Kodukootud elektrijaam
NB! KIRJUTIS ON VEEL POOLELI. SEEGA VÕIB ETTE TULLA TRÜKIVIGU MIS HILJEM REDIGEERIMISE KÄIGUS ÄRA PARANDAN!
Et sel teemal rääkima hakata, kirjutan kõigepelt oma lapsepõlve memuaaridest hakatuseks. Elekter on mind terve elu paelunud. Juba lapsena meeldis mul mängida patareide, taskulambipirnudega ja mänguautode seest välja võetud mikromootoritega. Mul meeldis juhtmeid ühendada, meeldis näha sädemeid kui sai pluss- ja miinusjuhe omavahel kokku pandud. Need sädemed olid küll lahjad aga ikkagi põnev. Meeldis panna keelt lapiku taskulambipatarei klemmide vastu. Oi kui äge tunne oli keelel. Ega mu lapseea elektrihuvi ainult patareidega ei piirdunud. Seinakontaktis need 2 auku olid ka oi kui põnevad. Kuigi vanemad olid mul keretäie ähvardusel neid keelanud torkida, oli mul ikkagi uudishimu suur ja oleks tahtnud näha mis juhtub kui torkan näiteks traadi seinakontakti. Lapsepõlvekodus oli meil köögis 3-faasiline seinakontakt. Ühes nurgas see asus ja minus uudishimu äratas. Igatahes seal oli lausa 4 auku ja samas oli see ähvardavalt musta värvi. Mingi aukartus mul selle vastu siiski oli aga traadi ma sinna siiski torkasin. Oma mäletamist mõõda torkasin selle küll vaid ühte auku aga ju pidin ikka 2 auku korraga torkama sest elektrilöögi asemel viskas sealt sädemeid välja. Mina muidugi ehmatasin. Isa tuli teisest toast ja sakutas mind kõrvast. Loomulikult kukkusin töinama. Olin ma sel ajal mingi 4 või 5-aastane. Isa küsis kas sain siis voolu ka, et töinan. Ega ma sellepärast siis töinanud vaid sellepärast et isa mind kõrvast sakutas. Tuleb meelde veel teinegi juhtum, mis oli mõned aastad eelpool kirjeldatud juhtumist hiljem. Isa oli haiglas sel ajal ja olime siis õe ja vennaga vaid ema kantseldada. Ühel päeval kui ema oli tööl ja meie, lapsed omapäi kodus, sorisin ma esiku sahtlis. Leidsin sealt ühe laualambi juhtme millel oli ühes otsas pistik ja teises otsas nii 10 cm pikkuselt ära puhastatud juhtmeotsad. Põnev! Leidsin veel sahtlist ühe elektripirni. Oi, kui põnev! Keerutasin siis mõlemad juhtmeotsad ümber pirni sokli. Kutsusin õe ja venna ka vaatama, et vaadake nüüd, pirn hakkab põlema kohe. Torkasin siis pistiku sealsamas esikus olevasse seinakontakti. Käis plaks. Pirn paraku põlema ei hakanud. Küll aga hoopis kustus ära üks teine pirn mis oli esiku laelambi sees. Esik oli nüüd pime. Proovisin siis uuesti lülitist tuld põlema panna. Ei midagi, ikka pimedus. Selgus et pimedus valitses lausa pooles korteris: esikus, köögis, vannitoas, tualetis ja õe magamistoas. Vot kus lops. Ema oli püha viha täis ja lõi kaht kätt kokku kui töölt koju tulles avastas mis seatembuga olin hakkama saanud. Ma olevat ema jutu järgi korgid läbi lasknud. Kuna elektrist ei jaganud ema midagi siis nii see jäigi mitmeks päevaks, Et korter oli pime. Lõpuks ema kutsus naabrimehe appi, see toimetas midagi trepikoja elektrikilbis ja ennäe, vool tuligi tagasi. Isa käest sain ka hiljem nahutada kui ta haiglast koju naasis.
Ega need lapsepõlve juhtumid minus elektrihuvi ei kahandanud. Juba maast madalast oli minus ka elektri tootmise huvi olemas. Avastasin et kui ma sõrmega mikromootorit ringi ajan siis saan sellega ühendatud juhtmetest voolu. Just kui keelega juhtmeotsi siis katsun. Ja dünamoga jalgratas oli oi kui põnev. Mulle meeldiski jalgrattaga sõita just sellepärast, et selle küljes on dünamo ja see paneb sõites rattatulel pirni põlema. Kooliõpikutes uurisin suure huviga hüdroelektrijaama tammi ehitust ja kuidas langev vesi paneb seal suured turbiinid pöörlema ja kuidas turbiinid omakorda panevad pöörlema suured generaatorid mis toodavad kõrgepinget. Oi kui põnev. Unistasin ka ise sellest, et ehitan ise kunagi omale hüdroelektrijaama kui omale maakodu saame kus oja või jõgi ka on kuhu saaksin tammi ehitada. Vot selline lapse mõistus mul oli.
Aastad läksid. Maakodu saimegi aga voolavat veekogu selle krundil polnud. Õigemini üks peakraaav oli aga see oli nii väikese languga ja suviti kuivas tihtipeale sootuks ära, nii et ei tulnud kõne allagi sinna veel tamm ehitada. Seega isikliku hüdroelektrijaama unistus tuli maha kanda. Unistasin ka tuulegeneraatorist. Et jalgratta dünamo posti otsa, sinna tiivik külge, dünamole juhtmed külge ja teise otsa näiteks taskulambipirn. Ühel või teisel põhjusel ma selle idee teostuseni ei jõudnud. Polnud lihtsalt sobivaid materjale ja ega vanemad ka minu hiilgavast ideest kuigvõrd vaimustuses polnud.
