Dostali jsme se k druhé části. Fotovoltaickou elektrárnu máme v provozu, tak se můžeme podívat, jak se celý systém chová v praxi. Průměrná spotřeba domácnosti je dle odečtů je kolem 7kWh za den. S použitím fotovoltaiky se snížila na 1-1,5kWh denně.

Jak vypadá jarní den

Nejprve jeden obrázek z typického jarního dne (7.4.2018). Nebyl úplně jasný den, ale sluníčko občas vykouklo. Měnič IMEON poskytuje poměrně podrobné statistiky, navíc odesílá a ukládá data na serveru, ke kterému máte přístup. Jak vidíte, využitelná energie ze slunce je už od 7:00 - 18:00.

Na obrázku je denní přehled. Obrazovku jsem snímal před jedenáctou v noci, aby byl přehled o celém dnu.
Graf je zprůměrovaný po nějakých 5-10 minutách. Sporák při vaření vesele zapíná/vypíná, aby udržoval nastavenou teplotu plotny. Jsou to špičky kolem 2.5kW každých pár sekund, podobně konvice, která je schopná si vzít přes 2kW, ale v průměru to na grafu vypadá menší.

Na začátku dne je vidět provoz z baterií, jakmile napětí baterie kleslo pod stanovenou mez, provoz se přepnul na síť. Zhruba od půl sedmé začínají fungovat panely a dodávat energii, kolem 7:00 už je dost energie na to, aby se začaly dobíjet baterie. Kolem 11:00 je vidět, jak klesá proud při nabíjení baterií, aby se dodržela charakteristika nabíjení. Kolem 12:00 nastal čas vaření - v té chvíli stačila pro sporák energie z panelů, dobíjení baterií se pozastavilo. Pak jsou tam nějaké špičky ve 14:00 a 16:00 - 2kW varná konvice. Když si najedete na libovolné místo grafu, dozvíte se konkrétní informace.

Na horní části obrázku vidíte stav, jak byla vaše domácnost zásobena vlastní produkcí. Pro srovnání, začátek je 99.8%, dále se to pohybuje kolem 97%.

Pro představu jsem si odchytil chování systému při použití rychlovarné konvice večer, kdy panely už nedodávaly téměř nic. Maximální odběrový proud z baterií mám nastaven na 25A. Měnič se k baterii snaží chovat ohleduplně - nebral maximální výkon, ale využila se částečně i síť.

Deštivé dny

V polovině května bylo několik deštivých dnů. Celý den tmavé mraky se silnějším deštěm. Z 5,4 kW fotovoltaiky v takových dnech dostanete klidně jen 150 W ráno a kolísavě 150 - 550 W přes den. To nestačí na dobití baterie. Ale i tak to stačí na pokrytí spotřeby domácnosti z více jak 50%.

Na dostatečnou činnost panelů (např. 1,5 kW) není třeba, aby bylo jasno. Může být zamračeno, ale stačí, když bude poznat, kde za mraky je sluníčko a už máte dostatek energie na dobíjení baterie a pokrytí spotřeby.

Vliv teploty na zisk panelů

Fotovoltaické panely mění světlo (sluneční záření) na elektrickou energii. Zdálo by se, že nejlépe si povedou v létě, kdy slunce praží, až se z nás pot leje. Ale není to tak. S rostoucí teplotou klesá výkon panelů. Pro srovnání uvedu půběh srpna a září 2018, kdy v srpnu teploty překračovaly 30°C a v září se pak citelně ochladilo přes den do 20°C. Z následujících obrázků je vidět, jak se to projevilo na výkonu panelů. Připomínám, že nainstalovaný výkon je 5,4kW. Nižší teplota v září znamená o půl kW vyšší výkon panelů.

Praktické chování měniče

Měnič, aby vás mohl zásobovat energií a nečerpalo se z vnější sítě, musí sledovat napětí na přípojce (k tomu slouží měřič v rozvodné skříni zapojený za hodinami) a udržuje o trošku vyšší napětí (stačí desetiny V, dle příkonu domácnosti). Protože kolísá jak napětí v síti, tak i odběr domácnosti, vyvažování se děje neustále. S měřičem invertor komunikuje v intervalu několika sekund, takže dochází k malému zpoždění.

Na začátku grafu na prvním obrázku je vidět, že do spotřeby chodu na baterii se počítá i vlastní příkon měniče - je vyšší než když jde jen energie z přípojky (od 4:00 ráno). IMEON 9.12 je už velká bestie, takže jeho vlastní spotřeba i při vysoké účinnosti (pokud mění energii) je přes 100W.
Pokud se divíte, proč mám i v noci spotřebu přes 100W, je to tím, že mám na domě přípojný bod internetu od poskytovatele.
Při chodu na baterie má měnič vlastní spotřebu 100-150W. Pokud je k dispozici energie ze solárních panelů, je vlastní spotřeba vykryta z panelů. Pokud není k dispozici slunce ani baterie (vyčerpali jste do nastaveného limitu), přepne se spotřeba na síť - vlastně jde síť přes měnič a v té chvíli je vlastní spotřeba měniče jen desítky watů - běží jen vnitřní počítač.

Obrázek z rozvodné skříně - Smartmeter v praxi. Na každé fázi vidíte, jestli proudí energie k vám nebo ven a kolik. Dá se zobrazovat napětí, proud, jalový i účinný výkon, změny atd.

