FVE jako UPS, ekonomicky smysluplná

[? luky]

Rád bych si pořídil UPS pro provoz dřevoplynové kotelny i při výpadku. Sice nepamatuju, kdy naposledy vypadnul proud, ale ta možnost tu pořád je. Zde předkládám několik variant řešení. Doufám, žen pokud se někde ve svých výpočtech / úvahách / plánech mýlím, usměrníte mě.
- mám menší rodinný dům obydlený 4 člennou rodinou.
- vytápění kotel dřevoplyn + akumulace 2280l + záloha elektrokotlem, bojler kombinace elektro+výměník, řízení pomocí PLC - a mám spoustu volných vstupů/výstupů/rozhraní
- aktuální elektrosazba D45d (NT 20h), možná bych změnil na D25d (NT 8h)
- realizace svépomocí (mám vyhl.50 paragrafy všechny kromě 9, dělám vývoj v oboru elektro)
- přípojka plynu není (tj. plně elektrifikovaná domácnost vč.vaření)
- roční spotřeba cca 5MWh, z toho 1,3MWh je bojler, cena cca 3,5Kč/kWh
- k dispozici střecha na cca 11 panelů, sklon 15, orientace 160°(20°východně od jihu), absolutně bez stínů. Pak další střecha na garáži a zahradním altánu - ale ty jsou víceméně stíněné budovami a stromy

Rád bych realizoval něco, co bude mít reálnou ekonomickou návratnost. Hraček mám dost, tedy nepotřebuji nutně další kasičku.

varianta 1) prostá UPS pro kotelnu - nabíječ, baterky, měnič
Špičkový výkon 200W, konkrétní spotřebu nemám ještě změřenou, ale bude to podle situace 20-50W.
předpokládané náklady cca 10 000Kč

varianta 2) ohřev bojleru + AKU pomocí "Siton", část energie využít pro dobíjení baterií

varianta 3) hybridní elektrárna
FV cca 2kWp + baterie LiFePO + měnič 4-5kWpeak+ vytěžování
Uvažuji přepojit většinu spotřebičů doma na 1f a pomocí PLC řídit špičkový výkon. Protože většina "velkých" spotřebičů má 2kW, koukám po měniči, který alespoň pár vteřin udrží 5kW. Takže když se zapne konvice, stihnu na chvíoi odpojit bojler / pračku / myčku.. Sporák, elektrokotel a 3f čerpadlo tlakové kanalizace zůstane na DS. Mám velký rozvaděč, velké spotřebiče mají svůj vlastní kabel.

A) 24V systém, FVE 2kWp, Axpert MAX 24/3600, LiFePO 24V/100-200Ah
Uvažuji náklady cca 60-80 000Kč. Úspora 5-8000Kč ročně.

B) 48V systém, FVE 2kWp, Axpert nebo Studer XTM ze secondsol, LiFePO 48V/50-100Ah

A teď otevřené dotazy:
- má varianta 3) nějakou šanci na ekonomickou návratnost?
- Je pro tyto výkony vhodné volit 24V systém? Podle mých výpočtů by to mělo na tyhle výkony stačit a při stejném výkonu/kapacitě by to mělo vyjít podstatně levněji (např. 200Ah články jsou levnější než 2x100Ah, nižší volnoběžná spotřeba měniče, levnější BMS...)
- Montoval někdo FV na střechu s eternitem? Jde o velké desky s velkou vlnou. Mám pochybnosti, jestli to lze připevnit na dlouhé kombivruty a jestli se mi povede trefit krokve.

[kybos]

Pro variantu 3) a pro výkon 2kW by sice mohlo 24V stačit ale je ověřeno, že ve většině případů malý solárník u tohoto výkonu nezůstane a později se ztrátou prodává 24V komponenty a svůj systém přebudovává na 48V. Kromě toho nabíječe vychází levněji (vztaženo k přenášenému výkonu) pro 48V variantu. Měď je také drahá a pro stejný výkon jí stačí polovina pro hladinu 48V oproti 24V variantě. Ekonomická návratnost je hodně závislá na minimalizaci nákupních cen a na četnosti a ceně oprav v dlouhodobém horizontu. Proto se jakýkoliv odhad předem dělá jen velmi obtížně a reálná návratnost se vyčísluje až zpětně, minimálně po pětiletce provozu, lépe po dvou. 24V variantu bych doporučil jen jako testovací na ověření principů malé fotovoltaiky s vědomím, že se komponent pro tohle napětí bude potřeba zbavit nejlépe ještě v záruce a vnutit je dalšímu začátečníkovi, který se ještě nerozkoukal.

