Domů
Akumulace energie
Na co si dát pozor u domácí solární elektrárny. Příklad Českého soběstačného domu
Ad
Zdroj: Instagram @ceskysobestacnydum

Na co si dát pozor u domácí solární elektrárny. Příklad Českého soběstačného domu

Volné pokračování příběhu Českého soběstačného domu vyprávěné iniciátorem projektu, Pavlem Podruhem. Technický pohled na věc je doplněn Michalem Klečkou, který stojí za návrhy v oblasti energetické soběstačnosti. Tentokrát je článek zaměřen na základní koncepty a pravidla vedoucí k bezpečné, technicky i ekonomicky racionální energetické soběstačnosti.

Veškeré úvahy, které vedly k níže popsaným pravidlům a konceptu, vychází ze základních lokálních a technologických podmínek Českého soběstačného domu, které byly představeny v minulém díle.

Na začátku spolupráce GWL a Pavla Podruha v roce 2016 byl stanoven koncept, jak k celému řešení přistoupit za využití „smart“ moderních technologií umožňujících sofistikované řízení spotřeby energie. Postupem času však autoři došli k poznání, že nejlepší cestou v oblasti hospodaření s energií však bude nechat odpovědnost lidem. Zjednodušeně lze říct, že Michal a Pavel změnili filozofii projektu od super-inteligentního domu (s potenciálními hloupými problémy) k hloupému domu se zcela jistě chytrými obyvateli. Cestu budování systému, který plně převezme odpovědnost za hospodaření s energií zavrhli.

Zvítězil tak koncept edukace obyvatel domu. Co k tomu říká zakladatel projektu?

„Stanovili jsme jednoduchá pravidla, jak se mají lidé žijící v domě na základě informací rozhodovat. Systém pouze doporučuje, a to formou jednoduchých symbolů - procentního ukazatele a klasického semaforu  baterie.  Až když uživatel nereaguje na varování, systém spustí algoritmus „sebezáchovy”, kdy odstaví vše nedůležité a tím zachrání sám sebe.“

Myšlenková koncepce

Základní prvky koncepce, ke které jsme nakonec došli je shrnuta v následujících bodech.

  • Opakovatelnost - vymýšlíme systém, který je dobře replikovatelný. Lze ho dobře pochopit, zdokumentovat, používá široce dostupné komponenty a neobsahuje speciální know-how. Cena systému musí být v rozumném vztahu k ceně celé nemovitosti a srovnatelná s cenou konvenční elektroinstalace připojené do distribuční sítě.
  • Jednoduchost - montáž, zprovoznění a servis musí zvládnout každý “okresní elektrikář”, který bude v okamžiku potřeby k dispozici.
  • Robustnost - systém je odolný proti poruchám komponent i hrubosti uživatele. Vše realizujeme systémem N+1 známým z el. přenosové sítě, tedy porucha jedné komponenty nesmí způsobit selhání systému jako celku, tedy blackout.
  • Opravitelnost - používáme pouze komponenty, které jsou široce dostupné a nahraditelné za podobnou součástku jiného výrobce. Proprietární výrobky, které figurují v ceníku jediného výrobce jsou předem vyloučeny, popřípadě mohou být jen doplňkem systému a nestojí to na nich.

Aplikace konceptu v praxi - jednoduché, robustní a snadno opravitelné řešení bateriového úložiště. Zdroj: archiv Pavla Podruha.

  • Životnost - předpokládáme, že systém bude fungovat ještě v době, kdy jeho autoři, investoři a dodavatelé již nebudou z různých důvodů k dispozici. Jeho budoucí majitele a správce nechceme přivést do situace, kde by nebyly schopní systém udržovat, rozšiřovat, opravovat či provozovat.
  • Účelnost - ostrovní systém stavíme proto, že je to v daném místě a čase účelné a rozumné. Ne na truc, ne proto, abychom za každou cenu ukázali, že to jde. Pokud bychom zjistili, že konvenční / hybridní cesta je lepší, přepneme se tím směrem.
  • Vztah s okolím - energetika není jen elektřina. Celý energetický systém domu musí být ve vzájemné symbióze, stabilní dodávka elektřiny je jen nutný předpoklad, nikoliv cíl. Ostatní systémy, tedy zásobování teplem, pitnou i užitkovou vodou, větrání či komunikace se musí navzájem podporovat, respektovat a doplňovat.

