27.05.2016, 17:12 Uhr

Wie du deine Wohnung mit Photovoltaik auf deiner Fensterbank vom Stromnetz bekommst

Die typische Solar- Photovoltaik- Anlage erfordert Zugang zu einem privaten Dach und ein großes Budget. Wäre es auch möglich durch die Installation von Photovoltaik auf Fensterbänken und Balkonen und mit einem Gleichstrom (DC) Netz sich selbst mit Strom zu versorgen?
 
Sonnenkollektoren sind billiger und effizienter in den letzten Jahren geworden, aber sie sind weit entfernt von einer universellen Lösung, auch in sonnenreichen Regionen. Ein Grund dafür kann die typische Solar-Photovoltaik (PV) Installation noch weit über dem Budget vieler Menschen. Die durchschnittliche Preise für die Wohnanlage 5 kW PV im Jahr 2014 abgeschlossen variiert von $ 11.000 bis $ 16,450 in Deutschland in den USA. [1, 2] Etwa die Hälfte der Kosten sind Installationskosten. [3]

Das zweite Hindernis für Solarstrom ist nicht jeder lebt in einem Einfamilienhaus oder hat Zugang zu einem privaten Dach. Diejenigen, die in Mehrfamilienhäusern wohnen haben kaum eine Chance auf eine Solarenergie Ernte von einer konventionellen Aufdach- Photovoltaik Anlage. Darüber hinaus in Mehrfamilienhäusern, würde das Dach zu schnell zu klein werden um den Stromverbrauch aller Einwohner zu decken. Ist das Problem größer, desto mehr Schaden wächst gibt es Etagen in einem Gebäude. Schließlich ist eine typische Solaranlage problematisch, wenn Sie einen zu Miete wohnen. Egal ob ​​es ein Haus oder eine Wohnungist.

Ich bin einer der Menschen, die in jedem dieser Hindernisse läuft: Ich wohne in einer gemieteten Wohnung und ich habe nicht das Budget für ein herkömmliches Sonnensystem. Allerdings erhalte ich viel Sonnenschein. Meine Wohnung befindet sich in der Nähe von Barcelona in Spanien, einer Stadt mit einer durchschnittlichen Sonneneinstrahlung von knapp 1.700 kWh / m2 / Jahr. Darüber hinaus hat der 60 m2 Wohnung auf den Balkon und alle Fenster Richtung Südwesten, Süden, und es gibt keine Verschattung durch Bäume oder andere Gebäude.


Diese Bedingungen erlauben es mir, ohne ein Heizsystem durch den Winter zu kommen, nur mit der Solarwärme und warme Unterwäsche. Heißes Wasser wird durch eine Solar Kessel geliefert, die vom Vermieter installiert wurde. Kleidung auf dem Balkon getrocknet. Während ich mit Sonnenkollektoren für ein Kunstprojekt bastelte, bekam ich eine Idee: wenn bereits die Sonne so viel von meinem Wohnraum antreibt, würde es nicht möglich sein den Solarstrom aus den Fensterbänken zu ernten und meine Wohnung vom Stromnetz zu entkoppeln? Eine solche wäre eine PV-Anlage welche meine Probleme lösen würde:

Ich brauche keinen Zugriff auf das Dach.
Kann ich das System selbst installieren, das macht es viel billiger. Ich kann mir die Solaranlage mitnehmen, wenn ich an einen anderen Ort ziehe.
Offensichtlich ist die große Frage, ob ein solches unkonventionelles PV System den Strom notwendig erzeugen könnte. Wie im ersten Experiment, entschied ich mich zu meinem 10 m² Büro zu Hause mit Sonnenkollektoren auf dem 2,8 m Platz auf dem Fenstersims entlang der Fenster des Büros und dem Schlafzimmer zu versorgen.

Solar angetriebenes Heim Büro

Das Fenster in meinem Büro ist ziemlich klein (1,5 m², es nimmt nur die Hälfte der Wand ein). Allerdings gibt es keine Notwendigkeit für Licht im Schlafzimmer, die von drei IKEA SUNNAN Lampen sind seit Jahren genug Beleuchtung. Folglich steht die vollständige Fensterleiste zur Verfügung um das Büro zu Hause zu versorgen. Es bietet genügend Platz für fünf Solarmodule von 10W jeder eine Bereitstellung mit 50 Watt-Peak der Sonnenenergie. Der Balkon wird dazu dienen, den Rest der Wohnung mit Strom zu versorgen, und für das zweite Projekt werden die Pläne am Ende dieses Artikels umrissen.

Off-the-Grid Netzferne Solar Wohnung

Mit ihrer Platzierung auf der Fensterbank, werden die Platten durch das Gebäude selbst am Morgen beschattet. Sie erhalten direktes Sonnenlicht von 10 Uhr bis etwa 17.00 Uhr am Höhepunkt des Winters (insgesamt 7 Stunden), und von 13.00 bis 21.00 Etwa im Sommers (insgesamt 8 Stunden). Die maximale Energieproduktion ist somit etwa 400 Wh pro Tag.

Die Solarmodule sind parallel geschalten und mit dem Solarladeregler und 550 Wh Blei-Säure-Batterien verbunden. Unter der Annahme einer 33% Tiefe der Entladung (DoD) und die Round-Trip-Batterie Wirkungsgrad von 80% ergibt dies mir die Energiespeicher grob von bis zu 150 Wh.


