Partneři sekce:
  • SCHELL
  • REHAU
  • P.M.H. Invest & Trade

Využití velkokapacitních akumulátorových ostrovních systémů

Využití velkokapacitních akumulátorových ostrovních systémů

Velkokapacitní akumulátorové ostrovní systémy lze využít nejen v průmyslové sféře, ale nově i pro rodinné domy. Nová technologie dokáže akumulovat elektrickou energii vyrobenou z fotovoltaických panelů a chytře ji distribuovat do domácnosti.

Velkokapacitní inteligentní akumulátor SaveBOX je nezávislý zdroj elektrické energie vhodný pro pasivní budovy, nemocnice apod. Jde o zařízení pro uchování elektrické energie sloužící zároveň jako mobilní akumulátorový zdroj. Je možno jej nabít a pak jím napájet elektrické spotřebiče stejně jako z pevné elektrické sítě. Zařízení má vstupy pro nabíjení přímo ze sítě, z elektrického generátoru (elektrocentrály), z fotovoltaických panelů a také ho lze nabít energií z větrné turbíny. K výstupu je možno přímo připojit běžné spotřebiče. Funguje i jako UPS.

SAVEBOX H − typové označení:SBH 2,6-4,5-2,3SBH 2,6-7,5-3,5
Trvalý výstupní výkon měniče2 kVA2 kVA
Výstupní výkon měniče (30 min)2,6 kVA2,6 kVA
Výstupní výkon měniče (5 s) 4 kVA6,5 kVA
Celková kapacita akumulátorů (100 % DoD)4,5 kVAh7,5 kVAh
Využitelná kapacita akumulátorů (95 % DoD)4,3 kVAh7,2 kVAh
Počet akumulátorových jednotek35
Hmotnost120 kg155 kg
Doporučený výkon FV elektrárny2,3 kWp3,5 kWp
Doporučený počet FV panelů 60 cells/290 Wp8 ks12 ks
Plocha doporučené fotovoltaické elektrárnycca 10,4 m2 cca 15,6 m2
Maximální výkon fotovoltaické elektrárny4 kWp4,8 kWp

Jak již bylo řečeno, nejširší použití se nabízí v kombinaci s fotovoltaikou, kterou doplňuje záložní zdroj energie pro případ špatného počasí (zejména v Evropě, v Africe tento problém odpadá) – může to být buď distribuční síť nebo dieselgenerátor, vyjimečně pak větrná turbína. Spolehlivější je v tomto spíš vodní elektrárna. Instalace výrobce v Africe nebo v Peru jsou v místech, kde buď vůbec není distribuční síť, nebo je opravdu velmi nestabilní. Savebox tak vyrovnává výkyvy a poskytuje trvalý přísun elektrické energie. Například pro zdravotnická zařízení je to zásadní věc. Další využití je pak možné například v telekomunikacích, ostraze, bankách, v zemědělství, na letištích atp.

Obr. 1 Savebox HOME i svým designem napovídá, že jeho místo bude hlavně v rodinných domech.

Obr. 1 Savebox HOME i svým designem napovídá, že jeho místo bude hlavně v rodinných domech.

Pro domácí použití

SaveBOX-HOME je z hlediska svého zařazení takzvaný hybridní systém. Jedná se o sestavu akumulátorů, které uchovávají energii získanou ze slunce prostřednictvím fotovoltaických panelů. Uživatel se pak může rozhodnout, co s uchovanou energií udělá. Nejvíce se nabízí, že energii bude využívat k běžnému provozu domácnosti, a tím se významně odpoutá od velkododavatelů elektřiny. Může se ale také chránit před neočekávanými výpadky energie a využívat SaveBOX-HOME jako záložní zdroj. Při tomto využití je v akumulátoru vytvořená požadovaná energetická rezerva pro případ výpadku. Toto jsou dvě krajní varianty použití. Vzhledem k širokým možnostem nastavení si může uživatel sám zvolit ideální program na míru.

Obr. 2: Savebox M dodává el. energii odloučené vesnici v Peru.

Obr. 2: Savebox M dodává el. energii odloučené vesnici v Peru.

Reakce na zaplnění kapacity

Zejména v létě, kdy jsou podmínky pro čerpání energie z fotovoltaických panelů nejlepší, může dojít k zaplnění akumulátorů. To znamená, že další energie z fotovoltaických panelů, která se průběžně ze slunce získává, by byla nevyužitá. Proto lze SaveBOX-HOME nastavit tak, že tuto přebytečnou energii posílá například do bojleru a slouží k ohřevu vody.

