Aká je ideálna fotovoltická elektráreň pre domácnosť? 

Ideálna FVE pre domácnosť

Aká je ideálna fotovoltická elektráreň pre domacnosť? 

Túto otázku si kladie nielen majiteľ domu, ale samozrejme aj inštalátor. Zákazník túto otázku často kladie dodávateľovi a oprávnene očakáva, že mu bude odporučené to "naj" riešenie ako z pohľadu ceny, tak aj kvality, životnosti, záruky a to tak, aby sa mu jeho nemalá investícia vrátila dostatočnev rozumnom čase.

V záplave informácií na internete, množstve druhov panelov, ostatných technológi meničov, batérií, regulátorov  a neuveritelne rýchleho vývoja sa väčšinový zakázník prirodzene stráca. 

Je úlohou dobrej firmy, aby kompetentne poradila a doporučila tú najlepšiu technológiu. A to je ťažké. Veľmi ťažke. Pretože každý zákazník je iný, každy má iné očakávania.

 

Skúsme (podľa našich dlhoročných skúseností) zadefinovať základné parametre dobrej fotovoltickej elektrárne:

  1. kvalitná technológia panelov, meničov s dlhou záručnou dobou a hlavne rychlym servisom,
  2. maximálny výnos vyrobenej energie,
  3. možnosť rozširovania inštalovaného vykonu bez nutnosti výmeny meniča (samozrejme v rozumnom rozsahu),
  4. možnosť doplnia batérie v budúcnosti, keď zlacnejú,
  5. možnosť ovládania domacich spotrebičov a tak zvyšovať podiel vyrobenej a doma spotrebovanej energie,
  6. jednoduche ovladanie a bezporuchový chod. "Najlepšia elektráreň je taká, o ktorej neviem",
  7. vysoká bezpečnosť,
  8. samozrejme primeraná cena.

 

Ako z toho von? Ešte pred dvoma rokmi by sa mohli takto zadefinované požiadavky zdať ako protichodné. Ešte pred dvoma rokmi by sme nemohli zákazníkovi ponúknuť riešenie splňujúce vyššie vymenované požiadavky.

 

Ale píše sa rok 2016. Dnes takéto riešenie existuje. Skúsme ho popísať po bodoch

ad 1) "kvalitná technológia panelov, meničov s dlhou záručnou dobou a hlavne rychlym servisom" 

           Pri fotovoltických paneloch je situácia relatívne jednoduchá. Väčšina výriobcov už dnes poskytuje na funkčnosť panelov záruku na funkčnosť panelov 10-12 rokov a garantujú pokles výkonu panelov 20% na dobu 25 rokov. To sú výborné parametre, ale dnes vie naša firma ponúknuť panely od renomovaného výrobcu IBC Solar so zárukou 15 rokov so zvýšenou účinnosťou z 15,6% na 16%. A to za bežnú cenu. 

S meničmi je to rôzne. Bežné meniče majú dnes záruku 5 rokov. Výrobcovia "prvej ligy" poskytujú záruku 7 rokov. Samozrejme záruku je možné dokúpiť, ale to už cenu meniča významne predražuje. Ale pozor - v ponuke máme aj meniče, ktoré majú záruku 12 rokov v cene.

ad 2) "maximálny výnos vyrobenej energie"

sa dosahuje konvenčnými metodami, teda optimalnym náklonom a orientáciou panelov. Nie každý má ideálnu strechu. A čo keď je v blizkosti panelov komín, strom alebo iná prekážka? Alebo nejaký strom po čase vyrástie od suseda? Tieň je najväčší nepriatel. Vtedy musíme FVE umiestniť na iné miesto alebo zmenšíť počet inštalovaných panelov. Lebo ako vieme, pokles vykonu jedného panelu o x % znamená pokles výkonu celého reťazca panelov o x%. A to už nie je zanedbatelné. Ale aj na takéto inštalácie máme riešenie. Volá sa "PowerOptimizér". Ten zabezpečí to, že výkony panelov sa navzájom neovplyvňujú. A Aky je dôsledok v účinnosti? Počítajme: Mame inštaláciu 10 panelov á250Wp. Inštalovanývýkon 2,5kWp. 

                 a) konvenčný systém, kde je čiastočne zatienený jeden panel - pokles 30%:

