Nazeleno.cz – úspory energie, izolace, zdravý životní styl, biopotraviny, ekologie [logo]

DOPORUČUJEME:

Ceny Energie

Najdeme nejlevnějšího dodavatele!

Partneři sekce

Novinky v ostrovní fotovoltaice – 2. část

Součástí veletrhu Amper byla také ojedinělá akce svého druhu v ČR - seminář Off-grid 2015 věnovaný ostrovním elektrárnám. Byli jsme u toho, pokračujeme akumulátory a řízením spotřeby elektřiny v domě.

20. 04. 2015 | Karel Murtinger

Ve zkratce:

Jako nejzajímavější se pro domácí fotovoltaiku zdají LiFePO akumulátory. Časem se také nejspíš začnou uplatňovat systémy pro řízení spotřeby elektřiny v domácnosti založené na využití umělé inteligence a meteorologických dat.

Součástí semináře Off-Grid 2015 byla přednáška věnovaná problematice řízení spotřeby elektřiny v domácnosti. Zaujalo mě hlavně, jak dokonalé prostředky dnes pro aktivní řízení spotřeby elektrické energie existují. V uváděném příkladu byly použity systémy umělé inteligence. Hodně zjednodušeně řečeno, řídící systém, který rozhoduje o tom, co je třeba zrovna zapnout a co jde odložit na pozdější dobu, a snaží v každém okamžiku „složit“ takový mix spotřebičů, které maximálně využijí energii, jež je v daném okamžiku k dispozici.

Současně je také možno na základě meteorologických dat výrobu energie poměrně přesně předpovídat. Inteligentní systém pak s využitím těchto dat a prostředků pro řízení spotřeby dokáže maximalizovat využití obnovitelných zdrojů při současné minimalizaci kapacity použitých akumulátorů a měničů a tedy minimalizaci pořizovacích nákladů.

Přiznám se, že mě trochu pobavil závěr, že přínos větrné elektrárny k energetickým ziskům systému byl velmi malý. Měl bych chuť říci, že to se dalo v té lokalitě čekat. Větrné elektrárny často své majitele zklamou, ta závislost produkce elektřiny na třetí mocnině rychlosti větru je prostě příliš strmá.

Co je vlastně „výroba elektřiny“?

Martin Kolařík z firmy Ostrovni-elektrarny.cz v přednášce probral základní vlastnosti a výhody ostrovních elektráren a zdůraznil aspekt svobody v nakládání s nimi. U elektráren prodávajících proud do sítě a pobírajících nějaký druh podpory je prakticky nemožné udělat jakoukoli změnu či vylepšení, zatímco ostrovní elektrárna je majetek, s nímž je možné v podstatě volně nakládat. Lze ji přenést na jiné místo, rozšiřovat, měnit některé části či experimentovat s novými komponentami. Jediné omezení je zde to, že nesmíte negativně ovlivňovat ostatní (rozvodnou síť, sousedy apod.).

Energie ze slunce na Nazeleno.cz:

Často se také zaměňuje pojem “výroba energie” ve smyslu fyzikálním a legislativním. Solárním fotovoltaický panel je z hlediska fyzikálního nepochybně “výroba energie” ze slunečního záření, není to ale “výroba energie” z hlediska legislativy, pokud tuto energii použijete jen pro sebe. Výrobou se podle zákona stává teprve tehdy, když tu vyrobenou energii někomu prodáváte přes rozvodnou síť.

Svoboda a nezávislost je sice důležitá, ale pokud máme k dispozici elektřinu z rozvodné sítě tak se jí rozhodně nevzdávejme. Elektřina ze sítě je levnější než z elektrocentrály, od listopadu do února je energie z FVE nedostatek a v případě technické závady nám síť poslouží jako záloha.

Jak nastavit solární panely?

Další užitečné poznámky se týkaly optimalizace výkonu fotovoltaické elektrárny. Pokud například máte nějaké spotřebiče se stálým odběrem (což je třeba příklad mé domácnosti, kde stále běží ventilátory odvětrávající sklep, anténa pro příjem internetu (AP), wi-fi router, NAS apod.), je vhodné nastavit solární panely nikoli čistě na jih, ale část dát i směrem k jihovýchodu a část k jihozápadu. Snížíte tak požadavky na velikost akumulátorové baterie.

Zajímavé je, že takto orientované panely lze připojit paralelně do jednoho MPPT regulátoru, aniž by to vedlo k nějaké znatelné ztrátě účinnosti. Přiznám se, že mě to nikdy nenapadlo. Vlastně jsem pořád uvažoval jen o tom, jak maximalizovat účinnost panelů. Dnes jsou ovšem solární panely relativně levné a mají dlouhou životnost a akumulátory relativně drahé a jejich životnost je nižší, takže je vlastně rozumné optimalizovat systém z hlediska akumulátorů (ušetřit na jejich kapacitě za cenu zvýšení plochy panelů).

Akumulátory: Výhody LiFePO technologie

Nejzajímavější část přednášky byla věnovaná akumulátorům. Martin Kolařík je výrazným zastáncem lithiových baterií (především LiFePO4 technologie). Není pochyb o tom, že Li akumulátory jsou z čistě fyzikálního hlediska nejdokonalejší elektrochemický článek. Mají vysoké napětí a minimální hmotnost a nevadí jim hlubší vybíjení ani setrvání v téměř vybitém stavu. Zatím jsou ale poměrně drahé, i když lze asi předpokládat, že časem se jejich cena bude zmenšovat.

