Ostrovní chata k trvalému bydlení

[solartom]

Zdravím všechny příznivce fotovoltaiky!

Nějaký čas už pročítám toto fórum, čím více čtu, tím víc vidím, kolik toho ještě nevím... Rád bych se proto o našem záměru poradil s místními zkušenými solárníky.
S manželkou se letos chystáme rekonstruovat chatu 2+1 v přírodě k trvalému bydlení. Chata je bez přípojky k DS, nejbližší vedení je cca 400 m daleko špatně prostupným terénem. Než investovat do drahé přípojky (jejíž termín realizace lze těžko ovlivnit), raději jsme se rozhodli pro čistě ostrovní FVE.

Chata je nezaizolovaná zděná, zastavěná plocha cca 45 m2 + zateplené podkroví, do budoucna počítáme s izolací i obvodových stěn. Chatu bude vytápět malý sporák s troubou na dřevo umístěný přesně uprostřed domu, díky otevřené dispozici se teplo dostane do celého domu pouze přirozeným prouděním a zářením. V koupelně budou tlaková lázeňská kamna na tuhá paliva o objemu 80 l s 1000W topnou spirálou. V zimě počítáme s topením dřevem z přilehlého sadu a lesa, veškeré vaření jídla a čaje proběhne buď na plotně kamen nebo na plynové plotýnce. Stejně tak ohřev vody v lázeňských kamnech bude v zimě na dřevo. Od jara do podzimu bychom rádi (d)ohřívali vodu přebytky z fotovoltaiky. Stejně tak každodenní vaření či pečení bychom rádi provozovali na indukční plotýnce / v remosce / malé troubě. Samozřejmě v případě pošmourných dnů a ochlazení není problém kdykoliv zatopit ve sporáku nebo lázeňských kamnech nebo použít plynový vařič. Zdroj vody je studna - samotíž (je o cca 10 m výše, než chata), není tedy potřeba žádné čerpadlo. Ani vytápění nepotřebuje žádné oběhové čerpadlo. Šedá voda půjde do kořenové čističky, opět nebude potřeba elektrická energie.

Jako nezbytné minimum (zimní spotřeba) je napájení osvětlení a pracovních nástrojů: lte routeru/wi-fi, 2x notebook + občas externí monitory, nabíjení tabletu, mobilních telefonů. Chladničku v zimě může nahradit buď sklípek nebo studená veranda. Pračku vnímáme jako spotřebič s možností odloženého startu až vysvitne slunce (nejen já, ale i vedoucí prádelního provozu) - vzhledem k tomu, že pracujeme z domu, tak není problém se přizpůsobit aktuálnímu počasí/svitu slunce. Pokud nebude svítit, nemusíme 2-3 týdny pračku zapínat, prádla máme dost, případně na drobné praní bude malá vířivá pračka s minimální spotřebou bez ohřevu.

Za posledních 14 dnů jsem pomocí zásuvkového wattmetru proměřil spotřebu většiny spotřebičů (nebo někde vypočítal ze štítkové spotřeby).

• 2 notebooky - průměrný příkon 17 W a 10 W - 10 h denně - dohromady 270 Wh denně
• LTE router - příkon 4 W - 14 h denně - 56 Wh denně
• 2 externí monitory - průměrný příkon 13 W a 6 W - 3 hodiny denně - 57 Wh denně
• ke svícení používáme slabší lokální žárovky, na každého odhaduji v zimě jednu 5 W led žárovku po dobu 8 hodin denně - dohromady 80 Wh denně
• nabití mobilu, tabletu - cca 10 - 20 Wh

v průběhu dne bude celkový příkon nezbytných spotřebičů 30-50 W, celková spotřeba 500 Wh denně

Další podstatné spotřebiče, jejichž běh jsme schopni a ochotni odložit až na slunečné dny (celkově chceme co nejvíce spotřeby realizovat v průběhu dne bez ukládání do baterie, v noci pojede většinou jen osvětlení/router/notebooky):