Chod na baterie

Když se opět vrátíme ke grafu, je vidět, že asi od 16:00 už baterie doplňuje solární panely a v té chvíli už není dost energie na to, aby se baterie dobíjela. Energie z baterií vydržela do 4:00, takže nestačila 100% pokrýt chod domácnosti. Odvolám se na první část, kde jsem psal o tom, že z olověných baterií je pro zachování životnosti využitelných asi 30% jmenovité kapacity. Starší 50kW baterie z elektromobilu by byla o něčem jiném, stačila by pokrýt spotřebu domácnosti několik dnů.
Doporučení:
Pokud chcete po část roku (jaro - podzim) skoro úplnou nezávislost na elektrické síti, navrhněte kapacitu baterií tak, aby využitelná kapacita byla minimálně 2/3 běžné denní spotřeby. Budete mít dostatečnou rezervu i pro dny, kdy bude většinu dne zataženo.

Výstup jedné z mnoha statistik - přehled spotřeby ze 7.4.2018. Je pěkně vidět, jak se vliv elektrárny projevuje na spotřebě domácnosti, kdy se spotřeba vykrývá z panelů, kdy z baterií a kdy se doplňuje ze sítě.

Výhody a nevýhody měniče IMEON 9.12

Výhody

- jako 3-fázový hybridní měnič je schopný fungovat i bez připojení k síti
- je schopný zásobovat fáze asymetricky - to je velmi důležité, aby se neplýtvalo naakumulovanou energií
- je schopný regulovat výkon a z panelů využije jen to, co je třeba (nemusí z panelů odebírat 5kW, když to není třeba)
- zvládne několik režimů směrem k síti. Pokud nechcete, nemusíte dodávat přebytečnou energii zpět do sítě, případně můžete dodávaný výkon ven omezit.
- zvládne několik režimů vzhledem k bateriím - můžete energii z baterií využívat celý den nebo jen v době, kdy panely už nedodávají energii. Můžete přepnout měnič do režimu "back up", kdy se pak chová podobně jako záložní zdroj - energie z baterií se využije až při výpadku sítě. Samozřejmostí je i možnost dobíjet baterie ze sítě.
- má možnost ovládání záložního generátoru - pokud systém doplníte o benzínový generátor, měnič je v případě potřeby sám nastartuje
- je to chytrý měnič, který obsahuje v sobě vše - měnič pro využití energie panelů, měnič pro využití energie z akumulátorů, nabíječku baterií s hlídáním charakteristiky dle typu baterií s nabíjecím proudem až 65A
- připojení k počítačové síti i pomocí UTP kabelu, nejen přes WiFi
- možnost aktualizovat firmware - jde to snadno v uživatelském rozhraní
- standardní záruka 10 let - tohle svědčí o tom, že by se v měniči neměla nacházet kurvítka

Nevýhody

- je poměrně hlučný - neustále jedou ventilátory. Dle výrobce je v plánu aktualizace firmware, která by měla rychlost ventilátorů řídit. Není to měnič, který by se dal umístit do ložnice. Hluk si můžete představit jako klasický zapnutý server do racku.
- při chodu na baterie má vlastní spotřebu kolem 100-150 W. S tím je třeba počítat při výpočtu kapacity baterií. Tohle vám předem nikdo neřekne, stejně jako vám neřeknou o využitelnosti kapacity olověných baterií s ohledem na životnost.

Markeťácký obrázek. Tak tohle rozhodně ne. Klasický server do racku s několika ventilátory si také nedáte do obýváku.

Návratnost

Pro mnoho z vás bude návratnost rozhodujícím hlediskem. Pro mne návratnost nebyla hlavním kritériem. Podle současných měření (začátek dubna) poklesla spotřeba domácnosti o 85-90%. Až se prodlouží den, bude úspora ještě výraznější. Velký vliv na to má i kapacita baterií. Z úspory si snadno spočítáte návratnosti vzhledem k vašim cenám elektřiny. Nezapomeňte započítat nutnost výměny baterií po skončení jejich životnosti, což zvedne náklady - opět se s tím obvykle nepočítá, ani vám to obchodníci sami od sebe neřeknou.
Výkupní cena elektřiny je velmi nízká, řídí se cenou na burze. Počítejme 800 Kč/MWh, což je 80 haléřů za kWh. Podle meteorologických údajů je v brněnské oblasti 1 620 slunečních hodin v roce. Budeme počítat optimistických 1200 hodin ročně s průměrem 2 kW výkonu dodaného do sítě. To je roční zisk 1 920 Kč, takže solární baron z nás nebude.

Závěr

Vzhledem ke krátké době provozu nejsem zatím schopný dodat dlouhodobější statistiky. V případě zájmu se můžu ke článku vrátit třeba po roce a porovnat spotřebu i v jednotlivých ročních obdobích.

Další díly článku

Fotovoltaická elektrárna 1 - úvod
Fotovoltaická elektrárna 2 - měnič a baterie
Fotovoltaická elektrárna 3 - výkup elektřiny
Fotovoltaická elektrárna 4 - baterie
Fotovoltaická elektrárna 5 - po roce provozu

a bonusová kapitola:
Fotovoltaická elektrárna v Černých ovcích