Zdravím vás u dalšího článku z dílny malé továrny na velké věci. V dnešním článku se pokusím představit vám můj plán na pořízení zařízení, které mění energii ze slunce na energii elektrickou. Přesně tak, dnešním tématem je FVE – fotovoltaická elektrárna.
Vzhledem k dnešním cenám elektrické energie, k výhledům na neúměrně rostoucí ceny do budoucna, jsem se rozhodl svůj dům osadit několika málo FVE panely. Jednou z možností by bylo oslovení firmy, která se montážemi zabývá avšak to bych nebyl já, abych se nevydal svou vlastní cestou. Nejde totiž jen o osazení panelů na střechu domu. Musíme si nejprve zvolit systém, který chceme používat, zda-li budeme přebytky energie prodávat zpět distribuci (v mém případě ČEZ), pokusíme se o celkovou nezávislost nebo pouze o snížení nynějších nákladů, jakou částku můžeme investovat?
Otázky jsou tedy jasné:
- jaký systém zvolit a jaké jsou možnosti?
- kolik energie budu potřebovat?
- co přebytky ve slunečné dny?
- odpojíme se od distribuční sítě abychom získali energetickou nezávislost?
- počáteční investice…
Výběr systému hodně záleží na požadavcích dané domácnosti. V mém případě, kdy dům vytápím elektrickým podlahovým topením, není možné přejít na zcela soběstačný provoz. Tedy ne v průběhu celého roku. V létě, kdy se netopí a elektřina nahřívá pouze teplou vodu je situace snadná a uživit k bojleru nějakou tu televizi, počítač, občas troubu nebo varnou desku je „snadné“. Horší je to v zimních měsících, kdy slunečních paprsků není tolik.
OFF-grid
V tomto systému není fotovoltaika nikterak spojená s distribuční sítí. Spotřebiče připojené k tomuto systému spotřebovávají energii z panelů, případně z připojených baterií. Nikdy však z distribuční sítě. Je to v podstatě takzvaný „ostrovní“ systém. Tento způsob použití FVE se hodí například někam na chatu, jachtu atd. Uplatnění najde všude tam, kde elektřina není a my ji tam chceme.
ON-grid
V tomto systému je FVE spojená s distribuční sítí. Pokud nemáme nabité baterie a zrovna nesvítí slunce, můžou spotřebiče v domácnosti spotřebovávat energii ze sítě. Tento systém potřebuje kvalitní střídač, který bude všechny tyto potřeby uspokojovat. Zároveň by měl zvládnout hlídat přetoky zpět do distribuční sítě. Pakliže je nemáme povoleny, musí ohlídat aby se veškerá vyrobená elektřina spotřebovala.
Hybrid
Hybridní systém v sobě spojuje přednosti obou předchozích systémů. Spotřebiče v domě jsou rozděleny na dva „okruhy“ kdy jeden je napájen z FVE a druhý ze sítě. Musíme však zajistit aby se tyto dva systémy v žádném případě někde nespojily. Ale o tom potom…
Množství vyrobené energie přímo spotřebujeme, trochu si necháme do baterií a všechny důležité a energeticky náročné spotřebiče běží z distribuční sítě.
Jaký teda systém?
Stále složitá otázka, kterou mění velké množství proměnných. Já jsem si vybral variantu hybridní. Tedy, moje FVE nebude připojena do sítě avšak ne všechny spotřebiče budou připojeny k síti. Elektrickou instalaci v domě rozdělím na dva okruhy, kdy například všechny spotřebiče připojené k L1 budou napájeny z FVE a další L2 a L3 budou fungovat z distribuční sítě.
Kolik energie budu potřebovat?
Odpověď na tuto otázku je zatím ve hvězdách. Řekněme že z historických údajů spotřeb vyplývá, že naše domácnost hravě „zhltne“ 10MHh ročně. Ovšem kolik z tohoto množství můžu nahradit FVE, kolik spotřebujeme v létě a kolik v zimě je zatím nezodpovězeno. Existují určité statistiky, ze kterých by se to dalo tak nějak zjistit. Ale já mám v hlavě perfektní metodu, jak to zjistit.