• pračka - příkon při ohřevu 2000 W, jinak cca do 200 W (při rozběhu motoru i přes 600 W) - spotřeba za prací cyklus 40 °C cca 480 Wh
• malá trouba - příkon cca 1500 W
• plánujeme pořízení indukční jednoplotýnky - obvykle je max. příkon 2000 W
• rychlovarná konvice příkon 1800 W, na uvaření konvičky čaje 1,2 l 150 Wh
• domácí pekárna - max. příkon 800 W, 360 Wh na jeden "bochník"
• malá chladnička jaro/léto/podzim - příkon 50 W, cca 400 Wh denně - dosluhuje a uvažujeme o pořízení úspornějšího modelu nebo DC chladničky na 12/24 V
• z velkých žroutů s příkonem ve stovkách W až po cca 1000 W máme občasně využívaný vysavač, fén, toustovač, topinkovač, mixér a žehlička - vysavač a žehličku použijeme párkrát do roka, ostatní častěji, ale jsme schopni podřídit využití aktuálnímu množství energie.

U těchto spotřebičů nepředpokládáme souběh - jsme schopni pohlídat, že poběží buď pračka nebo trouba nebo rychlovarná konvice nebo plotýnka, tedy max. cca 2000 W + rezerva na nějakou drobotinu = střídač alespoň 3 kW, max. 5 kW.

Mám představu, že přebytky by se vytěžovaly nejen do 1000 W spirály v lázeňských kamnech, ale také do podlahového topného kabelu v koupelně, obývacím pokoji a kuchyni - akumulace tepla do betonu na večerní/noční hodiny. V létě půjdou další přebytky do sušičky ovoce a el. zavařovacího hrnce (místo provozování velkého mrazáku v zimě). V případě hezkého počasí si v budoucnu dovedu představit posečení okolí domu malou elektrickou sekačkou a řezání dřeva malou elektrickou řetězovou pilou.

Ve slunečné části roku by tedy měly být denně k dispozici další 4-5 kWh energie k ohřevu vody, 1-2 kWh na provoz kuchyně a úklid v domácnosti a cca 1 kWh na práci na zahradě a v dílně - celkově 6-8 kWh energie denně. V případě špatného počasí je však každá z těchto složek zástupná (ohřev vody dřevem, vaření na plynu, odložení spotřeby na později).

V létě proběhne kromě částečné rekonstrukce chaty také rekonstrukce el. rozvodů - není tedy problém cokoliv připravit podle potřeby. Moje představa je celé osvětlení realizovat přímo na DC, viděl jsem led žárovky, které fungují v rozmezí 12-85 V DC - osvětlení by tak fungovalo nezávisle na střídači a mohli bychom svítit i v případě poruchy střídače. Rovněž všechny spotřebiče běžící celý den (notebooky, router, nabíječky) bych nejraději napájel přímo pomocí DC, přijde mi zbytečné, aby v zimě běžel měnič, který může mít srovnatelnou vlastní spotřebu, jako všechny potřebné spotřebiče dohromady... Navíc by tyto spotřebiče opět běžely i v případě poruchy měniče. Pokud v zimě bude potřeba občas zapnout na chvíli fén, mixér nebo pračku (a bude dostatek energie), je možné po tuto dobu zapnout měnič. Jak moc škodí měničům zapínání a vypínání několikrát denně? V létě může měnič běžet celý den...

