O Napajani RD v zmysle napajanie kurenia, ohrevu TUV a el. inštalácie vylucne fotovoltikou elektrárňou sa Vedu polemiky ci je toto plnohodnotne mozne alebo nie v naozaj bezproblémovom rezime.

V tomto clanku sa pokúsim naznacit ako a za akych okolnosti  by to mohlo fungovat.

Variantu FVE v sebestqcnom rezime by cela z nas chceli hlavne z toho dovodu aby byvanie v takomto dome nebolo nicim odlisne od bezneho RD postaveného v klasickej IBV alebo inak povedane v zástavbe rodinnych domov s prípojkami

Ja verim ze sa to da lebo v niecom podobnom dnes zijem.

V úvode napisem pre nedockavy h pozoadavky a vysledok clanku, a ďalej v clanku sa k tomuto postupne dopracujem a odoovodnim to:

1.Uvazujeme s moderným domo s nizkou spotrebou tepla kedy vykurovanie potrebuje od 100W do asi 2000W priemerne a najviac 4000W v tuhej zime.

Takyto dom je dnes standard v triede  A0.

Z toho nam vyolyva denná spotreba 2500-45.000Wh povedzme ze priemerne do 20kWh/den kurenie v nqozaj zime.

Extrem ako -15 alebo -25°C by tento system nezvládol ale v kazdom ostrovnom dome je nejaka zaloha vo forme krbu. Cize toto netusime.

Riesim veznu klasicky zimu aka je teraz. Povedzme ze riešme zimu okrem 1 extrémneho mesiaca.

V tom oripade tych 20kWh/den je taky zdravy priemer.

To je naozaj normalne dnes.

V september az november a marec az maj  to bude okolo 10kWh/den.

Ak by som to bral tak ze postavim naozaj normalny dom z mojho pohladu tak tieto cisla budu štvrtinove najviac polovičné.

Pozn.;Nerieism uz existujuce stavby so spotrebami 40-80kWh/den. V extrémnych aj >100kWh lebo aj take sa dnes kolauduju ako A0 !

2. Ohrev vody nemam Nic soolocne s domom a tam je spotreba vzdy rovnaká a zalezi od poctu obyvatelov a od toho ako mlc sa vari a perie.

Tam odhadujem spotrebu okolo 10-15kWh/den. Povedzme ze 15kWh. Tak to mám odpozorované na chate ked sme tam viaceri.

3. Bezna sootreba domacnosti (ak varim na Lpg, lebo na inom to zmysel nema a na to uz orisiel kazdy kto je v ostrove) byva okolo 5kWh. To su svetla, nabíjačky, rekuperacia, cerpadlo na pitnú vodu.

Cize sme na dennej spotrebe okolo 40kWh co mi moji klienti hlásia takmer vsetci +- (Dom v Rovinke je v tvrdej zime najviac 20kWh s elektrickym varením. Bez neho by ho bolo menej).

Vychadzajme z 40kWh/den (s tym ze v tvrdej zime pod -15 pouzijem krb ako zalohu).

4. Na Kurenie, ohrev TUV aj celu spotrebu elektriky RD chceme pouzit velkú FVE

5. Vykurovaciu sústavu navrhneme v texte nizsie ale teraz to len v skratke be zvysvrtlenia popíšem z coho vychadzam:

– hlavna sustava je vodné radiatorove alebo podlahove Kurenie napájané akumulacnou nádržou. Jej objem zistime v clanku.
– klimatizácia okolo 3kW až 5kW vykon kurenia – odpovedá triede A0. Pre domy s vyššou spotrebou nie je klimatizácia vhodna a take domy nie su ani predmetom tohoto clanku.
– zaloha krb/pec v zimnej zahrade
– zaloha č. 2 = Lpg z kuchyne

6.Ohrev TUV:

– hlavny zdroj velkopacitna akumulačna nadrz
– zalozny zdroj krb/pec v zimnej zahrade alebo v inej miestnosti kde nak nevadi spina z dreva.
– zaloha č. 2 = Lpg z kuchyne

7. Varenie:

– v zime cez Lpg a vymenené flase
– v lete elektrika

8. Napajanie elektroinštalácie RD:

– elektricke litiove akumulátory priblizne v noci
– veľkokapacitna FVE pocas viditeľného dňa
– generator asi 2-10kW ako záložný zdroj pre nabijanie baterii. Konečný Vykon zavisi od viacerych vplyvov.

