Modulárna rozšíriteľná FVE pod kopcom

[ChlapeczDediny]

Sedím si tak uprostred leta pod slnečníkom, pri nohách mi spí naše nové malé šteniatko. V rukách mám smartfón, prezerám si diskusné fórum solárnikov a sledujem aktuálny politicko-ekonomický vývoj. Písal sa rok 2021 a ja sa (zatiaľ sám seba) pýtam: Nemali by sme mať svoju vlastnú solárnu elektráreň? (pokračovanie: http://zahradavkopci.sk/svietime-svojou-elektrinou/ )

Dnes odpoveď na túto otázku stojí v rohu miestnosti starého domu a od tohoročného Valentína dodáva elektrinu, zatiaľ v skúšobnom režime. A tak 14. február bude u nás mať ako sviatok svoje významné miesto v kalendári. Bude to Deň víťazstva pracujúceho človeka nad energetickou lobby. Teda Víťazný Február.

Predchádzalo tomu však dlhé obdobie štúdia, rozváh a plánovania, diskusií s odborníkmi aj skúsenými nadšencami. Všetkým týmto ľuďom, nie len na fóre MyPower.cz, chcem verejne poďakovať, bez toho, že by som ich všetkých menoval, lebo by som určite na niekoho zabudol a nie cielene, ale preto, že tých ľudí, čo mi poradili alebo pomohli, bolo fakt veľa. Vrátane tých, vďaka ktorím som výhodne získal materiál a mohol tak postaviť svoju FVE relatívne lacno. Hoci nakoniec aj tak bola drahšia, ako som plánoval

To, že stavba mojej FVE trvala tak dlho, malo svoje výhody. Ušetril som vďaka tomu nemalé peniaze, v podstate som "zbytočne" kupoval len iPower 24V/3 kW, všetok ostatný postupne nakupovaný materiál je zabudovaný alebo bude v blízkej budúcnosti zabudovaný. Elektráreň som zatiaľ celkom trikrát prerábal, vždy však v štádiu návrhu, a fyzicky prerábal som jednu vec, držiak a zapojenie akumulátora.

Prvá fáza, voľba technológie

Čím viac človek vie, tým viac vie, čo ešte nevie. A tak som zo začiatku prečítal hádam celé fórum. Postupne som si ujasňoval princípy, limity a vlastnosti jednotlivých technológií. Nakoniec som sa rozhodol pre nižšie napätia stringov, voľbu osobitných komponentov namiesto kombi-krabíc, pochopil, že bežné olovo nie je vhodné (a na veľké nemám miesto) a nakoniec pre seba vybral značku Epever a akumulátory LiIon. A ako skúsený modelár som sa zameral na skladané akumulátory 18650, hoci pri FVE sa s nimi pracuje úplne inak

Keď som vedel, čo chcem (a čo nechcem) a prečo, ostalo už len jediné: snažiť sa získať materiál za výhodné ceny. Podarilo sa to aspoň pri akumulátoroch a neskôr som trávil zimný čas skladaním veľkých packov do čínskych plastových držiakov so zbernicami zo šablóny a pájkovaním poistných drôtikov.

Druhá fáza, plánovanie veľkosti elektrárne

Disponibilné zdroje naznačovali, že "to" nebude nič veľké. Prepočítaval som vzťahy medzi nabíjacím prúdom z panelov, maximálnym prúdom z aku do meniča a potrebou príkonu spotrebičov aj potrebnou celkovou energiou.

Najskôr som chcel len "ekonomickú" batériu na 24 V, zo 48 paralelných článkov. Keď som zistil, že takúto elektráreň v dňoch bez slnka nemám na čo, okrem svietenia, použiť, musel som pridať. 280 článkov už čosi dá. 3 kW menič potiahnu aj v tme. Hoci väčšina spotrebičov sa pohybuje na príkone od 1000 do 2000 W.