Jällegi mõõdus aastaid. Igasugused huvitavad mõtted tulid ja läksid. Üha enam käis mul peast läbi ka sõna "päikesepatarei." Nimelt televisoooni vahendusel nägin hiilgelpäikeseparke USAs. Mulle hakkasid need meeldima. Oleks tahtnud omalegi ja mõtlesin neist tol ajal omajagu. Selle mõtte algusaastatel sobitus sinna kõrvale ka sõnapaar "väga kallis" ja teinegi: "raha pole." Nii et esialgu need päikesepatareid mul unistuseks jäidki. Sai neid miniatuurseid päikesepatareisid imetletud vaid taskukalkulaatorite küljes.
Eskimeste reaalsete päikesepaneelide ostuni jõudsin kui kalendris oli aastanumber 2015. Tookord sai tehtud esimesi arglikke oste välismalt Aliexpressi ja Ebay vahendusel. Just viimatimainitud keskkonna kaudu ma oma 2 esimest 100 vatist paneeli soetasingi. Ega ma esimese hooga midagi tarka nendega peale ei osanudki hakata. Proovisin siis otse päikesepaneeliga ühendada vana veoauto küljest mahamonteeritud õhupuhurit mis puhub salongi kütteks sooja õhku. See võttis paraja vingaali üles ja kui pilv päikese eest rohkem ära läks, tahtis see puhur mu käes juba lendu tõusta. Isa arvas selle peale et äkki rohkem ei jamaks, kärsatan veel mootori läbi. Tester näitas päikesepaneeli pingeks ligi 20 volti. Mul tekkis mõte, et kasutaks päikesepaneele tiigikalade jaoks aeraatori pumba käitamiseks. Saigi Ebay kaudu veel 4 samasugust paneeli juurde soetatud. Lisaks tellisin ka PWM laadimiskontrolleri. Vana autoaku sain isa käest ja siis vorpisingi oma esimese elektritootmise ja -tarbimise agregaadi valmis.
 |
| Esimene solaarenergial töötav agregaat majapidamises - tiigi aeraatori kompressor. Allpool PWM laadimiskontroller. All paremal autoampermeeter. |
Päikesepaneelidest kaks said ajutiselt pandud vana lehtla külge. Edela suunda ja 4 paneeli ühe kõrvalhoone kaguseinale.
 |
| Päikesepaneelid vana lehtla edelaseinal (hilissuvi 2015). |
Esialgu saigi päikeseenergiat toodetud 12 voldise pingega ja seda selle pingega ka kasutatud. Ainus voolutarbija oligi tiigi aeratori kompressor. Püsti paigutatud paneelid õigustasid end vaid talvel-varakevadel kui päike paistis veel madalal. Mul oli ka väike energiamõõtja. Pisike elektrooniline ekraan. Lisaks ekraaniga vidinale oli vajalik komponent siin šunt. See on selline metallist latike millel on mõningane elektriline takistus kuid see takistus pole kuigi märkimisväärne, aga piisav et suurema voolu läbimisel, tekib šundi ühele poolele ehk sisendpoolele mõnevrra kõrgem pinge kui teisele poolele. Piltlikult kujutab see seda et näiteks kiire vooluga ojakesse paigutatakse ritta mõned kivid mis õige pisut veevoolu takistavad. vesi koguneb kivide taha ja veetase seal tõuseb. Teisel pool kive on veetase madalam. Vee kõrguste vahe tõttu tekib rõhk. Vesi püüab jõuda kõrgema rõhu alalt madalama rõhuga alale kuid peab selle saavutamiseks tegema tööd ehk veel kiiremini voolama üle kivide. Sama on ka šundiga. See avaldab elektronidele mõningast takistust, need ei pääse vabalt šundist läbi, vaid peavad selleks tegema rohkem tööd. Šundi sisendi ja väljundi vahele tekib pingete erinevus, ehk pingelang. Ja vot seda pingete erinevust mõõdetakse ampermeetriga, mis kujutab endast tegelikult voltmeetri eriliiki. Šundist läbiminevat voolu mõõdetakse amprites. Ampri tähis on A. Mida suurema intensiivsusega liiguvad elektronid läbi voolujuhtme, šundi või mille iganes mis voolu juhib, seda suurem on voolutugevus ja seda rohkem ampreid mõõdame ja seda mõõdetaksegi ampermeetriga. Ja selline ampermeeter on elektroonilisel kujul ehitatud energiamõõturi sisse. Selle energiamõõturiga sain ülevaate pingest akupangas, laadimisvoolu tugevusest, võimsusest ja toodetud elektrienergia hulgast.
