Využití přebytků z fotovoltaické elektrárny

Tento článek se zabývá problematikou, která je vzhledem k současné situaci, kdy stát přestává podporovat fotovoltaické elektrárny, ale cena elektřiny roste, velmi aktuální. Konkrétní instalace fotovoltaické elektrárny (FVE) s využitím regulace pro likvidaci přebytků se nachází v Litomyšli. Její realizace proběhla v červenci a srpnu 2012 a provoz byl spuštěn 6. 10. 2012 po osazení elektroměru distribuční firmou.

Původní stav
 Náklady kompletního provozu rodinného domu o rozloze 200 m2 obytné plochy plus 100 m2 zázemí, bazénu a terasy činily přibližně 120 000 Kč ročně. Původní technologie byla složena z tepelného čerpadla systému země–voda, dvou kusů závěsných plynových kotlů, dvou kusů stabilních zásobníků pro přípravu teplé vody v domácnosti (každého o objemu 200 l) a solární termické sestavy. Tepelné čerpadlo země–voda s výkonem 15,2 kW je hlavním zdrojem tepla pro vytápění rodinného domu, dále je zdrojem tepla pro ohřev vody na vytápění bazénové haly a technického zázemí a pro ohřev bazénové vody. Čerpadlo využívalo jako bivalentní zdroj plynový kotel o výkonu 24 kW. K ohřevu vody pro bazén byl instalován ještě druhý plynový kotel. Solární termický systém tento kotel částečně nahradil. Termická solární technologie totiž pomáhala také ohřívat bazénovou vodu.

Priority nové koncepce byly rozděleny takto:

1. příprava TV pro domácnost ve dvou elektrických zásobnících o objemu 200 l;
2. příprava TV v nově instalovaném zásobníku OKC 100 NTR topnou tyčí 2,2 kW;
3. elektrokotel pro ohřev bazénové vody a jako bivalentní zdroj pro tepelné čerpadlo v období dubna až října.

Aby tento systém byl funkční, došlo u stávajícího systému k vyřazení jednoho kotle na zemní plyn, jenž byl nahrazen elektrokotlem Protherm Ray 24 kW. Dále byla provedena demontáž solární termické technologie včetně zásobníku. Tato technologie byla nahrazena zásobníkem OKC 100 NTR s topnou tyčí 2,2 kW.

Instalace FVE
Při instalaci fotovoltaické elektrárny na objekt rodinného domu byl kladen důraz i na využití přebytků vyrobené energie. Byl zvolen systém o celkovém jmenovitém výkonu 14,88 kWp. Značkové certifikované fotovoltaické panely Schüco MPE 240 PS09 o nominálním výkonu 240 W byly namontovány na hliníkové konstrukce typu MSE 210 umístěné na střeše domu. Pro přeměnu vyrobené stejnosměrné energie je určen proudový měnič Power-one typ PVI-12.5-OUTD. Propojení mezi fotovoltaickými panely a proudovým měničem bylo vyřešeno kvalitním solárním kabelem.

Při návrhu FVE bylo klíčovou otázkou využití přebytků. K jejich zjištění a využití byla nainstalována regulace RZB 10.

Regulace
Regulace RZB 10 dokáže maximálně využít výrobu z FVE pro vlastní spotřebu, a pokud je to možné, neodebírat žádnou elektrickou ener­gii z distribuční soustavy v době fungování FVE. Regulátor je vhodný jak k nově vznikajícím, tak k již vybudovaným systémům, jelikož pro komunikaci s koncovými členy, kterými ovládá spotřebiče, používá síť 230 V. Nejvíce se provádějí tzv. pevné instalace: na stávajících místech se nainstalují koncové členy k regulovaným spotřebičům (bojlery, přímotopy, topné rohože a žebříky, elektrokotle, topná tělesa v akumulačních nádržích, tepelná čerpadla apod.).

Regulátor funguje tak, že nenahřívá vodu v bojleru v noci, ale ve dne, kdy svítí slunce, a tehdy se vyrobenou energii z FVE snaží co nejvíce akumulovat – ohřívat vodu v akumulačních nádržích, napájet tepelné čerpadlo pro další výrobu a večerní akumulaci apod.

V RD v Litomyšli byl do hlavního domovního rozvaděče nainstalován podružný elektroměr, regulátor a zdroj, který napájí komunikační sběrnici RS485 (regulátor odečítá data z elektroměru po RS485 komunikačním protokolem) a zároveň napájí i regulátor. Regulátor je zapojen i do sítě Ethernet/Internet, takže lze reálná data z regulátoru stáhnout dálkově zabezpečeným přístupem přes internet. V systému jsou zapojeny celkem tři koncové členy, z toho dva jednofázové a jeden třífázový, ovládány jsou tři spotřebiče – dva zásobníky TV pro domácnost a jeden elektrokotel pro bazén, přípravu TV a topení. Nadbytečná energie z FVE je využívána v celém objektu.

Trend snižování podpory pro výrobce energie z OZE ze strany státu bude pokračovat a naproti tomu se cena za elektřinu od distribučních energetických společností bude zvyšovat. Společně s tím bude sílit potřeba domácností se co nejvíce energeticky osamostatnit. RZB 10 je výrobkem, který svou „chytrostí“ a nastavením priorit spotřeby splňuje požadavky na optimální využití vlastní výroby, zkracuje dobu návratnosti investice a zároveň, jak ukazuje popsaná aplikace, může významně zvýšit komfort bydlení.

Závěr
Vzhledem k vývoji situace na trhu, neustálým změnám v této oblasti a snížení cen zaznamenáváme zvyšující se poptávku po systému regulace a využívání energie pro vlastní potřebu, a to jak ze strany soukromých vlastníků domů, tak ze strany firem působících v oboru fotovoltaických systémů či montážních firem.

Vhodné nastavení parametrů provozu umožňuje vysoké využití přebytků, které by se mělo blížit až k 70 %. S ohledem na zahájení provozu počátkem října 2012 lze první ucelené výsledky o míře využití přebytků zjišťovat po říjnovém vyúčtování v roce 2013.

V současnosti, k 22. 5. 2013, činí celková výroba FVE 4 805 kWh. Přebytky k 22. 5. 2013 byly 678 kWh. Celkové využití výroby z FVE představuje 81,54 %.

Vhodnou regulací lze využít celkové výroby k provozu domácnosti, přípravě TV a případně ohřevu bazénu. Přebytky jsou účelně směrovány do daných spotřebičů. Jistě tak bude docházet ke snížení nákladů na provoz domácnosti.

Josef Koucký
Obrázky: iPV1

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB HAUSTECHNIK.