"LOW COST DIY" fotovoltika

[Aldron]

Na úvod by som chcel upozorniť, že aj keď mám elektrotechnické vzdelanie, nie som profík v oblasti FV, teda niektoré tu uvedené veci berte s rezervou. Mojou hlavnou pohnútkou pri vytvorení tejto témy, bolo podeliť sa o niektoré skúsenosti s realizáciou a hlavne prevádzkovaním ostrovnej FVE, ktoré môžu inšpirovať iných nadšencov fotovoltiky.
Mojim prvým pokusom realizovaným od júna 2022 bola "ilegálna" on-grid FVE s 2,2kW Azurro ZCS(Sofar Solar) meničom s potlačením prietokov do siete a 2,5kWp panelov. Vtedy som si to mohol "beztrestne" dovoliť, keďže prietoky do siete nebolo možné klasickým elektromechanickým elektromerom odmerať. Týmto sa tu nechcem veľmi zaoberať, keďže sa jedná o "temnú stránku" mojej minulosti. evil:
Súbežne som nainštaloval 2,6kWp panelov a menič pre ohrev TUV. Tieto dva systémy, prevažne ten ohrev, mi znížili ročnú spotrebu z 3,5MWh na 2,3MWh. Musím podotknúť, že ohrev vody vo vykurovacej sezóne zabezpečoval kotol na tuhé palivo.
Po čase som začal uvažovať nad tým, že prevádzkovanie ilegálnej on-grid FVE nie je "to pravé orechové", či už z hľadiska problémov s distribučnou spoločnosťou, alebo nízkym využitím FVE bez virtuálnej batérie, ktorá samozrejme v tomto prípade neprichádzala do úvahy. Začal som uvažovať o ostrovnom systéme, ktorý prináša určitú mieru nezávislosti aj pri kolapse distribučnej siete. Vždy sa snažím pohybovať v rozumnej ekonomickej návratnosti, a preto som stavil na "Čínu", keďže použitie značkových komponentov je z hľadiska spoľahlivosti určite lepšia voľba, ale z ekonomickej stránky to už také ružové nie je.
Prvá na rad prišla baterka. Po strohých výpočtoch som dosť skoro zavrhol olovo. To by snáď malo význam pri akumulátoroch z druhej ruky a cene "takmer zadarmo". Vzhľadom na počet cyklov a využiteľnú kapacitu nakoniec vyjdú niekoľkonásobne drahšie. V septembri 2023 som si zohnal (vtedy ešte cez bazoš) 16 LiFePo4 článkov EVE 280Ah, na Aliexprese JK-BMS B1A20S150 a poskladal prvú baterku. Bola to hra o nervy, keďže balancovanie 16 paralelne spojených 280Ah článkov 3A zdrojom trvalo vyše týždňa a to som ich predtým nabíjal v sérii . Baterka ma vtedy vyšla asi na 2300€, dnes ju už nie je problém vyskladať do 1500€ aj s profi boxom. V polovici októbra som zapojil prvý off-grid menič Daxtromn 5,5kW. Najprv na jeden string 7 x 370W asi po mesiaci som k nemu pripojil paralelne ďalší 7 x 365W, keďže výroba elektriny mala vyššiu prioritu ako ohrev TUV, ktorý v tom čase už robil kotol. Menič ma vyšiel na 350€. Nie je to žiadny zázrak, ale cena násobne nižšia oproti značkovým výrobkom. Keďže sa venujem elektronike, prípadná oprava by asi nebol problém, keďže s reklamáciou pri týchto výrobkoch veľmi nerátam. Pripojeniu meniča predchádzala úprava elektroinštalácie, keď som všetky spotrebiče okrem varnej platne a rúry v kuchyni(kvôli vysokému odberu) zapojil do nového rozvádzača na výstup meniča. Menič má automatické prepínanie na sieť pri preťažení alebo vybití akumulátora a v režime off-grid nie je nikdy spojená sieť s výstupom meniča, teda prietoky už nehrozili.