 |
| Energiamõõtja koos šundiga 12. märtsil 2016. |
Ülaloleval fotol siis see energiamõõtur koos šundiga asubki. "Voltage" tähendab pinget mis päikesepaneelid välja andsid. "Current" ongi siin eelpoolkirjeldatud voolutugevus, mida mõõdetakse amprites. "Power" ehk sisi võimsus saadakse pinge ja voolutugevuse väärtuste omavahelise korrutamise teel ja seda teeb energiamõõturi "aju" jooksvalt. "Energy" näitab kui palju elekrienergiat on juba toodetud. Kuna minu tollane "elektrijaam" oli väga pisike siis tuli energiat mõõta vatt-tundides (Wh). Kindlasti on lugejale enam tuttev mõiste kilovatt-tund (kWh). Ühte kilovatt- tundi mahub 1000 vatt-tundi energiat. Energiamõõturist allpool ongi siis see ülelpool kirjeldatud šunt. Vasakul ja paremal mutrite alla sai ühendatud päikesepaneelidest tulev ja laadimiskontrollerisse edasiminevad voolujuhtmed. Keskel, 2 väiksema kruvi alla ongi ühendatud juhtmes mis lähevad ampermeetrisse, ehk antud juhul energiamõõturisse. Nende kahe vasest terminali vahele jääv must riba ong see elektrilise takistusega materjal ehk takisti. Läks mu jutt füüsikatunniks nüüd kätte ära. ☺ Samas ju loomulik ka, et kui soovida ise kodus elekrit toota, tuleb teada elementaarseid füüsikateadmisi elektrotehnika osas.
Suuremad muutused toimusid 2016. aastal. Suve hakul sai endise saunahoone katust uuendatud ja kõik 6 paneeli said paigutatud hoone katusele. Nüüd on need päikesele paremini suunatud ja energiatootmine paranes oluliselt. Paneelid said paiguttud kausele kohe mõttega, et lisan sinna paneele edaspidi veelgi.
Sügisel, oktoobris tellisin Aliexpressi akudu Hiinast oma esimese inverteri. See oli Reliable Electric'u toodang. Puhta siinusega väljundvool ja puha. Tööpinge 24 volti ja nominaalvõimsus 3000 vatti. Ega mul esialgu polnudki sellega midagi teha kui lihtsalt imetleda sest mul esialgu ju 24 voldist akusüteemi veel polnud. Seda "rõõmu" ei jagunud siiski kauaks sest juba novembri alguses ostsin 2 süvatühjenemis-geelakut, mahuga 105Ah. Oleksin tahtnud rohkem aga akud olid ropult kallid (minu mäletamist mõõda üle 400 euro tükk. Oleksin tahtnud korraga neid rohkem ost aga lihtsalt mul polnud sellist raha. Aga asi seegi. Küll edaspidi ka saab. Esialgu sai akud ühendatud olemasolevasse 12-voldisesse süsteemi sest kaabelduse ümberehitamiseks polnud esialgu enam raha ja tiigi aeraatori pump tahtis saada ju 12 volti. 24 volti oleks olnud juba liiast ja oleks samas küll kompressori mootori poole kiiremini tööle aga seda tööd oleks jagunud heal juhul ka vaid paariks minutiks. Seega tuli varuda kannatust ja vajalik pingemuundur soetada. Igal juhul tuli leppida esialgu 12 voldiga ja alud said sleleks paralleeli ühendatud, mida kujutab ilmekalt ja järgnev joonis:
 |
| Esimesed 2 "päris" akut on kohal ja ka töösse rakendatud (november 2016). |
Novembri lõpupoole sai käidud elektritarvete poes rahakotti tuulutamas ja ostetud kaableid, kaablikingaasid ja muud vajalikku. Hiinast tellitud 24/12 voldu pingekonverterm voltmeeter ja ampermeeter saabusid ka kohale. Seega sai juba tööpäeva õhtutel alustatud oma "elektrijaama" ehitust. Vabu päevi tuli paraku liiga harva ette, et niikaua oodata. Igal juhul üritasin väheke viisakamat süsteemi luua. Välja kukkus muidugi, nagu alati, pigem hädapärastest materjalidest loodud säästuvaaariant. Aga vähemalt toimis!
 |
| "Elektrijaam" võtab ilmet! Klõps tehtud 20.novembril 2016. |
2017. aasta veebruarist hakkas päike juba kõrgemalt käima ja akudesse hakkas särtsu enam kogunema. Aga mitte veel piisavalt, et seda ka kasutada saaks. Siiski saabus kevad vääramatult ja 6 päikesepaneeli katusel hakkasid päev-päevalt enam päikese paitust saama.
 |
| 100 vatised päikesepaneelid kevade ootel (19. märts 2017). |
2017. aasta suurimad tööd olid off-grid elektrisüsteemi laiendamine elumajja ja ühte kõrvalhoonetest. Kui elumajja tuli vedada täiesti uus maa-alune elektrikaabel siis kõrvalhoone puhul sain ära kasutada olemasoleva kuid kasutusest välja jäänud maakaabli kuna selle aasemel sai aasta varem kasutusele võetud suurema läbilaskevõimega uus maakaabel. Elumajas sai off-grid elektrisüsteem paigaldatud eelkõge minu enda tuppa, et saaksin seal "tasuta" elektriga toita arvuteid, om telerit ja teisi elektroonikaseadmeid. Ka kööki sai üks seinakontakt pandud väiksemate voolutarbijate (raadio, teler) jaoks paigaldatud. Samuti üks kontakt ka maja verandale taimelampide jaoks taimede kevadise ettekasvatamise perioodiks. Kõrvalhoones sai off-grid toite üks IP kaamera ja valgustus ühes ruumis ja ka välisfassaadil. Need seinakontaktid kõik olid üldvõrgust sõltumatud, ehk kui off-grid süsteem on tühjade akude tõttu maas siis neis pistikupesades voolu pole. Seega jäid need süsteemid kõik dubleerituks olemasoleva üldvõrguga ja vajadusel tuli tõsta tarbijaid üldvõrgu seinakontaktidesse ja vastupidi. Ülejäänud maja ja hoonete off-grid süsteemiga varustamine jääb tulevikku.