Varianty

SaveBOX-HOME je dodáván ve dvou variantách. Pro menší dům s běžnou spotřebou do 3,5 MWh za rok je vhodná verze s kapacitou pro uloženou energii 4,5 kVAh. Pro velké a energeticky náročné domy, se spotřebou nad 5,5 MWh, existuje SaveBOX-HOME s kapacitou pro uloženou energii 7,5 kVAh. V letních měsících dokážou jednotky pokrýt celodenní spotřeby domů. Obě verze se vzhledově jinak neliší. Liší se jen počtem akumulátorů. Uvnitř těla může být SaveBOX-HOME připojený k internetu, tudíž lze kontrolovat parametry z provozu kdykoliv online. Box je vybaven i technologií NFC, takže komunikuje i se stejně vybavenými telefony.

Obr. 3 Projekt hospice v Lesothu projektovala britská architektonická kancelář ZEDfactory.

Obr. 3 Projekt hospice v Lesothu projektovala britská architektonická kancelář ZEDfactory.

Životnost

Běžně udávaná životnost LiFePO4 akumulátorů je 4 000 nabíjecích cyklů, tedy při běžném denním používání zhruba 10 let. Po této době SaveBOX-HOME nepřestane fungovat, jen se postupně začne snižovat kapacita akumulátorů. Standardní záruku udává výrobce na 5 let, ale lze ji prodloužit na celou dobu životnosti akumulátorů. Na SaveBOX-HOME lze v případě splnění podmínek získat dotaci z programu Nová zelená úsporám.

Případová studie

Pro našeho zákazníka ve Velké Británii jsme realizovali nasazení Saveboxu L 60 kWh v kombinaci s 20kVA dieselgenerátorem. Savebox L zde funguje jako doplněk elektrocentrály, kdy si řídí výrobu a spotřebu energie na stavbě. Když je například večer snížený odběr energie, protože na stavbě už zůstanou jen dělníci, kteří tam bydlí, normálně by centrála běžela pořád. Savebox L si ale výrobu řídí, a tak v podstatě celou noc běží stavba z něj. Když klesne jeho kapacita, nastartuje si centrálu, dobije se a zase ji vypne. Jenom tím, že centrála neběží „naprázdno“, lze zákazníkům ušetřit 40 až 60 % nákladů na pohonné hmoty. Nehledě na to, že se šetří i vlastní centrála, prodlužuje její životnost, servisní intervaly atd.

Obr. 4 Vesničku v Lesothu zásobuje elektřinou Savebox M − akumuluje energii z fotovoltaiky a vyrovnává výpadky nestabilní distribuční sítě.

Obr. 4 Vesničku v Lesothu zásobuje elektřinou Savebox M − akumuluje energii z fotovoltaiky a vyrovnává výpadky nestabilní distribuční sítě.

Kontinuální výstupní výkon20,4 kVA
Špičkový výkon40 kVA
AkumulátorLA3016, LiFePO4
Uložená energie60 kWh
Doba nabíjení na 100 % (AC vstup)5 hodin
Životnost baterií>4 000 cyklů
Rozměry1 600 × 1 600 × 1 260 mm
Váha1 600 kg

Akumulace v rodinných domech

Rodinný dům v Beskydech s fotovoltaikou
(10 kWp) vlastní elektromobil Nissan Leaf a má velkou spotřebu (např. vyhřívaný bazén), tudíž se využití zařízení jeví jako efektivní. V tomto případě byl navržen Savebox M s o něco nižší kapacitou 12 kWh (standardní kapacita je 18 nebo 24 kWh). Roční spotřeba překročila 9 MWh, díky Saveboxu se podíl energie dodané z běžné elektrické sítě snížil na 20 %. To bylo zejména v zimních měsících, kdy u nás obecně výroba energie z fotovoltaiky klesá.

Obr. 5: Savebox M − dodává se v kapacitách 18 nebo 24 kWh.

Obr. 5: Savebox M − dodává se v kapacitách 18 nebo 24 kWh.

Text: Martin Dorazil
Foto a obrázky: FitcraftEnergy
Autor je vedoucí vývoje ve společnosti Fitcraft Energy.

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB HAUSTECHNIK.