Interiér soběstačného domu. Ilustrační foto. Autor: Jakub Belšan.

  • Dostupnost lokálních energetických zdrojů - systém využívá ty zdroje, které jsou v okolí běžně k dispozici. Tedy dostatečně velkou a jižně orientovanou plochu pro solární moduly, lokální zdroj pitné vody, velká odvodňovaná plocha jako zdroj užitkové vody a dostatek dřevní hmoty jako zdroj paliva.
  • Estetičnost a kompaktnost - nikdo si nekoupí ošklivou věc, přes kterou bude všude zakopávat. V malém domě do 100 m2 nemůže energetický systém zabrat více, než malou technickou místnost o rozměru několika málo metrů čtverečních.
  • Skromnost - předpokládáme, že obyvatel domu je schopný reagovat na aktuální energetickou situaci a dokáže se uskromnit svojí spotřebou.
  • Uhlíková zdrženlivost - nebudeme využívat ty zdroje energie, které dlouhodobě zvyšují koncentraci CO2 v atmosféře (uhlí, plyn…), jinak záporně ovlivňují životní prostředí (jádro) či podporují země a režimy, které nejsou našimi strategickými spojenci (jádro, plyn…).

Bezpečnost

Řešíme ji ze dvou pohledů - z hlediska odolnosti proti blackoutu a z pohledu ochrany zdraví a majetku. Ani jedno ani druhé není samozřejmé.

Správná rovnováha počtu solárních panelů, kapacity baterie, celkového příkonu spotřebičů a logika jejich řízení zajistí, že dům nikdy nezůstane zcela bez energie. Tedy vždy poteče voda, bude teplo a světlo.

Správný výběr technologií pak zaručí, že se dům nestane objektem se zvýšeným požárním nebezpečím, z baterií nebudou unikat žádné toxické plyny či páry a v případě jakékoliv nehody nedojde k požáru, či úniku toxických látek do okolí.

Odolnost proti blackoutu řešíme:

  • Pravidlem N+1, tedy porucha jakékoliv součástky či prvku energetického systému nezpůsobí celkovou poruchu systému.
  • Správným hospodařením s energií, kdy systém zná aktuální množství vyrobené a spotřebované energie, zásobu v baterii a podle toho řídí proudění energie a navrhuje obyvatelům správné chování.
  • Dostatečnou výkonovou a kapacitní rezervou všech prvků v systému.

Soběstačný dům. Ilustrační foto. Autor: Jiří Hloušek.

Pravidlo N+1

Pokud nějaký prvek systému může selhat či porouchat se, musí být jištěn druhým, záložním. Toto platí pro všechny skupiny solárních panelů, regulátory výkonu a nabíjení, střídače, jističe, polovodičová relé, zdroj tepla a teplé vody.

Neplatí to pro prvky, kde je selhání či porucha statisticky vyloučená či nemá smysl z investičního hlediska. Příkladem je hlavní baterie, která sice teoreticky selhat může (stává se to asi jednou za 500 let), ale její cena je tak vysoká, že v případě poruchy je výhodnější si na týden pronajmout hotel, než mít druhou náhradní. I přesto ji jistíme - benzínovou elektrocentrálou :-).

Výkonová a kapacitní rezerva

Solární panely jsou dnes tak levné a efektivní, že se vyplatí jich instalovat tolik, kolik je to prostorově a esteticky možné. Každý panel navíc v zimě dobře využijeme a v létě nám nevadí. V našem případě využíváme celou jižní stranu střechy, tedy asi 77 m2 / 15 kWp. Více není možné jednoduše na pozemek a stavbu umístit.

S baterií je to odlišné - je investičně velmi náročná, takže se vyplatí dobře počítat, kolik jí skutečně potřebujeme. Pokud bude příliš malá, neposkytne rezervu na ty hodiny a dny, kdy slunce nesvítí. Pokud bude příliš velká, v zimě nebudeme mít dostatek energie na to, abychom ji nabili a proto jsme „vyhodili peníze do kanálu”.

Další díl seriálu bude zaměřen na detailnější popis použitých technologií a technického řešení domu – popíšeme, jaké solární panely, střídače a baterie jsme zvolili a hlavně proč, co děláme s přebytky elektrické energie, jak dům vytápíme, jak si zajišťujeme elektřinu i v zimě a další zajímavosti. Uvidíte také reálné fotografie technické místnosti a technologií a základní bloková schémata rozvaděče, topení i vodního hospodářství.