9.

Dolezity bod k FVE

 – panely su umiestnene zvislo 90° od roviny zeme. Cize využívame na ich inštaláciu plot kde plnia funkciu výplne

 

• panely sa na plot mozu umiestniť obojstranne.

V úvode musim najskor napisat ze nasa legislatíva nedovoľuje pre FO mat fotovolticke pole viac ako 10kWp. V tomto clanku sa nejdem zdrziavat tym ako vieme toto obmedzenie obísť ale ubezpečujem ze je to možné a legalne.

Vacsina začiatočníkov alebo on Grid užívateľov riesi iba malinke Elektrarne ale casom aj tak kazdy prejde na velke polia, lebo FVE je legálna droga, ale tam uz su veci zaujimavejsie a neznamejsie pre komerciu.

A prave toto chcem v tomto clanku riesit nakolko v októbri  2021 sme mali s kamaratmi moznost mat panely po 15€/150ks vykonu 230W co je cez 30kW za “nula cela nič” penazi. Ale aby to booo v cislach bavime sa o sumach okilo 2000€

Čímže želá logika tohoto článku stoji a pada na vyradených FV paneloch z velkych MWp elektrarni ktore sa predavaju po asi 14-20€/ks.

V opačnom pripade tento model nie je financne rentabilný a je nitne hladat ine riesenia ktore by sa financne oplatili.

No ale takyto vykon treba aj nejako spracovať a ciest nie je mnoho ale zaroven otvárajú sa nam nezvyklé moznosti.

O co Ide pritak velkom poli?

Zacnem od domacnosti.

Ja zijem z 9 panelov a mat este dalsich 9 tak neviem co s elektrikou.

Ale ja kurim a vodu ohrievam pecou preto v zime ked mi to vyraba 100W tak mi to nevadi lebo vzdy nakoniec slnko zasvieti a 20kWh LiFePO bateriu nakoniec dobijem a je po problemoch.

Ale

Rodinne domy /RD/ ktore maju velmi nizke spotreby energii na Kurenie ohrev vody a ine, mozu byt cele napájané veľkými poliami okolo 25kW.

V zasade stale plati zakladna veta: ked svieti slnko tak vyraba elektriku vsetko, aj rozbitý panel.

Cize situaciu  ked svieti slnko je jednoducha a nemusime sa strachovať o enrgiu. Tam nam vzniknu ine problemy a to ako ten vykon spracovať, ale o tom neskor. Slnkom a zatvou zo slnka sa zaoberaju amateri, predajcovia, a ti ktori nikdy z FVE nežili.

My ktori mame moznost kupit lacne FV panely a chceme fungovat ma FVE musime riesit najťažšiu situaciu v roku a tou je:

Zima + sneženie

Zima je oproti letu zla hlavne preto ze slnko

– svieti iba 6 – 8h priemerne

– ma omnoho nižší vykon ako v lete asi az 1/2

A sneženie nam to cele este zhoršuje tym ze uz NEEXISTUJE priame slnko na ktore su panely konštruované, ale svieti len difúzne VSESMEROVE svetlo ktoreho vykon je mizivý. No nekaky je a vysledok v snežení je 5% nominálneho vykonu Elektrarne.

A z tohoto vychádzame pri navrhu vykonu Elektrarne.

Dalsia vec z ktorej vychádzame je denná spotreba domacnosti (zatial bez kurenia a ohrevu vody- k timu da dostaneme neskor)

Cize ak je denná spotreba povedzme 5kWh tak za 6-8h musime pocas sneženia vyrobit aspon tych 5kWh Co znamena ze za hodinu mysime vyrobit asi 500-700Wh.

Cize elektraren musi mat 5%-ný vykon 700W co predstavuje pole o velkosti 700×20= 14kW v tomto pripade.

Ja mam vsak skusenost ze denná spotreba byva viac povedzme okolo 10kWh co je pre nas hodinový vykon asi 1,5kW s rezervou pre pripad ze bejaky panel je zasnežený a to uz je pole asi 30kW.

