Využití přebytků - vyhodnocení regulace

ElektroměrOd začátku května je v provozu automatická regulace spotřeby přebytků vyrobené elektrické energie z fotovoltaické elektrárny (FVE). Cílem regulace je využítí v maximální míře vyrobenou energii přímo v domácnosti a do distribuční sítě dodávat co nejméně. Jako nejjednodušší řešení se nabízí ohřev teplé vody. Podařilo se zvýšit využití energie z FVE z obvyklých 25-35%? A jak vypadá efektivita výroba/spotřeba z pohledu financí?

Díky realizovanému technickému řešení regulace spotřeby přebytků energie a neustálému měření spotřeby domácnosti a výroby energie z FVE mám k dispozici dostatek reálných dat a to v časové ose. Analýzou naměřených hodnot lze dojít k poměrně zajímavým výsledkům. Podívejme se nejprve na měsíční souhrnné údaje za období květen - červenec.

Měsíc Výroba FVE
Spotřeba z E.ON Ohřev vody
 květen  159 849 254 261 77 919
 červen  244 377 208 034 126 063
 červenec  252 839 197 161 129 337

Hodnoty jsou ve Wh. V tabulce je nejzajímavější poslední sloupec. Ten udává, kolik energie bylo spotřebováno pro ohřev teplé vody. Upozorňuji, že se jedná o energii, která by byla za normálních okolností předána do dsitribuční sítě a prodána za pouhých 0,40 Kč/kWh. Je vidět, že květen nebyl pro majitele FVE příliš vydařený - výroba byla malá a přebytků méně, než v dalších dvou mesících. Přehlednější pro demonstrování efektu regulace bude následující tabulka.

Měsíc Spotřeba domácnost Ohřev vody Využití FVE
květen 39% 49% 88%
červen 32% 52% 84%
červenec 34% 51% 85%

Při běžném provozu FVE bez regulace spotřeby přebytků je procentuální podíl využití energie uveden v prvním sloupci. Jedná se navíc o využití "uvědomělého" spotřebitele, tzn. co nejvíce spotřebičů je zapínáno ručně přes den (pračka, myčka, sušička prádla, žehlení...). Vidíte, že v mém případě je využití kolem 35%. V následujícím sloupci jsou reálné hodnoty dalšího využití energie pro ohřev vody. Regulací lze dosáhnout průměrného využití vyrobené energie v domácnosti až na 85%. Možná přemýšlíte, proč není tato hodnota vyšší. Odpověď je trochu komplikovanější a proto uvedu jen v bodech - je to dáno typem měření (10 sec. měřicí perioda a proto jistá rezerva v regulaci), regulace se aktivuje až při určitém výkonu produkce elektrárny, při natopení ohřívače na max. hodnotu není dále kam energii uchovat a předává se tedy do sítě atd. Bude-li zájem, mohu v některém dalším příspěvku více rozvést jednotlivé body.

Začátkem června se mi po menších peripetiích konečně podařilo s distributorem elektřiny (E.ON) uzavřít obchodní smlouvy a nainstalovat čtyřkvadrantní elektroměr. Díky němu jsem mohl konečně přesně měřit i dodávku energie do distribuční sítě. V červnu to bylo 32 kWh a v červenci 40 kWh. Tyto oficiální údaje potvrzují využití spotřeby energie z FVE na 86,9% v červnu a na 84,2% v červenci. Proč se údaje o pár procent liší od měření v regulačním systému bych mohl opět podrobněji diskutovat, myslím si však, že v tomto příspěvku to není až tak podstatné.

Srovnám-li přínos provozu FVE na celkovou spotřebu elektrické energie domácnosti s předchozími roky, došlo v červnu a červenci k poklesu spotřeby o pěkných 45%. Srovnával jsem pouze poslední tři roky, protože od té doby začala u nás "řádit" sušička prádla, významný to požírač energie. Podobná úspora je možná samozřejmě pouze v letních mesících, kdy je dostatek energie vyrobené z FVE.

Nejzajímavější hodnocení (alepoň pro mě) je hodnocení vyjádřené penězi. Následující tabulka zobrazuje některé výše uvedené energetické hodnoty ve finančním vyjádření za období květen - červenec.

