První týden s FVE: kolik vyrábím, baterky, balancování a test 4 aut najednou!
První týden s fotovoltaikou: reálná výroba, baterie a nabíjení 4 elektromobilů najednou
Kolik skutečně vyrobí domácí fotovoltaická elektrárna? Jak moc se výroba mění během jednotlivých dní? Jak funguje bateriové úložiště a co se stane, když na celý systém najednou pověsíte čtyři elektromobily?
Po prvním týdnu provozu vlastní FVE už máme první reálná data.
Žádné teoretické kalkulačky a ideální podmínky. Tentokrát se podíváme na to, jak fotovoltaika skutečně funguje v každodenním provozu, co mě během prvních dní překvapilo, co je potřeba ještě doladit a kam chci celý systém posunout dál.
První týden ukáže víc než papírový výpočet
Při návrhu fotovoltaiky můžete počítat očekávanou roční výrobu, návratnost, velikost baterie nebo předpokládanou vlastní spotřebu.
Jenže až reálný provoz ukáže, jak se celý systém bude skutečně chovat.
Výroba se totiž nemění pouze podle ročního období.
Obrovský rozdíl dokáže udělat:
-
oblačnost,
-
déšť,
-
teplota,
-
orientace panelů,
-
zastínění,
-
část dne,
-
okamžitá spotřeba domu.
Proto je pro mě mnohem zajímavější sledovat skutečná data než pouze hodnotu, kterou někdo vypočítal před instalací.
Kolik FVE skutečně vyrábí?
Jedna z nejčastějších otázek kolem fotovoltaiky zní:
Kolik to opravdu vyrobí?
Problém je, že odpověď jedním číslem prakticky neexistuje.
Jeden den může být perfektní počasí a výroba se od rána postupně zvedá až k vysokým hodnotám kolem poledne.
Další den přijde oblačnost a průběh výroby vypadá úplně jinak.
Právě proto sleduji nejen celkovou denní výrobu, ale také výkon elektrárny v jednotlivých hodinách.
To ukazuje mnohem více.
Hodinový graf výroby je možná zajímavější než celková čísla
Celková denní výroba vám řekne, kolik energie elektrárna za den vyrobila.
Pro řízení domu je ale zásadní vědět ještě něco jiného:
Kdy ji vyrobila?
Pokud máte například nejvyšší výrobu mezi 10. a 15. hodinou, je ideální právě do tohoto období přesunout co největší část spotřeby.
Může jít například o:
-
nabíjení elektromobilu,
-
ohřev teplé vody,
-
klimatizaci,
-
vytápění,
-
nabíjení domácí baterie,
-
provoz energeticky náročných spotřebičů.
A právě tady začíná být fotovoltaika opravdu zajímavá.
Nejde jen o to elektřinu vyrobit.
Jde o to ji co nejchytřeji využít.
Baterie zásadně mění způsob využití fotovoltaiky
Bez bateriového úložiště máte v zásadě jednoduchý problém.
Fotovoltaika vyrábí nejvíce v době, kdy domácnost nemusí mít největší spotřebu.
Přes den tedy můžete mít přebytek energie a večer, když výroba zmizí, začnete elektřinu nakupovat ze sítě.
Baterie umožňuje část energie přesunout v čase.
Přes den ji nabijete a večer nebo v noci ji využijete.
V praxi ale bateriový systém není jen krabice, do které elektřina přiteče a následně zase vyteče.
Je potřeba řešit také:
-
nabíjecí a vybíjecí výkon,
-
nastavení měniče,
-
komunikaci s BMS,
-
stav jednotlivých článků,
-
teploty,
-
balancování.
A právě balancování bylo jedním z témat prvních dní provozu.
Co znamená balancování baterie?
Velká domácí baterie se skládá z jednotlivých článků.
Ideální stav je, když mají jednotlivé články velmi podobné napětí a chovají se stejně.
V realitě ale nikdy nejsou naprosto identické.
Jeden článek může mít například nepatrně vyšší napětí než ostatní a jiný naopak nižší.
BMS – Battery Management System – proto jednotlivé články sleduje.
A právě zde přichází na řadu balancování.
Proč jsou rozdíly mezi články problém?
Představme si baterii složenou z mnoha článků zapojených dohromady.
Celkový výkon baterie může být omezen nejslabším nebo nejvíce nabitým článkem.
Při nabíjení může jeden článek dosáhnout svého maximálního napětí dříve než ostatní.
BMS potom musí nabíjení omezit nebo zastavit, přestože jiné články ještě úplně nabité nejsou.
Podobná situace může nastat také při vybíjení.
Proto je dobré, aby byly články co nejlépe vyrovnané.
Balancování není jednorázová záležitost
Zvlášť u nově instalovaného systému může chvíli trvat, než se baterie správně srovná a systém si všechno „sedne“.
První dny proto sleduji především rozdíly mezi jednotlivými články a chování baterie při vysokém i nízkém stavu nabití.
Nestačí se totiž podívat pouze na údaj:
Baterie 100 %.
Mnohem zajímavější je vědět, co se v té chvíli skutečně děje uvnitř.
Proč chci fotovoltaiku ještě rozšiřovat?
Jednou z výhod vlastního monitoringu je, že velmi rychle zjistíte, kde jsou limity současného systému.
A právě první reálná data jsou důležitá pro rozhodování o případném rozšíření.
Pokud mám možnost využít další plochu pro panely, musím se ptát:
Dokážu energii navíc také smysluplně spotřebovat nebo uložit?
V našem případě je odpověď poměrně jednoduchá.
Ano.
Velkou část spotřeby totiž tvoří elektromobily.
A auto je z pohledu domácí energetiky v podstatě další obrovská baterie na kolech.