K tomu by mohlo stačiť 6 ks panelov po 285 W, tiež sa mi podarilo zohnať ich celkom výhodne, hoci cestou po ne do mňa v jednom meste nabúrala blondýnka z vedľajšej... našťastie u mňa len škrabance. Len kde ich dať? Prvý plánovaný prístrešok nad grilom sa ukazoval ako veľmi vysoký, aby sa tam zmestila aj strecha terasy... Druhý už hotový prístrešok má strechu na sever. A novú plechovú strechu starého domu si necháme na neskôr. Terasa musela počkať. Tak som vyrobil celú novú malú terasu a vymyslel, ako krytinu urobiť z panelov.

Na čo chcem elektráreň?

Veľmi dôležitá otázka. Čo sledujem stavbou ale najmä následným používaním vlastnej elektrárne? Čo s ňou budem napájať? Pýtali sa ma nie len zasvätení kamaráti, ale najmä ja sám seba. V ujasňovaní si niektorých realít mi pomohli aj kolegovia z fóra, hoci často odpovedali na otázky, ktoré som sa nepýtal alebo na ktoré ma odpovede či už nezaujímali alebo som mal dávno vyriešené (hoci často uvažujem "inak" ako väčšina). No aj tak všetkým dodatočne znova ďakujem.

FVE je plánovaná na vidieckej veľkej záhrade so starým domom, ktorý je ale neobývaný a nie je plánovaný k obývaniu, hoci malá kuchynka s PB varičom a elektrickým sporákom a chladničkou s mrazničkou je k dispozícii. Sociálne zázemie predstavuje 6 m karavan s plynovou pieckou na propan-butan, mimo mrazov je ekonomické v ňom aj prespávať, v lete je to veľmi príjemné. Vyskytujem sa tu prakticky celý deň a každý deň, polovička popoludní a cez víkendy. Dosť sa robí v lete s drevom (píly, hobľovka, brúsky) lebo sa stále niečo buduje. Každý deň ide čerpadlo v studni, niekoľko sto litrov vody prečerpá. Okolo domu sa dá kosiť elektrickou kosačkou aj elektrickým krovinorezom. No a na jar a na jeseň by sa mohlo v karavane prikurovať olejovým elektrickým radiátorom, nech sa nemusí kupovať PB. Prechod z plynu a benzínu na elektrinu by mohol vygenerovať ďalšie úspory.

Viem, veľmi neefektívne využívanie panelov aj akumulátorov, spústa energie by ostala na streche. Ale ak energia (všetka, nie len elektrická) v budúcnosti zdražie, vlastný zdroj energie výrazne zmierni dopad budúcej drahoty. Pretože pozemok slúži k pestovaniu vlastných potravín aj chovu sliepok na mäso a vajcia, skladačka nezávislosti by sa zväčšovala.

Myslieť si, že všetko bude tak ako je teraz, je veľkou chybou, ktorou už roky netrpím. Už v počiatku stavby FVE sa ukázala možnosť získať v tesnom susedstve ďalší dom, vhodný po opravách aj na trvalé bývanie. Kúrenie plynom aspoň čiastočne nahradiť elektrinou je lákavé, strecha pre 8 kWp k dispozícii viac než dobrý bonus. V tejto situácii pochybnosti o dostatočnosti 24V systému nadobúdali čoraz nástojčivejší charakter.

Ako to nakoniec dopadlo?

Po rôznych peripetiách som dokončil malú terasu, v kombinerboxe končí 6x285 poly panelov ako 3S2P a cca 40 metrovým vzdušným vedením ide 4x25 AYKY (lebo bude aj ďalšie pole) do strojovne. V zemi je uložené uzemnenie pre celú FVE vrátane konštrukcie panelov.

LiIon články nakoniec skončili v 100 ks paralelných boxoch a 14S, vzájomné prepoje sú medenými zbernicami 2x22 mm, pôvodne trubka pr. 15 mm a nerezovými skrutkami M8. Z prepojov článkov ide vedenie rovnako dlhých vodičov na sériu sklenených trubičkových poistiek a od nich na JK BMS 200A a 2A balančný prúd, aj na digitálne 0,33" voltmetre jednotlivých článkov (nemusím mať zakaždým pri sebe mobil).