Können Sie Ihr Büro zu Hause mit 50-Watt-Peak Solarzellen und 150 Wh Energiespeicher betreiben?


Lassen Sie uns auf die energetische Nutzung von meinem Büro zu Hause ansehen, bevor es solarbetrieben war. Ich sitze hier arbeiten jetzt an die Zeit, entweder die Erforschung, Schreiben und Gebäude oder Sachen zu reparieren. Geräte Schaden regelmäßig Strom verbrauchen, sind:

Der Laptop, der im Durchschnitt 20 Watt Leistung benötigt.
Ein externer Computer-Bildschirm, der 16.5W braucht.
Zwei CFL-Lampen (20W & 12W) und eine LED-Lampe (3W).
Home Office Energienutzung
Dies fügt Im Laufe des Tages zu 35W Leistung (mit nur dem Laptop und dem Bildschirm im Einsatz) und 70W nach Sonnenuntergang (dem Laptop, der Bildschirm und die Lichter). Normalerweise arbeite ich in den Morgen- und Abendstunden, von rund 10.00 Uhr bis 14.00 Uhr und 20.00 Uhr bis 01.00 Uhr. Im Laufe des Nachmittags mache ich andere Sachen oder ich arbeite in der Bibliothek.

Verwendung gesamte Strom ist also in meinem Büro (im Durchschnitt) von 500 Wh pro Tag, mit wenig Variation zwischen Winter und Sommer. An bewölkten Tagen verwenden Lichter am Morgen kann ich auch, welchen Energieverbrauch bis 640 Wh pro Tag erhöhen. Dann gibt es einige Geräte benötigen Strom occasionaly schaden:

- Ein Laserdrucker, 4WH Welche Energie Seiten zum Aufwärmen und acht Seiten zu drucken verwendet. Dies entspricht meiner Schreibtischlampe (5W) für mehr als 45 Minuten.
- Ein Paar PC-Lautsprecher (1,5 W Leistung).
- Drei USB-Beleuchtungen (1.4W Leistung jeder Einsatz während des Ladens).
- Eine Digitalkamera, die 3W verwendet während des Ladens.
- Der Ventilator, der von 30 bis 40 Watt Leistung verwendet.
- Das Handy (ein Dummes), welches ich alle ein paar Wochen aufgeladen wird.


Offensichtlich meine Solar-PV-Anlage produziert nicht genug Energie, mein Büro zu Hause zu versorgen. Während der normale Stromverbrauch von mindestens 500 Wh am Arbeitstag 9 Stunden ist, geben die Fensterbänke mir maximal 400 Wh pro Tag. An bewölkten Tagen kann die Energieproduktion nur 40 bis 200 Wh pro Tag betragen, je nach Art der Wolkendecke. Darüber hinaus ist der Energiespeicher nur 150 Wh Umstände unter idealen, während ich die meiste Energie (350 Wh) nach Sonnenuntergang verbrauche.

Und doch, hier Ich schreibe diesen Artikel auf einer solarbetriebenen Laptop im Zimmer, welcehes durch Sonnenenergie beleuchtet wird. Wie ist das möglich? Durch befolgen diese Strategien:

- Maximieren Solarstrom Produktion durch das Kippen der Paneele je nach Saison
- Minimieren des Stromverbrauch durch ein Niederspannungs- Gleichstromnetz und DC-Geräte verwenden.
- Sich zwingen den Energiebedarf an dunklen Tagen zu senken, indem das Netz geht sich aus.

Im Folgenden betrachten wir genauer diese Punkte an. Meine Solaranlage ist seit November 2015 zunächst nur mit zwei 10W-Panels in Betrieb. Drei weitere Platten wurden im Frühjahr dazu gegeben.

1. Stellen Sie die Neigung der Solarmodule ein

Dachmontierte Solaranlagen haben in der Regel einen festen Winkel in Bezug auf die Sonne. Weil die Höhe der Sonne Im Laufe des Jahres variiert, ist der feste Winkel immer ein Kompromis. Panels auf einer flachen, horizontalen Dach lag relativ gut für die Energieproduktion im Sommer positioniert, aber viel weniger so für den Einsatz im Winter. Auf der anderen Seite, führen gekippte Sonnenkollektoren viel besser, aber nicht so gut, im Winter wie im Sommer. Auf geneigten Dächern wird der Winkel der Platten oft ist durch den Winkel des Daches bestimmt, der nicht unbedingt der beste Winkel für die Solarstrom- Produktion ist.

PV-Module die optimal in Richtung der Wintersonne orientiert können das dreifache an Strom produzieren im Vergleich zu horizontal geneigten

Nach der Saison den Winkel des Solarpanels einstellen. PV-Paneele in Barcelona im Dezember, die optimal geneigt sind horizontal platziert Gegen die Wintersonne kann auf dreifache Stromerzeugung im Vergleich. Da der Vorteil viel kleiner in anderen Jahreszeiten ist, ist der durchschnittliche jährliche Anstieg der Stromproduktion von weniger als 10%. Allerdings ist die Paneele Kippen der Schlüssel für genug Solarenergie in den Wintermonaten zu ernten, wenn Stromausfälle am wahrscheinlichsten sind.