Mohlo by vás zajímat:

Komentáře(30)
Vojvodik Petr
21. duben 2022, 15:06

Pozor nekupovat.

Jiří
21. duben 2022, 15:08

Prosím předložte argumenty, proč nekupovat. Jinak je to jen výkřik do tmy. Díky

Vojvodik Petr
21. duben 2022, 16:07

Delší příspěvky ni cenzor nedovolí.

Vojvodik Petr
21. duben 2022, 16:11

jsem vyhodnocen jako spam.

hellokitty
21. duben 2022, 21:22

vyhovorka stoji gros

Maly Jarda
21. duben 2022, 17:39

Nikde tam není napsáno kolik taková legrace stojí .. nebo spíš potěmkinova vesnice

Jirka94535
21. duben 2022, 18:48

V prvním dílu je 750T. Dnes asi trochu víc. Plus kotel na pelety a elektrocentrála. S poznámkou, že se počítá s nutností občas se uskromnit.

Za soběstačnost si musíš připlatit, osobně bych jí bral. Ale 750T je moc. Soběstačnost na několik dní jsem vyřešil elektrocentrálou. Všem kdo staví nebo plánují rekonstrukci bych doporučil udělat do nejnutnějších místností paralelní rozvod.

Proč mi to zase nejede na prvé pokusy odeslat?

Maly Jarda
21. duben 2022, 19:22

Zajímavé , podle mého názoru takový dům bude stát minimálně 2 miliony bez pozemku , už jen ta "elektrárna" na té fotce stojí minimálně 150 000 (plus jak je možné že mají bateriové úložiště v domě? mít baterie někde v kůlně a ne v domě jako pojistku proti požáru je absolutní zaklad bezpečnosti , kdo jim to zkolaudoval proboha?)

Petr Zedníček
21. duben 2022, 20:51

Ty technologie tam stály 750kkč. +-150kkč stály jen panely. Proč by nemohli mít baterie v domě? Dnes jsou fve o cca 20-30% drahší než loni.

Emil
21. duben 2022, 21:06

+ 800 tisíc stojí ten Stirlingův motor, co tam používají a mají ho zdarma zapůjčený...

Maly Jarda
21. duben 2022, 22:24

celé to vypadá jako "věčný neziskový projekt" placený z cizích peněz organizovaný partou zeelně politicky uvědomělých "věčných studentů" se známostmi .. pochybuji že by tu legraci platili ze svého

hellokitty
21. duben 2022, 21:22

neviem, v ktorom storoci zijete, ale baterie su dnes bezpecne, ja mam LFP normalne v kumbale kde je satna, ale pokial si mozete dovolit samostatne vykurovat kulnu len preto, aby v nej bola prevadzkova teplota pre baterky (nemaju rady prilis velke mrazy), tak do toho...

Maly Jarda
21. duben 2022, 22:25

jak se říká kdo chce kam pomozme mu tam

hellokitty
22. duben 2022, 09:26

lidovymi prupovidkami bezpecnost LFP nezhodite, pokial do nich nebudete zasekavat sekeru, tak vydrzia aj overcharge aj skrat, mozno si o tom nastudujte, az mate cim argumentovat

Emil
22. duben 2022, 12:58

Tak třeba tady u požárů LFP baterií nic o zasekávání sekery nepíšou, riziko je sice možná menší, i když to podle článku úplně nevypadá, ale rozhodně není nulové.

koreaherald. com/view.php?ud=20210328000109

Antonín Mikeš
22. duben 2022, 13:20

Nulové určitě není, ale to není žádné riziko. Emile uměl byste říci o kolik se zvýší riziko běžného staršího domu při instalaci FVE? Například u mých rodičů jsou ještě hliníkové dráty, ty také nejsou bez rizika, statistiky jsem ovšem nehledal.

Emil
22. duben 2022, 13:32

To bych neuměl, pane Mikeši, jen jsem reagoval na ty pohádky "pokial do nich nebudete zasekavat sekeru"...

