Bez elektrības šodien grūti dzīvot. Var jau, bet vai vajag? Ja jau ir elektriskais tīkls pievilkts mājas būvniecības vietā - galva nav jālauza - jāslēdzas tik klāt un jālieto. Bet, ja nav?

Tad jādomā, kāda veida elektroenerģiju jūs vēlētos un jārēķina cik izmaksā elektrības ieviešana.

Iespējamie elektrības ieguves veidi:

  • elektrības sadales tīkls;
  • saules baterijas;
  • vēja elektrības ģenerators;
  • hidro elektrostacija jeb HES (ūdens elektrības ģenerators);
  • ar degvielu darbināms elektrības ģenerators (banzīna vai dīzeļa);
  • varētu būt arī citi, bet tie laikam ir dikti eksotiski un nepieradināti - tātad dārgi.

Lai uzzinātu, kāds ir piemērotakais tieši jums, jāapskata visi iespējamie varianti jau zinot, cik daudz elektrības patērēsiet. Par piemēru ņemat nevis gada vidējo patēriņu, bet mēneša maksimālo, lai varētu spriest, cik daudz patērējat un kāds ir patēriņa pīķis. Ja pašam zināšanu nav šajā jomā, jāņem talkā elektriķis. Var arī saskaitīt katras elektroierīces jaudu, kuras darbiniet vienlaicīgi. Neatkarīgi no izvēlēta enerģijas ieguves veida (vai vairākiem kombinētiem kopā), jums ir jāzin, kāds ir un būs pīķa patēriņš, lai nesanāk tā, ka pietrūkst jaudas. Var, protams, arī optimizēt patēriņu, bet ne vienmēr tas veiksmīgi izdodas, ja kāds stingri nekontrolē.

Visvienkāršāk ir noteikt pieslēgumu elektrības sadales tīklam. Ņemiet pīķa jaudu, izrēķiniet tai atbilstošo strāvu, zinot nepieciešamo fāzu skaitu (viena vai trīs). Vienas fāzes gadījuma tas ir pavisam vienkāršs aritmētikas uzdevums: strāva = jauda : spriegums. Spriegums ir 220V, pīķa jaudu aprēķinājāt iepriekš, tātad vienkārši. Trīs fāzu gadījumā tas nebūs tas pats, kas vienfāzes gadījumā, tikai dalot ar 3. Būs daudz sarežģītāk, arī ņemot vērā vienfāzes elektroierīces un slēguma shēmu. Tādēļ trīsfāzu strāvu jārēķina elektriķim.

Tad nu ņemiet pīķa strāvu un pieprasiet sadales tīklam, cik varētu izmaksāt jauna pieslēguma ierīkošana. Ņemiet vērā, ka ir iespējams ierīkot noteiktas amperāžas pieslēgumus, piemēram 10A un 16A, nav iespējams 12A. Lai ierīkotu atbilstoši jūsu parasībām, jāņem lielāks skaitlis par izrēķināto, tātad 16A šajā piemērā.

Manā gadījumā sadales tīkla ierīkošanas summa bija fantastiska, tādēļ nevilcinoties nolēmu pētīt alternatīvās enerģijas ieguves iespējas jeb zaļo elektroenerģiju.

Saules baterijas ir visai vienkāršs elektrības iegūšanas avots. Te jāņem vērā, ka mājsaimniecības elektrības patēriņa pīķa stundas ir rīti un vakari, kad saule samērā maz mūsu platuma grādos mums piegādā savu jaudu, bet ziemā vispār nemaz. Tādēļ sistēmai ir nepieciešama vieta, kurā uzglabāt saņemto saules enerģiju, lai to varētu mums piegadāt tieši tad, kad mums to vajag. Šo vietu sauc par dziļās izlādes akumulatoru bateriju. Visbiežāk - svina, bet tagad jau sāk izmantot arī litija. Zinot ikdienas elektropatēriņu, var aprēķināt, cik ietilpīgai jābūt baterijai un kādai jābūt saules bateriju jaudai. Jāņem arī vērā to, ka Latvijā katru dienu saule nespīd. Ziemas mēnešos saule spīd mazāk, turklāt atdotā jauda uz 1m2 ir krietni mazāka kā vasarā. Tātad pastāv nopietns elektroenerģijas bada drauds, ko jāsedz ar cita veida elektoenerģiju. Tīmeklī ir lasīts, ka mājsaimniecībai vislabāk der stacionāri saules paneļi, bet saulei sekojošās sistēmas neatmaksājoties. Es noteikti nepiekrītu šādam apgalvojumam. Izmantojot sistēmu, kas seko saulei vai vēl labāk - seko maksimālajai elektroģenerēšanas pozīcijai, vienmēr vari būt drošs, ka tiek ražots maksimāli iespējamais vitāli svarīgajās stundās - no rīta un vakarā. Tātad saņemsiet vairāk jaudas un arī akumulatoru bateriju mūžs būs garāks.