[? goodbie]

Pro variantu 3) a pro výkon 2kW by sice mohlo 24V stačit ale je ověřeno, že ve většině případů malý solárník u tohoto výkonu nezůstane a později se ztrátou prodává 24V komponenty a svůj systém přebudovává na 48V. Kromě toho nabíječe vychází levněji (vztaženo k přenášenému výkonu) pro 48V variantu. Měď je také drahá a pro stejný výkon jí stačí polovina pro hladinu 48V oproti 24V variantě. Ekonomická návratnost je hodně závislá na minimalizaci nákupních cen a na četnosti a ceně oprav v dlouhodobém horizontu. Proto se jakýkoliv odhad předem dělá jen velmi obtížně a reálná návratnost se vyčísluje až zpětně, minimálně po pětiletce provozu, lépe po dvou. 24V variantu bych doporučil jen jako testovací na ověření principů malé fotovoltaiky s vědomím, že se komponent pro tohle napětí bude potřeba zbavit nejlépe ještě v záruce a vnutit je dalšímu začátečníkovi, který se ještě nerozkoukal.

i 24Vsystém bude dobře fungovat ale musí být dobře navržen,ostatně jako všechno.

[kybos]

To je sice pravda, ale kdo z místních členů, kteří alespoň dvě pětiletky provozují FVE, zůstal u svého prvotně instalovaného výkonu? Ekonomika malé domácí FVE se láme až u výkonů, které není možno v létě smysluplně zužitkovat. A to 2kW u RD pravděpodobně nebudou.

[? kodl69]

Pokud to má ekonomicky fungovat, tak návratnost má SITON (nebo podobnej střídač) + 7-8ks panelů.
Potom je otázka, jak se postavit k tomu zbytku.
Jedna z možností je v zimě a přes léto z přebytků dobíjet akumulátory u měniče (UPS) pro kotel a případně tu energii ještě využít na zálohování a třeba osvětlení.
Varianta 3 prakticky nemá ekonomickou návratnost ani při osazení celé střechy panelama. uložiště 50Ah/48V bude dostávat celkem sadu už při odběrech okolo 2kW jsou to 1C proudy, a baterky půjdou brzo do kopru, stejně tak budou nabíjený 1C proudama. Dělat nějakou složitou regulaci si nedokážu představit tak, aby to bylo spolehlivý.
a kombinace varianty 1 a 3:
50Ah/48V si dokážu představit jako minimální baterku pro UPS pro kotel a něco málo okolo (wifi, pár světel). Vidím, že se spotřebou kolem kotle jsi extrémní optimista, pojedou dvě čerpadla na topení, ventilátor v kotli (nebo tam není?) a nějaká automatizace, a je to víc než 200W v cyklech 50/50 při mrazech venku... pokud budu uvažovat baterku 2.5kWh (50Ah/50V) tak z toho pojede 100W 25 hodin. A to mi přijde málo, protože v zimě kolikrát nedostanu ani 0.5kWh z 4.5kWp. A elektrika vypadne ve chvíli, kdy je dvoudenní sněhová vánice, ne ve dnech, kdy svítí slunko.

[? rva]

Ekonomická výhodnost? No to záleží, jak se to spočítá. Pro koho to není koníčkem, tak se jedná o další krám do baráku, o který se musí starat, který zabírá místo, je hlučný a třeba se rozbije. Těch pár korun úspory za elektřinu j epak lepší si vydělat jednou šichtou navíc.