Batériu tiež stráži bočník Junctek KH140F s externým displejom a cez 165A poistky OEZ 000 vedú rovnako dlhé 50mm2 káble na medené zbernice 30x5 mm. Na druhej strane zbernice je 25 mm2 káblami cez 200A DC ističe pripojený menič Epever iPower 5 kW. Akumulátor aj menič sú na zbernicu pripojené nerezovými skrutkami M8 do závitov rezaných do medi a lisovanými káblovými okami na kábloch, samozrejme s farebnými zmršťovačkami na koncoch.

V strede zberníc sú pripojené už zapojený regulátor Epever 5420AN a nezapojený Epever 10420AN pomocou medených vodičov 10 mm2 a 25 mm2 na svorkách na šínach. Vedľa nich je miesto na tretí regulátor.

Do regulátorov vedú 10 mm2 vodiče z DC ističov OEZ s vyrážacími cievkami (čakajú na zapojenie), také isté pokračujú na stupačkovú zbernicu, kam sa pripája AYKY 4x25 od panelov. Pripojené sú aj prepäťovky Citel 130 V.

V prvých dňoch, kým nemám vo všetkých režimoch odsledované správanie sa regulátora aj akumulátora a zapojené vyrážacie cievky DC ističov vedenia do panelov, každý večer FVE vypínam, minimálne napájanie regulátorov z panelov. Občas pre nejaké drobnosti odpojím aj menič či regulátor od zbernice akumulátora. Aby som pri pripájaní nevystavoval tieto prístroje tvrdým prúdovým nárazom z tvrdého akumulátora, pripojenie riešim cez "žiarovkový štartér pripojenia". Videl som rôzne spôsoby, ako to robiť so žiarovkou, ja som si vymyslel "automatiku". Tvorí ju DIN lišta so zostavou dvoch poistiek OEZ OPVP22 125A, DIN zásuvka a spínacie tlačítko OEZ. Pri odpojených poistkách zapnem poistku "minus", zapojím žiarovku 100, 150 alebo halogen 500 W, stlačím tlačítko a po piatich sekundách zapojím aj poistku "plus" a pustím tlačítko. Občas pri tom meriam napätie na vstupe do regulátora, už sú na ceste veci na úplnú automatizáciu vrátane merania napätia

Pripravené na montáž sú veci okolo Flatpack 2 kW pre dobíjanie akumulátora z DS v prípade potreby a nedostatku slnka.

V prístrešku mám 8 ks starších panelov 240 Wp, ktoré pôjdu na tento prístrešok, orientácia ZJZ, sklon asi 30°, budú pár metrov od strojovne. Neskôr by mali pribudnúť 3 ks 450 Wp na JJV so zimným sklonom a k nim paralelne ďalšia trojica na ZJZ. Ako neskôr, to uvidím, kúpili sme dom
V pláne je posilniť aj batérie o 12 až 18 štítkových kWh, tiež LiIon.

Zatiaľ sledujem svoju elektráreň cez JK BMS a Junctek na mobile a pomocou displejov MT50 a MT75 u Epeverov. Plus meranie výstupu 230 V off-line, onedlho pripojím aj Zigbee merač.

Pripravené je Intel NUC s Proxmoxom pre Home Assistant a ďalší monitoring a automatizáciu ako FVE, tak domácnosti vrátane operatívneho zapájania spotrebičov.

Prvé dojmy

Naša FVE "Víťazný Február" nie je pripojená do domového rozvádzača, hoci storočný dom je v TN-S (dali sme to komplet prerobiť pred 9 rokmi hneď po kúpe). Strojovňa je na konci chalupy, odkiaľ je vybudované vedenie 230V do karavanu a záhrady, pribudol ručný prepínač sietí vrátane zásuvky 230V DS trvale pod napätím (cez ističochránič), rovnako aj 230 V zásuvka FVE, prepína sa len výstup do záhrady. Nechýba prepeťovka KIWA.