Cize ako vidime hybeme sa pocas zamračeným dni okolo 15-30kW. Povedzme ze ide asi o 100ks panelov z rozohratej Elektrarne, ktore sa opakovane vyskytujú na weboch za cca 15€-20€/ks co je asi 1500-2000€.

Len pre porovnanie uvediem cenu novych modernych panelov ktore stoja asi 200€/ks s vykonom asi 280W. Cize nivych oanelov vieme mat za 2000€ asi 10ks a vykon asi 2800W co znamena ze al bude snezit a bude zima tak za den vyrobia asi 100Wh co nestaci ani na notebook.

Tolko k vysvetleniu vypoctu zakladnej velkosti poľa FVE pre pripad ze chceme z toho nqozaj žiť.

Co ale s elektrikou ked zasvieti aj v zime slnko???

Veď zrazu tu mame pivedzme 25kW kazdu hodinu.

Tento vykon proste uložíme do alumulatora ale nie elektrického ktory je velmi drahy ale do vodného. Cize musime uvažovať s tym ze musime niekde ulozit akumulacnu nádobu. Idelane je jedna velka ako vela mensich a to z dovodu pomeru objemu vody vs. plocha nádoby a tento pomer sa zlepšujes narastajúcim objemom nadrze.

Samozrejme teraz musime vypocitat aky objem nadrze potrebujeme.

Vypocty maju dva smery:

– vychádzame z potenciálnej doby svietenia slnka

– alebo chychafzame z potreby vody pre RD a z odhadu ako asi dlho bude zamracene.

Tu si treba uvedomit zakladnu logiku ze ak snezi tak je odmäk a vtedy logicky nemrzne a teda nároky na vykurovanie su nizsie ako ked mrzne. Lenze ked mrzne tak vacsinou svieti aj slnko alebo aspon nesneží a elektraren nam nevyraba iba 5% ale az 10% cim s afostavame k jadru celej situacie.

Len doplnim – ak vyrábame 10% tak denne nevyrobime povedzme 10kWh ale 20kWh a to ke dost energie aby sme pokryli potreby bezneho RD

Vratim sa k tomu vypoctu objemu akumulacnej nadrze.

Je tu este jeden limit a tym su moznosti na trhu. Cenovo dostupne a aj celkovo dostupne nadrze su zhruba nadrze 2000L najviac lebo vacsie uz sa aj ťažšie prenasaju a su hotsie spratne.

Kolko kWh sa zmesti do takejto nadrze?

Vypocty je jednoduchy:

2000×1,16x(70°C – 10°C) = 139,2kWh (140kWh). To nam dokaze 25kW FVE naplniť za 140:25=5,5hodin čiže asi za jeden deň plneho slnka.

Ako dlho vydrzi Teplo z 2000L nadrze v beznom RD?

Ak uvazujem starsie RD spotrebu v priemerne 4kW na Kurenie (to znamena ze niekedy c najrýdzejším zime je to aj 15kW) a asi 200L teplej vody zohriatej na 55°C denne tak si spočítajme:

– teplo 4×24=96kWh

– TUV 200×1,16x(55-10)= 14kWh

Spolu asi 110kW/den

Toto vsak plati pre starsie RD kde by platilo ze jedna 2000L nadrz by Nav vydrzala 1 deň a potom …

Cize mysime mat aspon 2-3 nadrze alebo znížime spotrebu RD.

Bezne moderne RD maju dennú sootrebu teola asi 30kW/den a tam uz vy nam 1x2000L nadrz stacila na viac dni. Soolu s ohrevom TUV by to bolo asi 3dni.

No aj 3 dni moze byt malo  ak si uvedomíme ze niekedy snezi aj tyzden.

Z praxe priemerne stacia 2ks po 2000= 4000L v spijeni s φ20kWp FVE.

Ale teraz vznika praktická otazka: ako dostaneme ten elektricky vykon do nádrží?