Kuna off-grid süsteemiga otse ühenatud 12-voldine tiigi aeraatori kompressor läks rikki, sai see asendatud märksa võimsama Oasis'e aeratorikompressoriga mis töötas juba 230 voldisel pingel. Seega sai see ka juba ühendatud "elektrijaamas" inverteriga toidetavasse 230 voldisesse off-grid süsteemi.
 |
| "Elektrijaam" laieneb. Lisatud on 230V pistikupesad. Kasutusel on uus tiigi aeraatori kompressor. Vana aeraatori ahela kaudu toidan nüüd autoraadiot mille kõlarid on õues terraassi ääres. |
Lisaks aeraatori kompressorile sain oma elektriruumis laadida ka oma elektrijalgratta akut. See oli ka suur samm edasi. "Elektrijaama" hoone kõrval sai off-grid elektrit palju kasutatud ka terrassi ehituse juures käsiketassae ja teiste elektritööriitade käitamiseks.
2017. aastal üritasin ehitada ka tuulegeneraatorit. Generaatorina tahtsin kasutada vana elektriratta mootorit mis andis 36 voldist ja 3-faasilist elektrit. Ehitasin tiiviku, mille labad said välja saetud jämedast plast-kanalisatsioonitorust. Rumm sai kättesaadavatest materjalidest kokku keevitatud. Siin abistas mind ka mu isa. Generaatori raamina kasutasin vana jalgratta kesk- ja tagajooksu. Tiivik sai kinnitatud keskjooksu võlli otsa väntade asemele ja generator tagajooksu raami vahele. Vändahammasrattast läks kettülekanne generaatorisse (mootorisse). Idee oli vägev kuid praktikas see tööle ei hakanud. kuna kui oli kett peal sisi tuul ei jõudnud enam tiivikut käima puhuda. Ilma ketita võttis tiivik seda kaadervärki käsitsi katsetuseks tuules hoides ikka sellise vingaali üles, et mul tekkis juba hirm, et murran oma käeluud kui tiiviku labad peaksid kogemata mu käsivarsi tabama hoo pealt. Või saan tiivikuga vastu pead. Keerasin selle kaadervärgi ruttu tuulest ära ja tiivik võttis juba eluohtlikult suureks paisunud tuurid maha. Seega tiivik oli mul küll õnnestunud kuid just probleemiks sai see kettülekanne mis andis tiiviku töölehakkamiseks tohutu takistuse. Igal juhul surnult sündinud projekt. 
Ainus õnnestunud osa siin oligi vaid tiivik. Igal juhul jäi mul see projekt pooleli. Masti ehitamiseni ma ei jõudnudki.
Siiski märkasin, et olemasoleva 6 päikesepaneeli jõudlus on kuidagi lahjaks jäänud võreldes mullu suvega. Hakkasin põhjust otsima kus viga võib olla. Jootsin igaks juhuks veel üle päikesepaneelide ühenduspistikud kontrollerisse minevatel kaablitel. Ikka kuidagi lahja see värk. Avasin siis hoone, mille katusel päikesepaneelid asusid seinal asuva harutoosi kuhu sunduvad päikesepaneelidest tulevad juhtmed. Avanes järgmine vaatepilt:
 |
| Tuulegeneraatori kaadervärk pildistamiseks värava peale asetatuna (august 2017) |
Ainus õnnestunud osa siin oligi vaid tiivik. Igal juhul jäi mul see projekt pooleli. Masti ehitamiseni ma ei jõudnudki.
See 2017. aasta mul elektri tootmise vallas rohkem uuendusi ei toonud. Põhiaur kulus mul suve lõpus ja sügisel hoopis ühele meeldivale naisterahvale, kellest sai tollal minu suur armastus ja kõik muu jäi tahaplaanile.
2018. aasta tõi mul elektritootmisesse uusi tuuli. Kuigi mu elus oli jätkuvalt eelmises lõigus mainitud naine, jätkus mul siiski tahtmist edasi tegeleda ka oma elektritootmise hobiga. Ostsin juurde 4 uut Dyno süvatühjenemisakut, suurendades nüd akude arvu 6ni. Lisaks ostsin juurde 10 päikesepaneeli. Ikka need samad 100 vatised. Laadimiskontrollerigi vahetasin välja. Selleks sai Esmart 3 MPPT kontroller. Palju võimekam kui vana PWM kontroller võimaldades lisaks paremale efektiivsusele ka kuni 60-amprist laadimisvoolu. Igal juhul sai see juba märtsis paika monteeritud.
 |
| Uus MPPT laadimiskontroller sai paika monteeritud ja ära ühendatud (märts 2018) |
 |
| Mitte just kõige paremas seisus olevad ühendused harutoosis (märts 2018). |
Vaatepilt oli jahmatav. Harutoos oli kolmveerandi ulatuses täis jäätunud vett. Nuputasin mismoodi sai sinna vesi sisse, asus see ju sademete eest kaitstuna räästa all. Siis taipasin et vesi sai voolata katuselt mõõda juhtmeid ja juhtmekõri (pildil natule üleval on ka näha). Vesi lihtsalt tilkus mõõda juhtmeid harutoosi peale ja sealt mõõda üht läbiviiku harutoosi sisse. Seega vägagi veekindel karp: vett sisse lasi, välja mitte. Arvatavasti oli sealt karbist liitrite kaupa vett läbi käinud sest eks elektri toimel kuumenev vesi ju aurustus ka ja ka elektrolüüs tegi oma töö. Sulatasin fööniga selle jää sealt ära ja vaatepilt oli väga kole. Elektrolüüs oli kahjustanud kõik klemmid ja juhtmeotsad. Mõni ime siis, et päikesepaneelid ei tatnud eriti enam voolu anda. Igal juhul sai harutoos seest puhastatud, edasine võimalus veel sinna pääseda likvideeritud ja tehtud sootuks uued ühendused.
 |
| Uuendatud harrutoos: pandud said DIN latt ja korralikud klemmlauad pluss- ja miinusjuhtmete jaoks. |
Igal juhul said nüüd ühendused korralikud ja voolukadu seal küll enam olla ei tohiks.
