Zdroj: foto realizace Restyl Energy
V současné době ze všech stran útočí reklamy na instalaci fotovoltaické elektrárny a slibují, že tato instalace je to nejlepší, co si můžete pro vaši střechu pořídit. Přes masivnost reklamy však zůstává řada informací skryta. Ano, pro laika je to lákadlo na úsporu elektrické energie a soběstačnost v dodávce energie. S přibývajícími instalacemi však vyvstává řada problémů s přetoky nadvýroby elektřiny do distribuční sítě, což může být v některých aglomeracích fatální a realizaci instalace fotovoltaické elektrárny může ohrozit.
Také elektrárna bez dobrého bateriového úložiště je špatným řešením, které nepřinese žádaný výsledek. Je třeba upozornit, že baterie je velmi drahá a v případě instalace popisované v tomto textu činila cena baterie 50 % z ceny celkové dodávky. Baterie je samostatná jednotka, která má řízené vybíjení článků, automatickou kalibraci a další automatické kroky vedoucí k prodloužení její životnosti. Způsob řešení, u kterého úložiště tvořila plná půda vyřazených autobaterií z nákladních aut a střídač byl vymontován na vrakovišti vojenské techniky, není cestou k řádně fungující elektrárně. Když jsme s majitelkou rodinného domu, začali uvažovat o pořízení fotovoltaické elektrárny, vycházeli jsme z toho, že měla u rodinného domu rovnou, dostatečně únosnou střechu orientovanou na jih, krytý bazén, tepelné čerpadlo vše směřovalo k jedinému a to pořídit si i zdroj elektrické energie a začít být trochu soběstačný. Před realizací je třeba vědět tuto základní informaci – celý systém pracuje jako miniaturní ostrov, který stojí na čtyřech sloupech:
- panely na střeše
- baterie
- veřejná síť
- domácnost
Pojem stálé slunce je ukryt ve spolupráci panelů s úložištěm. Majitelka postupně rozvíjela a realizovala další funkce a možnosti systému, až získala plnohodnotnou malou třífázovou elektrárnu. Fotovoltaická elektrárna není jednoduchým zařízením a umožňuje mnoho funkcionalit, které stojí za to realizovat.
Parametry výroby FVE
Elektrárna byla instalována v roce 2018 a uvedena do provozu byla v srpnu téhož roku. V tab. 2 je uveden přehled výroby za čtyřleté období 2019 až 2022. Je patrné, že výroba v jednotlivých letech je přibližně stejná. To potvrzuje rozložení intenzity slunečního svitu v naší zeměpisné poloze. Také rozložení spotřeby mezi baterií a přímo spotřebovanou energii je meziročně podobné. S přetoky do sítě lze bojovat například přepnutím spotřeby do vyhřívání boileru. Jestliže průměrná výroba činí 4,386 MW/rok a dlouhodobá spotřeba domácnosti je 6,6 MWh/rok, vychází úspora 63,77 %. Naměřená hodnota je vzata z fakturačních měřidel, tudíž je přesná. Hodnotu účinnosti je možné mírně vylepšit některými regulačními zásahy na straně přetoků do sítě.
Vzhledem k současným prudkým výkyvům cen elektrické energie a nejasnému vývoji na trhu s elektrickou energií je instalace fotoelektrické elektrárny jistě zajímavá a přínosná. Popsaná instalace je na hranici možnosti dalšího zvýšení výroby elektřiny.
Neočekávejme v budoucnu významné navyšování výkonu. Slunečního svitu významně více nebude a jiná vylepšení, jako natáčení fotovoltaických panelů za sluncem, jsou příliš drahá a pro domácí elektrárnu nevhodná.
Různé funkcionality FVE
Původně navržený bateriový systém BMZ s kapacitou 10 KWh nebyl dostatečný a po krátké době užívání a analýze dat bylo zjištěno, že přetoky do sítě jsou příliš velké a pro potřeby uživatele zbytečné. Bateriový systém byl v roce 2019 rozšířen o další článek na současnou kapacitu 20 KWh, která se ukázala jako vyhovující. Původní konfigurace zapojení pak byla doplněna o modul záskoku napájení při výpadku sítě. Tento modul drží minimální kapacitu baterie na 13 %. Tuto hodnotu lze libovolně nastavit. Baterie se automaticky přepne do režimu záskoku.
Další využití domácí fotovoltaické elektrárny jako nabíječky elektromobilů je Wall Box. Nabíječka elektromobilů v konfiguraci s FVE a chytrou regulací zajisti kvalitní a bezpečné nabití elektromobilů, velice vhodné pro tzv. plug-in hybridy. Z přehledu funkcionalit fotovoltaické elektrárny je vidět, že na první pohled jednoduché zařízení v sobě ukrývá celou řadu možností, jejichž využití stojí za to.
- Tab. 1 Základní informace o navržené FVE
- Instalovaný výkon elektrárny 4 kWp, počet modulů 14 ks
- Zastavěná plocha FV modulů 22,78 m2, počet střídačů 1 ks
- Počet baterií 2 ks
- Celková kapacita baterií 10 kWh
Umístění panelů
Fotovoltaické panely jsou umístěny na střeše rodinného domku, která je plochá, s mírným konstrukčním sklonem, a je orientována přímo na jih. Po posouzení únosnosti střešní konstrukce bylo rozhodnuto využít předimenzování nosných stropních panelů a navrhnout velmi jednoduché řešení. Konstrukce střechy umožňovala kromě základní 15 % sklonu natočit panely na východ se skonem 35 , což velmi významně přispělo k efektivitě systému. Rozvody jsou provedeny v ocelových trubkách a přivedeny do technické místnosti.
Údržba elektrárny
Údržba elektrárny je velmi jednoduchá. Například čištění panelů není potřeba – během téměř pětiletého provozu to nebylo potřeba ani jednou.
Základní kroky při revizi, které se doporučují po cca čtyřech letech provozu:
- pohledová kontrola propojovací kabeláže
- kontrola rozvaděčů AC, DC – jisticí a přepěťové prvky, dotažení spojů
- kontrola konstrukce FVE, dotažení spojů
- prověření funkčnosti měničů a připojení FVE
- zhodnocení historie výroby FVE
Problémem instalace FVE na pultové střeše je sníh. V historii provozu elektrárny se dvakrát stalo, že panely byly zasypány sněhem, a proto byla cca týden elektrárna vyřazena z provozu.
Závěr
V dalším díle se budeme zabývat samotnou FVE, jejím provozem, nastavením a dalšími funkcemi. Fotovoltaická elektrárna je skvělým zařízením, které pomůže ušetřit část spotřebované elektřiny. Přispívá k ekologizaci prostředí, a to významně.
