Πώς θα έχετε ένα αυτόνομο ενεργειακά σπίτι

Ένα αυτόνομο σύστημα ηλεκτροδότησης με φωτοβολταϊκά και ανεμογεννήτρια αποτελείται κυρίως από τα παρακάτω επιμέρους υποσυστήματα: 
α. Φωτοβολταϊκά Πλαίσια, 
β. Ανεμογεννήτρια (προαιρετικά), 
γ. Ρυθμιστή ή Ελεγκτή Φόρτισης (controller), 
δ. Αντιστροφέα ή Μετατροπέα Τάσης (inverter), 
ε. Συστοιχία Συσσωρευτών και 
στ. Γεννήτρια (Η/Ζ) ηλεκτρικού ρεύματος (προαιρετικά).

Σε γενικές γραμμές ένα αυτόνομο σύστημα ηλεκτροδότησης λαμβάνει ενέργεια από τον ήλιο και τον άνεμο (κάποιες φορές όταν χρειάζεται και από γεννήτρια υγρών καυσίμων), την οποία δίνει στο χρήστη σε κατάλληλη μορφή (εναλλασσόμενο ρεύμα) όποτε ο χρήστης το χρειάζεται, ενώ την περίσσεια την αποθηκεύει σε συσσωρευτές (DCcoupling ή την στέλνει απευθείας στο φορτίο – ACcoupling) για τις στιγμές εκείνες που δεν υπάρχει ηλιοφάνεια ή άνεμος.

Αναλυτικότερα, τα φωτοβολταϊκά και η ανεμογεννήτρια αναλαμβάνουν την μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας και της αιολικής ενέργειας αντίστοιχα σε ηλεκτρική (τάση-ρεύμα). 
Ως γνωστόν τα φωτοβολταικά πλαίσια τοποθετούνται με νότιο προσανατολισμό και κλίση ανάλογα με την εποχή ενδιαφέροντος (αν θέλουμε θερινή λειτουργία επιλέγουμε μικρές κλίσεις 10-20 μοίρες ως προς τον ορίζοντα, για χειμερινή λειτουργία επιλέγουμε κλίση πάνω από 35 μοίρες ενώ για ετήσια χρήση περίπου 25-30 μοίρες). 

Χαρακτηριστικό μέγεθος των φωτοβολταικων πλαισίων είναι η ισχύς τους (πλέον χρησιμοποιούνται σχετικά μεγάλα πλαίσια ισχύος πάνω από 240Watts) και η ονομαστική τάση τους (συνήθως 24V).

 

Η Ελλάδα είναι η χώρα του ηλίου, του ανέμου και του παρατεταμένου καλοκαιριού, ενώ καταλαμβάνει μία από τις πρώτες παγκοσμίως θέσεις σε αναλογία ιδιόκτητων εξοχικών κατοικιών ανά κάτοικο. Αρκεί να αναφερθεί ότι σε περιοχές όπως η Πελοπόννησος, το Αιγαίο και η Εύβοια το ποσοστό των εξοχικών ξεπερνάει σε ποσοστό το 30% επί του συνόλου των κατοικιών (χωρίς να λαμβάνονται υπόψη αυθαίρετα, τροχόσπιτα, τροχοβίλες).

Η οικονομική κρίση που διήλθε η χώρα μας πριν μερικά χρόνια και η ενεργειακή εσχάτως, είχαν ως συνέπεια την κατακόρυφη μείωση των εισοδημάτων της πλειοψηφίας του Ελληνικού πληθυσμού και επηρέασαν σημαντικά τους ιδιοκτήτες εξοχικών κατοικιών, οι οποίοι βρίσκονται διαρκώς σε μία αναζήτηση μείωσης του κόστους κτήσης και συντήρησης της πιο αγαπημένης ίσως εγγραφής στο Ε9 κάθε Ελληνικής αστικής και μεσοαστικής οικογένειας. 