Im Fall von einem Balkon oder Fensterbrett Solar-PV-System, ist der Winkel der Sonnenkollektoren Einstellung so einfach, wie die Bewässerung von Pflanzen. Auch wenn Sie kleine Anpassungen jede Stunde, Tag oder Monat machen könnten, Anpassung der Winkel, zwei oder vier Mal pro Jahr ist so weit Sie gehen sollten.

Es ist ein weiterer Vorteil, die Solarzellen so nahe bei der Hand zu haben: Sie können regelmäßig gereinigt werden. Dachaufbau-Solarzellen werden selten gereinigt, da das Dach nicht sehr zugänglich ist. Verluste aufgrund von Staub und Schmutz wird angenommen, dass 1% der erzeugten Energie sind, aber in trockenen und staubigen Regionen sowie in verkehrsbelasteten Gebieten, Sie können so bis 4-6% sein, wenn Waschen nicht regelmäßigen vorgenommen wird. [4]

Einstellen des Winkels der Fensterbank Photovoltaik ist so einfach wie die Bewässerung der Pflanzen

Offensichtlich ist es entscheidend, dass die Platten nicht von Fensterbank fallen, egal, was passiert. Fensterbänke unterscheiden sich in Formen und Größen, die für eine maßgeschneiderte tragende Struktur spricht. Ich habe eine Metallstange an meinem Fensterbrett befestigt, die auf den Schutz Pflanzenbehälter abzielt, was mir erlaubt, sicher die Solarmodule einzurasten. Ich glaube, ich habe das Glück, dieses zu haben, aber es unten gezeigt, wie kleine Design-Änderungen einen großen Unterschied machen können. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme, belud ich die hölzerne Basis jeder Platte mit einigen schweren Steinen.

Hinzufügen eines Mechanismus, um die Neigung der Platten zu variieren kompliziert das Design, bewegen weil der Strand ist nur so stabil wie die Basis sein muss. Nach einigen vergeblichen Versuchen fand ich ein Mechanismus der scheint zu funktionieren, mit Vintage Meccano Stangen (2-3 Schichten dick und mit größeren Muttern und Schrauben). Eine Stange ist an der Basis der Struktur verbunden ist, während ein anderer mit dem Holzbrett verbunden ist, trägt die Platte beschädigen. Beide Stäbe sind miteinander in der Mitte verbunden. Diese Verbindung zu lockern ermöglicht es mir, die Länge der Stützen einzustellen und somit den Winkel der Sonnenkollektoren.

Solar-PV-Windows?

Einige Leser könnten nähern Betrachten Sie meine bald-zu-sein-obsolet, da mehrere Unternehmen arbeiten an "Solar-PV-Fenster 'Glas Schaden verdoppelt sich als Stromgenerator. Jedoch würde diese Technik nicht so gut wie verstellbare Sonnenkollektoren auf Fensterbänken, aus verschiedenen Gründen durchführen.

Die Platten auf der linken Seite sind für das Frühjahr optimal geneigt, die beiden Platten auf der rechten Seite befinden sich noch im Winter Position.

Vor allem Solar-PV-Fenster sind die meisten oft völlig vertikalen, die nie eine effiziente Winkel ist Solarstrom zu erzeugen - ihre Stromerzeugung etwa 3-mal niedriger als horizontale Platten ist. [5] Zum anderen im Sommer wäre es unmöglich, die Fenster zu öffnen oder die Fensterläden zu senken, die sich schnell mein Büro und die Notwendigkeit für die Klimatisierung einführen würde überhitzen.

Meine Solar-PV-Anlage, auf der anderen Seite kann der Strom erzeugen, wenn die Verschlüsse geschlossen sind und die Fenster offen sind. Last but not least, das Fenster integrierte Solarpanel kann nicht mit Ihnen mitkommen, Wenn Sie sich umsideln, während mein System völlig mobil ist.

2. Entscheiden Sie sich für die Niederspannungs-DC-System

Typische Solar-PV-Systeme wandeln den Gleichstrom (DC) Strom durch Solarzellen in Wechselstrom (AC) produziert, um es mit dem AC-Verteilung in einem Gebäude kompatibel zu machen. Da viele moderne Geräte intern auf DC betreiben werden, ist die AC-Strom umgewandelt dann zurück nach DC. Der DC / AC-Wandlung durch einen Wechselrichter erfolgen, der zwischen dem Solarladeregler und der Last liegt. Die zweite Umwandlung geschieht in der (extern oder intern) AC / DC-Adapter der Geräte werden verwendet.

Das Problem mit dieser doppelten Energieumwandlung kann es substanzielle Energie Verluste erzeugen. Insbesondere gilt dies im Falle von Solid-State-Geräten und LEDs wie Computer, auf denen die neue Verluste der DC / AC / DC-Wandlung von rund 30% ausmacht - unsere vorherigen Artikel Weitere Einzelheiten zu sehen. Da der Boden Geräte Dies sind jetzt verletzt der Last in meinem Büro zu Hause machen, macht es sehr viel Sinn, diese Verluste zu vermeiden, indem eine Niederspannungs-DC-System aufgebaut wird.