Poměr přínosů a rizik z instalace takové baterie si bude asi muset každý zvážit sám, já ambici vnucovat svůj názor ostatním rozhodně nemám.

hellokitty
25. duben 2022, 12:32

Emil tu vytiahne LFP pouzivane v automobiloch ako argument, aby poukazal na riziko stacionarneho uloziska, ked tie baterky v autach casto nemaju ani poriadny BMS

pre ostatnych nazorne video https://www.youtube.com/watch?v=Qzt9RZ0FQyM

Rejpal
22. duben 2022, 01:25

Problém je v tom, že toto žádný energeticky soběstačný dům není. Ten dům je totiž vytápěn dřevem a má stirlingův motor a ještě elektrocentrálu na benzín. Je to taková hra na nezávislost, ale není to skutečná nezávislost ten dům potřebuje spalovat dřevo kouří a jestli jde těm zeleným o emise CO2 pak to dřevo , které spálí bude vyrůstat dalších 80 let....

Podle mého názoru je lepší koncept domu připojeného do el. sítě s tepelným čerpalem země/voda a podlahovým topením. Celý systém je vcelku jednoduchý a kdyby ten dům měl ztrátu okolo 4kW, pak není probém koupit 12kW tepelné čerpadlo dát do země více trubek a topit v zimě jen max 8 hodin denně když dává solární el výkon ( průměrně tak 5 hodin, přitom TČ lze řídit podle výkonu FVE to není problém) Celkový účet za elektřinu by byl u takového domu s 15kW elektrárnou záporný a nepotřebujete , pálit dřevo , stirlingův motor a elektrocentrálu na benzín. do 750 000 se tedy nevejdete. Ale po zbytek života už za energie platit nebudete. A Co se týče baterií v FVE pak autor píše , že pokud jsou větší jsou to vyhozené peníze - ne tak docela , protože baterie má životnost v cyklech pokud mám baterii větší mám méně cyklů a tím vydrží déle. V každém případě takové řešení je mnohem komfortnější než topení tuhými palivy. Ale chápu že autoři nechtěli být napojení síť řešili jinou úlohu na druhou stranu když už mám mít kotelnu v obýváku pak to už je lepší mít jí v kuchyni a dát si tam sporák s teplovodním výměníkem a troubou - takový stojí asi 36 000 rozděláte oheň a uvaříte , můžete péct v troubě a ještě přes teplovodní výměník vytápíte celý dům a ohřejete teplou vodu. Vše za jedno palivo - to jen pro zajímavost.

Petr Zedníček
22. duben 2022, 07:00

Mám tebou navrhovaný dům TZ 3,2kW a tč země/voda o výkonu 4kW a příkonu 0,5-4kW, většinu času jede kolem 800W a (2-8h) hodin denně dle mých simulací (na hodiny) budu potřebovat s 8kW elektrárnou a 14kWh v baterkách dodat cca 50-70% energie domu z DS v zimě. Pokud je chladný zimní měsíc mám celkovou spotřebu domu cca 660kWh (cca polovina je topení+TUV).

Bohužel zvětšování FVE a baterií už má velmi malý efekt. To je realita. V lětě pak zvládnete napájet 2 elektromobily a půlku ulice, pokud vám to tedy dovolí, protože distribuční společnosti po vyčerpání kapacit, již nechtějí připojovat FVE s přetokama (90% instalovaných střídačů)

Rejpal
22. duben 2022, 23:18

Musíte akumulovat do vody a ne do baterie. Jinak aby Vám to dobře chodilo potřebujete FVE 16kW bez přetoků to má špatnou návratnost. Jedinné co vydělává jsou solární panely těch musíte mít co nejvíce a když bude svítit tak prodávat a za ty peníze co dostanete za prodej elektřiny si pak zatopíte.

Petr Zedníček
23. duben 2022, 10:00

Akumulace do vody > ano souhlasím, je to nejlevnější baterie, ale i tak mi to nevychází, protože v zimě je téch dnů resp energie fakt málo. Potom musíš nahřívat velké množství vody. Pokud má někdo krb s výměníkem, situace je zase jiná, ale FVE a velká bečka mi smysl nedává (500+l).

Mám bečku 250l a větši už ani nechci. Pro menší přebytky v zimě to bude stačit.

"Jedinné co vydělává jsou solární panely těch musíte mít co nejvíce a když bude svítit tak prodávat a za ty peníze co dostanete za prodej elektřiny si pak zatopíte."

Z části je to pravda, ale člověk se asi moc nemůže spoléhat na ceny a virtuální baterie. Dále musíte mít ty panely kam připojit. Nejde jen zvyšovat jejich počet. Ta problematika je celkem složitá a vyžádá si to větší střídač/mttp nebo jejich počty. Ukazuje se, že nahradit zbylých 30% energie je velmi obtížné.