Zelený bonus 7.412 Kč
Prodej energie do sítě 37 Kč
Úspora energie pro ohřev vody 440 Kč
Úspora energie v domácnosti 1.152 Kč
Celkový finanční efekt 9.041 Kč

Cena za zelený bonus a prodej do sítě je dána obchodními smlouvami s distributorem. Finanční vyjádření úspory energie pro ohřev vody jsem vypočítal z průměrné ceny na ohřev jedné kWh pomocí stávajícího plynového kotle (kalkulováno 1,32 Kč/kWh), vyjádření úspory energie v domácnosti (rozuměj cena energie, kterou díky FVE nemusím kupovat) vychází z poslední faktury od E.ONu. Kromě zeleného bonusu přináší provoz FVE další finanční efekt - sečteme-li všechny "vedlejší" přínosy, pak finanční hodnota za poslední 3 měsíce byla 1.629 Kč, což představovalo cca 18% celkového finančního efektu provozu elektrárny.

Připomínám, že výše uvedené hodnocení bylo provedeno pro poměrně malou fotovoltaickou elektrárnu (2,18 kWp) a poměrně malý, i když dostatečný, zásobník teplé vody (100 l). Ve slunných dnech docházelo prakticky každý den k tomu, že se voda v zásobníku ohřála na maximální teplotu a další přebytečná energie se poté předávala do distribuční sítě. Nejsem si jist, zda-li by výrazněji pomohl větší objem zásobníku, protože naše domácnost stejně nedokázala veškerou naakumulovanou energii spotřebovat (všichni se pouze sprchujeme, čachtání ve vaně nám nic neříká). Uvedená analýza bude jinak vycházet pro větší výkony výroby FVE a větší akumulační nádobu - čím více energie naakumulované, tím větší musí být spotřeba. Větší výkony FVE budou určitě efektivní při přechodných obdobích (jaro, podzim). Je to úplně stejný problém jako u termických solárních systémů...

Podružné elektroměry

Poslední dobou dostávám od čtenářů těchto stránek dost dotazů na popis regulačního algoritmu. Pokusím se toto téma přinést v některém dalším příspěvku.

Komentáře

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

DD, jaký máte střídač u FVE? Já mám jednofázový a dnes jsem se dozvěděl, že elektroměr umí pouze odečítat na stejné fázi kde je výroba. Ostatní fáze se platí za plnou cenu i když je přetok do sítě??? Předpokládám, že to tedy máte zapojenou na stejnou fázi?

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Dobrý den,

jmenuji se Pavel Tichý a jsem studentem Západočeské univerzity v Plzni konkrétně na fakultě elektrotechnické. Momentálně pracuji na diplomové práci na téma "Zvyšování efektivity využití fotovoltaické elektrárny pro rodinný dům zapojené formou zelených bonusů" a na internetu jsem narazil na Váš produkt "Řízení spotřeby v režimu ZELENÝ BONUS". Velice mě Vaše řešení zaujalo a potřeboval bych se o něm dozvědět více.

Konkrétně by mě zajímali jakékoli bližší výpočty, které by popisovaly účinnost a výhodnost tohoto systému. Jestliže máte i další věci, které by mi mohli být nápomocny, tak ze ně budu také rád.

Pokud by jste byli tak ochotní a pomohli mi s mou diplomovou prací určitě bych byl Vám moc vděčný.

Předem mockrát děkuji. Bc. Pavel Tichý

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Nemám problém pomoci, jen mám obavu, že více informací, než bylo uvedeno v článku, asi neposkytnu. Maximálně tak delší časovou řadu. Pokud máte nějakou konkrétnější představu, dejte mi na sebe kontakt, ozvu se vám.

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Ano máte pravdu, že tento článek je vyčerpávající a za to jsem jedině rád :-) a ano máte pravdu, že delší časová řada by se mi hodila.

V té mé diplomové práci se zabývám přesně tímto problémem. Jak nejlépe zužitkovat vyrobenou energii z FVE.