[? Matess]

luky: máte podobné uvažování jako jsem měl já dokud jsem bydlel na domě u rodičů. Měl jsem totiž UPS k PC a nebavilo mě každé 2 roky řešit mrtvé gelové baterky. Chtěl jsem tedy zainvestovat do lifepo4 a mít klid. Toto je opravdu velká investice a když už tohle člověk má, tak solár vlastně nestojí moc. Uvažoval jsem taky nad ekonomickou stránkou věci a návratnosti, protože rodiče byli elektricky velice spořiví a jediný velký odběr byl opravdu moje 2 pc a u rodičů TV. Jak jsem se nad tím ale zamýšlel, tak mi brzy došlo že v létě bude přebytků prostě hodně a mělo by smysl napojit i lednici a bojler.

Máte pravdu v jedné věci - čím menší výkon nainstalujete tím větší % z výkonu využijte a tím lepší bude návratnost - má to ale problém - systém o 1 panelu bych asi nechtěl.

K mojí realizaci nakonec nedošlo - odstěhoval jsem se dřív než dojít mohlo. Nicméně přišel jsem na jednu věc kterou hlásám pořád. 48V je jediná správná cesta. Můžu začít s bazarovou baterkou za cenu šrotu, mohu postupně přidávat panely, ale 48V bych si měl říct hned na začátku. Největší úspora se dá udělat opravdu dobrým nákupem. Počkat si na střídač na bazaru, koupit panely na bazaru / secondsolu, koupit takhle i baterku. Dostanete se na půlku ceny a návratnost kolem 5 let - a to je si myslím dost dobré.

[? tomasko]

Zdravim
Z vlastnej skusenosti. mam:
- Atmos 25, drevoplyn
- Ladomat (original zmiesavac na vratnu vodu + obehove cerpadlo - dost pazrave, zalezi od jeho nastavenia)
- obehove cerpadlo kurenia pre radiatory (spotreba 5W)

Ked to cele ide, tak je spotreba okolo 200W. Ked nalozis drevo, hori priblizne 5 hodin. Po dohoreni sa vypne kotol a Ladomat, spotreba klesne na 5W (obeh. cerpadlo do radiatorov). Takze potrebujes naratat parametre podla tyhto udajov. Ak ti staci zaholovat beh kotla, staci ti ozaj malo. Ale ak potom dojde stava, tak prtestavas aj kurit, aj ked mas mnozstvo nahriatej vody (bez zalohy sa vypne obehove cerpadlo).

Co sa tyka ekonomickej navratnosti, nie je to o solare, ale aka skoda vznikne, ked sa ti v nepritomnosti vypne eletrika, budes mat nalozeny kotol a on sa prehreje (moze prasknut), alebo ... a zoberie zo sebou aj miestnost a prilahlu budovu. To si s peniazmi zrazu uplne niekde inde.

Takze uvaha je o prioritach, pre technicke riesenie je nasledne velmi jednoducha rozhodovacia matica.

Osobne to mam spravene tak, ze cez zimu je vsetko nastavene ako UPS, stavu beriem zo siete. Pri jej vypadku idem z bateriek. Po naskoceni siete sa baterky dobiju zo siete.
Cez leto UPS mod prepnem na chod z panelov a baterky odpojenim napajacieho kabla zo siete. Zatial mam k tomu pripojene blbiny (wifi, diskove pole, PC v trucovni, .....). Na to mi to staci, casom chcem dorobit pripojenie na svetla, chladnicku, malu spiralu na predohrev TUV.

Este k financemu vylepseniu a vyuzitiu, UPS pracuje len 6 mesiacov pocas vykurovacej sezony (vtedy vyrabas z panelov strasne malo, pripadne nic), 6 mesiacov sa flaka. Ale moze ohrievat vodu v bojleri, svietit, ..... je len na tebe. Aj len tych 6 mesiacov je zaujimave cislo.

Tomas

[marko250]