Začínal som testy s nabitými akumulátormi (externým zdrojom z DS), energiu som využil na pohon štiepkovača, pri ročných vŕbach príkon väčšinou do 1000 W, občas do 1300 W. Menič si občas odfúkol, teplota vzduchu v miestnosti asi 10°C. Po vybití na spodných 3,5 V/čl som z nej dostal 6,5 kW na strane meniča. Nasledujúce dni som dobil zo slnka na 4,05V/čl, koncom februára moje poly pole s letným sklonom 1,7 kWp dávalo od 1000 do 1300 W za slnka, pod mrakom rôzne od 100 do 400 W.

Posledný mesiac som finišoval s dokončením FVE na doraz svojich rezerv, pretože už bolo jasné, že kupujeme ďalší pozemok a dom, asi 3 metre od rohu strojovne Takže z rozvádzača prepínača sietí, kam vedie výstup z meniča, je pripravený ďalší výstup do novej chalupy. Opäť nie do starého rozvádzača, budú vybudované paralelné rozvody a zásuvky.

Zatiaľ som strojovňu s novou kúpeľňou prepojil dočasne predlžovačkou, priamo na elektrický bojler Tatramat EOV 120 so špirálou 1350W/230V. Teplota v dome trvale 8 °C, za šesť hodín som vyhrial bojler takmer na max, 1,7 kWh išlo zo slnka, zvyšok z nabitých akumulátorov, šli do 3,6 V/čl. Pri upratovaní domu máme teplú vodu

Ešte ma čaká veľa práce, najmä káblovačka medzi domami aj automatizácia a dosť aj ohľadne bezpečnosti. Hasiaci prístroj v rohu miestnosti a hasiaca guľa nad baterkami viem, že nestačia.
Ale naša elektráreň už prináša prvé výsledky, hoci je zapojených len tretina modulov čo do počtu, ale možno pätina čo do výkonu. Ale je to pripravené na postupné rozširovanie bez potreby ďalšieho prerábania.

FVE je umiestnená v doline smer S-J, čo znamená, že slnko u nás vychádza asi o hodinu pozdejšie, ako na rovine a zapadá za kopec o hodinu skôr, ako v meste kúsok od nás.

[ChlapeczDediny]

Skúšobná prevádzka:

Od polky februára 23 kWh,
Marec 133 kWh

V apríli musím dokončiť prepoj a uzol merania do prepínača sietí pre záhradu a výstup pre dom 2. To výrazne zvýši využiteľnosť FVE.

Potešiteľné je, že bojler v dome 2 ešte nebol na DS, na to idú len svetlá. A v záhrade štiepkovač, čerpadlo v studni aj elektrická kosačka 42 cm, všetko len z FVE.

[ChlapeczDediny]

Dnes nahriaty bojler, trošku pokosená tráva a tiež prvé solárne kuriatko so zemiakmi vo FVE rúre, samozrejme mäsko aj príloha vyprodukované na vlastnom pozemku vlastnými rukami.

Kalimero z minulého roka.

[ChlapeczDediny]

Dnes sa mi podarilo dočasné skúšobné zapojenie meniča s meraním zapojiť ako definitívne. Pri meniči som inštaloval ističovú krabičku s dvojpólovým vypínačom, prizemnením N a prúdovým chráničom typu B 40A 100 mA.

Pri existujúcom prepínači sietí na výstupe z domu do exteriéru pribudla ističová krabička s meraním off-line aj novým Zigbee meraním a vypínaním.

Súčasťou je aj dvojpólový vypínač výstupu na dom 2, výstup zatiaľ končí na svorkách, kábel je pripravený, len treba okrem iného prekopať asi 3 metre pre chráničku v zemi a prejsť stenou domu 2, cez už existujúci otvor v múre.