A tu sa dostavam k ďalšej uvahe ktora vychadza z ceny kedze mat doma jeden inverter povedzme 4-5kW a vyrabat si beznu elektriku na bezny zivot je jednoduche a pomerne lacné. Ale akonahle sa zacnu vykony dvihat tak sa dvíhajú aj prudy a napätia a cena zariadení nestúpa lineárne spolu s vykonom  FVE ale exponencialne.

1.

kupit jedno výkonné zariadenie o vykone 25-30kW ktore ma funkcie ako hybridny inverter teda:

– premieňa dc  z FVE  na dc pre navíjanie baterie

– premieňa dc z baterie na AC 230V

– premieňa dc z FVE na AC 230V

Alebo

2.

Kupit viacero zariadení?

Mne sa Ako lacnejsie a zaroven bezpecnejsie riesenie javí kupit viac komponentov.

Tieto komponenty vieme nakoniec sústavou relatiek zapínať a vypinat cim regulujeme ich zivotnost aj jalovú spotrebu.

Ale hlavne ak sa pokazi jedna sekcia tak ostatne  funguju.

Tento model pouzivam aj dnes v malom pri uz soominanych 9ks FV paneloch. Rozhodol sa preň po tom ako mi zhoreli komponenty na jeseň 2019 ked pri nízkej vonkajšej teolote a nečakanom oslneni panelov prekročil prud maximum a regulator na to nestihol zareagovať. Vyedy som bol par dni bez elektriky a dokazal slm iba svietit kedze svetla mam na 48V dc. Tak isto aj cerpadlo na pitnú vodu.

Priklanam sa k modelu:

– viac MPPT regulátorov ktore budu kazdy davat v slnečnom dni 60-80A cim sa v uzle dostaneme na stovky amperov.

Pri napriklad 20kWh baterii tvorenej dvoma 10kWh by som vedel ampere znizit na 1/2 tym ze neurobim bateriu 48V ale 96V.

Tam sa ale dostavam do problemu s nabijanim ked nesvieti slnko nakolko vtedy dava aj takto velka elektraren malo voltov a nabijanie sa NEZAHAJI Cize sice nieco malo vyrábam ale nenabijam a teda som nahratý.

Tu by sme mohli povedat ze elektraren mozeme zapojit na vyssie napätie.

Dostavame sa csak do inych oroblemov. A to je:

 

• pouzitie neoverených zariadení MPPT
• Zariadenia MPPT su uz cenovo nerentabilné
• A ak predpokladame ostrovnú prevadzku a nejde o nejaku naozaj velku luku bez tienenia tak ke lepsie rozložiť panely na viac okruhov/stringov po menej panelov v stringu lebo och zatienenie trva len kratko – tu riesime protipožiarnu bezoecnost.

Cize vratim sa k nízkonapäťovej elektrarni, povedzme okolo 200V, ktora vyraba velke prudy, a tym ze napätie este znížime na 48V tak ako som spominal prudy nárastu a nasledne tieto stovky amperov premeniť na 230V prostrednictvom viacerych invertrov.

Pri tomto zapojení paralelne viacerych zariadení dokazeme vyuzit hoavne vyhody:

 

• pri pokazeni sa niektorého z prvkov mame este ostatné
• a nizka spotreba jalovej energie pri snežení. Tento bod viacej popisem.

Velke Elektrarne ktore pouzivaju menej zariadení pripadne len jendo ktore spracúva povedzme 30kWp ma vlastnu spotrebu radovo stovky wattov. Povefzme ze sa bavime o jalovej spotrebe 200W. Z toho vyplyva ze za den mame spotrebu 4,8kWh co by nam mohlo dost nabúrať situaciu v pripade dlhodobeho sneženia.

Al by sme vsak mali povefzme 20 zariadení so spotrebou po 10W tak sa tiez dostaneme na jalovú spotrebu 200W ale s tym rozdielom ze ak vieme ze bude sneženie dlhodobé tak mozeme vsetky zariadenia vypnut a elektraren prepojit inym predpripraveným sposobom na jedno jedine zariadenie. Tu nam hrozi za beznych okolnosti havária ak mame system zapojený zle. Ale v tomto clanku sa tejto variante nebudem venovat. Preto uvazujem iba s výhodou ze ak sa nam nieco z tych 20ks pokazi tak mame stale k dispozicii 19ks atd.