Od slnka po zásuvku I.

Čo treba vedieť a zvážiť pri inštalácii fotovoltickej elektrárne?

Slnko je jednou z najdôležitejších súčastí života ľudstva, bez neho by nič neexistovalo. Od nepamäti je tiež zdrojom inšpirácie a nápadov na jeho využitie ako zdroja energie. Výrobu elektrickej energie zo slnka pomocou fotovoltických panelov (FTVP) poznáme dnes už takmer všetci, no málokto naozaj vie, ako funguje.

Základné fakty, ktoré treba uviesť

1. Výroba FTVP na plochu

Výroba FTVP na plochu je približne rovnaká – je jedno, či má panel 200 Wp, 380 Wp, alebo 550 Wp –, rozdiely sú iba vo väčších/v menších rozmeroch. Spravidla potrebujeme na 1 kWp (kWp je hodnota maximálneho výkonu FTVP, teda počet panelov x výkon) približne 6 m2 plochy.

2. Výroba FTVP za rok

Výroba FTVP za rok sa udáva tak ako spotreba elektrickej energie v kWh. Na Slovensku sa pohybuje v rozsahu od 1 000 do 1 100 kWh na 1 kWp inštalovaného výkonu FTVP.
Pre jednoduchosť tak môžeme stanoviť pomer 1 kWp = 1 MWh výroby elektrickej energie za rok.

3. Orientácia pri inštalácii

FTVP môžeme efektívne inštalovať od východnej strany cez juh až po západnú stranu so sklonom od 10 do 45 stupňov. Nemusíme mať teda len južnú orientáciu a 36-stupňový uhol sklonu, čo sú na Slovensku najideálnejšie podmienky.

4. Potreba výroby FTVP a možnosti zapojenia do distribučnej sústavy

Mali by sme poznať spotrebu elektrickej energie za rok, nájdeme ju na vyúčtovacej faktúre za dodávku elektrickej energie. Ak je napríklad 5 MWh, tak podľa bodu 2. bude potrebných 5 kWp FTVP.
Treba mať na mysli najmä to, že podľa zákona č. 309/2009 Z. z. o podpore obnoviteľných zdrojov môžeme inštalovať malý zdroj do 10 kWp, pričom pri súkromných osobách majú distribučné spoločnosti povinnosť pripojiť takýto malý zdroj do distribučnej sústavy (DS). Inštalácia FTVP nad 10 kWp už predstavuje lokálny zdroj, pričom takýto zdroj podlieha súhlasu distribučných spoločností. Negatívom toho je, že keď ho neschvália, FTVZ nemôžete do DS pripojiť, dá sa ísť len cestou nezapojenia FTVP do DS.

5. Fotovoltická elektráreň

FTVP vyrábajú jednosmerné napätie, preto na zmenu takto generovanej energie je potrebný invertor, generátor… Takáto zostava FTVP spolu so striedačom a príslušenstvom tvoria fotovoltickú elektráreň (FTVE).

6. Správna inštalácia

Správna inštalácia FTVE a jej pripojenie sú najdôležitejšie na dosiahnutie maximálnej výroby.

7. Realizačná firma

Odporúčame byť mimoriadne dôsledný pri jej výbere a hoci je to náročné, vyplatí sa to. Ak firma ponúka rôznych výrobcov panelov, meničov a batérií, je jej pravdepodobne jedno, čo predá. Predá, čo má na sklade, nie to, čo je najvhodnejšie pre zákazníka. FTVE je komplexné zariadenie, preto je potrebné, aby bolo aj komplexne navrhnuté, namontované a odskúšané.

