Οι αυτόνομες κατοικίες τροφοδοτούνται με ενέργεια μέσα από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (φωτοβολταϊκά συστήματα, αιολικές γεννήτριες κτλ.). Τέτοιου είδους συστήματα είναι ιδανικά για κατοικίες που βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές, τόσο γιατί η σύνδεση τους με το δίκτυο είναι σε πολλές περιπτώσεις χρονοβόρα και ακριβή διαδικασία, όσο και γιατί σε τέτοιου είδους περιοχές, γίνεται πιο εύκολα η εγκατάσταση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Συγκεκριμένα, στην Αμερική, στην Αυστραλία αλλά και σε χώρες της Ευρώπης, είναι πολύ συνήθης η αυτονόμηση κατοικιών με συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε περιοχές απομονωμένες ή μακριά από το δίκτυo (η συντριπτική πλειοψηφία των αυτόνομων κατοικιών χρησιμοποιεί φωτοβολταϊκά συστήματα για παραγωγή ενέργειας, ενώ ένα μικρότερο ποσοστό τροφοδοτείται από υβριδικά συστήματα που περιλαμβάνουν και αιολικές γεννήτριες). Επιπλέον, σε πολλές χώρες υπάρχει νομοθεσία, η οποία προβλέπει ευνοϊκές ρυθμίσεις για τους ιδιοκτήτες κατοικιών που παράγουν την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την πλήρη λειτουργικότητα της κατοικίας. Επίσης, θα πρέπει να τονίσουμε ότι, αποτελεί παγκόσμια τάση η αυτονόμηση των κατοικιών. Δηλαδή μια κατοικία να καταναλώνει όση ενέργεια παράγει μέσω ΑΠΕ.
Σε αυτή την κατεύθυνση έχει κινηθεί και η Ευρωπαϊκή Ένωση με την αντίστοιχη νομοθεσία που προβλέπει την μετατροπή των κτιρίων σε κτίρια μηδενικής κατανάλωσης, με την οδηγία 2010/31/ΕΕ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του συμβουλίου της 19ης Μαΐου 2010 για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων.
Σε πολλές χώρες, μερικές εκ των οποίων η Μεγάλη Βρετανία και οι Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, δίνονται επιπλέον κίνητρα στους πολίτες, όπως χρηματοδότηση μέρους του έργου ή φοροαπαλλαγή, για την προώθηση τεχνολογιών ενεργειακής αυτονόμησης. Επιπλέον, σε αρκετές χώρες χρησιμοποιούνται διάφορες πιστοποιήσεις που σχετίζονται με την ενεργειακή κατάσταση της κατοικίας, με χαρακτηριστικό παράδειγμα την πιστοποίηση κατά LEED. Το πρότυπο LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) είναι ένα σύστημα πιστοποίησης που αναπτύχθηκε από το Συμβούλιο πράσινης δόμησης των Η.Π.Α. και αποτελείται από μια σειρά συστημάτων κατάταξης για το σχεδιασμό, την κατασκευή και τη λειτουργία υψηλής απόδοσης πράσινων κτιρίων. Τα πρότυπα LEED υποδεικνύουν τα ελάχιστα κριτήρια δόμησης κτιρίων έτσι, ώστε να καθίστανται αειφόρα και ενεργειακώς αυτόνομα.
Τα πλεονεκτήματα μιας εγκατάστασης στην Ελλάδα
Η Ελλάδα θεωρείται ιδανική χώρα για την ανάπτυξη αυτόνομων συστημάτων, εξαιτίας των εξής πλεονεκτημάτων της:
• Διαθέτει υψηλά επίπεδα ηλιοφάνειας και μεγάλο αιολικό δυναμικό σε πολλές περιοχές.
• Υπάρχουν πολλές νησιωτικές ή απομακρυσμένες περιοχές που χαρακτηρίζονται από έλλειψη ηλεκτρικού δικτύου.
• Η μεγαλύτερη ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια εμφανίζεται τη θερινή περίοδο, όταν και η παραγωγή της μπορεί πιο εύκολα να αυξηθεί μέσω των ανανεώσιμων πηγών.