Do voľného miesta v rozvádzači príde meranie off-line a Zigbee s vypínaním pre vývod z DS na nabíjačku 2000 VA pre akumulátor pre dobu temna.

Od dnešného popoludnia je exteriér záhrady plne elektrifikovaný z vlastnej FVE (s možnosťou manuálneho prepnutia na DS, resp s dobíjaním FVE z DS), takže čerpadlá v studni (1 kW a 400 W), senzorové aj vonkajšie osvetlenie, svietenie v karavane, nabíjačky, notebook, ale aj olejový radiátor či teplovzdušný ventilátor, to všetko už ide na moju elektrinu. A samozrejme rýchlovarná konvica 1000 W, takže na záver troch náročných dopoludní sme si dali našu prvú solárnu kávu.

Tak nazdravie, dobrú chuť a nech nám svieti!

[Dagus]

Není divný, že ten "B" chránič má popis o monthly test, když to nemá už ani chránič typu A od solidního výrobce, ale jen typ AC u normálního chrániče? Trochu by mě to znejišťovalo, navíc ta velikost 2pozice mi přijde málo i na 1faz B chránič, ale Číňan dokáže napsat kamkoliv cokokiv.

[skybor]

Ale aspoň nějaká snaha o bezpečnou instalaci. Kolik elektroinstalací u nás je ještě dnes úplně bez chráničů a kolik instalací FVE jen s chrániči typu AC nebo A?
A vždy se dá vyměnit (až zavedení výrobci a prodejci nasadí reálné ceny). Za mne za použití aspoň tohohle chániče palec nahoru.

Já osobně ve své elektroinstalci a elektroinstalcích osob mi bllízkých elektromateriál z Ali apod. zásadně nepoužívám (i když tam některé jiné věci taky nakupuji).

Třeba tohle, myslím, není zase tak úplně za hroznou cenu (v poměru k ceně celé FVE):
Proudový chránič magnetický BONEGA® PEP-10P63-B (10 kA) 2P pro 0 až 40A/ 100 mA Typ B 4800,00 Kč

PS: Já osobně se ale vydal cestou měničů s trafem.

[ChlapeczDediny]

V apríli 2024 vyrobené na DC strane 188 kWh.

[ChlapeczDediny]

Dnes nakoniec krásny slnečný deň, vyrobených 10 kWh energie. Zohriaty bojler, medzitým dve práčky, k večeru ešte upečené klobásky a jaternice. A trošku napíleného dreva zo starej strechy akupílou.
Páči sa mi to čím ďalej stále viac.

[ChlapeczDediny]

Trvalo to 211 dní od jari do konca leta a naša fotovoltická elektráreň má za sebou prvú veľkú métu. Vyrobili sme a spotrebovali zo Slnka našu prvú MegaWatthodinu, teda celých tisíc kilowatthodín, striedavého prúdu o napätí 230 V. Do skúšobnej prevádzky som našu solárnu elektráreň spustil na Valentína. A v noci z jedenásteho na dvanásteho septembra sa merač dodanej elektriny do našich rozvodov prehupol cez tisícku. Neviem kedy presne to bolo, lebo už bola noc a ja som si prikuroval elektrickým ohrievačom. Po včerajšom celkom slnečnom dni boli baterky večer plné, tak som bez obáv nechal bežať odvlhčovač v novom dome a pred spaním som si aj prikúril. A tak k naskočeniu prvej tisícky došlo bez fanfár.

