Hybridné systémy

   Hybridný systém spolupracujúci s distribučnou sieťou je momentálne najvyspelejšie riešenie napájania domácnosti s využitím fotovoltaiky. Hybridné systémy sú charakteristické tým, že okrem hlavného obnoviteľného zdroja spolupracujú s ďalším, doplnkovým zdrojom elektriny a tieto zdroje dokážu navzájom kombinovať v jednom čase. Doplnkovým zdrojom je vo väčšine prípadov distribučná sieť NN, prípadne elektrocentrála. Systém je podobný ostrovnému systému, avšak obsahuje hybridný menič (striedač, invertor). Ten umožňuje čerpať elektrinu pre napájanie domácnosti nielen z akumulátorov dobíjaných fotovoltaikou, ale tiež z ďalšieho zdroja striedavého prúdu.

      V praxi systém pri spolupráci s distribučnou sieťou funguje tak, že pri nedostatku elektriny v akumulátoroch začne plynule prepúšťať elektrinu z distribučnej siete do vnútornej elektroinštalácie domu. V okamihu, keď začnú FV panely opäť dodávať dostatočný výkon, systém prestáva čerpať elektrinu z distribučnej siete a prechádza znovu na autonómny režim. Kontinuita dodávky elektriny do domácnosti je preto nezávislá na počasí a užívateľ nie je nútený spotrebu elektriny nijak obmedzovať, tak ako tomu býva pri ostrovných systémoch. Samozrejme – tak ako pri všetkých aplikáciách s obnoviteľnými zdrojmi – je aj tu výhodné spotrebovať elektrinu v dobe, keď máme dostatok alebo prebytok energie z vlastného zdroja (FVE). Minimalizuje sa tak cyklovanie akumulátorov a prípadné čerpanie elektriny zo siete, ktorá – na rozdiel od elektriny zo slnka – nie je zadarmo.

         V miestach, kde nie je prípojka distribučnej siete, môže byť hybridný systém namiesto distribučnej siete prepojený s elektrocentrálou na fosílne palivo (benzín, nafta, plyn). Hybridné striedače, ktoré dodávame, umožňujú automaticky ovládať štart i vypnutie elektrocentrály (musí to umožňovať i elektrocentrála). Pri nedostatku elektriny v akumulátoroch striedač elektrocentrálu automaticky naštartuje a výkon z elektrocentrály je striedačom automaticky prerozdeľovaný medzi spotrebiče a dobíjanie akumulátorov podľa príkonu spotrebičov a stavu nabitia akumulátorov. Je možné nastaviť presný výkon, ktorý má striedač z elektrocentrály odoberať, čím sa zabezpečí prevádzkovanie elektrocentrály v bode s najnižšou spotrebou paliva na jednotku vyrobenej elektriny. Riešenie hybridného fovoltaického systému zálohovaného elektrocentrálou je vyhľadávané hlavne užívateľmi odľahlých rezidencií, kde v letných mesiacoch odpadajú komplikácie s doplňovaním paliva a v zimných mesiacoch, kedy je nedostatok slnečného svitu  je palivo vďaka akumulácií elektriny v akumulátoroch využité maximálne efektívne a centrála nemusí bežať pri požiadavke na akýkoľvek, čo i len malý výkon. Osvetlenie, TV, rôzne nabíjačky bežia z akumulátorov a centrála sa zapína, až keď stav nabitia klesne pod stanovenú hodnotu resp. je požadovaný vyšší výkon ako umožňuje samotný hybridný striedač.

       Na mieste akumulátora používame od roku 2013 ako prví a doposiaľ jediní na Slovensku modernú a veľmi osvedčenú technológiu LiFeYPO4 článkov. Tieto sú doplnené o potrebnú elektroniku, ktorá je pri Lítiových akumulátoroch nanajvýš dôležitá a v tejto oblasti máme osvedčené know-how.

Použitie LiFeYPO4 akumulátora v hybridnom systéme znamená:

  • Veľmi vysokú účinnosť uskladnenia elektriny – energetická účinnosť viac ako 97% oproti 70-85% u olovených batérií
  • Výbornú cyklovateľnosť a životnosť – Po cca 8000 cykloch bude mať akumulátor 70% z pôvodnej výrobnej kapacity, to odpovedá životnosti viac ako 20 rokov pri 1 cykle/deň. V nami dodávaných systémoch je cyklovanie cca 0,5 cyklu/deň, čo životnosť ešte predĺži
  • Veľmi malá závislosť využiteľnej kapacity na vybíjacom prúde
  • Menovitá kapacita LiFeYPO4 článkov sa udáva pri C/2 (2-hodinové vybíjanie) oproti C/20 až C/100 (20 až 100 – hodinové vybíjanie) u olovených článkov. To znamená lepšie prevádzkové vlastnosti a ekonomiku systému oproti tej istej menovitej kapacite olovenej batérie. Olovené články majú pri C/2 využiteľnú kapacitu okolo 60% menovitej.
  • Možnosť využívať každodenne prakticky celú kapacitu akumulátora
  • Výborné parametre aj pri veľmi nízkych teplotách – kapacita 90% pri -25°C
  • Akumulátoru nevadí dlhodobé hlboké vybitie – to je veľmi výhodné najmä v prípade chát a iných odľahlých rezidencíí, kde v zime môžu byť fotovoltaické panely pod snehom aj niekoľko týždňov a systém je bez elektriny. S našim systémom sa Vám preto nemôže stať, že po prvej alebo druhej zime akumulátory stratia kapacitu – častý jav pri konkurenčných systémoch s olovenými batériami.

Nevýhodou LiFeYPO4 akumulátorov je vyššia cena na 1 kWh menovitej kapacity – asi trojnásobná oproti oloveným akumulátorom. Keď si však uvedomíme, že u olovenej batérie môžeme bežne cyklovať len asi 30% menovitej kapacity oproti 100% u LiFeYPO4 (tj. u LiFeYPO4 o rovnakej menovitej kapacite získame 3x väčšiu reálne denne využiteľnú – cyklovateľnú kapacitu) a zvážime ostatné výhody LiFeYPO4 článkov, táto technológia jednoznačne vyhráva.

Pre viac informácií viďte prezentáciu Ako navrhnúť fotovoltický systém tak, aby domácnosť bola schopná využiť čo najväčší podiel vyrobenej energie