Wie in einem Boot oder Wohnmobil, wird der Strom von 12V DC Solarpanels meine direkt verwendet Geräte von 12V DC, 12V DC oder in Batterien gespeichert. Wenn meine Sonnenkollektoren eine maximale Leistung von 50 W Ihr erzeugen, 50W meine Geräte zur Verfügung haben. Wenn die Batterieleistung beteiligt ist, das Laden und Entladen der Batterie fügt 20% der Energieverlust, der für die zur Verfügung stehenden 40W Geräte verlässt.

Die Wahl für ein Niederspannungs-DC-System erhöht die Energieeffizienz um 40%

Auf der anderen Seite ist eine typische Installation Solar-PV in der WHERE-Klausel des DC / AC / DC Energieumwandlung stattfindet, würden die Geräte nur 35W zur Verfügung, und der Rest würde als Wärmeenergie bei der Konvertierung verloren. Wenn Blei-Säure-Batteriespeicher in einem solchen System verwendet wird, nur 28W der Macht bleibt. Kurz gesagt, in meinem speziellen Fall, multipliziert ein Gleichstromsystem Wahl Produktion von 1,4-fache.

Die Wahl für das DC-System spart nicht nur Energie, sondern Raum und niedrigere Kosten. Weniger Solarzellen benötigt werden und es gibt keine Notwendigkeit, einen DC / AC-Wandler zu kaufen, die ein teures Gerät benötigt Während der Laufzeit des Sonnensystems ersetzt verletzten mindestens einmal werden. Am wichtigsten ist, können Sie eine DC-Solarstromanlage selbst bauen, auch wenn Sie so ungeschickt sind, wie ich bin. Die Niederspannungs-Gleichstromnetz (bis 24 V) Da es sicher ist, trägt kein Risiko eines elektrischen Schlags zu handhaben. [6] alle Kosten Addiert man nahm ich mein Büro zu Hause aus dem Netz für weniger als EUR 400.

Wo finden Sie DC Geräte

DC-Systeme impliziert die Verwendung von DC-kompatiblen Geräten. Da jedoch so viele moderne Geräte intern auf DC funktioniern, bedeutet dies nicht, Sie zu versetzen, und alles neu zu kaufen. Um die Beleuchtung in meinem Büro, habe ich einfach den Netzstecker aus der Netzkabel abgeschnitten und durch DC ersetzt kompatibel Stecker passen direkt in meine Solarladeregler und substituierte die 12V Glühlampen mit LED-Lampen. Um den Laptop auf DC laufen, ich durch den Netzadapter an den DC-kompatiblen Netzkabel, die auch für den Einsatz in Fahrzeugen zur Verfügung steht. Diese Netzkabel kann für jeden Laptop-Modell gekauft werden Sie sich vorstellen können.


Andere Geräte sind schwerer zu adaptieren da der AC / DC-Adapter im Gerät selbst befindet. Zum Beispiel habe ich noch nicht herausgefunden, wie mein externer Computer-Bildschirm zu konvertieren wäre um Ihn direkt mit Gleichstrom zu betreiben.

Manche Geräte können in der Regel nicht in einer 12V-Version umgewandelt werden. Beispiele sind Kühlschränke, Raclettgeräte, Fernseher, Klimakompressoren oder Elektrowerkzeuge. Diese können teurer sein als Ihre AC Kollegen, weil sie in viel kleineren Mengen produziert werden. DC Kühlschränke sind sehr teuer, weil sie Vakuumisolierung verwenden. Während diese Sinn in einem Wohnmobil oder Segelboot macht, wo der Platz begrenzt ist, ist es unnötig im Gebäude.

Der Zigarettenanzünder im Auto, ursprünglich ein elektrisch beheizter Zigarettenanzünder mit Strom zu versorgen, hat nun seit Jahrzehnten de facto Standard-DC-Anschluss gewesen. In jüngerer Zeit hat es von einem anderen Niederspannungs-DC-Verteilungssystem, den USB-Anschluss verbunden ist. USB-Kabel arbeiten mit 5V DC und kann sowohl Daten als auch Energie übertragen. Viele Unterhaltungselektronik werden jetzt von diesen angetrieben.

Derzeit werden diese Geräte von dem USB-Anschluss Ihres Laptops oder Desktop-Computer geladen, aber sie werden direkt an eine Solar-PV-Anlage angeschlossen. Während die Standard-USB-Kabel eine maximale Leistung von nur 10 Watt schafft, bietet Platz für die neueren USB-PD Standardgeräte mit einer Leistungsaufnahme von bis zu 100 Watt.

Tage mit bedecktem Himmel

Die Wahl für das DC-System hat einen geringeren Stromverbrauch erheblich in meinem Büro zu Hause. Mein Laptop ist der Energieverbrauch um etwa 20% gesunken. Die Umstellung auf LED-Lampen DC hat den Stromverbrauch halbiert für die Beleuchtung von 35 bis 16W. Basierend auf der Neun-Stunden-Arbeitstag gegen füher, Gebrauchtwagen Verwendung der täglichen Energie Geräte regelmäßig in meinem Büro zu Hause hat 500 bis 350 Wh / Tag kommen. Dies bringt unter dem Durchschnitt der Energieverbrauch Energieproduktion an sonnigen Tagen (400 Wh), Welche sind reichlich vorhanden, wo ich wohne.



