Experimentální systém J1 Praha

Historicky narostlý

V Praze stojí instalace PetaJoule s experimentálním charakterem. Přesněji řečeno nejstarší instalace PetaJoule vůbec. Od roku 2014 se na tomto systému testují různé koncepty a sbírají dlouhodobé zkušenosti. Vše začalo v květnu 2014 velmi provizorně - testem mikrostřídače na modulu Winaico 260Wp.

Po rozsáhlých testech v červenci 2014, zda takový mikrostřídač může fungovat jako AC větev v Victron Microgridu (ano - funguje)...

...byl v srpnu 2014 uveden do provozu první prototyp PnP PP (Plug-and-Play Power Plant). Za PV moduly byl zařazen Victron MPPT, který nabíjí 24V LFP baterii, a teprve z této baterie je napájen mikrostřídač:

Články byly sice schovány v „řádné" krabici pod PV panelem, ale záměrně ponechány bez BMS po 3 roky napospas všem povětrnostním podmínkám. Po 2 letech byla plastová krabice už EOL:

Články byly v zásadě v pořádku, ale ne tak dobře vyvážené, jak by člověk chtěl. O rok později - v září 2017 - přišla první větší modifikace. Kvůli kabelovým pracím v ulici měl nastat (předpokládaně) celodenní výpadek proudu.

Samozřejmě PetaJoule již měla spoustu zkušeností z jiných testů, ale teď se zdálo, že nastal ten správný okamžik přenést zařízení z laboratorních podmínek do reálného denního provozu.

Proto byl - narychlo během jediného dne - pro domácnost zřízen provizorní microgrid s Victron Quattro 48V/5kVA a 4,6kWh LFP baterií. Kabeláž byla skutečně spektakulární:

Krátce poté byly PV moduly „AC větve" konečně připevněny na horkou plechovou střechu pomocí svorek Schletter, 24V baterie také dostala své BMS a společně s mikrostřídačem a Victron MPPT byla přesunuta do stabilní kovové skříně Rittal:

Kabeláž a elektroinstalace dostala časem trochu péče, jinak systém běžel beze změn (ale ne bez událostí) až do března 2022. V důsledku rostoucích nákladů na energie a touhy po větší energetické soběstačnosti - viz Ukrajina - byl systém v březnu/dubnu 2022 výrazně rozšířen:

• AC větev byla „povýšena" z 2 x 260Wp na 3 x 380Wp
• Přibyla DC větev s 6 x 380Wp na MPPT RS 450/100
• 15,3kWh dodatečné kapacity baterie (celkem 22,2kWh)
• Byl pořízen generátor Honda EU 32i

Experimentální, ale významný

Systém si dodnes zachoval svůj experimentální charakter, ale tímto rozšířením se stal významným faktorem v zásobování domácnosti energií a její energetické bezpečnosti.

Domácnost má roční spotřebu přibližně 6MWh. Dříve ~0,5MWh (8%) pokrýval mikrostřídač. Nový systém pokrývá 50% roční spotřeby. Je třeba mít na paměti, že to všechno se odehrává v pronajatém bytě v údajně památkově chráněné(*) budově - na tomhle místě víc dělat nejde.

(*) „Střecha musí zůstat zelená" - podle názoru „památkářů".

Generátor: Neoblíbené černé ovce

Je hlučný, drahý, nehospodárný a smrdí. Přesto je benzínový generátor důležitou součástí této instalace, pokud jde o soběstačnost. Díky možnostem, které nabízejí Victron Quattros, může dokonce naplno využít svůj potenciál.

Nouzový generátor je skutečně poslední záchrana, ke které sáhnete, když proud jinak není k dispozici. Dočasně postavené občerstvovací stánky u koupaliště nebo na pouti často používají toto řešení pro přímou spotřebu: Generátor -> Spotřebič.

To je problematické. Bez zátěže běží generátor naprázdno. Při potřebě proudu reguluje nahoru a dolů. Výsledek: Zřídka jede v optimálním zátěžovém rozsahu.

V kombinaci s Victron Quattro však vznikne hned několik výhod:

1. Generátor může běžet konstantně v optimálním zátěžovém rozsahu, protože co se přímo nespotřebuje, jde do baterie. Palivová účinnost je maximální a zátěž agregátu (konstantní otáčky) je minimální.
2. Problémy s přetížením jsou eliminovány díky funkci „Power Assist" od Victronu. Zde Victron doplňuje energii z baterie, když (špičková) zátěž přesahuje kapacitu generátoru.
3. Náhlý výpadek generátoru nevede k výpadku napájení pro spotřebiče (funkce UPS).
4. Časová nezávislost. Můžete samozřejmě přes den „nastřádat" s generátorem a v noci jet z baterie - baterie koneckonců neobšťastňuje sousedy 90 decibely.

Přesto není všechno růžové - existují konverzní ztráty. Například aplikace generátoru říká, že se odebírá 2470W, Victron tvrdí, že k němu dorazí 2340W. SmartShunt říká, že do baterie jde 2100W. Jinými slovy 15% ztráta na cestě generátor -> baterie.

Ani výrobní náklady nejsou žádné terno. Při ceně benzínu 33,50 Kč/l vychází náklady na kWh na cca 12 Kč - amortizace generátoru nepočítaná! Generátor tak zůstává něčím pro absolutní nouzi za předpokladu, že máte dostatečné zásoby paliva. Na druhou stranu výpadek proudu v chladné prosincové noci s vybitou baterií taky není žádná legrace.

Aktuální stav

K polovině roku 2023 je systém v nové konfiguraci a s několika optimalizacemi od září 2022 v běžném provozu.

Jelikož systém nedodává do sítě, projevuje se relativně vysoká kapacita baterie ve srovnání s PV generátorem pozitivně. Většina přebytků jde do baterie, aby pokryla potřebu elektřiny večer/v noci. Na obrázku výše je zobrazena bilance pro DC větev; AC větev je ekvivalentní s 50% kapacitou.

Při roční potřebě 6MWh tak pokryje systém přibližně 3MWh a další 3MWh jsou odebírány ze sítě. V přepočtu na rok to znamená úsporu CO₂ 2,4t a finanční úsporu přibližně 20 000 Kč.

Během této doby došlo ke dvěma výpadkům proudu (25.2.2023 a 1.3.2023). Jeden z nich kvůli poruše na trafostanici vyřadil celou čtvrť na téměř 2,5 hodiny - včetně tramvajového provozu. Oba výpadky byly bez problémů přemostěny - vlastně ani nebyly zpozorovány.

5.9.2023 - Malá poslední aktualizace

Dobře funkční, ale už skoro 10 let starý mikrostřídač Involar byl v srpnu 2023 nahrazen mikrostřídačem Hoymiles 350.

Zpočátku byl Hoymiles ve Victron Microgridu trochu ostýchavý, ale od té doby se pěkně zabydlel. Protože výstupní výkon Hoymiles 350W (na baterii dodává až 370W) celkem přesně odpovídá základní zátěži domácnosti, vzniká teď zajímavá situace, kdy Victron často pouze poskytuje microgrid, ale musí dodávat 0W výkonu:

Demonstrátor

Systém slouží jako demonstrátor pro praktická školení a konzultace se zákazníky a lze jej tedy navštívit a „vyzkoušet".