                               okamžitý výkon systému je (10x250Wp)*0,7=1750Wp

                 b) systém s inštalovanými optimizérmy kde je čiastočne zatienený jeden panel - pokles 30%:

                               okamžitý výkon systému je 9x250+250*0,7= 2425Wp

 

Rozdiel v účinnosti celého je markantý - takmer 29%. Na pozorného čitateľa necham, aby si vypočítal, ak je teoretická strata v kWh takéhoto systému za deň, za rok, za 15 rokov a ako sa mu predĺži návratnosť. Ako optimalizácia pracuje sa detailnejšie dočítate tu

 

ad 3) "možnosť rozširovania inštalovaného vykonu bez nutnosti výmeny meniča (samozrejme v rozumnom rozsahu)"

Táto téma je veľmi technická a vyžadovala by samostatný web. Ale v skratke môžeme povedať, že bežný konvenčný menič najlepšie pracuje, ak je nadimenzovaný na výkon panelov čo najbližšie k 100%. Teda ak je inštalovaných 10 panelov 250W, teda 2500Wp. ideálny bežný menič má výkon 2,5kW ideálne ešte o trochu menej. Najvyššiu účinnosť premeny DC na AC menič dosahuje, ak precuje na 100% Bežná povolená tolerancia inštalovaného výkonu panelov k meniču je +-10%, teda ku 2,5 kW meniču môžeme inštalovať minimálne 9 ks panelov a maximálne 11 ks panelov. Inak povedané, ak chceme ponuknuť zákaznikovi systém s možnosťou rozširovania do buducnosti, pre takomto modeli mu ponúkneme 9 ks panelov, 2,5kW menič s vedomím, že bez výmeny meniča ( čo je druhá najdrahšia položka FVE, 500-800€) je možné systém rozšíriť o maximálne 2 ks panelov, a to max. 250Wp. Ešte aj toto je limitujúce, pretože o 5-7 rokov 250Wp panely už vôbec nemusia byť na trhu!!!

Nepísal by som tieto riadky, keby neexistovalo riešenie. Su na trhu meniče, ktoré majú omnoho väčší povolený rozsah výkonu bez straty účinnosti. 

Pre nášu modelovú inštaláciu 10ks panelov á250Wp by som mohol použitím meniča iného výrobcu ponúknuť zákaznikovi:

 

menič string min počet panelov max počet panelov tolerancia v ks panelov tolerancia v %
           
SE2200 1 8 10 2 20%
SE3000 1 8 13 5 38%
SE3500 1 9 16 7 43%
SE4000 1 10 18 8 44%

 

Z tabuľky jasne vidieť, že pre inštaláciu 10 ks panelov á 250Wp môžem ponúknuť zákazníkovi s obmedzeným rozpočtom malý a lacný menič, ale váhajúcemu zákazníkovi možem ponúknuť menič s možnosťou takmer dvojnásobného rozšírenia počtu panelov v budúcnosti. Toto je unikátna vlastnosť týchto meničov, o ktorých si možete viac prečítať tu a tu.

 

ad 4) "možnosť doplnia batérie v budúcnosti, keď zlacnejú"

je asi najčastejšia požiadavka súčasných majiteľov FVE a najhorúcejšia téma rozvoja fotovoltických technológii v súčasnosti. Vo všeobecnosti možme rozdeliť bežné fotovoltické meniče (okrem ostrovných, ktoré bez batérie nevedia fungovať vôbec) na

   1) bežné OnGrid meniče, ktoré sa o batérie doplniť nedajú

   2) "hybridné" meniče, ktoré sa v budúcnsti o batérie rozšíriť dajú, ale túto možnosť musíte zaplatiť už teraz.

A čo keď si batérie v budúcnosti z nejakého dôvodu nekúpite? Nič sa nedeje, len ste si dnes kúpili zbytočne drahý menič!!! K tomuto prístupu sú určite technické dôvody, ale ja tam vidím aj marketingové dôvody výrobcu, pretože k takémuto meniču nepripojíte akúkoľvek batériu, ale zas len batériu od výrobcu meniča. Samozrejme drahšiu, ako sú voľne na trhu dostupné batérie.

