujančią sistemą. Šiuolaikinės turbinos gali būti horizontalios ašies, kokias paprastai matome laukuose, arba vertikalios ašies. Pastarasis tipas galbūt yra mažiau atpažįstamas, tačiau jų pranašumas tai, kad jos yra įvairiakryptės, tad jų nereikia koreguoti, kad pagautų vėją. Tiek horizontalių, tiek vertikalių vėjo jėgainių tarnavimo laikas labai panašus. Teisingai eksploatuojant ir prižiūrint, jos turėtų tarnauti 15–25 m., tačiau vertikalios ašies jėgainės yra pigesnės, mažesnės ir vizualiai mažiau teršia kraštovaizdį, todėl tinkamesnės gyvenamiesiems namams.

Pagrindinis vėjo energijos trūkumas tas, kad vėjas nėra pastovus. Jis skiriasi žemynuose ir net kasdien, priklausomai nuo oro sąlygų. Nors tam tikras vėjo energijos kiekis gali būti saugomas baterijose, kad būtų galima naudoti vėliau, svarbu turėti nenumatytų atvejų planą, kliaujantis elektra iš vėjo turbinų. Tai gali būti kitų elektros šaltinių įdiegimas, kuriant hibridines sistemas.

VANDENS TURBINOS

Panašiai kaip ir vėjo, šių turbinų mentės sugauna judantį vandenį, kuris tada suka kiekvienos turbinos rotorių ir maitina generatorių. Dažniausias to pavyzdys yra hidroenergijos užtvanka, kuri nuleidžia vandenį ant masyvių turbinų ir generuoja hidroenergiją ištisoms bendruomenėms. Vandens turbinos, skirtos o -grid namams, yra akivaizdžiai mažesnės ir, deja, apsiriboja pastatais, kurie yra šalia judančių vandens telkinių. Vanduo yra patikimesnis nei vėjas, elektros gamyba hidroelektrinėse yra mažiau priklausoma nuo oro sąlygų negu naudojant vėjo ar saulės energiją, tačiau turbinoms sukti reikia tam tikros kinetinės jėgos, todėl neretu atveju sunku rasti pakankamai judančio vandens, kad sukurtų tokią jėgą.

SAULĖS ENERGIJA

Šiomis dienomis saulės energija tampa vis populiaresnė, o galimi saulės energijos panaudojimo būdai – vis įvairesni. Saulės moduliai, be abejo, yra viena labiausiai paplitusių ir lengvai prieinamų atsinaujinančios energijos formų. Saulės moduliai veikia dėl fotovoltinių elementų, kurie fi ksuoja saulės šviesą ir paverčia ją elektros energija. Ši energija, kaip ir vėjo, gali būti saugoma baterijose, kad ją būtų galima panaudoti vėliau. Saulės moduliams gamintojai paprastai teikia 12–30 m. garantijas.

Iš trijų pagrindinių o -grid energijos rūšių saulės energija praktiškiausia, nes jai reikia mažiausiai specialių sąlygų. Viskas, ko reikia, yra pakankamai saulėta vieta. Dauguma pasaulio vietų atitinka reikalavimus. Vis dėlto tai nėra stabilus energijos šaltinis. Priklausomai nuo debesuotų dienų ir naktų, ši sistema energiją generuos mažiau nei pusę laiko, o tai reiškia, kad reikės pasikliauti atsarginiu generatoriumi ir baterijomis.

Saulės energijos atsiperkamumas priklauso nuo skirtų investicijų, suvartojamos elektros kiekio ir elektros tinklų siūlomos kainos. Skaičiuojama, kad vidutiniškai saulės elektrinė atsiperka per 10–15 metų. Kadangi saulės energijos sistemoms suteikiamos net kelias dešimtis metų siekiančios garantijos, jos ne tik spėja atsipirkti, bet ir atneša didelės naudos. Didelis pliusas ir tai, kad, pasak saulės energijos sistemų gamintojų, joms beveik nereikalinga priežiūra, nes jos neturi judančių dalių, nėra greito susidėvėjimo, išlaidų kurui, tepalams ir kitoms reikmėms.

Apsisprendus naudoti saulės energiją, du pagrindiniai komponentai, kurie labiausiai lems saulės elektrinės kainą ir darbą, yra fotovoltiniai saulės moduliai ir įtampos keitiklis (inverteris). Dieną saulės fotovoltiniai moduliai (1) gamina nuolatinę elektros srovę, todėl tam, kad ji galėtų patekti tiek į namo vidinį, tiek į išorinį tinklą, ją reikia pakeisti į kintamąją elektros srovę. Tą daro saulės elektrinės įtampos keitiklis (inverteris) (2). Dažnai būtent įtampos keitiklio (inverterio) pasirinkimas yra vienas svarbiausių sprendimų, nes jis tiesiogiai maitina jūsų elektros prietaisus (3) ir (arba) įkrauna baterijas (5) per o -grid keitiklį (akumuliatoriaus įkroviklį) (4). Vakare arba debesuotomis dienomis, kai nešviečia saulė, naudojate baterijose sukauptą energiją (5). Kitą dieną patekėjus saulei ciklas prasideda iš naujo. Papilomas energijos šaltinis yra atsarginis generatorius (6), kurį galima integruoti į sistemą.