Märtsi lõpul sai hakatud hoone katusele paigaldama uusi päikesepaneele. Spetsiaaalseid päikesepaneelide siine ma osta ei raatsinud, seega improviseerisin ise. Kinnitasin kausele amumiiniumvinklid ja nende vahele ladusid päikesepaneelid mis said omakorda kruvidega kinnitatud. Sellest tööst on mul tehtud ka time-lapse video mis on kättesaadav järgmiselt LINGILT
Lõpptulemus foto kujul ka:
 |
| Päikesepaneelid on paigas. Kokku on nüüd neid 16 ehk vattide keeles 1,6 kW. |
Paneelid said ühendatud 4 gruppi, igas grupis 4 paneeli jadas ja 4 gruppi omavahel paralleelis. Paralleelühendused ongi näha ülalpool fotol kujutatud harutoosis. Minu "elektrijaama" võimsus tõusis selle lükkega 1,6 kilovatini. Esialgu ma sellist võimsust ma laadimiskontrolleri ekraanilt ei näinud aga üle 40-ampriseid voolusid aga küll.
 |
| MPPT laadimiskontroller näitas juba aprilli esimesel päeval ilusaid numbreid ja see polnud nali :) |
Aprilli alguses õnnestus mul laadimiskontrollerile hankida ka veebiliides ja tänu sellele ssain laadimiskontrolleri tööd juba jälgida ka läbi telefoniäpi. Kus iganes maailma otsas ma ka ei asu. Põhiline et kodune internetiühendus toimiks.
 |
| Kuvatõmmis MyGreen telefoniäpist (3. aprill, kell 13.54). |
Kes inglise keelt oskavad, neile on ülaloleval kuvatõmmisel kujutatud informatsiooni mõistmine lihtne aga seletan siin mõned näitajad lahti:
Operatsiooni olek CC režiim - konstantse vooluga laadimine
Päikesepaneeli teave
PV sisendpinge: 71,0V - päikesepaneelide poolt genereeritav pinge
Elektritootmine: 1,2 kW - päikesepaneelide poolt toodetav võimsus
PV sisendvool: 16,7A - päikesepaneelide poolt toodetava voolu tugevus
Päikesepaneeli olek: Tavaline
Aku teave
Aku pinge: 26,7V
Laadimisvõimsus: 1174W - võimsus millega laetakse akusid
Laadimisvool: 44.04A - voolutugevus millega laetakse akusid
Aku tase: 95%
Aku temperatuur: 21C
Igal juhul mugav oli nüüd ka kodust eemal hoides elektritootmisel silm peal hoida.
Aprillis tuli veelgi uuendusi. Nimelt ehitasin ümberlülitusploki kus saab osa elektritarbijaid lülitada kas üldvõrgu toitele või inverteri toitele. Näiteks kodust veevärki toitvat veepumpa sai hakata elektriga varustama kas üldvõrgust või inverterist. Viimane on eriti kasulik siis kui on elekter ära ja saab vett ikka tarvida kuna pump saab toite inverterist. Samuti lähevad nüüd läbi ümberlülitusploki ka off-grid süsteemi kilp, et sealt siis ka elektrit tarbida kui akud tühjaks saanud on ja inverter välja lülitub. Lisaks ka maakeldri juures olevasse kilpi suunduv voolukaabel saab toite läbi ümberlüliti. See seade võimaldab mul efektiivsemalt ära kasutada päikeseenergiat ja samas võrguvoolu tarbimist vähendada selle arvelt.
 |
| Ümberlülitusplokk (vasakul) ja selle ühendused elekrikilpidega. |
Keldri juuures asuvast kilbist saab toite ka veepump. Nüüdsest on mul võimalus kasutama hakata vee tiiki pumpamiseks ka päikeseenergiat. Nii et oli veelgi enam põhjust rõõmustamaks kui on ilus päikesepaisteline ilm. Siis sai ikka maksimaalselt tarbijaid inverteri toitele ümber lülitatud. Selle süsteemi juures oli ka üks suur puudus: nimelt kõige efektiivsemaks päikeseenergia kasutuseks pidi olema alati keegi kodus kes jälgib aku laetuse taset ja teeb sellele vastavalt lülitusi ümberlülitusplokis. Unistus oli süsteemi edasi arendada nii et saaksin teha vajadusel ümberlülitusi ka distantsilt, läbi oma nutitelefoni. Või veel parem - automatiseerida see kõik. Et saaksin muretult ise kodust eemal olla, teades et automaatika teeb ise vajalikud ümberlülitused. Tänaseks, kui seda kirjutist teen, on see unistus osaliselt ka täitunud aga sellest juba edaspidi.