Lai saprastu, kā tad īsti pie mums ir ar saules un vēja enerģiju, janvārī iegādājos personālo meteoroloģisko novērojumu staciju, kas mēra ne tikai vēja virzienu un ātrumu, nokrišņu daudzumu, bet arī saules radiāciju. Tad nu pēc novērojumiem var secināt, ka arī apmākušās dienās tiek saņemts saules starojums un elektrība tiks ražota, taču aptuveni 10% līdz 25% no tā brīža iespējamā. Vasaras saulainajās dienās 80% no teorētiskā, jo saules baterijām jaudu nosaka pie starojuma līmeņa 1000 W/m2, taču reāli saņemam ap 800 W/m2, bet saulgriežos 90%. Ļoti reti gadās interesanti laikapstākļi, kad īslaicīgi zemes virsma saņem 1200 W/m2. Šobrīd nezinu kā ir ziemas saulgriežos, bet 22. janvārī sasniedza 230 W/m2, 3. martā  jau 420 W/m2 saulainā laikā dienas vidū.

Vēja ģenerators mājsaimniecībai, pretstatā saules baterijām, principā ir uzbūvējams arī pašu spēkiem, it īpaši netradicionāla izpildījuma. Tradicionālie rūpnieciski ražotie mazjaudas vēja ģeneratori, kas paradzēti mājsaimniecībām, sāk ražot elektrību no vēja lielāka par 3,5 m/s. Ir redzēts arī mazjaudas variants (400 W, ja nekļūdos) no 2,5 m/s. Turklāt saražotā elektroenerģija ir 10%. Lietderība uzlabojas ar vēja spēku, tātad ātrumu, kad 100% ģenerācija tiek sasniegta pie 8 m/s līdz 15 m/s, atkarībā no modeļa un jaudas. Tad nu pateikšu atklāti - šāds vējš iekšzemē ir retums, lai pat neteiktu - liels retums. Par vēja ģeneratoru vislietderīgāk ir domāt piekrastē, ne tālāk par 50 m - 100 m no krasta, vai arī lielos klajumos piekrastē. Tomēr, ja ir vēlme pašam paeksperimentēt un uztaisīt kādu netradicionālu vēja ģeneratoru, iespējams tas varētu jau sākt ražot pie maziem vējiem, piemēram 1,5 m/s - 2 m/s, kas būtu pilnīgi pietiekami, lai atmaksātos samērā īsā laikā.

Nominālā jauda mazajiem vēja ģeneratoriem ir no 300 W līdz 3,5 kW vai pat 10 kW.

Hidro elektrostacija ir samērā uzticams palīgs elektroražošanā, kamēr vien ir ūdens. Ja jums tuvumā ir kāda mazā upīte, notekgrāvji vai meliorācijas notekas, ir vērts apspriest šo elektrības iegūšanas veidu. Lai arī vasaras mēnešos nokrišņu daudzums ir vislielākais, ūdens daudzums upēs ir vismazākais. Pavasarī un rudenī ūdens daudzumam vajadzētu būt pietiekamam, lai ražotu ar paredzēto jaudu. Es te pat nerunāju par mazajām HES, kas ir komercprojekti, bet par interesantām un atjautīgām ierīcēm, kuras varat izgatavot un uzstādīt pats. Manā gadījumā tīrums ir meliorēts un ir vieta, kur notek meliorācijas ūdens. Kritums aiz izvada ir aptuveni 1 m un ūdens daudzums pavasarī, rudenī un pat ziemā ir ap 1 - 3 litri sekundē. Nekas daudz it kā, bet var uzrīkot mikro HES :)

Mazajām upēm varētu būt piemērota brīvās ūdens plūsmas HES, kurai nav nepieciešams aizsprosts. Galvenokārt saražotās elektroenerģijas apjoms ir atkarīgs no ūdens plūsmas ātruma un lāpstiņu efektīvā laukuma.

Ziemā daudzi no ūdens iegūstamas elektrības ģeneratori varētu būt neizmantojami dēļ sala un ūdeņu aizsalšanas.

Par iespējamajām jaudām nezināšu teikt tā kā neesmu pats īpaši rūpīgi apsvēris HES uzstādīšanu. Taču tā noteikti būs atkarīga no ūdens caurplūdes daudzuma, teces ātruma, rotora lāpstiņu laukuma. Ja HES jauda ir pietiekama, sistēmu var veidot bez akumulatoru baterijām.

Ar degvielu darbināms elektrības ģenerators ir visai ērts lietošanā, neprasa lielus ieguldījumus, taču saražotā elektroenerģija ir samērā dārga. Pēc šā brīža cenām varētu būt ap 0,50 € līdz 1,2 € par 1 kWh ģeneratoriem no 2 kW līdz 20 kW. Ar maksimālu noslodzi izmantojot jaudīgāku ģeneratoru - lētāk, bet mazjaudīgākiem - dārgāk. Tāpat arī benzīna ģeneratoriem maksa par kWh būs augstāka kā ar dīzeli darbinātiem. Izmantojot ar mazāku noslodzi par nominālo, lietderība krītas un cena par kWh ceļas.

Ir pieejami dažādu jaudu un tipu elektroģeneratori, kas tiek darbināti ar fosilo kurināmo. Vienas fāzes, trīs fāzu; profesionālie, amatieru; dīzeļa, benzīna; ar dažādām jaudām no 1,5 kWh līdz 15 kWh un vairāk.

 

Šajā rakstā mēģināju apkopot biežāk izmantojamos elektrības ieguves avotus mājsaimniecībai. Der paturēt prātā, ka ir iespējams kombinēt dažādus enerģijas avotus nepieciešamā patēriņa nodrošināšanai. Ņemot vērā, ka enerģiju ir iespējams arī nodot sadales tīklā, var veidot sistēmu, kas iekļauj arī to, un neizmantot akumulatoru baterijas.