In Wirklichkeit sind die Computer-Bildschirm und dem externen Laserdrucker läuft noch auf Netzstrom. Die 350 Wh der Energienutzung oben erwähnt umfasst die hypothetische Verwendung eines externen DC-Bildschirm (15% der Energiespar Im Vergleich zum AC-Version), nicht aber der Energieverbrauch des Druckers. Doch an sonnigen Tagen, ich habe einen deutlichen Überschuss an Strom, was darauf hindeutet, dass ich den unteren Bildschirm und den externen Drucker arbeiten könnte. Auch an den Tagen Nebel Energie ist reichlich vorhanden.

Allerdings bleibt der Energieverbrauch zu hoch beim bewölkten Tagen, wenn Stromproduktion zwischen 40 und 200 Wh pro Tag. Offensichtlich das Hinzufügen von mehr Solarzellen und Batterien würde das Problem lösen, aber das ist nicht der Weg zu gehen, weil die Solar-PV-System teurer wird, weniger praktisch, weniger und nachhaltig.

An sonnigen oder teilweise bewölkten Tagen, ich habe mehr als genug Strom. An bewölkten Tagen muss ich für Energiebedarf zu reduzieren.

Um zu gewährleisten, ein täglich 350 Wh Strom in drei aufeinanderfolgenden schweren bewölkten Tagen im Dezember (im schlimmsten Fall von nur 40 Wh Energieproduktion pro Tag), würde ich brauche Solarstromleistung vervierfachen, von 50 bis 200 Watt Spitzenleistung und bieten mindestens fünf mal mehr Batterien.

Obwohl es möglich wäre, 200W auf den Fensterbänken zu installieren, würden die Sonnenkollektoren weniger Licht und Wärme in die Zimmer lassen, was kontraproduktiv wäre. Darüber hinaus würde ich zuviel Strom produzieren über das Jahr gesehen.


3. Richten Sie Nachfrage nach Energie nach der verfügbaren Energie




Es gibt eine andere Möglichkeit, die Zahlen übereinstimmen zu machen, wenn es nicht genügend Sonne vorhanden ist, und das ist mit weniger Energie. Eine Verringerung des Energieverbrauchs was darauf hindeutet, ist recht kontroverse, aber es gibt eine überraschend große Anzahl von Möglichkeiten für den Energieverbrauch zu reduzieren, ohne zur Schreibmaschine und Kerzen zurückzukehren. Hier sind einige Möglichkeiten für mein Büro zu Hause:

Ich könnte einen zweiten Schreibtisch direkt neben dem Fenster aufbauen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit für die künstliche Beleuchtung in dunklen Wintertagen, spart mir mindestens weitere 40 Wh an solchen Tagen.

Ich könnte weniger Lichter am Abend während Solarstrom schwacher Tage nutzen. Vorerst des Jahres habe ich die ausreichend Energie zur Verfügung, alle Lichter im Raum zu verwenden. Doch jetzt der Tage, die ich mit nur zwei Lampen auszukommen, und notwendig, wenn ich eine einzelne Lampe 3W 5W oder sogar nutzen könnten. Wenn die Solarproduktion an seinem EXCLUSIVE ist, gibt der Letzten mich noch mehr als 13 Stunden Licht. Ich werde nie die Nacht im Dunkeln verbringen müssen.

Ich konnte verschieben Lasten Auf dem Weg zu sonnigen Nachmittagen. Auch im Winter können die Batterien vollständig durch bereits um 2 oder 3 Uhr an sonnigen Tagen berechnet. Eine zusätzliche Last dem System hinzufügen ist von Vorteil Perioden während dieser Sonnenenergie nimmt sonst würde es wie verletzt verschwendet. Dies ist, wenn ich die Fahrradbeleuchtung aufladen kann, die Digitalkamera oder das Telefon, oder wenn ich die 12V Lötkolben verwenden kann (meine einziges Elektrowerkzeug) oder den Drucker. Im Sommer kann ich den Überschuss an Energie verwenden, um kleine USB Ventilatoren zu verwenden natürlich zu einer Zeit in der ich es am meisten brauche.
Es gibt eine überraschend große Anzahl von Möglichkeiten den Energieverbrauch zu reduzieren, ohne dass die Schreibmaschine und Kerzen zurückkehren.

Ich könnte meine Arbeitszeiten ändern. Wenn ich es schaffe könnte von 9.00 bis 18.00 Uhr arbeiten, anstatt am morgens und abends, so erhalte ich eine doppelte Energieeinsparungen. Ich würde nicht mehr Beleuchtung brauchen, bis auf eine Stunde oder so im Winter (Welche 70 bis 80 Wh / Tag spart). Zweitens möchte ich mehr Strom verbrauchen, während er generiert wird ist. So ist die Batterieladung zu vermeiden und 20% Verluste Laptop Entladen während der Nacht und am Morgen in Betrieb (was ein weiterer 30Wh spart). meine tägliche Arbeitszeiten ändern würde den Stromverbrauch zu 125Wh grob gesagt, weniger als die Hälfte der maximalen Leistung der Produktion zu senken. Darüber hinaus würden alle Batteriekapazität für bewölkten Tagen verfügbar sein, da es keine in der Nacht Nutzung der Energie gebe.