Juulis kui valmis mul tiigi müüristik koos kiviktaimla ja koskedega, sai hakatud ka koskesid toitvat pumpa hakatud toitma inverteri elektriga. Nii et päikeseenergiaga saan hakata looma ka aeda hubasemat miljööd veevulina läbi. Kosepumba võimsus on umbes 100 vatti, seega igati jõukohane koormus off-grid süsteemi jaoks.
2018. aasta rohkem uuendusi mu "elektrijaama" juures ei toonud. Hoopis üks suur tagasilöök oli 7. septembril. Nimelt hakkasin paigaldama digitaalset mõõtepaneeli inverterile järgi kuid heas usus ühendasin selle ampreid mõõtvad otsad otse inverteri klemmidele. Tegelikult oleksin pidanud kasutama voolutrafot. Nii kui inverteri sisse lülitasin, käis kõva pauk ja inverterist tuli suitsu välja. Mul oli lollakalt totter nägu ees ja samas ka ehmunud, nagu oleksin hunti näinud. Inverteril kustus vahelduvvoolu pingenäidik ja rohkem see inverter voolu ei muundanud. Inverterit lahti võttes nägin nii mõndagi fataalselt kahjustunud elutähtsat detaili. Elulooma sellest inverterist enam ei saanud olema. Tellisin Hiinast uue inverteri. Odavama kui selle äska paugu teinud eelkäija kuid tibake võimsam oli. Kuni inverter saabus, tuli mul jupp aega oodata ja päikesepaneelid said seni tühja tööd teha. Tiigi kosed ka ei töödanud. Uut inverterit tuli oodata pisut enam kui kuu aega. Saabus see Türi sidejaoskonda 9. oktoobril ja sama päeva õhtul oli see juba paigaldatud ja pingestatud. Probleeme selle käigus ei esinenud. Küll aga oli probleem see et päikeseenergia tootmise hooaeg on läbi saamas ja tuleb taas hakata kasutama enam võrguvoolu ja tiigi koskesid ikkagi enam tööle panna eriti ei saanud. Vaid mõni helgem ja selgem päev meenutas pisut mõnd lahjemat suvepäeva kui sai lubada ka kosepump töösse lülitada. Hooaeg oli ikkagi paratamatult läbi saanud.
2019. aasta tõi mu elektrijaamas uusi muudatusi ja ka täiendusi. Isa soovitusel ja minu heal takkakiitmisel kolisin oma elektrijaama endisest saunaruumist teise kõrvalhoonesse. Kuna mul olid varasemalt ka nende kahe hoone vahele vedanud maa-alused kaablid alalisvoolu jaoks, oli ümberkorralduste tegemine üsna lihtne. Tollal said need kaablid veetud mõttega et sellesama teise kõrvalhoone katusele ka tulevikus saavad päikesepaneelid olema sisi neid kaableid pidi saanuks ju neist tulev särts juhatatud endisesse saunahoonesse. Nüüd saab siis energiavoog olema vastupidi. Igal juhul said akud, laadimiskontroller, inverter ja muu atribuutika kolitud teise hoonesse.
 |
| Elektrijaama paigaldus uude asukohta. |
Mõned päevad tööd ja valmis ta oligi uuele päikeseelektri tootmise hooajale vastu minema. Tuli ka muudatusi. Senine OSB plaadist paneel näidikutega enam uues asukohas käiku ei läinud. Küll aga tuli nüüd ka kaitsmekapp kaitsmetega nii päikesepaneelide, laadimis ja 230 voldi ahelate jaoks. Lisaks Sai sinna kappi pandud Sonoff POW R2 nutirelee-energiamõõdik. Inverteri "+" ahelasse sai ka sulavkaitse. Lisaks mingilt Lääne päritolu veoautolt või traktorilt pärit lahklüliti mis kannatab lausa 2500 amprist voolu. Nii vähemalt oli selle lüliti peal kirjas. Hiljem said paigaldatud ka šundid nii laadimis- kui ka inverteri toiteahelasse. Nendega said ühendatud ampermeetrid, et oleks ikka ka ülevaade olemas voolude liikumisest. Lõpptulmus jäi päris viisakas.
Maikuus sai tehtud taas investeeringuid, muidugi pangalaenu kaasabil. Sai soetatud tuulegeneraator, mast sellele, laadimiskontroller, ühenduskaablid ja veel ehituspoest igasugu paigaldustarvikuid. Generaator oli Hiina päritolu, nimivõimsusega 500W.
 |
| Kokkumonteeritud tuulegeneraator aiamajas oma edasist saatust ootamas... |
Mastiks sai ostetud 12-meetrine lipumast. See läks ikka ka raha maksma. Mastialus sai valatud betoonist.
 |
| Generaatori mast on betoonankru külge fikseeritud ja ootab püstiajamist... |
Samuti iga tõmmitsa kohta sai maasse betoonist ankur. Generaatoriga tuli kaasa ka kinnitusflants. Lipumasti külge kinnitamiseks oli vaja flantsi külge keevitada 2 tolline torujupp. Selle tööga sai suurepäraselt hakkama mu isa.
 |
| Generaatori kinnitusflants on valms keevitatud ja ka värvitud. |
Masti külge said kinnitatud tõmmitsate jaoks trossid. Tõmmitsad said kinnitatud kahte tasapinda et generaatori töö käigus ei hakkaks mast võnkuma.