Emil
21. duben 2022, 19:53

Nic proti konceptu samotnému, je určitě zajímavé vidět, jak se dá jakés takés soběstačnosti dosáhnout a co to obnáší po technické stránce, škoda jen toho laciného greenwashingu. Chtěl bych vidět, z jakých zemí, které jsou našimi strategickými spojenci, pochází fotovoltaické panely, střídače, benzín do elektrocentrály, baterie, BMS a další technologie, jak je zajištěno že "záporně neovlivňují životní prostředí" a s jakou uhlíkovou stopou to všechno bylo vyrobeno. I vzhledem k tomu jak jsou technologie předimenzované, bych se vůbec nedivil, kdyby uhlíková stopa takové domácnosti byla vyšší než těch skromných bez technologií.

Milan Vaněček
21. duben 2022, 20:14

Jedny z nejkvalitnějších FV panelů (nejvyšší účinnost a záruka na 40 let, to je důležité pro střešní instalace) dělají Američané a Japonci. EU teprve zahajuje výstavbu evropských Gigafactories (výroba v GW za rok) v jižní Italii a u hranice Německo-Francie.

Počet plánovaných bateriových Gigafactories v EU je 27, stojí už dvě, doufám že v tomto desetiletí budou i dvě v ČR. Střídače jsou i EU provenience.

Uhlíková stopa rapidně klesá s prodlužovanou dobou života, je to krásně vidět na stále rostoucí záruční době. Obecně klesající uhlíková stopa stále miniaturnějších polovodičových zařízení má zcela obrácený trend než rostoucí stopa stále mohutnějších zařízení jaderných.

Ale samozřejmě, nejmenší uhlíkovou stopu má ten kdo především energií neplýtvá a energii šetří. Úspory energie, zvyšování účinnosti, recyklace (kruhové hospodaření), to je to nejdůležitější. A za těžkých časů jako nyní je velmi důležitá i lokální výroba z lokálních zdrojů.

Emil
21. duben 2022, 20:28

Jinými slovy opět plno nesouvisejících dojmů, vizí a zelené propagandy, ale faktická informace, vztahující se k mému příspěvku, veškerá žádná. Dezinformace o "rostoucí stopě stále mohutnějších zařízení jaderných" samozřejmě nemohou chybět.

nikdo
22. duben 2022, 00:20

Aha takže tvrdíte že použili panely Americké a Japonské provenience, baterie a střídače z EU?

Petr Zedníček
22. duben 2022, 07:17

Panely nevím, ale střídače mttp mají od victronu.

Richard Vacek
21. duben 2022, 20:13

Jedná se o koníček, který je lepší, než chodit do hospody. Nestačí jen nadšení, ale je potřeba i hodně peněz a hodně času. Levnější je pěstovat mrkev.

Vidím drahé komponenty Victron, drahé baterie Winston. A asi se už nejedná ani o koníček, když od hraní si s automatizací sestoupili zpět na zem. A maximum panelů samozřejmě znamená, že v létě se spousta energie nevyužije, zatímco v zimě budou v nedostatku.

Turby
21. duben 2022, 22:48

Tenhle "projekt" sleduju prakticky od zacatku a je to prachsprosty tunel na hlupaky. I pres obrovske investice je cely projekt znacne nesobestacny, byt se to snazi silne bagatelizovat a zamlzit.

nikdo
22. duben 2022, 00:15

Cituji: Uhlíková zdrženlivost - nebudeme využívat ty zdroje energie, které dlouhodobě zvyšují koncentraci CO2 v atmosféře (uhlí, plyn…), jinak záporně ovlivňují životní prostředí (jádro) či podporují země a režimy, které nejsou našimi strategickými spojenci (jádro, plyn…).

Kdyby to napsaly tak do té první závorky tak bych to chápal ale proč tam zmiňují to jádro? pochybuji že by někoho napadlo že tam budou provozovat jaderný reaktor nebo nějakou jadernou baterii.

Zdá se že podle nich nejsou Američané (jaderné palivo, plyn), Francouzi (jaderné palivo) a Norové (plyn) naši spojenci. Dodnes jsem se domníval že jsou s námi NATO.

Komentáře pouze pro přihlášené uživatele

Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.

V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.

Přihlásit se