SolarFarm 2

Dat het SolarFarm project serieuze vormen aan begint te nemen zullen diegenen die onze avonturen via deze blog en zo volgen niet echt verbazen. De belangstelling ervoor wordt ook groter, vinden Wim en ik erg leuk. Met deze blog wil ik een paar van de meest gestelde vragen van lezers over ons SF projectje beantwoorden. Om met wat ideeën af te ronden die nog in de pijpleiding zitten..

De meest gestelde vraag is: Hoeveel kost dit allemaal en zou zoiets haalbaar zijn voor mijn (tweede) huisje in LDF.

Even een open deur in trappen: de sky is the limit. je kunt het je zo uitgebreid, ingewikkeld en kostbaar laten zijn als je wilt.

Een toelichting. Tot op dit moment is een kleine 6.500 euries in dit project gestoken en zijn we beland bij generatie 4. Dat heeft het zonder meer ruim 20% duurder gemaakt dan als het nu staande product in een keer was gebouwd. We noemen dat eufemistisch gesproken voortschrijdend inzicht.

Daarvoor staan er 9 rekken à 20 vacuumbuizen, warmtewisselaars, schakelpaneel met 7 elektrische kleppen, een paar mechanische afsluiters, een 30 liter boiler, diverse sensoren, ruim 250 meter waterleiding, ruim 300m utp kabel, 3 extra CV radiatoren, 3 raspi's, switches, accesspoints en nog meer electronisch speelgoed. Voor de constructie was nodig: arbeidskosten inhuurkrachten, huren van een graafmachine en diversen. (bouw- en installatie materiaal meegerekend). Inhuur en graafmachine bedroegen +/- 25% van de totaalkosten.

We begonnen die zomer met iets experimenteels: twee rekken van 18 buizen en een oliedrum als warmtewisselaar. Toen dat boven verwachting liep, zijn er het jaar daarop in de herfst drie rekken bijgezet en het winteratelier aangesloten. Allemaal nog steeds een beetje in de experimentele hobbysfeer. Maar het werd daar in de winter wel ff 20 graden! Het jaar daarop sloten we de CV aan, de temperatuur in het hele huis bleef na lange afwezigheid ( = niet stoken) tussen de 7 en 12 graden hangen. Die uitbreiding van 4 rekken is pas deze lente uitgevoerd waarbij bleek dat de warmte van de SF bijna teveel was voor het zwembad. Volgend jaar worden daarom de boilers bijgeschakeld en voor de herfst van 2015 worden nog eens 4 extra rekken bijgeplaatst.. Berekeningen geven namelijk aan dat 15 rekken voor onze situatie het optimum zou moeten zijn. Waarom we dat dan toch stapsgewijs doen? Aan de ene kant om te kunnen bepalen of met wat we al hebben geïnstalleerd een bepaalde minimum temperatuur gehandhaafd kan blijven. En aan de andere kant vanwege de ontwikkelingen die met de besturing ervan te maken hebben. Omdat we alles zelf ontwerpen, ontdekken en uitvoeren is er, zoals eerder gezegd, natuurlijk sprake van een hoog gehalte aan voortschrijdend inzicht. Je doet dan soms dingen opnieuw en beter, hoop je dan.

Conclusie:
Voor het vorstvrij houden van een huis is niet zo veel nodig. Iedereen die een schroevendraaier kan vasthouden kan dit in elkaar zetten. Een klein beetje handigheid is wel een pré.
Grosso modo, reken op 0.5 - 0.7 buis per m2 onder de omstandigheden die in het noordelijke deel van de Haute Saône heersen: veel bewolking in de winter. Het aantal zonuren ligt hier tussen de 1500 en 1700 per jaar, waarbij de wintermaanden bepaald niet hoog scoren. Uiteraard telt ook de positie van de rekken mee. Als de zon tot zonsondergang onbelemmerd op de buizen kan schijnen is dat vanzelfsprekend altijd gunstiger. Daarmee kom je op 4-5 rekken van 24 buizen. Inclusief leidingen, isolatie, pompje, accumulator, kleppen, fittingen, installatie materiaal, een raspi en een paar sensoren, zou je de installatie voor minder dan 4000 euries zelf kunnen plaatsen. Reserveer 5-8% van de bouwkosten voor onderhoud en antivries elk jaar, en je zit vwb de Cost of Ownership wel goed.
Reken nu eerst uit wat je per jaar aan stook- en beheerders kosten kwijt bent en trek dan de conclusie. In ons geval is de installatie in minder dan vier jaar terug verdiend.

