Im Anschluss an Seans Beitrag über Mikro-Wasser-Essentials möchte ich einen Überblick über mein System geben, das mein Haus seit über 13 Jahren mit Strom versorgt. Wir haben das Glück, auf einem ländlichen Berggrundstück in Nordkalifornien mit einem Bach zu leben, der nicht saisonabhängig ist, obwohl die Wassermenge in den trockenen Sommermonaten deutlich abnimmt.
Das Schöne an der Wasserkraft ist, dass sie 24 Stunden am Tag Strom produziert und nicht von Wetterbedingungen wie Sonne und Wind abhängig ist. Die Nachteile sind die Wartung des Systems durch die Reinigung des Einlasses und der Umgang mit schwankenden Flussläufen.
Vor 17 Jahren bestand mein alternatives Stromsystem aus einem Solarpanel, einer Golfwagenbatterie, einer Gleichstromleuchte und einem Gleichstrom-Autoradio. Heute lebe ich in einem modernen, netzunabhängigen Haus mit vielen elektrischen Großgeräten wie Waschmaschine, Klimaanlage, Kühlschrank, Staubsauger, Geschirrspüler und Fußbodenheizung.
Die Nutzung dieser netzunabhängigen Geräte ist nur möglich, wenn man sie jeweils nur einzeln verwendet, mit Ausnahme des Kühlschranks (der 24 Stunden am Tag eingeschaltet bleibt). Im Gegensatz zu Haushalten mit Netzanschluss, in denen in der Regel mehrere große Verbraucher gleichzeitig laufen, können die meisten Menschen, die netzunabhängig leben, ihre Waschmaschine nicht gleichzeitig mit dem Staubsaugen, ihre Heizung nicht mit dem Geschirrspülen usw. betreiben.
Alternative Energieversorgungssysteme für Privathaushalte sind auf die in der Batteriebank gespeicherte Energiemenge und die aktuell durch Wind, Wasser und/oder Sonne erzeugte verfügbare Energie beschränkt. Da Wasserkraftanlagen kontinuierlich Strom liefern, muss die Batteriebank nicht so groß sein wie bei anderen alternativen Energiesystemen.
Unser System besteht aus ungefähr 2500 Fuß 2-Zoll-PVC-Rohr vom Einlass zur Turbine. Wir “leihen” uns Wasser aus unserem Bach, das nach dem Durchlaufen der Turbine in den Bach zurückgeleitet wird. Am unteren Ende des Rohrs beträgt der statische Wasserdruck 230 PSI (Ventil geschlossen, nicht in Betrieb). Unser dynamischer Druck (laufender Druck) ändert sich aufgrund von Rohrreibungsverlusten auf 185 PSI. Ein Vier-Zoll-Rohr würde diesen Reibungsverlust erheblich verringern, aber die Kosten sind für uns unerschwinglich.
Wir betreiben ein Wasserrad, das an einen Dreiphasen-Induktionsmotor gekoppelt ist, der 220 Volt ungeregelten, “wilden” Wechselstrom erzeugt, der über eine lange Strecke (1500 Fuß) vom Bach zu unserem Stromschuppen geleitet wird. Dieser Strom kann nicht direkt für Geräte verwendet werden, da er ungeregelt ist, aber er kann für Fußbodenheizungen und Umleitungslasten, wie z. B. ein Warmwasser-Heizelement, genutzt werden. Unser System unterscheidet sich von den meisten Kleinstwasserkraftwerken, die Gleichstrom erzeugen, da die Turbine wegen der Leitungsverluste und der für Gleichstrom erforderlichen Kabelgröße in der Nähe des Hauses aufgestellt werden muss. Um die größtmögliche Fallhöhe (vertikales Gefälle vom Einlass bis zur Turbine) zu erhalten, muss sich unser Rad am unteren Ende unseres Grundstücks befinden, sonst würden wir mit einem herkömmlichen Gleichstrom-Mikrowassersystem in der Nähe unseres Hauses nur sehr wenig Strom erzeugen (200 Watt). Bei Mikro-Wasserkraftanlagen ist eine große Fallhöhe wichtiger als der Wasserdurchfluss, um maximale Leistung zu erzeugen.
Wenn die “wilde” Elektrizität unseren Stromschuppen erreicht, wird sie umgewandelt und gleichgerichtet, so dass sie in Gleichspannung umgewandelt und in unseren Batterien gespeichert wird, wie bei einem typischen alternativen Energiesystem. Anschließend wandeln wir den Strom über einen Wechselrichter wieder in geregelten Wechselstrom um, um ihn in unserem Haus zu nutzen. Wenn die Batterien voll sind, wird der überschüssige Strom im Winter für die Fußbodenheizung im Haus und im Sommer für die Wärmesenke im Schuppen verwendet.
Wir erzeugen mit unserem Mikro-Wasserkraft-System kontinuierlich etwa 2 KWH. Das reicht für eine vierköpfige Familie, die Leuchtstoffröhren, energiesparende Geräte usw. benutzt. Es gibt jedoch Zeiten, in denen der Strom ausfällt: große Winterstürme, die den Bach mit Laub füllen und den Einlass aus dem Wasser drücken; im Sommer sinkt der Wasserstand des Baches und der Damm muss wieder aufgebaut werden usw.
Eine Sache, die schön ist, wenn man sein eigenes Stromsystem hat, ist, dass man es selbst reparieren kann, wenn es ausfällt. Man muss nicht darauf warten, dass das Elektrizitätswerk einen rettet, aber das bedeutet oft, dass man während eines Sturms hüfttief im eiskalten Wasser steht. Das ganze Mikro-Wassersystem kostet etwa 11.000 Dollar, einschließlich der Rohre, Kabel, Wechselrichter, Batterien usw., aber wir haben seit über 17 Jahren keine Rechnung an ein Stromversorgungsunternehmen gezahlt!