Solární přístřešek jako ostrov - má to smysl?

[JirkaT]

Chci si zmapovat to, zda solární přístřešek jako ostrov má vůbec smysl, ev. za jakých podmínek.
Zatím jde jen o posouzení kapacit bez skutečného návrhu architektury, konkrétního HW apod.

Varování:
Celá tato úvaha je ovšem pouze teoretická.
Rozhodně netoužím po ekonomickém posouzení (ne)návratnosti!

Předpoklady:
P0: přístřešek pro 2 auta
P1: panely 5,55 kWp (plyne z P0, pro 1 auto by to bylo (nedostatečných) 3,3 kWp)
P2: baterie 10,24 kWh. Využitelná kapacita pro SoC 85-35% je 5,1 kWh.

Solární data: vlastní FVE (panely 5,72 kWp, s limitem 20 A AC) za rok 2023. (To byl 2. nejhorší rok v historii - 94,5 % průměru):

měsíce	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	rok
kWh	93	190	379	490	810	799	763	591	524	297	122	63	5 121
denní průměry
kWh	3,0	6,8	12,2	16,3	26,1	26,6	24,6	19,0	17,5	9,6	4,0	2,0	14,0

Očekávám, že 5,55 kWp (sice v trochu jiné geometrii, níže a hlavně nepatrný sklon) dá podobné hodnoty. V létě více, zato v zimě méně.

P3: Auto: roční nájezd 10 000 km, spotřeba 20 kWh/100 km
Tedy celkem 2 000 kWh, což < 5 121 kWh (resp. 4 843 bez listopad-leden). Při rovnoměrném rozložení tedy týdně 200 km/40 kWh, max. 400 km/80 kWh. Pokud by to bylo více, tak to spíše bude znamenat nabíjení někde cestou.
P4: Kapacita baterie 77 kWh. Využitelná kapacita pro 85-15% je 54 kWh, pro 100-15% je 65 kWh.
P5: Auto má 3F nabíječku, ale 1F nabíjení zvládne. Viz též "3f Palubní nabíječky EV krmené z 1f FVE" na solarforum.cz
P6: Nabíjení může být (a bude) ve dne, protože uživatel auta je (již) nepracující senior!

AC WallBox (WB určuje autu maximální nabíjecí proud):

A   kW 1F   kW 3F
6   1,4     4,1
10  2,3
16  3,7
20  4,6

V létě by se WB používal jen 1F; 3F by se používalo jen v zimě (přepnutí WB na DS, 10 nebo 16 A).
3F WB z ostrova je také možné, ovšem prakticky jen při nastavení na 6 A (4,1 kW), níže už to ovšem nejde.
Pro 20A ovšem nestačí 11 kW WB (ten je 16A). Je třeba 32A WB (pro 3F označovaný 22 kW). To se však využije jen pro ty zcela jasné dny.

Jak by to mohlo/mělo fungovat?
Hodně závisí na způsobu řízení, resp. na možnostech řízení WB.
Při manuálním řízení asi stačí: nastavit max. nabíjecí proud, hlídat SoC baterie a při poklesu SoC pod nějakou mez nabíjení vypnout.
Jasný letní den (květen-červenec): nastavit na 20 A (je možné, že max. bude stejně jen 16 A, pak viz níže): 4,6 za 5 hodin dá 23,0 kWh, tedy asi 30%, resp. 115 km.
Běžný den: nastavit na 16 A: 3,7 za 5 hodin dá 18,5 kWh, tedy asi 24%, resp. 92,5 km.
Lehce zataženo: nastavit na 10 A: 2,3 za 5 hodin dá 11,5 kWh, tedy asi 15%, resp. 57,5 km.
Při zataženém dnu nenabíjet, v případě nutnosti přepnout WB na DS a 3F.
Použití 6 A v 1F je již nepraktické, protože obvykle to má malou efektivitu nabíjení!
Stačí to? Pro "ježdění kolem komína" ano; navíc spotřeba bude v tom případě nižší, takže skutečný dojezd bude vyšší.
Pokud se přitom využije ještě 5 kWh z baterie, pak ještě plus 25 km dojezdu.
Tedy nabíjení 2x týdně, při lehce zataženo 3x.
Při automatizovaném dynamickém řízení nabíjecího proudu se dá denně nabít více (v létě i +30 % ?). A navíc, mohlo by se snížit "cyklování" baterie.
Při větší baterii by "nabíjecí dávky" mohly být větší, je však otázka, zda to stojí za to. Spíše ne.
Pro srovnání při WB na DS a 16 A 3F (11 kW): za 5 h z 15 na 85% a za 6 h z 15 na 100%, tedy 1x týdně stačí.

Předpokládané použití:
9 měsíců: únor - říjen: využití pro nabíjení auta, i když v únoru to bude na hranici.
3 měsíce (listopad - leden): WB přepnut na DS.
2 měsíce: listopad, leden: jen ev. udržování baterie (100 kWh by pro spotřebu i dobíjení ztrát mělo stačit).
1 měsíc: prosinec: vypnuto při 60% (měsíc by měla vydržet).

Předpoklady nebo nutné podmínky?
P0: Nutná podmínka. Přístřešek pro 1 auto (3,3 kWp) zřejmě jako ostrov smysl nemá (leda s hodně velkou baterií a jen v létě).
P1: Nutná podmínka. Viz též P0.
P2: Nutná podmínka. Baterie slouží jako buffer (přechod mráčku) pro rychlejší reakci. Nejmenší baterie snad 5 kWh.
P3: Nutná podmínka. Při velkém nájezdu (> 20 000 km) snad jen v létě.
P5: Nutná podmínka. Některá auta mají max. (pouze) 16A, ale i to ještě jde. Ovšem při nutnosti 3F nabíjení je nutností dobré dynamické řízení max. nabíjecího proudu a ev. i větší baterie!
P6: Nutná podmínka. Při nutnosti nabíjení přes noc by pomohla snad jen veliká baterie (40 kWh), snad jen při levné baterii z BEV? Vždy je ovšem "last resort": přepnutí WB na DS.

Závěr:
Domnívám se, že při splnění všech podmínek (P0-P3 a P5-P6) toto smysl má, byť v únoru, březnu a říjnu to může být na hraně.
Ovšem stačí nesplnění jedné z podmínek a smysl je pryč.
I tak nějaké otazníky zůstávají.
Ale třeba se mýlím.

[rva]

Zálaží na tom, jaký má být cíl. Pokud je kolem baráku řada důležitějších věcí vyřešena a finance jsou likvidovány inflací, tak může být vhodné je dát na zajištění vysoké soběstačnosti v elektřině. Tedy ne nějaký ostrov pro nabíjení auta, ale dostatek elektřiny pro vše, kde to jde. A třeba vsadit na to, že je v Evropě momentálně přebytek fv panelů a dá se dosáhnout příznivé ceny - dát panely všude možně i když přes léto budou ležet ladem.

[unicast]

Hlavně jednotlivé systémy na úrovni 48 V DC propojit. I v prosinci to MPPT něco dá (viz tvých 63 kWh) a i když bude vypnutý měnič, může to alespoň dopomáhat těm stávajícím panelům v pokrytí alespoň malé části spotřeby domu. A v létě třeba zase naopak, dům pomůže rychleji nakrmit auto.

[JirkaT]

Ano, to je budoucí cíl (15 kWp).
Nicméně, ten prosinec je trochu záludný. Průměr 85 (14 let), std. odchylka 26, max. 128, min. 35. Loni 6 dní po sobě vinou zasněžení a zamrznutí čistá 0 a 2010 to bylo ještě horší. O zastínění při nízkém slunci nemluvě.