Τα συστήματα που μπορούν να συνδυαστούν για την παραγωγή της απαιτούμενης ενέργειας είναι πολλαπλά και η χρήση τους εξαρτάται, τόσο από τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής, όσο και από την απαιτούμενη συνολική ενέργεια. Όλων των ειδών οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορούν να συμμετέχουν σε ένα αυτόνομο σύστημα (Αιολική, ηλιακή, βιομάζα, γεωθερμία κ.α.), χωρίς ωστόσο να αποκλείεται και η ταυτόχρονη χρήση μη ανανεώσιμων πηγών.
Η πιο συνηθισμένη εφαρμογή είναι τα φωτοβολταϊκά πλαίσια. Σε ορισμένες περιπτώσεις όμως, προτιμώνται τα υβριδικά συστήματα καθώς διαθέτουν την ικανότητα της αλληλοσυμπλήρωσης.
Η εγκατάσταση ενός αυτόνομου συστήματος
Για να εγκαταστήσουμε ένα αυτόνομο σύστημα σε κατοικία, ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία, η οποία γίνεται αποκλειστικά μέσω της εταιρείας που έχουμε επιλέξει:
1) Ανάλυση της περιοχής (ακτινοβολία, σκίαση κλπ.). Αρχικά θα πρέπει να γίνει υπολογισμός της ηλιακής ακτινοβολίας στην περιοχή για όλη την διάρκεια του έτους. Σε αντίθεση με τα διασυνδεδεμένα συστήματα, όπου στόχος είναι η μέγιστη ετήσια ενεργειακή απολαβή, στα αυτόνομα συστήματα υπάρχουν εφαρμογές όπου οι ενεργειακές ανάγκες είναι μεγαλύτερες σε κάποιους συγκεκριμένους μήνες του χρόνου ή ακόμα και σε κάποιες συγκεκριμένες ώρες της ημέρας (όπως συμβαίνει με τις εξοχικές κατοικίες, οι οποίες χρησιμοποιούνται κυρίως το καλοκαίρι).
2) Καταγραφή των ενεργειακών απαιτήσεων. Κάθε εξοχική κατοικία (ή ακόμη και κύρια κατοικία) έχει διαφορετικές ενεργειακές ανάγκες (ηλεκτρικές συσκευές, μηχανήματα κτλ.). Έτσι, για να είναι αποδοτική μια τέτοια εγκατάσταση, θα πρέπει να έχει προηγηθεί ένας σωστός σχεδιασμός, με βάση τα ενεργειακά φορτία και τον επιθυμητό χρόνο αυτονομίας (ο παράγοντας «χρόνος» καθορίζει το πλήθος των συσσωρευτών- μπαταρίες). Αρκετά σημαντική παράμετρος είναι και το είδος των συσκευών. Αν οι απαιτήσεις μας είναι αρκετά υψηλές μπορούμε να εντάξουμε στο αυτόνομο σύστημά μας, εκτός των φωτοβολταϊκών panels, λύσεις όπως, ανεμογεννήτριες ή ακόμη και γεννήτριες συμβατικών καυσίμων για υποστήριξη.
3) Οικονομοτεχνική μελέτη. Αφού ολοκληρωθεί η ανάλυση των παραπάνω στοιχείων, προκειμένου το σύστημα να μπορεί να αντεπεξέλθει στις απαιτήσεις, ακολουθεί η οικονομοτεχνική μελέτη της εγκατάστασης. Σε αυτό το στάδιο, η εταιρεία εγκατάστασης παρουσιάζει στον ιδιοκτήτη της κατοικίας τις τελικές προτάσεις με βάση τις οικονομικές του δυνατότητες και τα τεχνικά χαρακτηριστικά που θα πρέπει να έχει το σύστημα.