Zou het ook zonder zo'n RaspberryPi kunnen? Want programmeren kan ik niet.

Ja dat kan.

Siemens of Schneider bijvoorbeeld hebben kant en klare modules waarmee je kleppen en zo kan aansturen. Ze kosten rond de 300E per stuk voor 2 of 3 schakelpunten. Er bestaan ook kant en klare regelautomaten die specifiek voor zonneboilers zijn ingericht. Kun je via het internet bestellen of bij de betere Brico's kopen. Er zullen nog wel heel wat meer schakelautomaten te krijgen zijn die precies dat doen wat nodig is om kleppen en dergelijke op het juiste moment open of dicht te laten gaan, pompen aan- of uitzetten. Vermoedelijk zullen zelfs wel apparaatjes te koop zijn waarop je op afstand de temperaturen uit kunt lezen. Dus ja, zonder meer het zal ook zonder Raspi's gaan.

SolarFarm sluit keurig bij 25 graden celcius af

Wim en ik hebben echter voor een Raspi (creditkaart formaat computertje) gekozen omdat we niet gebonden wilden raken aan en bepaald merk of uitvoering van een regelautomaat. Ook de ideeën die we hadden konden niet helemaal door dergelijke schakelautomaten gerealiseerd worden, of je moest automaten kiezen die peperduur waren, en dan nog kwa uitbreiding en mogelijkheden te wensen overlieten. Tenslotte speelde ook het budget een beetje mee in de keuze van automatisering. Niet in het minst woog ook Wim's en mijn ervaring met programmeren en infrastructuur mee. Wellicht maken we het ons te moeilijk, maar we hebben wel lol voor tien!

Met het ontwerpen zijn we er bij iedere nieuwe generatie vanuit gegaan dat alle onderdelen als pompen, afsluiters, slangen en fittingen bij de eerste de beste hobbybouwmarkt of ijzerboer om de hoek te koop moeten zijn. Hierbij hebben we de gangbaarheid van bepaalde artikelen in onze keuze laten meespelen.

De Raspberry's zelf en bullen daarvoor zul je via het internet het beste kunnen bestellen. Ik merk de laatste tijd ook dat Raspi's in de schappen zijn komen te liggen bij verschillende electronica winkels. Er is uiteraard dan een prijsverschil, de vaste lasten voor winkels liggen nu eenmaal hoger. Typische dingen als temperatuursensoren, diverse chips, relais, weerstanden, condensatoren, print- of breadboards, RGB led displays etc. bestellen wij via het internet. In grote steden zal er vast nog wel een electronica winkel te vinden zijn die dit soort speelgoed standaard in hun assortiment heeft.

Standaardiseren! Omdat de collectoren de buismaat van 22mm hebben is dat door de hele installatie doorgezet. Alles is uitgevoerd met 3/4 messing fittingen. Maar let op! Tijdens het fitten kregen we regelmatig problemen bij het gebruik van Teflon tape. Toen we dat vervingen door de ouderwetse hennep en vet waren problemen met lekkages verleden tijd. Ook handig is om een aantal kritische onderdelen op reserve te leggen. Zoals een reserve pomp, sensoren, wat fittingen en wat lengtes leidingen. Komt altijd van pas bij eventuele reparatie of uitbreiding. Misgrijpen kan betekenen dat je minimaal een dag geen warmte uit je SF krijgt. Onderdelen als kleppen en zo kan ik altijd met wat fitwerk verherbouwen en zo een eventuele kapotte klep omzeilen.
Kan ik alle software en ontwerpen van jullie krijgen?

