Fotovoltika pre domácnosti ale aj pre priemysel (VIDEO)

Výroba elektriny zo slnka je dnes veľmi populárna téma a to hlavne v súvislosti s výhľadom na stúpajúce ceny elektrickej energie.

Majitelia rodinných domov ale aj priemysel intenzívne sledujú vývoj v tejto oblasti a inštalácie sú čoraz častejšie.

Nevyhnutné súčasti pre energiu zo Slnka

Fotovoltaická elektráreň má za úlohu vyrábať elektrinu, ktorú je možné následne použiť v domácnosti ale aj v priemysle. Prináša to odľahčenie distribučnej siete, v istom zmysle úsporu peňazí a tiež nezávislosť na dodávateľoch napr. pri častých výpadkoch elektriny.

Sprievodcom v stánku Huawei na výstave Intersolar 20923 bol Martin Hodek

Kompletná fotovoltická elektráreň potom obsahuje fotovoltické panely, striedač, batérie a ďalšie riadiace moduly.

Fotovoltické články a striedače

Základom fotovoltickej elektrárne sú fotovoltické články inštalované na streche. Tieto premieňajú slnečnú energiu na elektrickú. Panely majú svoju účinnosť, dnes je to typicky okolo 18 %. Výstupom z fotovolitického článku je jednosmerný prúd, ktorý sa pre ďalšie využitie v domácnosti a priemysle musí zmeniť na striedavý v meniči. Ten sa často označuje aj ako striedač. Fotovoltické panely sa často označujú číslom za názvom. Napr. hodnota 250 Wp (Watt peak) znamená koľko Wattov elektrickej energie dokáže panel pri optimálnych podmienkach (25 °C a obloha bez mrakov) vygenerovať za jednu hodinu. Životnosť fotovoltických panelov je okolo 25 rokov, používajú sa monokryštalické a polykryštalické články.

Striedač mení jednosmerný prúd na striedavý a má svoj udávaný výkon vo Wattoch. V praxi počítajte s tým, že menič dokáže dodávať približne o 20 % menej výkonu ako je jeho maximum. Existuje jednofázový menič, keď sa energie generuje len do jednej fázy v dome alebo v priemysle a trojfázový, keď sú takto vyrobenou energiou zásobované všetky tri fázy. Ak sa použije jednofázový menič, musíte vedieť, na ktorú fázu sú pripojení spotrebiče, ktoré chcete takto zásobovať. Menič môže byť pri prevádzke počuť, preto zvážte jeho umiestnenie.

Schéma zapojenia fotovoltickej elektrárne pre domácnosť

Batéria ako voliteľná súčasť systému

Batéria môže a nemusí byť súčasťou fotovoltickej elektrárne. Problém s fotovolitkou je v tom, že sa v prípade domácnosti najviac energie vyrobí počas dňa, kedy ju však obyčajne nemá kto míňať. Požiadavka na elektrickú energiu je v domácnostiach skôr večer, keď sú spustené viaceré spotrebiče. V batérii sa tak dá energia prechodne uschovať v prípade potreby ju zase použiť. Je však obyčajne z celého systému fotovolitickej elektrárne najdrahšia. Existuje aj forma virtuálnej batérie, kedy vyrobenú energiu vraciate späť do distribučnej siete a potom ju za nižších poplatkov zase odoberáte. Virtuálna batéria má však viaceré administratívne obmedzenia.

Aby sme zistili, ako je to so súčasným stavom takéhoto spracovania energie, navštívili sme výstavu Intersolar v Mníchove a tu konkrétne pavilón spoločnosti Huawei, ktorá má veľké spektrum zariadení na využívanie alternatívnych zdrojov energie predovšetkým s využitím slnečnej energie. Táto spoločnosť mala aj spolu s partnermi na tejto výstave obsadený naozaj celý pavilón a demonštrovala svoje postavene v tejto oblasti.

Výstava Intersolar

Postupne sme prešli segment pre rezidenčných zákazníkov (domácnosti) so striedačmi a batériami, ďalej komerčný a priemyselný segment so striedačmi s väčším výkonom a väčšími batériovými kontajnermi a na záver sme si pozreli tzv. utilitné riešenia a aj nabíjaciu stanicu pre elektromobily.