Ale, svet je veľký a ešte stále su tú výrobcovia, ktorí sú viac otvorení do budúcnosti a sú aj viac prozákaznícky.  Tak napríklad meniče a technológia, ktorú tu popisujem, umožňuje bežný OnGrid menič jednoduchou softverovou upravou premeniť na hybrid. Najdôležitejšie je, že menič, ktorý si kupujem dnes, nie je o nič drahši. Je to bežný OnGrid menič a až keď sa rozhodnem kúpiť batériu, tak softvérovou úpravou z neho vytvorím hybrid. Je to omnoho serioznejší prístup, ako dnes platiť za "možnosť", ktorú v búcnosti ani nemusím využiť. Čo je výhodnejšie pre zákazníka je zrejme.

 

ad5) "možnosť ovládania domacich spotrebičov a tak zvyšovať podiel vyrobenej a doma spotrebovanej energie"

je druhá pochopiteľná cesta k zvyšovaniu efektívnosti fotovoltickej elektrárne. Prečo? Lebo slnko, ako na potvoru, svieti práve vtedy, keď nie som doma. Elektráreň vyrába a elektrina mi uteká do distribučnej siete zadarmo (samozrejme, ak nemam batériu). Len málo vlastníkov FVE je cez deň doma a má čas strážiť, aká je výroba a manuálne zapínať domáce spotrebiče. 

Ešte raž zdôrazním: FVE JE TÝM ÚČINNEJŠIA, ČÍM VIAC VLASTNEJ ELEKTRINY AJ SÁM SPOTREBUJEM. Elektrina dodaná do siete je stratená. Ideálne číslo je 80%. Ak dokážem doma spotrebovať 80% a viac vyrobenej elektriny, blížim sa k ideálu.  Z pohľadu reguácie výroby a spotreby môžme zadefinovať nasledovné typy regulácie:

 

spôsob regulácie popis podiel spotrebovanej a stratenej elektriny poznámka
žiadna   20%/80%  
manuálna zákazník sám sleduje slnečný svit a sám si zapína spotrebiče 40%/60%  
automatická elektronický regulátor, ktorý vyhodnocuje výrobu, počasie atď. a spotrebiče spúšťa sám 80%/20% Regulátory WattRouter, Bono, SunJack a iné. hodnota 80% je maximálna. Veľmi záleží na množstve ovládaných spotrebičov, ich príkone a samozrejme na type regulátora.
akumulátor FVE s inštalovaným akumulátorom dostatočnej kapacity 90%/10% Spotreba 100% vyrobenej elektriny je len teoretická. Treba si uvedomiť že batérie je vlastne tiež spotrebič. Veľmi záleží na kapacite batérie. Aby bolo možné dosiahnúť 100%, kapacita akumulátora by musela byť taká, aby bolo možné uchovať celú dennú výrobu v najslnečnejší deň v roku a v noci ju aj spotrebovať. A to by bol už veľmi veľký a drahy akumulátor
automatická regulácia doplnená o akumulátor   99%/1% 100% je teoretická hodnota. Pri takejto kombinácií je možné inštalovať menší (a teda aj lacnejší) akumulátor a regulátor rozhoduje, či sa bude nabijať akumulátor alebo spustí iný spotrebič.

 

A keďže ste sa dočítali až sem, iste Vás zaujíma riešenie tohoto problému. A prekvapivo, existuje. Jeden Izraelský výrobca, ktorý si od roku 2009 tvrdohlavo razí svoju cestu a pohľad na fotovoltiku ponúka riešenie. Dnes je to najvačší výrobca fotovoltických meničov na svete s celkovým vyrobeným výkonom viac ako 13GW a z prvej priečky odsunul SMA. Viac o technológií sa dočítate v samostatnm článku tu.

ad 6)  jednoduche ovladanie a bezporuchový chod

"Najlepšia elektráreň je taká, o ktorej neviem": Bezporuchový chod je daný kvalitou zariadenia, ktoré ma vyladený softvér. Ešte ani v dnešnej dobe táto požiadavka nieje samozrejme. Hlavne u mladších výrobcov nie je prekvapujúce, keď musíte 1-2x za týždeň menič reštartovať. Alebo musíte ísť zákazníkoví a nahrať nový firmware, lebo na dialku sa to nedá. 