Τα μέρη ενός αυτόνομου συστήματος
Ένα συνηθισμένο αυτόνομο σύστημα αποτελείται από φωτοβολταϊκά πλαίσια (solar panels), τα οποία μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε συνεχές ρεύμα και:
α) Από συσσωρευτές (μπαταρίες) που αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια, ώστε να είναι διαθέσιμη σε 24ωρη βάση ανεξαρτήτως της στιγμιαίας ηλιοφάνειας,
β) Από ένα ρυθμιστή φόρτισης, ο οποίος διαχειρίζεται τη φόρτιση των συσσωρευτών, ώστε να μεγιστοποιείται η διαθέσιμη ενέργεια,
γ) Από ένα αντιστροφέα (inverter), που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο για χρήση από συμβατικές οικιακές συσκευές και,
δ) Από μια ανεμογεννήτρια που εκμεταλλεύεται τους ανέμους της περιοχής (εάν πρόκειται για υβριδικό σύστημα).
Οφέλη από τη χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων
Το βασικό και κύριο χαρακτηριστικό τα ων φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι πως δίνουν τη δυνατότητα απαλλαγής από τα έξοδα της ΔΕΗ και ειδικά, όταν πρόκειται για μια μέση εξοχική κατοικία. Από εκεί και πέρα, διαθέτουν και μία σειρά από άλλα πλεονεκτήματα όπως τα εξής:
• Λειτουργούν αθόρυβα
• Δεν παράγουν καυσαέρια ή άλλους ρύπους
• Είναι εναρμονισμένα με το περιβάλλον
• Δεν χρειάζονται επίβλεψη ή χειρισμό κατά τη λειτουργία τους
• Απαιτούν ελάχιστη συντήρηση
• Προσφέρουν υψηλή και προβλέψιμη απόδοση
• Δεν απαιτείται αγορά, μεταφορά και αποθήκευση καυσίμου
• Έχουν εξαιρετικά χαμηλό κόστος λειτουργίας
• Το κόστος ενέργειας δεν επηρεάζεται από διακυμάνσεις στις τιμές των καυσίμων
Επιπλέον κέρδη από την αυτονομία στο εξοχικό
Η λύση του αυτόνομου συστήματος είναι ακόμη πιο συμφέρουσα, στις περιπτώσεις εξοχικής κατοικίας. Όπως προαναφέραμε, προχωρώντας σε μια τέτοια εγκατάσταση στο εξοχικό μας (όπου η χρήση του περιορίζεται κυρίως σε ελάχιστες ημέρες το χρόνο), μπορούμε να απαλλαγούμε από το λογαριασμό και τα πάγια έξοδα που τον συνοδεύουν. Πώς μεταφράζεται αυτό στην πράξη; Η παρακάτω οικονομοτεχνική μελέτη (case study) απαντά σε όλα τα ερωτήματα.
Τα δεδομένα της μελέτης
Το παρακάτω αυτόνομο σύστημα περιλαμβάνει μόνο φωτοβολταϊκό σύστημα ονομαστικής ισχύος 2,35 kWp, που μπορεί να αντεπεξέλθει σε μέση ημερήσια κατανάλωση 6,7 kWh ανά ημέρα. Δηλαδή παράγει 2.450 kWh το χρόνο, τη στιγμή που μια μέση κύρια κατοικία, πλήρης ηλεκτρικών συσκευών, χρειάζεται 3.000- 4.000 kWh κάθε έτος. Επομένως, υπερκαλύπτονται οι ανάγκες ενός εξοχικού και με το παραπάνω. Έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να είναι σε λειτουργία καθΆ όλη τη διάρκεια του έτους και οι ημέρες αυτονομίας του είναι 3, με πλήρη ημερήσια κατανάλωση.