Ich konnte Computer Arbeiten an die Solarbedingungen anpassen. Es gibt einen bemerkenswerten Unterschied in denm Stromverbrauch für den Laptop zwischen Schreiben (ungefähr 15W) und das Surfen im Internet (von rund 25W). Mit anderen Worten, ich kann fast doppelt so lang arbeiten, wenn ich schreibe, was ich tun könnte, immer wenn die verfügbare Energie niedrig ist.

Ich konnte meine externen Computer-Bildschirm aufgeben. Es kann für einige Arbeiten sehr nützlich sein, den Bildschirmen jeweils etwas zu lesen und zu schreiben anzuzeigen, aber die meiste Zeit verschwendet er nur Energie ohne sehr nützlich zu sein. Den externen Bildschirm loszuwerden würde mich noch einmal 150 Wh pro Tag sparen. Allerdings würde es wohl die Verwendung des Druckers erhöhen, so bleibt es abzuwarten, ob diese Option wirklich Energie spart.

Während konsequent, schwer bewölkten Tagen, konnte ich zu drastischeren Maßnahmen zurückgreifen, wie in der Bibliothek zu arbeiten oder gar nicht zu arbeiten.
Oder ich könnte Dinge tun die gar keine Energie brauchen wie Bücher lesen und sich Notizen von Hand zu machen. Dies würde zusätzliche Vorteile bringen; es kann erfrischend sein auf etwas in einer altmodische Art und Weise zu tun und zu konzentrieren. Abends Ausgehen ist ein Spaß und eine einfache Möglichkeit, den Leistungspegel hoch genug während Schlechtwetterperioden zu halten.

Ich könnte ein Pedal angetrieben Generator bauen, wenn ich wirklich mehr Strom benötige an bewölkten Tagen. Streng genommen, ist dies nicht die Reduzierung des Energiebedarfs, aber natürlich impliziert es eine Anstrengung von meiner Seite. Radeln für 1 bis 1,5 Stunden würde rund 100 Wh Strom erzeugen, was mich für 3 bis 5 Stunden auf dem Computer arbeiten könnte oder eine 5W LED Licht ganze Nacht hindurch erlauben würde.


Ein Auge auf mein Barometer und ein wenig flexibel sein, es ist nicht schwer seine Arbeiten nach dem Wetter zu planen. Doch bis jetzt habe ich es geschafft Vorteil dieser meist Chancen zu ergreifen, wenn es um Beleuchtung geht, und umso weniger beim Laptop. Das hat nichts mit Computer zu tun Verwendung weniger flexibel als Beleuchtung. Vielmehr ist es in Folge wie das System gebaut ist.

Dies wurde mir klar durch die eher plumpe Art, wie ich mein Experiment eingerichtet habe. Offensichtlich wollte ich die Installation in der Mitte des Winters testen, bevor ich darüber zu schreiben beginne. Allerdings habe ich nur zwei Solarpanels zu der Zeit betrieben. Deshalb habe ich mein solarbetriebenes Büro zu Hause zuerst den Laptop für zwei Wochen mit Solarenergie betrieben (während das Licht auf dem Netzstrom betrieben wurde), gefolgt von einem zweiwöchigen Test der Lichter auf Solarenergie (und den Computer am Netz).

Für die Beleuchtung ist es unmöglich, auf Stromnetz zurückgreifen, weil ich die Netzkabel aller Lampen abschneiden musste um sie mit dem 12V Gleichstromnetz kompatibel zu machen.

Die Ergebnisse waren bemerkenswert unterschiedlich für beide Zeiträume. Mit dem Laptop könnte, ich immer zurück zum Netzstrom einfach durch das Wechseln des Netzkabel. Folglich gab es keinen Schaden und externe Faktoren zwingen mich gezwungen, meine Art zu arbeiten, um im Rahmen des Energiehaushalt auf einem dunklen Tag zu bleiben, ändern. Für die Beleuchtung war es jedoch unmöglich, wieder auf Netzstrom zurück zu fallen. Ich hatte die Netzkabel aller Lampen abgeschnitten um sie mit der 12V Gleichstromnetz kompatibel zu machen.

In Zeiten geringeren Stromverbrauch, hatte ich keine andere Wahl, als zu geringeren Energiebedarf für die Beleuchtung, Genau, und das ist, was ich tat, muss ich ganz mühelos sagen. Schnell habe ich einen zusätzlichen Schreibtisch am Fenster gemacht mit künstlichem Licht am Morgen zu vermeiden, schaltete das Licht aus, wenn ich das Zimmer verließ, und ich arbeite mit nur einer 5W oder 3W Glühbirne, wenn nötig.

Fünf Monate später, ich habe völlig daran gewöhnt und das Licht an die zur Verfügung stehenden Solarenergie. Auf der anderen Seite, habe ich meinen Laptop an das Netz gesteckt, wenn Energie zur Neige ging. Warum? Weil ich es kann. [7]

Solarbetriebene Heimbüro

Folglich scheint Off-Grid zu gehen, den Energiebedarf deutlich zu senken. [8] Mit einer begrenzten Energieversorgung fördert es auch den Einsatz von energieeffizienter Technologie. Zum Beispiel machte ich Energieeinsparungen durch den Austauschen der verbleibenden zwei CFL-Lampen durch LEDs auch ohne den Aufbau einer Solar-PV-System hätte erreicht werden können. Jedoch ist mir die Option nur auf in Gedanken gekommen, nachdem ich vor der Herausforderung stand, die Stromversorgung des Büro mit Sonnenenergie zu versorgen.