Vzhledem k několika letním spotřebičům s vyšším příkonem (a navíc kvůli rozšiřitelnosti do budoucna) to vidím na systémové napětí 48 V. Idea je mít tolik panelů, že i při zataženém počasí listopad-leden bude dostatečná výroba na pokrytí základní spotřeby (500 Wh + ztráty). Jestli jsem se dobře díval, tak adminova elektrárna Napajedla má dohromady cca 2000 Wp a jen málokdy vyrobí pod 500 Wh (Díky za volně dostupné každodenní měření!). Do začátku bych to viděl na cca 3-4 kWp panelů (na základě výpočtů z setis FV kalkulátoru). Panely bych chtěl umístit na pultovou střechu plánovaného dřevníku kousek od domu. Dům je v prudkém svahu orientovaném na západ, střecha domu je téměř přesně na jih, ale za rok až dva je plánovaná rekonstrukce střechy, proto bych preferoval umístění na dřevník poblíž domu v místě, kde jsou staré prasklé trnky ke kácení. Orientaci panelů můžu zvolit jakoukoliv, viděl bych to na strmější sklon kvůli vyšším ziskům v zimě a na jaro a podzim. (nebo je lepší menší sklon kvůli lepšímu zisku rozptýleného světla?) Azimut bych volil J nebo mírný odklon na západ, protože směrem na východ stoupá kopec a jsou listnaté stromy (cca 40-50 m od plánovaného umístění), kdežto JZ je volnější. Žádné blízké clonící stromy by v sadu směrem na jih být neměly, jen ty vzdálené, kde už se stín na cca 50 m rozptýlí (když bude v zimě slunce ráno a večer nízko, tak se bude rozptylovat na opadaných vzdálených vršcích stromů). Baterie zřejmě lithiové, aby se daly během zimních dnů plně nabít během pár hodin svitu a aby v zimě netrpěly kvůli nedobití. Kapacita co dovolí finance... Ještě bych zmínil, že v chatě si nemůžeme dovolit vyhradit technologii samotnou technickou místnost, ale je místo buď pod ramenem přímého schodiště na chodbě (sem nic hlučného) nebo v budoucí předsíni (do obývacích místností je to přes dvoje dveře - tady už by případné větráky hučet mohly), takže bych preferoval co nejkompaktnější řešení umístitelné na co nejmenší ploše.

Rekonstrukci elektroinstalace bude provádět elektrikář, FVE bych rád postavil svépomocí. Nejsem elektrikář, ale fyzik - elektřina je můj koníček, dost jsem se s různými obvody, měřicími přístroji setkával na praktikách na střední i na výšce. Na střední jsem si zvládl vyleptat a napájet i nějaký ten plošný spoj, kdysi jsem stavěl malé fotovoltaické autíčko do soutěže o nejrychlejší projetí dráhy osvětlené lampami. Je mi jasné, že toho ještě spoustu nevím a budu muset dostudovat, ale věřím, že s radami (nejen) od místní komunity stavbu zvládnu.

Všichni, kteří jste to dočetli až posem, máte můj obdiv a díky! Ale považoval jsem za nutné zmínit celou koncepci a neobvyklou situaci TZB a naše energetické potřeby. Můj první dotaz (než začnu řešit jednotlivé komponenty) je, zda taková koncepce dává smysl - zda má smysl řešit oddělené DC napájení světel/stáleběžící drobné elektronicky a zvlášť větší měnič pro občasné napájení žroutů nebo zda je jednodušší mít menší zimní/noční měnič a větší měnič na žrouty... Nebo je vhodné ještě nějaké úplně jiné řešení?

Předem děkuji za všechny návrhy, rady a připomínky.

[PavelR]

Podle me to je uplne idealni koncepce.

Pokud potrebujes nutne jen tu prvni cast spotrebicu tak by to mohlo projit i v obdobi temna. Je ale potreba dusledne eliminovat ztraty po ceste - vsechny ty spotrebice by mely byt bez problemu adekvatnim zdrojem napajitelne primo z dc napeti baterie. To usetri cenne Wh v zime - volnobeh menice klidne muze sezrat tech 500Wh a menic zapinat jen kdyz sviti pro tu pracku a to ostatni.
Pres sezonu - zacina to pomalu uz v unoru do toho rijna, mozna cast listopadu uz muze menic klidne bezet. To bude hej.

[diablo007]

Pěkně spracované jen doplňující otázka buď sem přehlédl nebo neuvádíš předpokládanou investici

[Dagus]

Osobně bych šel formou komfortu a v krizi zapl centrálu, než abych řešil dc rozvod.

[diablo007]

Osobně bych šel formou komfortu a v krizi zapl centrálu, než abych řešil dc rozvod.

Jenže za jakou cenu finančních nákladů.
Pokud je v plánu rekonstrukce elektroinstalace tak DC rozvod jsou perfektní volba .
Zkus trošku specifikovat ten diskomfort v tom že bude DC rozvod pro světla? Stejně dráty vypínače i světla tak kde hledáš problém?

