Komponenty domácí fotovoltaické elektrárny
Domácí fotovoltaické elektrárny se skládají z několika hlavních komponentů a mnohého dalšího příslušenství. Liší se mezi sebou zejména velikostí (počtem panelů a výkonem), tím, zda ohřívají přímo jen teplou vodu, zásobují spotřebiče, nebo využívají ukládání vyrobené energie z fotovoltaických panelů do baterií. V tomto článku se podíváme na to, z jakých základních komponent se nejčastější domácí fotovoltaická elektrárna sestavuje, kde jsou umístěné a jejich základní popis.
1) FOTOVOLTAICKÉ PANELY
Fotovoltaické panely zachycují a přeměňují sluneční energii.
- fotovoltaické panely přeměňují sluneční (světelné) záření přímo na elektrickou energii ve formě stejnosměrného proudu
- fotovoltaický článek je tvořen z krystalického křemíku
- velikost 1 panelu cca od 1750 x 1000 x 40 mm, hmotnost od 19 kg, výkon
- panely se spojují do řetězce (tzv. string) většinou 6 – 20 panelů (200 – 800 V DC)
- je třeba dát pozor na zastínění stromy, okolními domy, sloupy apod., je řešitelné pomocí optimizérů
- panely se zpravidla umisťují na střeše domu, ať už je sedlová nebo plochá; některé instalace se realizují na přístavek
- panely nevyžadují žádnou údržbu
- fotovoltaické panely
- střídač (měnič, invertor)
- bateriové úložiště
- přepěťová ochrana (DC rozvaděč); regulátor přetoků
- zásobník TUV a ostatní elektrické spotřebiče
- elektroměr – připojení na distribuční soustavu
2) MĚNIČ (STŘÍDAČ, INVERTOR)
Střídač zajišťuje přeměnu stejnosměrného proudu.
- střídač je „srdcem“ každé solární elektrárny – přeměňuje elektrickou energii do formy, která je běžně využitelná – na střídavý proud
- obsahuje další doplňkové funkce jako nabíječ baterií, monitoring
- hlavními parametry jsou přenášený výkon udávaný v kW a účinnost
- hmotnost do 25 kg
- měnič by neměl být vystaven vysokým teplotám, klesá jeho účinnost; umístěn tedy bývá zpravidla v technické místnosti domu
3) BATERIOVÉ ÚLOŽIŠTĚ (BATTERY BOX)
Bateriové úložiště slouží pro ukládání přebytků energie a jako back-up při výpadku distribuční sítě.
- baterie umožňují uložení solární energie vyrobené během dne pro její pozdější využití (např. večer)
- nejčastěji jsou využívány baterie na bázi lithia
- provozní teplota místnosti, kde jsou baterie uloženy a používány, by neměla klesnout pod 10 °C
- bateriové úložiště může zálohovat důležité systémy a spotřebiče v domácnosti
- záloha se využívá pro kritické spotřebiče jako např. podlahové vytápění, osvětlení, chod čerpadel, zabezpečovací zařízení, lednice, připojení k internetu apod.
4) DC ROZVADĚČ – PŘEPĚŤOVÁ OCHRANA, JIŠTĚNÍ
- jako každé elektrické zařízení musí být i solární elektrárna jištěna a chráněna proti různým mimořádným stavům (přepětí, přetížení, zkrat atd.)
- umístění zpravidla v technické místnosti
REGULÁTOR PŘETOKŮ
- úkolem regulátoru k výkonové regulaci přebytku je mít energii vždy na správném místě a ve správný čas a spotřebovat tak maximum vyrobené energie
- díky této jednotce systém ve vhodný okamžik použije vyrobenou energii (a její přebytky) např. na ohřev TUV nebo v létě nasměruje přemíru sluneční energie do klimatizační jednotky
- pro řízení využití energie (a maximalizaci spotřeby vyrobené energie) mohou být využita i jiná zařízení (v závislosti na systému)
5) ZÁSOBNÍK TUV A OSTATNÍ ELEKTRICKÉ SPOTŘEBIČE
- energií z FVE lze dotovat veškeré elektrické spotřebiče v domácnosti a nebo dobíjet elektromobil; nejčastěji zásobník teplé užitkové vody (TUV), který je téměř nedílnou součástí FVE systému, neboť i v dobře zatepleném domě je ohřev vody vyžadován
- TUV je nezanedbatelnou položkou v celkové spotřebě domu a sluneční energie je schopna značnou část této energie dodat
- dále čerpadla, elektrické podlahové vytápění, větrání, klimatizace a ostatní elektrické spotřebiče
- průměrná rodina spotřebuje až 3 500 kWh za rok na ohřev teplé vody
Průměrná rodina spotřebuje až 3 500 kWh za rok na ohřev teplé vody.
6) ELEKTROMĚR (HDO) – PŘIPOJENÍ DOMÁCÍ FOTOVOLTAICKÉ ELEKTRÁNY NA DISTRIBUČNÍ SOUSTAVU
- elektroměr slouží k připojení na distribuční soustavu pro odběr či prodej energie
- v případě, kdy fotovoltaická elektrárna vyrobí více energie, než dokáže domácnost spotřebovat, je možné tento přebytek prodat distributorovi (např. v létě během dovolené)
- vždy je možné dodat chybějící energii z distribuční sítě (zvláště v zimě)
- v takovém případě mluvíme o on-grid systému, kdy je fotovoltaika připojena na distribuční síť (opakem je ostrovní systém); připojení k distribuční síti je také podmínkou pro získání dotace NZÚ;
- existuje také možnost virtuální baterie