Die Fortschritte in energieeffiziente Technologie wird stetig die Möglichkeiten meines Off-Grid-System, ohne Rebound-Effekte von Risiken erhöhen.

Wenn ich nicht der Lage wäre, wieder auf Netzstrom zu fallen, würde ich wahrscheinlich einen energieeffizienteren Laptop besorgen. [9] In der Zukunft könnte ich auf Lithium-Ionen-Batterien umsteigen um die Verluste von Blei-Säure-Batterien zu verringern. In energieeffizienter Technologie investieren würde mir erlauben, den Computer und das Licht länger mit der gleichen Menge von Sonnenkollektoren laufen zu lassen. Mit einer begrenzten Stromversorgung, gibt es keine Gefahr von Rebound-Effekten welche diese Vorteile wieder negieren.

Multible Solar PV Systeme bauen

Wie bereits am Anfang des Artikels erwähnt, ist das solarbetriebene Home-Office nur der erste Schritt in Richtung Solarenergie um die gesamte Wohnung total Off-Grid bzw Netzfern zu gehen. Das zweite Projekt wird die Installation einer Solaranlage auf dem sechs Meter langen Balkon vor dem Wohnzimmer und der (offenen) Küche sein. Es wird das Licht, die Stereo-Anlage, die Wi-Fi-Router, alle Computer-Nutzung außerhalb des Büros, und alle Küchengeräte abdecken.


Dieses zweite Experiment ist viel schwieriger aus zwei Gründen. Zunächst wird das Wohnzimmer und die Küche auch von der zweiten Person in diesem Haushalt verwendet werden, es auch komplizierter machen den Energieverbrauch zu verwalten. Auch wenn wir nicht einen Toaster haben, eine Kaffeemaschine, oder Mikrowelle, beherbergt die Küche einen viel gebrauchtes Hochleistungsgerät: den elektrischen Herd.

Weil es zu viele Solarzellen und Batterien einnehmen würde den Elektroherd mit Solar PV Paneele zu versorgen, ist der Plan, es durch nichtelektrische Alternativen zu ersetzen: ein oder zwei Solarkocher, einen Feuerlosen Herd, und eine Rakete Herd für den Kaffee am Morgen. Durch die direkte Nutzung von Sonnenwärme, können wir viel effizienter den Raumes auf dem Balkon verwenden. Ein weiterer Plan ist ein Low Tech Lebensmittel Speichersystem zu bau und können die Lebensmittelgeschäft auch außerhalb des Kühlschranks lagern, die Nitzund des energieintensiven Gerät so klein wie möglich zu halten oder ganz zu beseitigen.


Das Balkon Solar PV System wird völlig unabhängig von der Fensterbank Solar PV Anlage. Es gibt mehrere Vorteile dieses Ansatzes. Wie wir im vorherigen Artikel gesehen haben, sind die Kabelverluste relativ hoch im Niederspannungs DC System. Errichten mehrere unabhängigere Systeme begrenzt die Kabellänge stark(und das Kabelgewirr).

Zweitens erlauben getrennte Systeme die Verwendung einer Gesamtleistung von mehr als 150 Watt - Welches die Sicherheitsgrenze 12V DC-Systeme ist. Drittens machen mehrere Systeme es möglich, klein zu beginnen und das System schrittweise zu erweitern. Diese vermeidet große Anfanhs Kosten und ermöglicht es Ihnen, aus Ihren Fehlern zu lernen.

Lernen Sie aus Ihren Fehlern

In der Tat war es ein solcher Fehler der mich dazu brachte zwei getrennte Systeme zu installieren Selbst in meinem kleinen Büro zu Hause von nur 10 m2. Die beiden Solarpaneele vor dem Büro sind mit der Hälfte der Batterien verbunden(die das Licht versorgen), während die drei Sonnenkollektoren vor dem Schlafzimmer mit der anderen Hälfte verbunden sind (die den Laptop antreiben).

Dies war weil ich meine erste Solarladeregler kurzschloss und einen zweiten kaufen mißte, während der Erste repariert wurde. Es wären drei Wochen ohne Licht gewesen. Somit ist der letzte Vorteil von mehreren Systemen eine höhere Zuverlässigkeit: Wenn ein System ausfällt, gibt es noch Strom.

Off-Grid solarbetriebene Wohnung

Wenn der zweite Versuch erfolgreich ist, und bleibt zu sehen so ist der Plan, den Vertrag mit unserem Energie Provider zu stoppen, welcher im Dezember erneuert werden soll. Natürlich wäre es sehr nützlich, eine Verbindung mit dem Netz zu halten, aber es gibt zwei wichtige Gründe, dies nicht zu tun. Der erste wurde obern Umrissen: Off-Grid entfesselt die Kreativität und die Bereitschaft, den Energiebedarf zu senken.