[zbek]

DC rozvod vidim jako nutnost přes listopad a leden . Ušetři spoustu energie idealně v 48V . Světla bych jel taky na DC je blbost aby jel měnič zbytečně . Z DC rozvodu se da hezky napájet veškerá elektronika . AC rozvod udělat taky hlavně je potřeba pro větší příkon spotřebičů.

[matobabetak]

co tak na varenie caju, kavy a jedla pozit PB, videl som mensi sporak aj s trubou na pecenie, ak bude dlhe varenie a pecenie jednoznačné drevo.
dc rozvod by som dal na 24v kvoli dostupnosti spotrebicov, ak tam budu len Led svetla, router a pod mozno aj 12 v by stacilo, vykon nad 100w dat cez menic

[solartom]

PavelR: Díky za info - přesně tu volnoběžnou spotřebu chceme co nejvíce eliminovat - v zimě by to mohlo být i víc, než samotná užitečná spotřeba...

Diablo007: Díky, nepřehlédl jsi to, zatím jsem rozpočet neuváděl - rozpočet nemá úplně pevný strop, pokud budou finance účelně vynaloženy. Spíš je tady otázka časové dostupnosti financí - část financí na stavbu a rekonstrukci půjde z prodeje bytu (asi začátek podzimu). Rádi bychom FVE vybudovali už v létě, ať máme k dispozici elektřinu už v průběhu rekonstrukce - i za cenu toho, že nebude elektrárna kompletní. Aktuálně si můžeme dovolit na fotovoltaiku vyhradit cca 100 000 Kč. Přes léto chatu zatím nebudeme obývat, jen by se občas hodila možnost pustit nějakou elektrickou pilku, vrtačku a podobně bez neustálého startování elektrocentrály. Vytěžování by stačilo vyřešit až po prodeji bytu. Dovedu si i představit variantu, že bych přes léto místo lithiových baterii dočasně použil starší autobaterie (je mi jasné, že nevydrží moc cyklů) a pořádnou baterii koupil až na zimu po prodeji bytu. Je takový rozpočet reálný?

Dagus: Provoz na DC pro nás bude znamenat jen velmi malé snížení komfortu - v zimě budeme občas potřebovat pustit pračku (když bude slunečno), občas fén, občas ponorný mixér - většinu dní bychom však měli vystačit i bez zapínání měniče. Ano, vybudování DC rozvodů je starost navíc, ale pokud to bude znamenat, že bychom se mohli obejít bez provozu elektrocentrály, tak jsme ochotni ji podstoupit. Rozvody po chatě budeme stejně přebudovávat, takže pár metrů kabelů navíc nevadí (chata je malá).

zbek: Přesně tak, z AC rozvodů bychom napájeli převážně spotřebiče s příkonem v řádu stovek a tisíců Wattů - tam už je potom vlastní spotřeba měniče přijatelná

matobabetak: Ano, když nebudeme zrovna topit, tak na ohřev a vaření použijeme plyn z tlakové lahve. Jinak v zimě na kamnech. A pokud budou v létě přebytky, tak na indukci. Když by v létě bylo málo energie, použijeme plyn a pečení v troubě můžeme odložit nebo použít pečící hrnec. Nad nižším napětím v DC rozvodu jsem také uvažoval (12/24V spotřebiče jsou dostupnější), ale nebyl by pak problém s bezpečným jištěním? Z DC by se v současnosti přímo napájely pouze dva notebooky a router, ostatní z USB - takže si dovedu představit připájet vhodný konektor přímo na DC-DC step down měnič. Nebo je vhodné jiné řešení?

[diablo007]

Je začátek března a jsou dny kdy z instalovaného 2kwp mívám na konci dne doplněno do baterek kolem 10 kWh podotýkám když je hezky což přes léto bývá celkem často. Takže pokud by jsi šel do začátku podobnou sestavou a to měnič 5kw kde lze rozšířit panely bezpečně k 5kwp tak měnič přímo od výrobce je 17t panely se pohybují dnes kolem 10t/kwp takže 2kwp řekněme že jsi s kabeláží a měničem na 60t a do těch sto se vejdeš s konstrukcí a nějakou baterii z VZV teď ti zrovna nějaké v bazaru utekly ale objevují se častěji.
Autobaterie při 48v potřebuješ 4 kupovat nové je nesmysl a sehnat starší stejné by byla spíše náhoda t baterky z VZV bývají lepší volbou a jak vidíš v našem bazaru teď tu proběhli dvě za cenu šrotu rovná se po použití odvezena do sběru a co jsi zaplatil to dostaneš což je bezkonkurenční startovací baterka líp to nevymyslis.