Riešenia pre domácnosti

Najväčší záujem ľudí na výstave Intersolar bol, prirodzene, o riešenia pre domácnosti. Huawei pritom ponúka tzv. optimizéry pre solárne inštalácie a varianty sú 450 W a 600 W. Na každý fotovolitický panel sa pritom typicky inštaluje jeden optimizér. Videli sme aj nové optimizéry MERC, kde postačí jeden optimizér na dva panely a znamená to investičnú úsporu. Tieto nové komponenty sú vo variante 1100 W a 1300 W.

Úlohou optimizéru je zaistiť nezávislosť funkcie fotovoltického panelu. Panely sa teda na strechu môžu ukladať s rôznymi orientáciami, niektoré môžu byť aj čiastočne zatienené. Použitie optimizéru znamená, že jeden panel s odlišnou funkciou neovplyvní funkciu celého reťazca. Každý panel je potom úplne nezávislý a to umožňuje flexibilnejšiu inštaláciu. Na optimizér od Huawei sa poskytuje 25 ročná záruka a je odolný voči vode, čo je výhoda ak je nainštalovaný na streche. Úloha optimizéru je aj bezpečnostná – ak sa niečo s panelmi vyskytne, môžete ich pomocou neho veľmi rýchlo odpojiť od zvyšku systému.

Huawei poskytuje široké spektrum komponentov pre fotovolitickú elektráreň, pričom bezpečnosť je na prvom mieste

Ďalej sme videli typické riešenia jednofázového striedača SUN2000 vo verzii od 2 do 6 kW, od roku 2024 bude dostupná aj verzia jednofázového striedača pre výkon 8 a 10 kW. Tieto najnovšie striedače už umožňujú inštaláciu fotovoltických panelov do troch rôznych orientácií bez optimizéru.

Huawei tiež prezentoval trojfázový striedač od 3 do 10 kW, pripravuje sa variant od 12 kw do 25 kW. Najnovší hybridný striedač s označením MB0 s výkonom 12 až 25 kW umožňuje spojenie s batériami do kapacity až 84 kWh. To je v prípade výpadku externého zdroja elektrickej energie viac ako dostatočná záloha aj pre slušne veľkú domácnosť a to na niekoľko dní.

Postupne sme prešli k Huawei batériám Luna 2000S0 s jednotlivými batériovými blokmi s kapacitou 5 kWh. Videli sme aj model S1 s batériovými blokmi s kapacitou 7 kWh. V jednej batériovej veži sú maximálne tri batériové bloky. Pre model S1 z toho vyplýva maximálna kapacita 21 kWh. Pod jeden rezidenčný striedač sa pritom dajú pripojiť až 4 batériové veže. Teoreticky tak môžete vytvoriť doma elektráreň s úložiskom energie s celkovou kapacitou 84 kWh. Na batéria LUNA 2000S1 výrobca poskytuje záruku až 15 rokov a predbežne až 12 000 cyklov.

K takejto fotovoltickej elektrárni si môžete prikúpiť od Huawei aj špeciálnu nabíjaciu stanicu pre elektomobily. Existuje 7 kW jednofázová nabíjačka alebo 22 kW trojfázová.

Na výstave sme si pozreli SmartGuard 63A ako jednofázový backup box s asistentom na manažovanie energie. Funguje ako inteligentná náhrada súčasných elektrometrov, ktorá dokáže komunikovať s celým domácim riešením.

Huawei poskytuje aj aplikáciu SmartDizajn, pomocou ktorej si vytvoríte model vašej domácnosti v konkrétnej lokalite a buď automaticky alebo manuálne sa potom nakonfigurujú fotovoltické panely. Takto sa vytvorí celý rezidenčný projekt od návrhu cez elektrinu a spotreby v rôznych časoch. Vo výsledku dostávate komplexnú správu, ako bude celý váš systém vyzerať.

Mimochodom Huawei veľmi dbá o bezpečnosť celého systému a napr. dokáže rozpoznať porušenie konektorov v systéme fotovoltickej elektrárne. Zhruba do 0,5 sekundy sa deteguje elektrický oblúk a s funkciou AFCI sa celý reťazec odpojí. Do mobilnej aplikácie následnej dostanete chybovú a môžete tento stav začať riešiť.