V zime som začal riešiť ohrev TUV s prebytkov, keďže predchádzajúci systém som zrušil a bolo jasné, že po ukončení vykurovacej sezóny budú prebytky značné a ohrievať vodu elektrinou zo siete by bola hlúposť. Zatiaľ čo vyťažovače pre on-grid FVE sú bežná vec, nájsť niečo pre off-grid je dosť ťažké a to už nehovorím o cene. Preto som stavil na vlastnú konštrukciu, ktorá mi slúži doteraz. Prvé úvahy boli o plynulej regulácii pomocou triaku, ale mám dosť veľké pochybnosti ohľadom reakcie meniča na fázovú reguláciu a tak som to radšej neriskol. Keďže mám bojler s ohrievacím telesom 3 x 800W, zvolil som postupné spínanie jednotlivých špirál podľa stavu nabíjania batérie. Spínanie je realizované pomocou 3 SSR(stačili by dva) ovládaných arduinom, ktoré vyčítava napätie a nabíjací prúd priamo z BMS. Funguje to bezchybne a skoková regulácia vôbec nevadí, pretože ak je záťaž väčšia ako výkon panelov a odoberie sa niečo z baterky, tak pri ďalšom meraní sa záťaž zníži a batéria sa dobije. V prípade záujmu môžem poskytnúť detaily.
Zatiaľ poslednou vývojovou etapou bolo pridanie ďalších 7 x 375W panelov na jar minulého roka, čím som zaplnil zvyšok využiteľnej plochy strechy. Niekto sa možno pozastaví nad tými výkonmi, no realita je taká, že som ich kupoval na 3 etapy a bol som limitovaný rozmermi strechy. Keďže som počas rozširovania FV menil aj prepojenie panelov, potreboval som rovnaký typ, čo sa ukázalo celkom ako problém. Prvá várka mala 365W, druhú som už takú nevedel zohnať a k dispozícii boli len 370W, a pri zháňaní posledných 7ks som ledva zohnal 375W. Jedná sa o panely Longi jednej typovej rady len s malými odchýlkami výkonu. Mal som teda 21 panelov a menič s jedným MPPT, čo bol celkom problém, lebo som mohol pripojiť len 2x10 panelov. Okrem toho, že mi ostal nevyužitý panel, všimol som si aj problém s meničom, ktorý nedokázal z panelov vytiahnuť viac ako 4500W a aj pri plnom osvite ťahal prúd z baterky pri vyššej záťaži.
Súčasne som sa po určitej dobe študovania a počítania rozhodol pre montáž tepelného čerpadla na kúrenie z prebytkov FV v prechodnom období a chladenie v lete. Z tohoto dôvodu som sa rozhodol pre výmenu meniča za typ s dvomi MPPT a vyšším výkonom. Kvôli cene som zostal pri značke Daxtromn. V tom čase bol k dispozícii s dvomi MPPT len 10kW model, alebo paralelné spojenie 2 meničov. 2 5kW meniče s paralelnou prevádzkou vychádzali o 50% drahšie, takže výber bol jasný.
Keďže tepelko má dosť veľký maximálny príkon (3,6kW) a spolu s ďalšími spotrebičmi by to už bola veľká záťaž na jednu fázu pri prepnutí na sieť priamo v meniči, musel som poriešiť externý prepínač sietí tak, aby pri prepnutí na sieť bola záťaž rozdelená na tri fázy. Vyriešil to trojfázový automatický prepínač sietí z aliexpresu, kde sú na strane meniča všetky tri fázy spojené dokopy.
Takže od októbra 2024 idem s cca 7,6kWp panelov, 10kW 1f meničom, 15kWh baterkou a tepelným čerpadlom.
Pre porovnanie pár čísel:
Marec 2024 - panely 5,1kWp, ohrev TUV, bez tepelného čerpadla, výroba 273,83kWh
Marec 2025 - panely 7,6kWp, ohrev TUV, tepelné čerpadlo, výroba 654,66kWh
Čiže výkon panelov zvýšený 1,5x a výroba 2,4x z čoho je jasné, že aj pri paneloch 5,1kWp boli nevyužité prebytky. Samozrejme, že určitý vplyv môže mať aj rôzne počasie v jednotlivých rokoch, ale podľa mojich štatistík jednoznačne vychádza, že menežment spotreby je pri FV, a obzvlášť off-grid, kľúčový.