Zkusím si vytvořit dataloger, který bude měřit spotřeby jednotlivých okruhů domácnosti. Naše elektroinstalace je rozdělena do tří okruhů (podlahové topení, zásuvky a světla, pračka sušička a venek (brána, čistička OV, přečerpávací nádrž atd.)). Podle výsledků měření se pak rozhodnu, kterou část domu budu napájet z FVE a která zůstane trvale připojena k distribuci.
Velmi slunečné dny
Pokusím se systém nastavit tak, abych v případě velmi slunečných a produktivních dnů mohl energií z FVE nabíjet baterie. Čím více baterií, tím více muziky. Přidám například i druhý bojler. Myšlenka je taková, že v systému bude jeden hlavní bojler. Ten se teď dopouští studenou vodou a tu musí opět zahřát na požadovanou teplotu. Já bych to viděl na druhý bojler, který bude přijímat přebytky a z něj se bude dopouštět primární bojler. Ten pak nemusí dohřívat vodu z původních 7°C.
Ostrovní systém
Dle mého je toto úplně nemožné. Žijeme v rozmlsané době a proto není možné přejít zcela na FVE systém. Kdybych při stavbě domu zvolil jako zdroj tepla například kotel na tuhá paliva, mohl bych si dovolit odpojení od distribuční sítě s tím, že bychom holt občas neměli dost energie. Protože je naše domácnost čtyřčlenná, například pračku využíváme denně. A pokud by pár dnů nesvítilo, což není neobvyklé, museli bychom počkat na slunečnější dny.
Protože jsme ale rozmlsaní, nemůžeme se takto omezovat a proto nezbývá než si sem tam nějakou kilowatu koupit.
Investice?
Podívám-li se na nabídky na internetu, je zřejmé, že si firmy nechají zaplatit svoje know-how. Materiál samozřejmě taky není úplně levný protože výrobci a prodejci taky potřebují uspokojit svoje potřeby. Tak to ale je. Já bych se rád vydal cestou zkoumání. V tuto chvíli bych řekl, že mi 40t bude do začátku stačit. Může vám to přijít úsměvné ale například 6 panelů o výkonu 500Wp (24000kč), 3kW střídač (6000kč), montážní materiál (5000kč) a na baterie mi stále zůstává rozpočet 15000kč.
V prvním roce pořízení je to myslím dostatečné, pak bude na místě hromada měření, zkoumání, optimalizace a poté se uvidí jestli přikoupit baterie, panely, nebo celý střídač. Jak jsem zmínil, vše je teď na začátku a je nutné se odpíchnout od nějakých dat. Přál bych si svůj systém navrhnout tak, abych ve výsledku dokázal efektivně využít veškerou vyrobenou energii a vyvaroval se situacím, kdy jsou baterky plně nabité, slunce praží přímo na panely, voda v bojlerech téměř vaří…
Příště se můžete těšit:
Ze všeho nejdříve je nutné zmapovat aktuální stav spotřeby domácnosti.
K tomu by se parádně hodil nějaký dataloger, který by měřil spotřebu v jednotlivých okruzích (3) a změřená data posílal někam na web, kde by se ukládaly a zároveň by mohly vzniknout pěkné, přehledné grafy. Na trhu je těchto zařízení spousta v cenovém rozmezí od 2000kč do třeba 6000kč. Opět se vydávám vlastní cestou a takový dataloger sestrojíme z ESP32 s OLED displejem a Wifi. Změřené data tak bude snadné přes wifi posílat například do google sheets, kde je budu mít přístupné online a můžu s nimi pracovat.
Inspirace
Na závěr vám sem ještě přidám několik videí o fotovoltaice. Prvním autorem je Ampérák, z videí je jasné, že problematice dobře rozumí a snaží se lidem poradit. Dokonce občas opravuje FVE systémy montované renomovanými firmami. Dalším autorem je Vidlák, docela svérázný člověk který řeší věci kolem domu, včelaří, opravuje nástroje, vylepšuje co jde a mimo jiné v jednom z videí popisuje jak k fotovoltaice přišel. Tesláček neboli Ondřej Bačina je člověk FVE a elektromobily velmi zkušený, stejně jako autor posledního kanálu Sunny boy & Carrots. Všude je možné načerpat spousty zajímavých rad a vyvarovat se tak chyb a slepých cest.