ESMINIAI PRIVALUMAI IR TRŪKUMAI

Savarankiški energijos gamybos būdai sparčiai populiarėja tiek komerciniuose, tiek individualių namų projektuose ir tai nestebina, kadangi off-grid energija turi daug privalumų: • Visiška energinė nepriklausomybė, atleidžianti nuo prisijungimo prie artimiausių bendrųjų inžinerinių tinklų ir mokėjimo kas mėnesį elektros įmonei už šią privilegiją. • Beveik neegzistuojantis anglies dvideginio pėdsakas, patraukli galimybė tiems, kuriems rūpi jų daromas poveikis aplinkai. • Ekonomiškumas ir išlaidų mažinimas ilgalaikėje perspektyvoje. Pagrindiniai off-grid elektros sistemos trūkumai yra šie: • Visiškai nuo bendrųjų elektros tinklų nepriklausoma sistema reikalauja brangios įrangos, kurią savininkas turi nusipirkti ir sukonfigūruoti pats. • Off-grid elektros energijos sistemos priklauso nuo vietos. Priklausomai nuo pasirinkto tipo, atsinaujinantys energijos šaltiniai dažniausiai negamina energijos pusę ar net didžiąją laiko dalį, todėl reikia atsarginio generatoriaus.

Energijos kaupimas ir saugojimas

O -grid energijos gamyba pasikliauja natūraliais gamtos elementais, kurie ne visada yra patikimi. Kai saulė, vanduo ar vėjas nebendradarbiauja, energijos kaupimas ir saugojimas gali būti išsigelbėjimas. Tai galimybė saugoti tai, ką generuojate, kad galėtumėte panaudoti tuomet, kai elektros energija negali būti gaminama (naktį, debesuotą dieną, esant silpnam vėjui). Paprastai yra du energijos kaupimo būdai. Vienas jų yra vietoje naudojant bateriją, o kitas, įprastas Lietuvoje, kai saulės elektrinė yra prijungiama prie elektros tinklų ir namo poreikiams nepanaudota elektros energija yra atiduodama į tinklus pasaugoti. Taip pat kaip papildomas elementas gali būti įrengiamas generatorius, dažniausiai varomas dujomis, dyzelinu arba propanu.

Sistemoje susimontavus savo bateriją, joje galima kaupti nepanaudotą saulės energiją ir taip padidinti nepriklausomybę nuo elektros tinklų. Energijos kaupiklis (baterija) leidžia elektros energiją saugoti tuomet, kai ji yra gaminama, bet vartojimas yra mažesnis už gamybą. Vis dėlto šiuo metu tai rečiau naudojamas sprendimas dėl didelių energijos kaupiklių kainų. Šiandien vis dar labiau apsimoka energiją atiduoti saugoti į bendruosius skirstymo tinklus, tačiau, atsižvelgiant į tendencijas, panašu, kad individualių baterijų diegimas Lietuvoje galėtų pradėti apsimokėti per ateinantį dešimtmetį.

Apibendrinant

Didžioji dauguma žmonių, kurie atsijungia nuo bendrųjų inžinerinių tinklų, tai daro, nes susiduria su pernelyg didelėmis išlaidomis, siekia nepriklausomybės arba tai yra vienintelis galimas sprendimas konkrečioje vietovėje. Tam, kad būtų įsivertinta, ar tai tinkamas pasirinkimas, pirmiausia vertėtų išsiaiškinti, kiek kainuoja prisijungimas prie bendrųjų elektros tinklų, apskaičiuoti ir atsižvelgti į numatomas bendras elektros energijos sąnaudas per ateinančius 10–15 m. ir įsivertinti norimos o -grid sistemos įrengimo išlaidas. Svarbu pabrėžti, kad išankstinės o -grid sistemos įrengimo išlaidos yra investicija, daroma tam, kad galėtumėte patys gaminti elektros energiją, mažinti savo poveikį aplinkai ir kartu būti energetiškai nepriklausomi, nesusidurti su tokio pobūdžio kainų sukrėtimais ir patikimumo problemomis.

SA o -grid konkurso laureatas – projektas „Delta“. Greta Vasiliauskaitė ir Grasilda Mintaučkytė.

Šiandien prieinami savarankiškos elektros gamybos sprendimai leidžia neatsisakyti patogumų, o tikslinga paskirstyti ir panaudoti pagamintą energiją visoms savo reikmėms.