 |
| Tõmmitsate kinnituseks sai tehtud ümber masti alumiiniumlatist klambrid... |
Masti püstiajamine oli paras pähkel sest ligi 10 kilo kaaluv generaator koos tiivikuga tegi masti oluliselt raskemaks. Seda polnudki nii väga ohutu püsti lükata, et miski ootamatult kahjustada ei saaks. Proovisime isaga kahekesi seda püsti ajada. No ei julgenud ega jõudnud ajada. 12-meerine mast oli koos generaatoriga ikka väga raske. Proovisime teisest küljest tõmmta autoga tõmmitsatrossi kasutades. Püstisemaks kerkimise asemel hakkas mast kõrvale kalduma ja liigendi hingesid väänama. Nii me seal seisime isaga nõutult. Generaatori mast veidi maast üles tõstetud ja redeli peale toetumas.
 |
| Generaator koos mastiga maa ja taeva vahel kõlkumas... |
Siiss tuli aga mu vend töölt. Jõuhärg nagu ta on, haaaras kohe härjal sarvst ja asus heneraatori masti julmalt käsitsi püsti lükkama. Ma aitasin ka teda ja saimegi selle ühise koostöö tulemusena püsti. Kõik läks hästi. Püsti ta sai ja kibekähku said poldid masti jalases sisse keeratud, et jumalapärast mast enam alla ei kukuks.
 |
| Mast sai koos generaatoriga lõpuks püsti ja turvaliselt ära fikseeritud... |
Teha jäid veel elektritööd. Laadimiskontroller oli veel Hiinast saabumata. Seega kas ja kuidas generaator üldse tööle hakkab, sellega tuli veel oodata. Enne seda elas see kaadervärk üle jubeda äikesetormi mis tõi üle 60 mm vihma. Mast jäi püsti. Oli see äikesetorm 13. juunil 2019.
Mõni päev hiljem saabus ladimiskontroller ja see sai monteeritud kõrvalhoone seinal olevasse selleks spetsiaalselt ostetud kilpi. Laadimiskontrolleril oli kaasas ka lisatakisiti juhuks kui akud on pilgeni täis ja tuult palju.
Jäid teha veel kaablivedamised. Töömahukaim oli maakaabli vedamine tuulegeneraatori mastist kõrvalhoone seinal kilbis oleva kontrollerini. Selleks tuli kaevata kraav üsna kivisese pinnasesse.
 | ||
Tuulegeneraatori kilp koos lisatakistiga (paremal roheline)
|
Jäid teha veel kaablivedamised. Töömahukaim oli maakaabli vedamine tuulegeneraatori mastist kõrvalhoone seinal kilbis oleva kontrollerini. Selleks tuli kaevata kraav üsna kivisese pinnasesse.
 |
| Kaabel kraavis... |
Seejärel sai tehtud ühendused laadimiskontrolleri ja mastist allatuleva kaabliga.
 |
| Kaks kaablit on omvahel ühendatud. Vajalik on veel isoleerimine... |
Peagi saabuski see tõehetk. Õigenini seda tõehetke tuli veel veidike oodata sest just nagu kiuste tulid siis tuulevaiksed ilmad ja tuulegeneraator nagu ei üritnudki end tuulde keerata, et siis tööle hakata. Lõpuks kui see hetk tuli ja tiivik tuule alla võttis siis oli ikkagi paras pettumus. Ei arendanud see tuulegeneraator mitte murdosatki seda võimsust nagu sellel kirjas. Vähemalt mitte esialgu. Tuli veel oodata päevi kuni tuli piisavalt tugev tuul mis tiiviku nii kiirelt pöörlema pani, et algas ka akude laadimine. Nii et oodatud energiatulva mule see tuulegeneraator ei andnud aga sisiki, päris ilma ka ei jöta. Tuulistel päevadel ikkagi sealt särtsu akudesse tuleb kuigi see kogus jääb üsna väikeseks.
Lisaks tuulegeneraatorile sai 2019. aasta mais soetatud ka 4 Dyno süvatühjenemisakut juurde. Mahuga 105 Ah iga aku kohta. Kokku on mul nüüd akusid 10 tükki. Igaüks kahekaupa jadas ja need kahesed komplektid omavahel paralleelis. Oodatud suurt jõudluse kasvu need uued akud paraku siiski kaasa ei toonud. Lihtsalt ei olnud akudel seda mahtu mis ootasin neilt. Kas olid vanemad akud juba nii ära väsinud või tekkis uuemate akude ühendamsel vanemate akudega mingit laadi konflikt. Seda ma ei oskagi õelda. Igal juhul ka see investeering läks mul aia taha. Akud said ikkagi üsna ruttu tühjaks ja enamasti hilisõhtuti ja öösiti tuli off-grid süsteemis kasutada juba võrguelektrit. Kui ilm oli pilves, siis tühjenesid akud veel kiiremini.
2019. aasta mul enam erilisi edasiminekuid koduses elektritootmises ei toonud. Õnneks polnud ka tagasilööke. Kõik süsteemid töötasid. Nii hästi või halvasti kuid need suutsid kuid päikeseelektrit ikka tuli. Vähemalt said tiigi kosed ja aeraator töödata. Samuti mul toas arvutid-ruuterid ja ka köögis teler ja raadio. Vahel kasutasin päikeseenergial isegi oma kuumaõhufritüüri. Kui oli selge ja päikseline ilm.