Zweitens ist die Installation der Solaranlage und Festhalten an den Netzanschluss Finanziell unvorteilhaft. Zumindest hier in Spanien, mehr als zwei Drittel der Stromrechnung besteht aus Fixkosten. Auch wenn wir viel weniger Stromnetz Aufgrund des Sonnensystems verwenden würde, würde die Rechnung mehr oder weniger gleich bleiben.

Wenn der zweite Versuch erfolgreich ist, und natürlich bleibt dies zu sehen, ist der Plan, den Vertrag mit unserem Stromversorger zu stoppen

Einige wichtige Herausforderungen bestehen bleiben, jetzt vor allem die Waschmaschine, das Bad und der Laserdrucker. Das Problem mit Waschmaschine und Bad ist sie auf der Nordseite des Gebäudes, weit weg von den Sonnenkollektoren. Wir konnten in den Waschsalon in der Stadt gehen, aber es gibt keine. Eine Pedal angetrieben Waschmaschine benötigt Platz und wir haben keinen Platz.

Der Laserdrucker kann mit einem Umrichter betrieben werden, der auch praktisch sein kann für gelegentliche Vorrichtungdie nicht auf 12V Gleichstrom laufen. Allerdings wäre ein relativ großer und teurer Wechselrichter benötigt, da die Startleistung der Maschine über 400 Watt leigt. Zum Glück fand ich heraus, bevor ich eine andere teure Investition tätige.

Bevor Sie beginnen
Es gibt einige Dinge im Auge zu behalten, bevor Sie eine Low-Tech Solar PV Anlage installieren:

-Sie müssen genügend Sonne haben. Sonnenkollektoren auf Fensterbänken und Balkonen wird nicht überall funktionieren. Ein ähnliches System wie meine, aber 1.000 km weiter nördlich produziert im Durchschnitt nur die Hälfte der Elektrizität, mit einem viel größeren Unterschied zwischen Winter und Sommer.

-Sie brauchen die richtige Orientierung. Auch wenn Sie in einem sonnigen Klima sind, denken Sie nicht, nach der Ernte Solarenergie, wenn Fenster oder Balkone Richtung Norden ausgerichtet sind, Nordwesten, oder im Nordosten. Beschattung durch Bäume oder andere Gebäude können Ihre Ambitionen schmälern. Sie müssen mindestens 4 Stunden direkter Sonneneinstrahlung pro Tag auf den Tafeln haben.

Sie müssen bereit sein, Ihren Energieverbrauch zu senken. Nur wenige Wohnungsbewohner haben genug Platz zur Verfügung, die ausreichend Solarstrom für einen energieintensiven Lebensstil erzeugen.

Es kann unmöglich sein, die einige Fenster gänzlich zu schließen. Die Kabel von den Platten gehen in meine Wohnung durch das Schiebefenster des Büros zu öffnen. Im Winter decken ich diese Lücke mit Kork zu. Ich habe keine Heizung , so dass keine Energie verloren geht, aber dies könnte unter anderen Umständen problematisch sein. Sie sollten wahrscheinlich nicht ein Loch, durch das Fenster oder die Wand bohren, wenn Sie den Ort mieten.

Die Umstellung Ihre Wohnung auf Solarenergie machen Sie nicht zu "100% nachhaltig". Fossile Brennstoffe werden verwendet, um Solarzellen und Batterien produzieren.

Written by Kris De Decker. Edited by Jenna Collett.


Related articles:

Slow electricity: the comeback of DC power?
Reinventing the greenhouse
Off-grid: how sustainable is stored sunlight?
How sustainable is Solar PV power?
Restoring the old way of warming: heating people, not places
If we insulate our houses, why not our cooking pots?
How to make everything ourselves: open modular hardware
The solar envelope: how to heat and cool cities without fossil fuels

Notes & Sources:

[1] Renewable Power Generation Costs in 2014 (PDF), International Renewable Energy Agency (IRENA), January 2015

[2] Photovoltaic System Pricing Trends: Historical, Recent, and Near-Term Projections (PDF), 2014 Edition, SunShot, U.S. Departmennt of Energy, September 2014

[3] Soft costs account for most of PV residential installation costs, PV Magazine, December 2013

[4] Spain's Photovoltaic Revolution: The Energy Return on Investment (SpringerBriefs in Energy), Pedro A. Prieto & Charles A. Hall, 2013

[5] Power Density: A Key to Understanding Energy Sources and Uses (MIT Press), Vaclav Smil, 2015

[6] Provided that total power use is below 100-150 watts (which corresponds to between 8 and 12 ampère for a 12V system). Also make sure to properly fuse your solar PV system to avoid electric fires.

[7] Laptop use is further complicated by the laptop battery. If the battery is not 100% charged, the computer will automatically try to charge it when you connect it to the solar system. However, power use of the laptop triples during charging, and unless there is full sun on the panels my system refuses to provide this amount of power. I "solved" this by keeping the battery 100% charged.

[8] There is interesting academic research about the relationship between energy infrastructures and energy demand, which we will discuss in a forthcoming article.

[9] Note that most energy use of a laptop is in the manufacturing. Switching to a more energy-efficient laptop isn't always a sustainable choice. Buying a second-hand device could be a solution.
0
Schon dabei? Hier anmelden!
Schreiben Sie einen Kommentar zum Beitrag:
Spam und Eigenwerbung sind nicht gestattet.
Mehr dazu in unserem Verhaltenskodex.