Elektro

FVE v zime: Čistá matematika zimného kúrenia alebo Prečo slnko v zime nestačí

by redakcia

Prejsť v zime na kompletne solárne kúrenie a nahradiť plynový kotol bez podpory distribučnej siete je svätým grálom každého ostrovníka. Matematika a fyzika strednej Európy sú však neúprosné. V južných nížinných či podhorských oblastiach Slovenska síce nie sú trojtýždňové snehové kalamity normou, no december, január a február trpia fenoménom bielej tmy – inverziou, hmlou a nízkou oblačnosťou.

Ak chceme 14 kW plynový kotol plnohodnotne nahradiť elektrickým vykurovaním a popri tom v zime nabíjať aj elektromobil (BEV), dostávame sa na hranicu extrémneho dimenzovania.

1. Vstupné dáta a zimná realita

  • Potreba energie na kúrenie: 2 MWh (2 000 kWh) mesačne pre december, január aj február.
  • Denná spotreba na teplo: 2 000 kWh / 30 dní = 67 kWh / deň.
  • Priemerný denný výnos FVE v zime na SK: V decembri a januári vyrobí 1 kWp nainštalovaného výkonu v priemere len 0,5 až 0,8 kWh denne (v tmavých dňoch takmer 0).

2. Dimenzovanie komponentov pre zimný ostrov

A) Pole panelov (kWp): Gigant pre hmlisté dni

Aby sme v najtemnejšom období roka vytiahli zo zamračenej oblohy vytúžených 67 kWh denne (plus niečo na vlastnú spotrebu a BEV, celkovo cca 75 kWh/deň, musíme dimenzovať pole podľa zimného koeficientu (0,6 kWh/kWp/deň).

Potrebný výkon panelov = 75 kWh x 0,6 kWh/kWp = 125 kWp

  • Čo to znamená v praxi: Pri 500 W paneloch potrebujete osadiť 250 kusov panelov. Pri ploche cca 2 m2 na panel potrebujete strešnú alebo pozemnú plochu o rozlohe 500 m2.
  • Potom v lete: Takéto pole by v lete vyrábalo cez 600 kWh denne, čo bez obrovského batériového úložiska alebo obmedzovania (curtailmentu) nemá kam odtiecť.

B) Batériové úložisko (kWh): Preklenutie inverzie

Pri kúrení elektrinou nemôžete počítať len s nocou. Ak príde 3-dňový inverzný pás, kedy výroba padne na 10 % normálu, batéria musí držať celý dom.

  • Minimálna kapacita (na 2 dni autonómie pri kúrení): 2 x 67 kWh = 134 kWh využiteľnej kapacity.
  • Pri 48 V systéme: To predstavuje akumulátor o kapacite cca 2 800 Ah (napr. 8 paralelne spojených sád 16x 280Ah LiFePO4 článkov).
  • Pri použití vysokonapäťových batérií (HV) ide o masívny kontajnerový modul.
Súvisiace:  Hlasové služby mobilných operátorov – čo je nové

C) Meniče a výkonová strana

Pre 14 kW elektrický kotol a občasné pripojenie nabíjačky pre BEV je 1-fázový systém nerealizovateľný.

  • Zostava: 3x 5 kW menič (napr. Victron MultiPlus-II 5000) spojené do 3-fázového systému (zabezpečia trvalý výkon 15 kW s možnosťou špičiek).
  • Pre BEV: Nabíjanie auta počas zimy z FVE bude prebiehať výhradne len počas ojedinelých slnečných dní, inak by auto okamžite vyprázdnilo domáci akumulátor.

3. Finančné a logické porovnanie

Komponent / Parameter Bežný ostrov pre dom  Zimný „Kúriaci“ Ostrov
Fotovoltické pole 10 – 15 kWp (20 – 30 panelov) 100 – 125 kWp (200 – 250 panelov)
Akumulátor (LiFePO4) 15 – 30 kWh 130 – 150 kWh
Plocha panelov 40 – 60 m² 500 m² (veľká hala / pozemok)
Odhadovaná cena HW 8 000 € – 12 000 € 60 000 € – 90 000 €
Zmysluplnosť Vysoká návratnosť a sebestačnosť 8-9 mesiacov Ekologický a finančný nezmysel

4. Verdikt: Dá sa to, ale…

Kúriť čistou elektrinou z FVE v decembri a januári v podmienkach SR naráža na fyzikálny strop. Aby ste v zime udržiavali 14 kW el. kotol, museli by ste postaviť malú poľnohospodársku elektráreň, ktorej prebytky by ste od apríla do septembra nemali ako spotrebovať.

Rozumná ostrovná alternatíva:

Namiesto stavania 125 kWp megapoľa je pre zimné obdobie nepomerne lacnejšie a praktickejšie kombinovať:

  1. FVE (15 kWp + 30 kWh batéria) pre kompletnú bežnú spotrebu domácnosti.
  2. Kombinácia pre teplo: Tepelné čerpadlo (ktoré z 1 kWh elektriny spraví 2,5 až 3 kWh tepla) v kombinácii s drevom/peletami alebo ponechaným plynovým kotlom na najchladnejšie 2 mesiace.
  3. Pricucnutie zo siete / Elektrocentrála: Na pokrytie decembrových deficitov využiť sieťovú nabíjačku (alebo záložný generátor), čo vyjde 10-krát lacnejšie než dimenzovať batérie a panely na zimné extrémy.
Súvisiace:  Príjemná klimatizácia

Pokiaľ uvažujete vykurovať zo solárnych panelov rodinný dom, z uvedených výpočtov vyplýva, že tzv. štandardný rodinný dom, aké sa u nás stavali koncom minulého storočia, a ktoré majú celkom vysokú spotrebu tepla na vykurovanie, nedáva ani technický ani ekonomický zmysel. Tieto domy je potrebné masívne zatepliť, využívať tradičné zdroje tepla a elektrinu z FVE využívať na bežný chod domácnosti, temperovanie je možné len mimo najstudenejších zimných mesiacov.


Prečítajte si tiež:

    Koľko stojí prevádzka mrazničky alebo chladničky? solar panelKompletný sprievodca ostrovnou FVE: Od prvej žiarovky po múdru, sebestačnú domácnosť solar panelKeď nesvieti slnko, nevyperieš