3kW jmenovitý výkon měniče obslouží jeden výkonný spotřebič a nějakou volnoběžku domu,víc nedá i když má peak třeba 9kW. 3000W/51.2V=59A ze zdroje ,z lifepo4 by mělo být taháno či dodáváno 0.5C takže to vypadá na 16ks 120Ah článků,to je 6.1kWh beze ztrát(15% přeměny).Dát menší baterku na takový proud znamená přetěžovat baterku a rychle ji degradovat a nepomůže ani elektronické omezování,nikdy nezamezí okamžitě dané proudy.Nejdříve naběhnou a až pak zavírá regulace,je to prostě polovičaté řešení.Na druhou stranu těch 6.1kWh v baterce v zimě nabijete jen velkým polem panelů,ale zase nesmíte přesáhnout ty proudy 0.5C,pokud chcete aby baterka byla dlouho ve službě.V létě se to řeší vytěžovači,ale zase to není to pravé.Prostě pole ,měnič by neměli přetěžovat baterku a takto by se to mělo stavět bez elektronických omezovačů.Samozřejmě regulátor umí na konci omezovat proud už ze své funkce,ale jeho náběh do prázdné baterky už není vždy regulován,jak který.Takže zregulovat to jde,ale náběhům a doběhům se nevyhnete s vlivem na systém. Za mě bych raději volil robustnost ,koupit i jiné typy baterky není problém,jen se pak musí uspůsobit místo kde budou.Olovo se dá prodat jako šrot,zbytek nikoli.Takže sednout a počítat do budoucna co vše může nastat.

Jo a ještě ta ekonomika,myslím si že jde FVE udělat tak,že dá 10% ročně zpět vždy.

[? luky]

Díky za připomínky, pokusím se odpovědět najednou všem:

KOTELNA: Mám Attack SLX20 profi, 3xčerpadlo Grundfos Alpha 2L, PLC Domat markMX
podle štítků: 42W+3x22W+20W=128W. Čerpadla i ventilátor mají řízené otáčky, tedy skutečná spotřeba bude nižší. Na jedno naložení hoří 6 hodin, na natopení nádrže potřebuju 2 dávky dřeva a teplo mi vydrží 2-4dny. Přetopení není problém - přebytečný výkon se odvede varem (vody je dost-plná AKU) a pára opustí systém přetlakovým ventilem (v systému jsou 3 ventily). Mám tam i dohlazování vodou z vodovodu, ale to je zavřené.
Cíl je zálohovat nejen čerpadla, ale při dlouhotrvajícím výpadku být schopen i topit kotlem.

Olovo pro mě nepřipadá v úvahu - nemám prostor. Mám nevytápěnou garáž. Ale plánuji dát LiFePO do kotelny (tam je teplo) a zbytek elektroniky pověsit na druhou stranu téže zdi "ven" - uvnitř kůlny na dřevo. V kotelně se příliš práší.

Že to vyžaduje údržbu mi je jasné a nevadí to. ( I topení jsem raději zvolil dřevem - ale vymyslel a spočítal jsem to tak, aby mě přikládání do kotle nadbytečně neobtěžovalo)

Díky za poznatek ohledně baterek. Měl jsem za to, že 1C by pro LiFePO mělo být snesitelné. Jestli ta hranice je 0,5C, tak to trochu přehodnotím. Stejně pro opravdovou zálohu je potřeba víc energie v baterkách, to je pravda.

Počítám s postupnou stavbou, ideálně z bazarových komponent. Stejně na to nemám peníze najednou.

[? luky]

K té ekonomice - podle toho, co píšete by bylo lepší to maličko přehodnotit:
- zvolit 48V systém (bezproblémová rozšiřitelnost, nižší průřezy - i když jedná se tak o dva metry kabelů celkem)
- dát měnič s nižším výkonem (1kW?), vynechat výkonné spotřebiče (pračka, myčka, kuchyně..) a připojit jen kotelnu, světla, IT techniku, lednici..
Jaký byste doporučili měnič? Ideálně takový, který by měl vlastní relé pro přepnutí na síť a rozjede lednici.
- při nedostatku solární energie přepnout dům na DS (1-0-2 přepínač nebo přepínač sítí) a kotelnu nechat na baterkách s dobíjením ze sítě (AC-DC-AC jako online UPS)
- vytěžování řešit druhým měničem nebo na DC straně?
- ušetřené peníze investovat do větší baterky a více panelů

[? luky]

Pro představu přikládám fotografie. Vlevo vpředu je dům. To červené vpravo je přístřešek na auto, zatím je garáž a úplně vzadu je "zahradní altán".
To červené za domem je kotelna+sklad dřeva.
Garáž i altán mají stíny od stromů, domu i souseda na východě. Na ten přístřešek na auto by se vešly 4 panely, ale stíní na to betonový sloup.
Když by se podařilo sehnat nějaké "staré" panely za zlomek ceny, jsem ochoten ten eternit na garáži i altánu beze zbytku vyměnit za panely.
Na dům by se něco vešlo na jižní fasádu do úrovně druhého podlaží - ani tam není v zimě stín.