Zde na sebe udávám email: tichypav@gmail.com

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Skvělé.. fandím tomuto směru. Mám systém o BMR a taktéž spokojenost. Tabulky podobné 3 roky staré a regulace nasazena v listopadu..
Dobělám přesný elektroměr jednotlivých fází a rád se podělím o zkušenosti.
S pozdravem
OK2SRP
Roman Pospěch

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Mě osobně se tato možnost jak lépe využít vyrobenou energii, také moc zamlouvá. Proto sem se rozhodl na toto téma zpracovat diplomovou práci. Konkrétně téma diplomové práce zní "Zvyšování efektivity využití fotovoltaické elektrárny pro rodinný dům zapojené formou zelených bonusů"

Vidím, že vy máte na toto téma dost zkušeností. Pokud by jste některý z vás byl ochotný a poskytl mi nějaké informace byl bych Vám určitě vděčný.

Popřípadě zájmu zde uvádím na sebe svůj e-mail : tichypav@gmail.com

Pavel Tichý

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Koukni na http://www.solarcontrols.cz/wattrouter_cwx_standard.html.
Výrobce regulátoru, který umí na základě okamžité výroby/spotřeby připojovat až 5 spotřebičů. Některé výstupy snad umí i řídit výkon plynule.
Ve finále se celý systém prodraží ještě o akumulační nádobu na TUV a hlavně je třeba nezapomenout na směšovací ventil za výstup z bojleru. Snadno se totiž dosáhne voda s vyšší teplotou než 60°C a tu nelze pouštět do rozvodů, aby se člověk neopařil.
Spousta lidí si myslí, že bojler již mají a že jej tedy využijí. Ale pozor naráží to na trable. Tento bojler má svůj termostat, který omezuje teplotu vody na nastavenou hodnotu. Na tuto hodnotu se nahřívá v noci, takže přes den pak není již co natápět. Leda nějak ošetřit, aby se z FVE mohl nahřívat i na vyšší teplotu. To by snad chtělo nabastlit do bojleru druhý termostat nastavena na maximální konstrukční teplotu vody. Bojler by tak měl 2 elektrické přívody, jeden klasický na ořev ze sítě hlídaný termostatem, a druhý hlídaný termostatem na vyšší teplotu, přes který by byla připojena FVE. Tak máte stále teplou vodu i když nesvítí, a přitom rezervu akumulace když vysvitne.

S pozdravem

V. Kliment - jednatel společnosti VK Solar system s.r.o.

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Přeji dobrý den pane innženýre,
jsem enegerický auditor, jako zpětná vazba mě zajímají skutečné produkce výroby FVE- systémů v lokalitách ČR.
Od systému Solyndra moc údajů zatím není.
Bylo by možné poslat celkovou produkci v kWh Vaší FVE 2,18kWp za roky 2010 a 2011?
Moc děkuji. Kontakt: audit(zavináč)mestovalmez.cz

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Podobných regulátorů přebytků energie neustále přibývá a budou určitě další a další.
Malá poznámka k tomu nahřívání bojleru. Právě tuto problematiku nejlépe vyřeším pomocí řídicího systému, který řídí celou otopnou soustavu. Regulace FVE je v tomto systému jako doplněk. Nahřívání bojleru mám zcela ve své moci, termostat jsem nahradil vlastním čidlem teploty. Bojler nahřívám podle tzv. časového plánu, tzn. večer musí být nahřáto (přes den z fotovoltaiky a pokud nestihne, pomůžu si plynem nebo elektřinou). Do rána se spotřebou a přirozeným vyzářením teplá voda v bojleru ochladí a samozřejmě hned ráno nenatápím, počkám přes den, jestli náhodou nepomůže sluníčko. Časový plán je možno nastavit pro každý den v týdnu individuálně (zpravidla jiný režim spotřeby o víkendu). To je celé. Pokud si na výstupu vodu z akumulační nádoby vodu míchám se studenou, mohu samozřejmě natápět na mnohem vyšší teplotu než 60 st.

Re: Využití přebytků - vyhodnocení regulace

Dobrý den, náhodou jsem narazil na vaše stránky a celkem mě to zaujalo. Mám udělanej systém relátek, které se spínají podle výkonu elektrárny + připojení přes noční proud a spínací hodiny. Využití 5 kWp elektrárny je cca 52 % od března 2011. Od května do půlky září jsem NT vůbec nevyužíval.