Jeden liFePO4 článek 3,2 V 40 Ah stojí přibližně 1400 Kč. Pasivní balanční obvod, který omezuje přebytí koupíte za 85 Kč. (Foto: GWL Power)

Z hlediska provozu v ostrovním solárním systému, mají akumulátory technologie LiFePO4 mnohé výhody oproti akumulátorům olověným:

  • Velmi dlouhá životnost (v řádu tisíců cyklů při 80% vybití, při mělkých cyklech roste k desítkám tisíc). Nedávno prý výrobce dokonce opravil dosažitelné počty cyklů v technické specifikaci směrem k vyšším hodnotám. Popravdě řečeno zatím vlastně není dostatek zkušeností, protože čas potřebný pro seriózní zkoušky životnosti je příliš dlouhý. Navíc to vypadá, že ztráta kapacity je lineární a nikoli jako v případě olověných akumulátorů exponenciální. Životnost lithiových baterií tak odpovídá životnosti ostatních (kvalitních) komponentů solárního systému.
  • Úplná bezúdržbovost - pokud správně fungují balancéry a ochrany, pak se neuvolňují žádné plyny či aerosoly a není třeba doplňovat kapaliny. Baterie lze tedy umístit i do nevětraných prostor.
  • Jsou malé a lehké ve srovnání s olověnými akumulátory a mají vyšší účinnost (lepší využití energie).
  • Dají se nabíjet většími proudy, což je výhodné pokud používáte k dobití například elektrocentrálu.
  • Dají se oživit i ze stavu úplného vybití pokud došlo k vybití malým proudem nebo jen dlouhým skladováním (používá se k tomu nabíjení velmi malým proudem po delší dobu).

V lithiu je zřejmě budoucnost

Velmi zajímavá novinka je akumulátor ESS 1.0 od firmy BMZ, kterému jsme věnovali samostatný krátký článek. Je to baterie typu Li-Ion, 24 V 108 Ah 2,8k Wh. Tento bateriový modul obsahuje velké množství malých válcových článků typu 18650 a je vybaven všemi myslitelnými typy ochran a možnostmi monitorování stavu článků; dá se říci, že je téměř nezničitelný. Měl by odolávat přebití nebo přetížení, přílišnému vybití a dokonce i ponoření do vody (což výrobce ale rozhodně nedoporučuje zkoušet).

Musím se přiznat, že jsem až dosud pokládal za nejlepší řešení pro ostrovní systém baterii sestavenou z jednotlivých 2V článků s masivními elektrodami a naddimenzovanou kapacitou, která zajistí relativně mělké vybíjecí cykly. Například pro svůj plánovaný malý solární systém jsem uvažoval o baterii z 12 článků Hoppecke 4 OPzS solar.power 280 - tedy 24 V, 280 Ah.

Životnost olověných článků Hoppecke 4 OPzS solar.power 280 v závislosti na hloubce vybíjení. (Zdroj: výrobce)

Pokud bych ji vybíjel v průměru jen z 30% (84Ah), pak by její životnost měla být zhruba 4000 cyklů. Cena této 12článkové baterie je ovšem cca 54 500 Kč. Pokud bych naopak použil výše zmíněnou baterii ESS 1.0 fi. BMZ a vybíjel jí z 90 % (90Ah), pak by její životnost měla být také 4000 cyklů a její cena je skoro o 20 % nižší.

Po skončení životnosti bych sice dostal ve sběrně za těch 200kg olova 2600 Kč (současná cena), to je ovšem poněkud nedostatečná kompenzace. Určitá výhoda těch mohutných olověných baterií spočívá v tom, že se jejich stav snadno kontroluje (měření hustoty elektrolytu), vadné články se dají snadno vyměnit a díky větší kapacitě máte k dispozici větší zásobu energie pro občasné nenadálé události. U té high-tech Li baterie musíte spoléhat jen na vestavěnou elektroniku a spolehlivost výrobce.

Další pokračování: Jak se žije v off-grid domě?

 

Související články

Tagy: Energie, Fotovoltaika, Ceny energií

Nazeleno.cz - vše o úsporách energií

Katalog firem

Prefa Aluminiumprodukte s.r.o.

Prodej a technický servis hliníkových střešních, okapových a fasádních systémů Prefa. Solární systém Prefa…

<!-- -->
Bosch Termotechnika s.r.o. – obchodní divize BUDERUS

Buderus s produktovým portfoliem zahrnujícím plynové průtokové ohřívače teplé vody,závěsné i stacionární…

<!-- -->
Prefa Aluminiumprodukte s.r.o.

Prodej a technický servis hliníkových střešních, okapových a fasádních systémů Prefa. Solární systém Prefa…

<!-- -->
E.ON Česká republika, s.r.o.

Energetické společnosti působící pod značkou E.ON dodávají elektřinu, zemní plyn a související služby…

<!-- -->
Chcete být na tomto místě? Zvolte zvýhodněný zápis!