Bezporuchový chod, a teda kvalita zariadenia sa prejavuje v záruke, ktorú poskytuje výrobca na svoje zariadenie. Viete o takom meniči, ktorý má v základe záruku 12 rokov??? My áno. Viac o produktovej záruke sa dočítate tu

ad7) vysoká bezpečnosť

Bezpečnosť FVE je prirodzenou požiadavkou na každú inštaláciu. Splnenie technických noriem na zariadenie a inštaláciu si vyžadujú distribučné spoločnosti vo forme revíznej správy. Revízna správa by mala byť zákazníkom vyžadovaná a inštalateérom automaticky dodaná aj pri ostrovných systémoch. Ale revízna správa rieši projekt z pohľadu "elektrickej" bezpečnosti.

Ale čo požiarna bezpečnosť??? Inštalácie FVE, kde je vyžadovaná plná projektová dokumentácia, sa táto musí zaoberať nielen normami STN v oblasti elektrickej bezpečnosti, ale aj STN v požiarnej bezpečnosti a samozrejme aj ochrany životného prostredia a enviromentálnych záťaží a reciklácie obalových mterialov.

Práve STN 92 0203: Požiarna bezpečnosť stavieb. Trvalá dodávka elektrickej energie pri požiari z januára 2013 sa článok 4.3 Vypínanie elektrickej energie počas požiaru dotýka priamo inštalácií FVE. V skratke povedané, po odpojení DC strany meniča musí byť na stringu MAX 120V.

Lenže pri bežnom fotovoltickom systéme sa táto požiadavka jednoducho splniť nedá, pretože aj keď sa odpojí menič, panely jednoducho vypnúť nejde a napätie cca 400-900V v stringu namieriate vždy za bieleho dňa.  

Bohužial, tak ako je to na slovensku už "národným zvykom", norma sa nedodržuje. Obchádza sa s odvolaním na EU normy, ktoré sú nadradené a takúto povinnosť nevyžadujú. To či je to potrebné, alebo je to "zbytočná buzerácia požiarnikov" nechajme bokom. 

Ale aby sme boli konštruktívni, sú fotovoltické systémy, ktoré túto protipožiarnu požiadavku "natívne" spĺňajú. Ako? PowerOptimizér, ako sme uvádzali vyššie, plní nielen funkciu maximalizácie výkonu panelu, ale zároveň v prípade, že je menič vypnutý, na výstupe z panelu je max 1V, teda napätie v stringu je dane počtom panelov, väčšinou 20-30V. A to je podstatne menej ako bežny 400-900V a požadovaných 120V. Viac sa dočítate tu.

 

ad 7) "primeraná cena"

Toto je sizifovská otázka, pretože čo je pre jedného primerané, pri iného to už primerané nie je. Všetko je to argumentácií

Skúsme argumentovať v tabuľkovom prehlade:

  bežná FVE 2kW p   systém SE 2KWp
ročná produkcia v ideálnych podmienkach na slovensku 1100kWh/kWp 2200kWh 2310kWp-2640kWp
záruka na menič 5 rokov 12 rokov
záruka na optimizér - 25 rokov
možnosť rozšírenia o batérie NIE ANO
Možnosť ovládania spotrebičov NIE ANO
Možnosť nulovej dodávky do siete NIE ANO
Spĺňa protipožiarne predpisy STN NIE ANO
Umožňuje rozširovanie počtu panelov o viac ako 10% NIE ANO
cena za inštalovaný 1kWp cca bez DPH 1850€ 2100€

 

Zdá sa Vám dať o 250€ za 1kWp viac pri tých všetkých výhodách??? Požiadajte svojho dodávateľa o rozšírenú záruku na menič a zistíte, že rozdiely v cene sa začnú stierať. A nezabúdajte, že FVE si inštalujete na minimálne 25 rokov. Rozdiel 250€ na kWp po dobu 25 rokov je 10€ na rok. A čo rozdiel pri výrobe? Je minimálne 200kWh ročne. 200kWh x 0,15€ (dnešná cena elektriny) x 25 rokov = 750€. Čo z toho vyplýva? Že pokial počítame fixnú cenu elektriny na 25 rokov, tak systém je defacto lacnejší, lebo svojou účinnosťou vyrobil o 750€ viac ako bežný systém. Takže pojem Primeraná cena, Vysoká či Nízka cena je veľmi relatívny pojem! Ešte stále sa Vám zdá, že systém SolarEdge je drahý??? Viac o systéme SolarEdge sa dočítate tu.