2020. aasta tõi taas uuendusi. Kohe aasta alguses sai tehtud otsus ja osta juurde 4 päikesepaneeli aiamaja katuse tarvis. Ostetud said need Paide ABC Kliima kauplusest. Paneelid olid 305 vatised. Loomulikult kasutasin taas ostmiseks krediidiasutuse teenust sest mul ju niipalju vaba raha poleks välja käia olnud. Lisaks paneelidele ostsin ka siinid, kaablid ja ühendus-kinnitustarvikud. Kuna aiamaja katus oli kerge kagusuunalise kallakuga kuid mina soovisin paneelid suunata hoopis edelasse siis tuli välja nuputada. Konstruktsioon aiamaja katusele mis võimaldaks paneelid suunata vaatega edelasse. Tellisin selleks alumiiniumist U-profiilid ühest Viljandis asuvast metalliettevõttest. Ehituseks läks märtsi lõpus, ajal kui oli saabunud koroonakriis. Kõigepealt paigaldasin aiamaja katusesse tikkpoldid mille ühes otsas oi puukruvi keere, teises otsas aga M10 keere. Need sain Tööriistamarketist. Seejärel sai eelnevalt soetatud alumiiniumprofiilidest tehtud karkass päikesepaneelidele. Seejuures pidin arvestama ka katuse kallakuga mis oli ebasobivas suunas ja seega tuli kasutada karkassi loodi saamiseks kasutada 10 mm keerelatte millede pikkuseid sain vaida vastavalt katuse kallakule.
 |
| Alumiiniumprofiilist tehtud karkass aiamaja katusel on peaaegu valmis (22. märts 2020). |
Kaskassi stabiilsuse tagamiseks said pandud trosstõmmitsad, mille pingutuseks panin ka ehituspoest saadavad tõmmitsad. Seejärel said monteeritud alumiiniumist päikesepaneelide siinid. Lõpuks päikesepaneelid ise. Päikesepaneelide kinnituseks siinidele sai kasutatud spetsiaalseid kinnitustarvikuid. Samuti siinide endi kinnituseke amumiiniumraamistiku külge.
 |
| Päikesepaneelid on paigas. Samuti alalisvoolujuhtmed, milledele sai tehtud läbiviik läbi katuse. |
Karkass sai üsna stabiilne. Ei kõikunud kui liigutada proovisin. Kaitseks tugevate põhjakaaretuulte vastu said pisut hiljem ka päikesepaneelide raamistiku tahakülge pandud trosskinnitused. Kasutasin nelja trossi. Need kinnitusid 2 ankru külge mis kinnitasin tugevasti aiamaja katusekonstruktrsioonide külge. Hilisemad tormid pole veel neid päikesepaneele suutnud katuse küljest lahti kangutada.
 |
| Üks trossiankrutest aiamaja katusel. Neid ankruid on kokku 2, kumbagi küljes 2 trossi. |
Tegin päikesepaneelide paigaldusest ka time-lapse video mis on nähtav SIIN
Uute päikesepaneelide lisamine edela suunda pikendas aega mil päikeseenergia tootmine käib, et seda saaksin akudesse salvestada ja ka tarbida. Ehk siis päraastlõunasel ajal sai hakatud tiigi koskesid pikemalt töös hoidma pikesepaisteliste ilmade korral. Päikeseelektrijaama jõudlus tõusis märgatavalt. Laadimisvoolud tõusid juba 60 amprini ehk maksimaalseni võimalikust:
 |
| Laadimiskontrolleri äpp näitab üsna ilusaid numbreid (31. märts 2020) |
2020. aasta suvi tõi taas tagasilöögi. Nimelt järgmine inverter lõpetas töö. Juhtus see öisel ajal. Samal ajal läks tervest majapidamisest elekter ära. Läksin tol juulikuu ööl kõrvalhoonesse kus mu "elektrijaama" seadmestik asub, uurima mis on voolukatkestuse põhjus. Vaatan, inverter tumm. Proovin sellele restardi teha. Aga ei, pilti see enam ette ei võta. Selge siis, mingil põhjusel kärssas inverter läbi. Uurin siis ka miks ülejäänud majapidamisest vool ära on. Selgus et välja olid lülitid ümberlüliti on-grid ahelas kuni peakaitsmeni välja. Nüüd hakkas mul koitma mis juhtunud oli. Nimelt vahetult enne voolukatkestust käisin tualetis. Tualetis teadupärast ikka lastakse ka potiga vett. Eks peale veelaskmist hakkas tööle kaevupump. Samas akupank oli kriitilise piirini tühjenenud. Pumba käivitumine alandas akupangas järsult pinget ja automaatne ümberlüliti lülitas inverteri toite ümber on-grid toitele. lülituse momendul oli aga suhteliselt suur vool kuna pumba suur käivitusvool (inglise keeles inrush current) polnud veel vaibunud. Avanevate kontaktide vahel tekkis kaarleek. See omakorda lühistas omavahel inverteri ja on-grid süsteemide ahelad. ja võrguvool rikkus inverteri MOSFETid. Viimased kujutavad endast jõutransistoreid. Ju sellel samal põhjusel lülitusid kaskaadis välja on-grid ahela kaitsmed. Inverterit lahti võttes avastasin, et sellel on absoluutselt kõik sulavkaitsmed läbi põlenud. Kaitsmed said uutega asendatud kuid voolu sisselülitamisel tegi inverter veel viimased hingetõmbed ja kutu ta oligi. Mis siin ikka. Tuli vana hea Aliexpress lahti lüüa ja veidike oma kõhna pangakontot veelgi tuulutada. Ja siis tuli jääda ootama. Tiigi kosed seisid jõude. Vett tiiki "tasuta" ka pumbata ei saanud.
(Täiendamisel)
Kommentaarid
Postita kommentaar