Na čo si dať pozor (nielen) pri výbere realizačnej firmy

• Firma má mať oprávnenie na inštaláciu fotovoltických systémov od MH SR – vyžiadajte si ho.
• Takisto si overte, či má firma autorizáciu od výrobcu meničov, prípadne batérií na ich inštaláciu a predaj.
• Nekupujte zariadenia na e-shopoch, prípadne zo zahraničia – meniče nemusia mať lokalizáciu pre Slovensko a nemusíte mať reálnu záruku na kúpené výrobky.
• Overte si, že firma má možnosť riešiť prípadné záručné a pozáručné opravy. FTVE majú životnosť 20 a viac rokov, preto je dobré vedieť, čo kupujete a od koho.
• Kupujte len fotovoltické panely, ktoré sú schválenými zariadeniami SIEA a majú tak certifikáciu podľa noriem. Nájdete ich na: www.zelenadomacnostiam.sk/zariadenia.
• Pri hybridných meničoch si overte, že môžu byť pripojené do DS.
• Overte si, či inštaláciu vykonávajú len kvalifikované osoby, ktoré dodržiavajú aj predpisy a bezpečnosť pri práci.
• Držte sa pravidla, že pri spotrebe vyššej ako 3 kW treba používať 3-fázové pripojenie meniča a myslite na možnosť rozšírenia v budúcnosti, ak to bude potrebné. Majte preto aj priestor na streche. Ak uvažujete o použití batérie v budúcnosti, treba hneď inštalovať hybridný menič.
• Ak chcete mať zálohovanú elektrickú energiu, musíte mať aj menič s takýmto extra výstupom (load/EM). Nie vždy je to v cene, môže to byť aj za príplatok. Platí, že aj keď máte batérie a menič, nemusíte mať pri výpadku v elektrickej sieti zálohovaný zdroj elektrickej energie. Jednoducho vypadne sieť a nemáte elektrinu, aj keď svieti slnko a batérie sú nabité.
• Ak kupujete batériové úložisko, riaďte sa pravidlom, že kapacita úložiska má byť 2,5- až 3-krát väčšia ako výkon FTVP. Napríklad FTVP s výkonom 5 kWp si vyžaduje úložisko s kapacitou minimálne 12,5 až 15 kWh. Dnešným štandardom sú batérie LiFePo4 so životnosťou pri DOD 80 % (až 6-tisíc cyklov), čo je 15 a viac rokov. Treba si pozrieť dátum výroby, odporúčame nie starší ako 6 mesiacov od ich inštalácie (predávajú sa totiž aj „skladové ležiaky“).
• Skontrolujte si, či dodávateľ používa montážny materiál z hliníka a nehrdzavejúcej ocele. Pozinkované diely nevhodne chemicky reagujú s hliníkom, z čoho sú rámy FTVP. Kovové časti by mali byť galvanicky poniklované.
Pri dodržaní vyššie uvedených bodov je reál­na šanca získať dobrú a kvalitne nainštalovanú FTVE.

Kategórie FTVE

ON GRID

FTVE je stále pripojená na DS, menič pracuje len v prítomnosti sieťového napätia (pri výpadku elektrickej energie nevyrába, ani keď svieti slnko).

OFF GRID

FTVE nie je pripojená na DS, teda musí mať batériové úložisko a dodáva elektrickú energiu, keď svieti slnko, prípadne pokiaľ sú batérie nabité.

HYBRID

Ide o kombináciu vyššie uvedených, ktorá ponúka všetky možnosti pracovných režimov ON GRID aj OFF GRID. Tieto FTVE pracujú zvyčajne v režime ON GRID a iba pri výpadku elektrickej energie sa prepínajú do režimu OFF GRID. Majú samostatný výstup pre zálohované rozvody, ktoré musia byť galvanicky oddelené od „sieťových“ rozvodov (v rozvádzači musia byť samostatne vyčlenené obvody).

Podmienky na Slovensku

FTVP

Najvhodnejšie sú monokryštalické články v paneloch s technológiou zapojenia halfcut (panel rozdelený na polovicu – 2 okruhy) a článkami prepojenými aspoň 9BB spojením. Toto zabezpečuje lepšie prepojenie modulov a nižšie straty.

Meniče

Okrem zhody s STN normami by mali mať lokalizáciu na slovenské podmienky distribučných spoločností a mali by byť inštalované školenými pracovníkmi. Dôležité je tiež, že musia byť spôsobilé, resp. schválené na pripojenie do slovenskej DS.

Batérie

Treba naozaj vedieť, čo kupujete a netreba podceňovať kapacitu batérií. Batérie musia spĺňať všetky bezpečnostné podmienky, musia mať batériový manažment (BMS), termomanažment, vyrovnávacie obvody napätia jednotlivých článkov a iné obvody vrátane bezpečnostných ochrán. Je dôležité, aby BMS komunikoval s meničom/nabíjačom/vybíjačom batérií, čo je dôležité pre životnosť batérií. Podstatné je, aby bolo všetko otestované, nie iba v rovine univerzálnych nastavení.

Služba požičovňa energie
(Magna energia)

Pri požičaní virtuálnej batérie (napr. ZSE, SSE…) ide o služby dodávateľov elektriny.

Pripojenie FTVE

Je vždy v kompetencii DS. Pripojenie a službu požičovne treba rozlišovať a riešiť ich jednotlivo.

FTVE

Ide o zostavu fotovoltických panelov, meniča, batérií a príslušenstva, navrhnutú zmysluplne, podľa požiadaviek, potrieb a zámerov prípadného rozšírenia pre nabíjanie elektromobilu, príp. plug-in hybridného automobilu.

Každá FTVE by mala mať aj doplnkový energetický manažment pre možnosti riadenia prebytkov, regulovania spotreby vo finančne nevýhodných intervaloch s možnosťou napájania z externého zdroja. Takto navrhnutá FTVE musí ušetriť na nákladoch od 50 do 100 % z vyrobenej elektrickej energie.

Využívanie FTVE je však aj o prístupe užívateľov, a to najmä o vykonávaní odkladných činností počas slnečných hodín.

V ďalších článkoch priblížime postupne všetky kategórie FTVE vrátane ich využitia v domácnostiach a vo firmách.