Alle ontwerpen zijn al gepubliceerd in een van de vorige blogs. Inclusief tientallen foto's

Althans de principe schema's, waarom het eigenlijk gaat. In de praktijk (zie foto's) zal de uitwerking vaak anders lijken. Bijvoorbeeld, zet je een rek op je dak, in de wei of hang je dat aan de muur. De begane grond oplossing heeft mijn voorkeur: altijd goed bereikbaar zonder klimwerk. Nadeel: graafwerk.

Voor wat betreft de software. Het verhaal is met de programmeertaal Python geschreven. Is behoorlijk recht toe recht aan en zelfs voor een 60 plusser als ik makkelijk aan te leren. De programmatuur is dusdanig modulair opgebouwd dat uitbreiden en nieuwe situaties eigenlijk alleen nog maar uit bekende vaste bouwstenen bestaan. Ook voor nieuwe functionaliteiten worden aparte standaard modules gemaakt die herbruikbaar blijven. De meeste Python code is via het internet gevonden en aangepast aan de behoefte voor zover dat nodig was. Echt waar, voor ieder probleem heeft iemand wel eens gestaan of er een oplossing voor gepubliceerd op het web. De Python gemeenschap is ongemeen groot en bereid informatie te delen. Dus de bouwstenen wil ik best wel delen, hoewel het echt geen rocket science is. De logica, zoiets van: als de temperatuur van de SF hoger is dan 30 graden zet dan klep x, y, z open of in die of die stand en laat dan ook pomp A, B, of C lopen. Dergelijke beslissingen zullen voor iedere situatie weer anders zijn. Diagrammen daarvoor ga ik deze winter definitief maken en ook op de blog zetten. Ben benieuwd wat jullie daar dan weer van vinden.

Kan of mag ik meehelpen, denken, doen?

Zeker, dat maakt de pret alleen maar groter. Elk idee is welkom, en daden des te meer. Gewoonte getrouw geef ik meteen maar een paar ideetjes waar aan gedacht kan worden.

• Hoe lees je de stand van de drieweg klep op afstand uit. De huidige staat in A of B stand maar er zit geen electronische voorziening op om dat uit te lezen. Wel een wijzertje, maar dat kun je vanaf je PC niet zien.

• Hoe zou je contactloos de vloeistof stroom in de leiding kunnen uitlezen en met wat - ik ga geen +300E uitgeven voor een flowmeter! Dacht aan iets met ultrasoon of magnetische flux, of zelfs met een microfoon zou iets gedaan kunnen worden zodat controleerbaar is of er überhaupt vloeistof loopt.

• Inrichten van een database op een SSD die aan een van de Raspi's zit van waaruit de stuurgegevens en grafiekjes gepoert kunnen worden door weer andere raspi's.

• Hoe zou je überhaupt het schrijven naar die beruchte SD kaartjes op een raspi kunnen omzeilen?.

• Bestaat er een soort van CMS voor de Rasbian linux omgeving die ook nog eens aangestuurd kan worden vanuit Python?

• etc etc etc.

Plannen

Plannen en ideeën te over. De komende tien jaar is er voldoende om aan te knutselen. Hier een greepje eruit.

• De komende lente willen we de ruim 120m PER leidingen gaan vervangen door flexibele RVS of stijve koperen leidingen, inclusief heftige isolatie. Daarmee kunnen dan hogere temperaturen getolereerd worden als ook de beveiliging tegen te hoge temps en druk aangescherpt worden. Niet in het minst, kunnen we weer met een graafmachientje tekeer gaan.
• Construeren van een warmtewisselaar voor de boilers; er hangen twee boilers in huis die in de zomer hoogtoeren draaien.
• De komende zomer willen we proberen een soort van zonnewering aan te brengen boven een deel van de collectoren als blijkt dat de temperaturen te hoog worden voor het zwembad en de energie verder geen kant op kan (accumulator + boilers). We dachten aan een luxaflex-achtig iets.
• Weerstationnetje met cam voor de bewolking
• Bewakingscamera's en bewegingsmelders voor bij de schapen (vooral in het voorjaar zou het leuk zijn om het werpen te kunnen meebeleven en dat op de website als streaming te zien).
• en, enz enz

Temperatuur CV water bij een mistige dag