Αυτό το νούμερο σημαίνει ότι, η ενέργεια που αποθηκεύει επαρκεί για 3 συνεχόμενες ημέρες, στην περίπτωση που οι καιρικές συνθήκες δεν επιτρέπουν τη συλλογή ηλιακής ενέργειας (πρακτικά κάτι τέτοιο είναι αδύνατο να συμβεί και ειδικά όταν αναφερόμαστε σε καλοκαιρινή περίοδο). Επίσης, θα πρέπει να τονίσουμε ότι, το σύστημα μπορεί να συνδυαστεί και με ανεμογεννήτρια, ενώ είναι πλήρως επεκτάσιμο. Δηλαδή, ανά πάσα στιγμή μπορούμε να αυξήσουμε την ισχύ του και να το υποστηρίξουμε με γεννήτρια. Όσον αφορά στο κόστος ενός τέτοιου συστήματος (με χαρακτηριστικά όπως αυτά που παρουσιάζονται στον διπλανό πίνακα), κυμαίνεται από 9.000 έως 11.000 ευρώ συμπεριλαμβανομένου Φ.Π.Α 23% (φυσικά το κόστος μπορεί να μειωθεί ανάλογα με τις ενεργειακές μας απαιτήσεις).
Τι καλύπτει το συγκεκριμένο σύστημα
Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζουμε τις «καλύψεις» που μας προσφέρει το συγκεκριμένο αυτόνομο σύστημα. Δηλαδή, οι συσκευές που υποστηρίζονται, οι ώρες ημερήσιας λειτουργίας τους, καθώς και η συνολική απαιτούμενη ενέργεια. Επίσης, θα πρέπει να τονίσουμε ότι, για να αποδώσει ένα τέτοιο σύστημα, θα πρέπει να κάνουμε ορισμένες απαραίτητες παραδοχές-υποχωρήσεις. Για παράδειγμα, θα πρέπει να τοποθετήσουμε λαμπτήρες φωτισμού οικονομίας, να κάνουμε χρήση συσκευών ενεργειακής κλάσης ΑΆ (εφόσον είναι εφικτό) και να αντικαταστήσουμε την ηλεκτρική κουζίνα με κάποια άλλη συσκευή λιγότερο ενεργοβόρα, όπως για παράδειγμα, υγραερίου (η ηλεκτρική κουζίνα και τα κλιματιστικά θεωρούνται ως οι πιο ενεργοβόρες συσκευές).
Τα χαρακτηριστικά
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ (Panels)
Χώρα κατασκευής Γερμανία
Υλικό Πολυκρυσταλλικό
πυρίτιο
Ονομαστική ισχύς 235 Wp
Ποσότητα (τεμάχια) 10
Συνολική ισχύς 2,35 kWp
ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ
Ονομαστική
Τάση εισόδου (DC) 48 V
Μέγιστο Ρεύμα
Φόρτισης (DC) 60 A
ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΕΣ
Ονομαστική Τάση 12 V
Ποσότητα (τεμάχια) 12
ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΑΣ (INVERTER) DC/AC
Μέγιστη ισχύς
εξόδου (AC) 4000 W
Τάση εξόδου (AC) 220 V – 50Hz
Τάση εισόδου (DC) 48 V
ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ
Πλαίσιο στήριξης Σταθερό σύστημα
Panels στήριξης με προφίλαλουμινίου.
Στερέωση Στερέωση στην
συστήματος υποκατασκευή με
στη στέγη γάντζους ή ειδικά στοιχεία όπου χρειάζεται.
ΚΑΛΩΔΙΩΣΗ
1 Set Καλωδίων Φ/Β-Πλαισίων με τον
Ρυθμιστή φόρτισης
1 Set Καλωδίων για τη σύνδεση του
Ρυθμιστή φόρτισης με τους συσσωρευτές
1 Set Καλωδίων για τη σύνδεση των
συσσωρευτών με τον Inverter
ΕΓΓΥΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΩΝ
Πάνελ 10 χρόνια
Ρυθμιστής Φόρτισης 5 χρόνια
Συσσωρευτές 10 χρόνια
Μετατροπέας/Inverter 10 χρόνια
Δομικά υλικά από τον ειδικό ή από ένα γνωστό;
Διαλέξτε την ηλεκτρική συσκευή που πραγματικά χρειάζεστε
Εύκολα roof gardens και για προστασία από την βροχή!
Μηχανικός αερισμός: Για να ανασαίνει το σπίτι!