[ChlapeczDediny]

Dnes som konečne pripojil do elektrárne 6 kusov starších 240 Wp polykryštalických panelov, ktoré som už dlhšiu dobu mal v prístrešku. V prístrešku sa uvolnilo miesto, na streche prístrešku im to viac pristane. Zapojené sú ako 3s2p, do strojovne vedie 6 m dlhý kábel do Epever 6420AN. Uhol panelov od horizontály je 21°, namierené sú v uhle 240°, teda ZJZ. Žiaľ na západe je svah, teda slnko u nás zapadá asi o hodinu skôr, rovnako tak o hodinu neskôr vychádza spoza východného kopca. Od miesta panelov je uhol k "horizontu" asi 10°.
V tomto období prvé slnko na panely sa dostáva po desiatej hodine SELČ, ale prakticky skoro celý deň na prvé dva panely z juhu stále niečo tieni, najviac strecha a komíny asi 3 m vzdialeného nášho domu. A potom ovocné stromy naše aj v susedných záhradách a časť neskorého popoludnia aj stromy na západe a dokonca stĺp elektrického vedenia. A Slnko teraz bude klesať... V lete budú tiene aj na severnej polovici panelov.

Keď svieti, stačia aj prvé panely, ktoré sú bez tieňov. Horšie je to pri zatiahnutej oblohe. Pri rozptýlenom svetle by uhol panelov mohol niečo pochytať, tam tiene nebudú.

Dnes som mal možnosť merať len popoludní, časť dňa jasné slnko, časť zamračené. V každom prípade tesne pred západom slnka do baterky tiekol hoci malý prúd dlhšie, ako včera. A počas dňa už celková výroba presahuje napr. odber bojlera alebo el. variča, takže sa zníži spotreba z akumulátora, viacej toho pôjde priamo z panelov do spotreby. A tiež sa zníži percento celkovej straty z konverzie napätí a zo spotreby meniča. Uvidím, ako bude ranný nábeh. V každom prípade to vyzerá, že do večera budem môcť ísť s plnším akumulátorom, ako doteraz a ráno bude skôr doplnený.

[ChlapeczDediny]

Dnes som k prvej požiarnej guli nad regulátormi a baterkou inštaloval druhú nad baterky v strojovni a po jednej nad kombinerboxmi pod oboma prístreškami. Susedia podchvíľou pália nielen lístie a haluzinu či trávu, ale často aj odpad a keď cítim smrad z plastov, vždy utekám skontrolovať kombinerboxy a strojovňu, hoci všetko vrátane konektorov pravidelne kontrolujem termokamerou.

[ChlapeczDediny]

Všetky tri regulátory Epever už majú svoj BT modul pre vyčítanie dát. Na štvrť metrovej predlzovačke s Cat5 spojkou prilepenou obojstrankou na boku regulátora. Ešte musím vymyslieť umiestnenie dvoch veľkých displejov.

[ChlapeczDediny]

Dnes som využil pochmúrne počasie a pred poludním, keď prestalo svietiť, kompletne vypol elektráreň vrátane odpojenia BUS barov od akumulátora. Vyvŕtal som do nich strojným závitníkom v malej uťahovačke štyri závity M8 a pripevnil káblové oká od regulátora Epever 6420AN aj nabíjačky Flatpack 2000W. Popoludní som opäť cez žiarovkové štartéry pripojil k BUS barom menič Epever 5000 aj regulátory Epever 5420 a 10420 s ich stringami.

Do večera to vyrobilo len smiešne Wh, ale od polovice februára, od spustenia elektrárne, je ku koncu októbra na DC strane vyrobených celkom 1494,72 kWh elektrickej energie, z toho takmer 10 kWh vyrobilo koncom októbra pripojené ZJZ pole na prístrešku, a na AC strane je spotrebovaných 1188,8 kWh v dvojke dome aj záhrade.

Vysoký podiel strát má na svedomí nízka výroba ráno, večer a za šerodňa, kedy ale ide menič so svojou spotrebou 60W, aj spotrebiče nad 1 kW, lebo časť energie sa brala z akumulátora, keď panely nedávali dosť. Oba problémy čiastočne rieši nové pole panelov, ale s ohľadom na ročnú dobu straty klesať zatiaľ nebudú. Lepšie bude o štyri mesiace. A ďalšie rozšírenie panelov najskôr o rok, asi.