[matobabetak]

mam na zahrade dc dc menic na napajanie notebooku 28v na 19V, radia, hifi 24V na 12V, alarm minimenic 7812 . vsetko z aliexpresu a uz vyse 5r by z problemov.

[solartom]

diablo007: díky za nástin rozpočtu. Předpokládám, že máš na mysli 5kW MPP Solar PIP přímo ze skladu v EU?
Kamarád má autoservis, tak mě napadlo, že by se možná 4 starší autobaterie podobných parametrů našly - ještě jsem se s ním o tom nebavil, chtěl jsem se nejdříve zeptat tady, zda to není nesmysl. Utáhly by 4 takové baterie třeba vrtačku? Nové bych určitě nekupoval.
Souhlasím, že trakční baterie do VZV by byly robustnější - kdybych sehnal takové baterie za rozumnou cenu v rozumném stavu - bylo by reálné čistě ostrovní systém prvních pár let provozovat na těchto bateriích a nákup lithiového úložiště odložit? (když bych na to měl více času, asi bych se i rád pustil do skládání úložiště z 18650 článků, už jich doma ze starých notebooků pár mám a používám je třeba do svítilny) Co vím, tak problém je hlavně sulfatace při dlouhodobém nedobití - a kdybychom v zimě spotřebovali jen kolem 0,5 kWh denně (a polovinu z toho přes den), stihly by se druhý den dobít i za horšího počasí? Od jara do podzimu by předpokládám nemusel být problém?

matobabetak: díky za info, to jsem rád, že to bez problémů běží...

[diablo007]

Jo myslel sem píp od mpp solaru. Olovo od automechanika který je vymontovali z auta proto že někomu už v zimě nestartovala je asi uznáš špatně a to že budeš mít na štítku stejnou hodnotu s toho nedělá stejnou baterií . Navíc bys musel sehnat tak že 20 baterii aby jsi trošku rozumně fungoval . Olovo má samovybíjení a pro ostrov je to spotřebič sám o sobě.

[solartom]

5 kW PIP od MPP Solaru je jedna ze zvažovaných možností - líbí se mi, že je vše v jednom boxu (v chatě je místa málo), výborná cena a rozšířenost nejen mezi místními členy fóra. Výkon 5 kW by bohatě pokryl naše potřeby v současnosti i budoucnosti. Jako nevýhodu vidím spotřebu na prázdno - v létě je to jedno a v zimě by tuto nevýhodu překlenulo vypnutí měniče a provoz téměř jen na DC (jestli jsem to správně pochopil, regulátor nabíjení funguje i ve vypnutém stavu a má velmi malou spotřebu). Druhá nevýhoda je hlučnost - asi příští rok zrekonstruujeme vstupní verandu, kde by ventilátor mohl hučet dle libosti a první rok bychom to nějak přežili v chodbě. Díval jsem se i na střídač+regulátor GoodWe DNSxxxx, který je sice dražší než PIP, ale má pasivní chlazení - má tento střídač nějaké zásadní nevýhody či omezení? Další uvažovanou možností je samostatný regulátor nabíjení a samostatný měnič...

OK, použité olovo z aut nebrat. A co se týká trakčních baterii pro VZV - četl jsem, že samovybíjení se pohybuje kolem 5 % měsíčně - to znamená, že třeba 48V baterie 560 Ah by měsíčně přišla samovybíjením o cca 1,4 kWh energie - na což by mělo stačit několik málo kWh i se započítáním ztrát při nabíjení? Je problém v této energii? Nebo je problém v délce nabíjecího cyklu? Nebo je problém ještě v něčem jiném?