Μπορεί να επιλεχθεί και ανεμογεννήτρια όταν απαιτείται αυξημένη ενέργεια κυρίως τις νυχτερινές ώρες ή τον χειμώνα όταν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια υπολειτουργούν (μειωμένη ηλιοφάνεια σε χρόνο και ένταση). Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στα ανεμολογικά δεδομένα (αιολικό δυναμικό) της περιοχής, καθώς το κόστος ανά εγκατεστημένο Watt μίας ανεμογεννήτριας (απαιτείται δικός της ελεγκτή φόρτισης αλλά και ιστός στήριξης) μπορεί να υπερβαίνει το τετραπλάσιο του κόστους ενός φωτοβολταικού. 
Χαρακτηριστικά μεγέθη είναι η ισχύς και η τάση εξόδου προς τις μπαταρίες.
Η σωστή διαχείριση της παραγόμενης ενέργειας από τα φωτοβολταϊκά και την ανεμογεννήτρια σε συνδυασμό με τον έλεγχο της διαδικασίας φόρτισης-εκφόρτισης των συσσωρευτών γίνεται από τον ρυθμιστή φόρτισης. 
Ο ρυθμιστής φόρτισης ελέγχει το επίπεδο φόρτισης των μπαταριών και αποφασίζει αν θα τους διοχετεύσει ενέργεια ή όχι. Διακρίνονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες τους PWM (PulseWidthModulation), οι οποίοι είναι πλέον ξεπερασμένοι καθώς δεν κάνουν «έξυπνη» διαχείριση της ενέργειας και τους MPPT (MaximumPowerPointTracking), οι οποίοι συχνά λέγονται «έξυπνοι» και σε πολλές περιπτώσεις δίνουν ακόμη και 30% περισσότερη ενέργεια από τους πρώτους. 
Χαρακτηριστικό μέγεθος των ελεγκτών φόρτισης είναι το ρεύμα λειτουργίας τους, το οποίο καθορίζει πόση ισχύ φωτοβολταϊκών πλαισίων μπορεί να διαχειριστεί ο φορτιστής για συγκεκριμένη τάση της συστοιχίας συσσωρευτών.

• Για κλιματισμό και θέρμανση θα βάλετε αντλία θερμότητας που καταναλώνει ελάχιστο ρεύμα

Τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης αντλιών θερμότητας νερού είναι τα εξής:

• Εξοικονόμηση ενέργειας 
  Με τη χρήση μιας αντλίας θερμότητας, πετυχαίνουμε έως και 6 φορές μεγαλύτερες αποδόσεις σε σύγκριση με τους τρόπους θέρμανσης που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα. Με τη χρήση μιας αντλίας θερμότητας μπορούμε να έχουμε μικρότερο κόστος για την θέρμανση της κατοικίας μας από 50%-70%. Το πόσο μικρότερο κόστος θα έχουμε εξαρτάται από το κόστος πετρελαίου, το κόστος του ρεύματος, την θερμομόνωση της κατοικίας και τις εξωτερικές θερμοκρασίες που επικρατούν στην περιοχή.
   
• Προστασία του περιβάλλοντος 
  Με βάση την Ευρωπαϊκή Οδηγία 2009/28/EC/RES Direc., αντλίες θερμότητας με υψηλό ονομαστικό και εποχικό βαθμό απόδοσης κατατάσσονται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος, καθώς έχουν πολύ χαμηλότερες εκπομπές CO2, εξαρτώμενες κυρίως από την προέλευση της πρωτογενής ενέργειας (ηλεκτρική).
   
• Ευκολία εγκατάστασης 
  Η εγκατάσταση ενός συστήματος αντλίας θερμότητας δεν προϋποθέτει την ύπαρξη χώρων για λεβητοστάσια, καμινάδες και δεξαμενές όπως συμβαίνει με τους υπάρχοντες τρόπους θέρμανσης. Έτσι, μπορούν να τοποθετηθούν εύκολα σε ελάχιστο χώρο και να θερμάνουν και να δροσίσουν με άνεση ολόκληρο σπίτι. Στην περίπτωση της αντλίας θερμότητας εδάφους-νερού, τα πράγματα γίνονται κάπως πιο περίπλοκα, καθώς απαιτείται ειδική μελέτη και εργασίες στον εξωτερικό χώρο. 
   
• Μπορείτε να έχετε αυτονομία και στην αποχέτευση με φυτοβιολογική μονάδα

Στην  υδραυλική εγκατάσταση της κατοικίας τα λύματα να χωρίζονται σε «μαύρα» και «γκρίζα». «Μαύρα» χαρακτηρίζουμε  τα λύματα των αποχωρητηρίων, ενώ «γκρίζα» τα λύματα της κουζίνας του πλυντηρίου και του λουτρού. Τα μαύρα λύματα πρέπει να διοχετεύονται σε μία δεξαμενή τύπου Imhoff (Ανεστραμμένος Κώνος), ενώ τα γκρίζα σε ένα λιποσυλλέκτη. Ακολούθως περνούν σε μία δεξαμενή ανάμειξης και ομοιογεννοποίησης. Εάν το υδραυλικό σύστημα της κατοικίας είναι ενιαίο, τότε πρέπει τα μικτά λύματα να διοχετευθούν σε μία τριθάλαμη δεξαμενή, ώστε  τα λύματα να ομοιογενοποιηθούν και να εξισορροποιηθούν. Στη τριθάλαμη δεξαμενή επιτυγχάνεται  αφαίρεση  ρύπων της τάξης του 30 – 35%. Ακολούθως περνούν σε  μία δεξαμενή διανομής. Η παροχή προς το πεδίο διάθεσης, δηλαδή στις λεκάνες διάθεσης, γίνεται με φυσική ροή.