[? luky]

..a teď koukám, že moje myšlenka řídit maximální výkon zátěže pomocí PLC a spoléhat přitom na krátkodobou přetížitelnost měniče není nová: http://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f=3&t=4854&start=380#p138011
Takže to není úplně slepá cesta

A takový Victron Quattro 24/3000/70 má přetížitelnost 6kW http://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f=65&t=5189#p141539

[marsal64]

..a teď koukám, že moje myšlenka řídit maximální výkon zátěže pomocí PLC a spoléhat přitom na krátkodobou přetížitelnost měniče není nová: http://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f=3&t=4854&start=380#p138011
Takže to není úplně slepá cesta

Nezbývá než si přihřát svou polívčičku: viewtopic.php?t=6694&p=138331#p138331

[? luky]

..a teď koukám, že moje myšlenka řídit maximální výkon zátěže pomocí PLC a spoléhat přitom na krátkodobou přetížitelnost měniče není nová: http://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f=3&t=4854&start=380#p138011
Takže to není úplně slepá cesta

Nezbývá než si přihřát svou polívčičku: viewtopic.php?t=6694&p=138331#p138331

To jsem viděl, ale neměl jsem vůli to detailně prostudovat a zkusit naprogramovat v mém PLC. A taky ve mě hlodá, že s těmito zkušenostmi na 24V to v novém domově stavíš na 48V...

[marsal64]

Zcela organický posun, poustevna zůstane na 24V, dům na 24V mi nedával smysl. Uvažoval jsem i tady dokonce o vyšším napětí od začátku, ale byly dobré důvody zůstat u 48V "standardu".

[? kodl69]

Díval jsem se ba fotku střechy - ty eternitový vlny popraskají hned, jak na ně někdo stoupne. Takže si k ceně fve připočítej ještě novou krytinu...
Když vidím megaprojekt, tak je mi jasný, že nastoupila solaritida a ekonomika je úplně na posledním místě...

[tomas]

Ty eternitový vlny mají moji rodiče na baráku, opatrně po tom chodit jde. Nejlépe po tvrzených deskách polystyrénu která to roznese na větší plochu.
Kdyby ty eternitový vlny někdo chtěl, tak se jich rádi zbavíme. Plánujeme tam na jaře novou střechu. Je to u Hodonína.

[? luky]

Díval jsem se ba fotku střechy - ty eternitový vlny popraskají hned, jak na ně někdo stoupne. Takže si k ceně fve připočítej ještě novou krytinu...
Když vidím megaprojekt, tak je mi jasný, že nastoupila solaritida a ekonomika je úplně na posledním místě...

Ten eternit je docela OK. S velkou opatrností se po tom dá chodit. Měli jsme to i na části střechy u rodičů. Při montáži počítám s tím, že bych první tyč udělal ze žebříku a pak tam seděl na desce polystyrenu. Nová krytina je taky jedno z řešení. Ale pak už by to byl ten megaprojekt.. (při té příležitosti vyměnit oplechování, zvětšit přesahy pro budoucí zateplení, upravit okapy..)
Solaritida ještě nenastoupila. Ale protože dělám ve vývoji, baví mě počítat. A nemůžu se zbavit dojmu, že ceny komponent už klesly natolik, že to je ekonomicky reálný. Ale fakt je, že na prvním místě je UPS pro kotelnu. Po posledním rozhovoru s přítelem od ČEPSu jsem podstatně znervózněl, že bysme mohli zůstat v domě bez tepla. Krbový kamna už jsem dávno prodal.

[? kodl69]

Ekonomiku ti komplet zničí baterky, a to v podstatě jakýkoliv. Proto navrhuju systém na ohřev vody (panely +střídač přímo do boileru) doplněnej něčím jako akspert VM s rozumným množstvím baterek, kterej zastane funkci UPS a přes léto klidně i provoz skoro celýho domu. Samozřejmě klidně můžou být komponenty od victronu nebo studeru, ale tam mi teda nepřišlo, že by se nějak zlevňovalo...