Huawei rozpoznáva vznik elektrického oblúku a následne prepojenie rozpojí

Komerčný sektor a priemysel

Prechádzame na ponuku pre väčšie inštalácie napr. vo firmách. Tu Huawei ponúka striedače od 30 do 150 kW a majú označenie Smart PV Controler. Videli sme nové modely 50KTL (50 kW striedač) a 100KTL (100 kW striedač). Tieto sa vyznačujú plug-and-play inštaláciou, pri menších systémoch tieto striedače dokáže nainštalovať len jeden človek. Zo spodnej strany striedačov sú pripojovacie klikacie konektory MC4. Na boku striedača je potom rozvodná krabica, z ktorej vychádza striedavý prúd do vyššej elektrickej rozvodne. Počíta sa s tým, že tieto striedače budú inštalované vo vonkajšom prostredí.

Komponenty pre fotovoltické články určené pre komerčný sektor

Prezreli sme si aj batériový modul pre komerčný segment. Je to základný box pre kontajner s batériami určený pre komerčný a utilitný segment. Tu sa používa technológia energetických optimizérov, ktorá opäť zaisťuje, že príslušný batériový modul funguje nezávisle na ostatných batériových moduloch, s ktorými je inštalovaný napr. vo veži v rezidenčných systémoch alebo v rámci batériového kontajneru. Ak sa jedna z batérií poškodí, neovplyvní to funkciu ostatných batérií.

Na výstave Intersolar sme si pozreli komerčné riešenie s batériou LUNA 2000 200 kWh s 12 batériovými packmi. Za dvermi batérie bol umiestnený striedač s výkonom 100 kW. Ten zaisťuje transformáciu na striedavé napätie a dodávku elektriny do siete. Po stranách batérie boli umiestnené klimatizačné jednotky na chladenie vzniknutého tepla.

V tomto prípade batériové packy prichádzajú dopredu nainštalované a naplnené nevyhnutným hasivom. To výrazne urýchľuje inštaláciu, stačí totiž len pripojiť konektory a potom nadviazať komunikáciu. Hmotnosť takéhoto modulu je okolo 3 ton aj s osadenými batériami. Pri takejto hmotnosti sa dá batéria pred inštaláciou preniesť napr. na zdvíhacom vozíku.

Utilitný segment

V utilitnom segmente sme videli batériový modul v štandardnom 20-stopovom lodnom kontajneri. Modul obsahuje v sebe batérie aj transformátor. Pred inštaláciou sa teda dá tento modul relatívne jednoducho prenášať, ide totiž o unifikované riešenie. Na výšku má 20,9 metra, na šírku spomínaných 20 stôp. V jednom racku sa tu nachádza 21 batériových packov. Nad každým rackom je potom riadiaci modul na zaistenie nezávislosti jednotlivých rackov medzi sebou.

Batériový modul v podobe lodného kontajneru

Pre Huawei je aj v tomto prípade veľmi dôležitá bezpečnosť a ta sa doslova všetkých komponentov. Ak by došlo k nejakej poruche, malo by prísť k jej proaktívnemu odstráneniu (ak je to možné) alebo k aktívnej ochrane, k prerušeniu kontaktov a v prípade potenciálneho požiaru musí dôjsť k odvedeniu spalín smerom mimo priestoru, kde by sa mohli nachádzať ľudia.

Huawei má najväčší striedač 330KTL a väčší ani nebude firma vyrábať. Na jeho pravej strane je vývod silovej elektriny smerom do transformátorovej stanice.

Nezávislá nabíjacia stanica

V tejto časti výstavky sme videli nabíjaciu stanicu pre elektromobily. Tá využíva batériu chladenú vodou, čo je v prípade riešenia Huawei výnimkou. Stanica má výkon až 7120 kW, niektoré batériové moduly v nej majú kapacitu 120 W. Jej určenie je na nabíjanie elektromobilov tam, kde nie je dostatočná prípojka alebo nie je možné takú stanicu napájať z distribučnej siete v exponovaných časoch kvôli veľkému odberu. Batériu v nabíjacej stanici je potom možné nabíjať napr. aj cez fotovoltickú elektráreň, prípadne z distribučnej siete v dobe, kedy je to možné.

Nabíjacia stanice pre elektrické autá s výkonom až 120 kW

Na výstave Intersolar sme videli aj prezentáciu partnera spoločnosti Huawei so zodpovednosťou aj pre Slovensko, ktorou je firma photomate. Vývoj v tejto oblasti budeme naďalej sledovať.

Zdroje: vlastné, Huawei

Prečítajte si tiež