Fotovoltaika a elektromobil jsou ideální kombinace
Pokud máte doma elektromobil, fotovoltaika začíná dávat ještě větší smysl.
Běžná domácí baterie může mít kapacitu v řádu jednotek až desítek kWh.
Elektromobil má často baterii několikanásobně větší.
Pokud auto stojí během dne doma, můžeme přebytečnou energii místo odeslání do distribuční sítě uložit přímo do auta.
Princip je jednoduchý:
svítí slunce → vyrábím elektřinu → nabíjím auto → následně na tuto energii jezdím.
A právě tady se dostáváme k experimentu, který mě zajímal asi nejvíce.
Co se stane, když začnou nabíjet čtyři elektromobily současně?
Jeden elektromobil není pro výkonnější domácí elektrickou instalaci nic extrémního.
Ale co čtyři auta?
Právě to jsme vyzkoušeli.
Na systém jsme připojili čtyři elektromobily současně a sledovali, jak se bude chovat bateriové úložiště a celý energetický systém.
Tady už se dostáváme k výkonům, které běžná domácnost prakticky nikdy nepotřebuje.
Čtyři elektromobily totiž mohou dohromady představovat velmi vysokou okamžitou spotřebu.
A právě proto je podobný test zajímavý.
Kapacita a výkon baterie jsou dvě různé věci
U domácí baterie se často řeší pouze její kapacita.
Například:
„Mám baterii o kapacitě X kWh.“
Jenže to vám neříká, jak velký výkon dokáže baterie dodat.
Je to stejné jako u elektromobilu.
Kapacita říká, kolik energie máme uložené.
Výkon říká, jak rychle ji dokážeme dodat.
Pro napájení několika aut současně je právě výkon zásadní.
Můžete mít obrovské bateriové úložiště, ale pokud měnič nebo samotná baterie nedokáže dodat požadovaný výkon, při vysoké zátěži stejně narazíte na limit.
Čtyři auta jsou extrém, ale právě proto má test smysl
Samozřejmě nepředpokládám, že běžná domácnost každý večer připojí čtyři elektromobily a všechny bude současně nabíjet maximálním výkonem.
Smyslem testu bylo zjistit něco jiného.
Kde jsou skutečné limity systému?
Pokud systém bez problémů zvládá extrémní scénář, máte mnohem lepší představu o rezervě při normálním používání.
Běžný provoz totiž bude podstatně jednodušší.
Dům může současně:
-
topit,
-
ohřívat vodu,
-
provozovat klimatizaci,
-
nabíjet jedno nebo více aut,
-
používat běžné domácí spotřebiče.
A právě schopnost energetický systém správně řídit bude do budoucna ještě důležitější než samotná velikost FVE.
Nechci pouze vyrábět. Chci energii řídit
Tohle je pro mě jeden z hlavních cílů celé instalace.
Nechci mít fotovoltaiku, která pouze vyrábí elektřinu a bezmyšlenkovitě posílá přebytky do distribuční sítě.
Chci, aby systém dokázal rozhodovat, kam energie půjde.
Například:
-
Dům má okamžitou spotřebu.
-
Přebytek začne nabíjet baterii.
-
Další energie může jít do elektromobilů.
-
Může se využít pro ohřev vody nebo další spotřebu.
-
A teprve následně řešit přetok do distribuční sítě.
Pořadí samozřejmě nemusí být vždy stejné.
Právě v tom je kouzlo chytrého řízení.
Podle ceny elektřiny, počasí, stavu baterie nebo plánovaných cest autem se může strategie průběžně měnit.
Fotovoltaika není pouze o návratnosti
Při každé debatě o FVE se velmi rychle objeví otázka:
Za kolik let se vám to vrátí?
Je to legitimní otázka.
Ale pro mě je zajímavá i druhá stránka věci.
Vlastní fotovoltaika společně s bateriovým úložištěm umožňuje mnohem větší kontrolu nad tím, odkud energie pochází a kdy ji používám.
Pokud k tomu přidáte elektromobily, chytré řízení domu a dynamické ceny elektřiny, vznikne z toho poměrně komplexní energetický systém.
A právě optimalizace celého systému může mít do budoucna mnohem větší význam než prosté počítání vyrobených kWh.
Co ukázal první týden?
Především to, že reálný provoz je mnohem zajímavější než jakákoliv tabulka před instalací.
Teprve když začnete sledovat systém den po dni, vidíte:
-
jak výrazně kolísá výroba,
-
kdy máte největší přebytky,
-
jak se chová baterie,
-
jak probíhá balancování,
-
jaký výkon dokáže systém dodat,
-
a kde má smysl celý systém ještě rozšířit nebo upravit.
A to jsme stále úplně na začátku.
Další krok: maximálně využít vlastní výrobu
Samotné panely jsou pouze první část celého systému.
Dalším krokem je dostat co největší část vyrobené energie do míst, kde má skutečný užitek.
V našem případě především:
do domu, bateriového úložiště a elektromobilů.
A pokud dokážeme správně řídit, kdy se jednotlivá zařízení zapnou a kolik výkonu dostanou, může se využití fotovoltaiky dostat úplně na jinou úroveň.
První týden tedy rozhodně nebyl pouze o sledování čísla „kolik kWh jsme vyrobili“.
Byl hlavně o poznávání toho, jak se celý systém chová v reálném světě.
A experiment se čtyřmi současně nabíjenými elektromobily ukázal přesně to, co jsem chtěl zjistit – domácí energetika může být při správně navrženém systému mnohem výkonnější, než si většina lidí představuje.
Další články z blogu
Pročtěte si i další náhodně vybrané články ze světa elektromobility