[Madra]

Sám jsem zde jen učeň a připomínku, co zde uvedu již padla, ale přeci jen bych ji rozvedl více. Sporáky na pevná paliva mají již často troubu, v zimě při topení ideální. Jinak bych vše dal na propan butan, celý sporák i s troubou. Ano v létě by se dala použít konvice, nebo i indukce, popřípadě i remoska, ale buď bude muset být dostatečně panelů, nebo dostatečná baterie. Elektrocentrálu pro případ nouze bych nezaváhal, ono 14 dní sušené ponožky... Je síla.
Plus dodám, když je málo místa, nedivej se na olovo, koukni na Li-Ion nebo LiFePO4.

[Madra]

Plus plus dodám. Pračka by šla taky připojit na lázeňský kotel a brát teplou vodu. Spotřeba energie by také klesla o ohřev vody.

[solartom]

Díky za tipy - pravděpodobně pořídíme sporák i s troubou KVS Moravia 9170, který nám sedí rozměrově i výkonově - aby nám chatu nepřetopil.
S plynem počítáme, ale když budou v létě přebytky, tak je škoda pálit plyn. Popřemýšlíme o té plynové troubě - ale ani teď v bytě nepoužíváme klasickou velkou troubu, ale jen "mini" troubu do poličky. Rekonstrukce kuchyně bude na řadě až příští rok, tak máme čas první rok popřemýšlet a vyzkoušet, jak často by dostačovala naše současná minitrouba a teprve na základě praktických zkušeností se můžeme rozhodnout.
Lithium je menší, to je pravda... Uvažovaný prostor na elektrárnu pod schodištěm má však trojúhelníkový tvar, takže baterie by se na podlahu vejít mohla - pak se zužuje ten prostor směrem vzhůru na měnič a další komponenty.
Nad napojením teplé vody do pračky jsme uvažovali - mrzí mě, že aktuálně na trhu není snad žádná pračka, která by to standardně uměla. Teplá se dá napouštět i do obyčejné pračky, ale to už by chtělo nějakou regulaci teploty vstupní vody, aby na předepírku šla studená voda a teprve později teplá (byl jsem poučen, že např. krev a jiné bílkoviny se musí předeprat ve studené, teplá by nečistoty tohoto typu zafixovala v textilii). Vzhledem k tomu, že praní lze odložit na slunečný den (a spotřeba naší pračky i s ohřevem je jen cca 480 Wh), tak asi vystačíme jen s napojením studené vody. I teď v bytě pereme stylem velké prádlo jednou za 14 dnů (a to ještě vždy zbývá kupa čistého prádlo na další dny)

[Madra]

Budu kecat do toho co spíše ovládá manažerka, ale předeprání nepoužíváme tak často. Skoro vůbec. Ono krev se dá odmočit v lavoru a pak dát do pračky. S tímto trošku zkušenosti mám...
Baterie, olovo do domácnosti podle mne nebude nejlepší věc. Prakticky těžký, ale bavili se tu o kyselinovych vyparech.

[zbek]

Olovo do chaty dovnitř nee , pokud to neni gelovka .

[Martin P]

Olovo (gel, nebo agm) bych uvažoval jako druhou (záložní) baterii. Pokud dáte jako hlavní baterie Lifepo tak ta má na konci vybíjecí křivky docela rychlý propad. Měnič se pak může náhle vypnout na podpětí článku (baterie). V případě použití druhé záložní olověné baterie při poklesu napětí Lifepo plynule najede olovo a budete mít čas na nastartování elektrocentrály. Sám používám tuto kombinaci dvou baterií a jednou už na to došlo. V zimě u nás ČEZ něco dělal v trafu a staré Lifepo bylo po noci vybité. Ráno svoji práci plynule převzalo olovo a než zapli proud jsme v pohodě v režimu UPS fungovali.

Plné přeji a jsem s pozdravem. Martin P.

[diablo007]

Olovo do interiéru j době s centrálním odvedením výparů mimo prostor což ty VZV mívají ale je to opravdu velký objem co zabírá hodně místa. Jinak aktivní chlazení pip je opravdu slyšet to je jasně daný parametr . Pokud jde o vnitřní spotřebu měniče tak u koncepce jedu celý den na DC spotřebu a na vypranibzapnu měnič tak těch 60wh denně je pak zanedbatelný a pokud již koncepce a uživatele s tímto počítají nevidím to jako problém