Bateriové úložiště k fotovoltaice zvyšuje soběstačnost

Bateriové úložiště přesouvá elektřinu vyrobenou přes den do večera a noci, a zvyšuje tak podíl spotřeby, který dům pokryje z vlastní střechy. Neumí ale přenést letní přebytek do zimy. Jeho kapacita se počítá na jednu noc, ne na týden, a baterie větší, než kolik elektrárna v běžném dni dokáže nabít, zůstává většinu roku napůl prázdná.

Soběstačnost a vlastní spotřeba měří každá něco jiného

Tyhle dva ukazatele se v nabídkách zaměňují, přitom odpovídají na opačné otázky. Míra vlastní spotřeby říká, jakou část vyrobené elektřiny dům sám využil. Míra soběstačnosti říká, jakou část své celkové spotřeby pokryl dům vlastní výrobou.

Malá elektrárna na domě s velkou spotřebou má vlastní spotřebu skoro stoprocentní, protože se všechno hned spotřebuje, ale soběstačnost nízkou. Velká elektrárna to má obráceně. Baterie zvedá obě čísla najednou, jenže jen do určité míry: jakmile je večerní a noční odběr pokrytý, další kilowatthodiny kapacity už nemají co napájet. Podle mě je proto užitečnější sledovat soběstačnost po měsících než jedno roční číslo, protože teprve měsíční pohled ukáže, že od listopadu do února baterie často nemá z čeho brát.

Co znamenají údaje na štítku baterie

V domácích úložištích dnes převažují články LiFePO4, označované také LFP, tedy lithium-železo-fosfát. Oproti jiným lithiovým chemiím mají nižší hustotu energie, takže jsou při stejné kapacitě větší a těžší, ale snášejí tisíce nabíjecích cyklů a jsou tepelně stabilnější. U skříně stojící v technické místnosti na váze nezáleží, na životnosti ano.

Kapacita se uvádí v kilowatthodinách a je potřeba rozlišit jmenovitou a použitelnou. Řídicí elektronika, takzvaný BMS, nenechá články vybít až do nuly, aby je chránila, a použitelná kapacita bývá o něco nižší než jmenovitá. Porovnávat nabídky má smysl jen podle použitelných kilowatthodin.

Druhý údaj je výkon v kilowattech, tedy jak rychle lze baterii nabíjet a vybíjet. Úložiště s velkou kapacitou a malým výkonem nepokryje současný chod varné desky a trouby a rozdíl dotáhne síť. Třetí je počet cyklů, po kterém kapacita klesne na výrobcem uvedenou hodnotu, obvykle vztaženou k původní kapacitě. Jeden cyklus znamená jedno úplné nabití a vybití; dvě poloviční se počítají jako jeden.

Díval bych se také na účinnost cyklu. Část energie se při nabíjení a vybíjení ztratí v měničích a v článcích samotných, takže z uložené kilowatthodiny se zpět dostane o něco méně. Přímá spotřeba v okamžiku výroby je proto vždy výhodnější než cesta přes akumulátor.

Jak odhadnout potřebnou kapacitu

Výchozí údaj je spotřeba mezi západem a východem slunce v měsících, kdy elektrárna přebytky má. Stačí si týden zapisovat stav elektroměru večer a ráno. Lednice, mrazák, oběhová čerpadla, router a přístroje v pohotovostním režimu tvoří stálý noční základ a k němu se přičítá večerní vaření, osvětlení a televize. Jak ten základ změřit a snížit, popisuje přehled o tom, kde se v domácnosti ztrácí nejvíc elektřiny.

Druhou stranou rovnice je výroba. Baterie se nabije jen z toho, co přes den zbude po pokrytí okamžité spotřeby, a proto musí její velikost odpovídat výkonu panelů. Tyto dvě věci se navrhují společně a souvislosti s orientací střechy a volbou střídače rozebírá text o tom, co u fotovoltaiky na rodinném domě řešit nejdřív.

Zvolil bych spíš menší kapacitu s možností rozšíření než velkou hned na začátku. Modulární úložiště se dají doplnit o další blok a po roce provozu už existují skutečná data z monitoringu, ne odhad. Je jen potřeba předem ověřit u výrobce, do kdy a jakými moduly lze sestavu rozšířit, protože staré a nové články spolu nemusí pracovat dobře.

Než se elektřina uloží do článků, vyplatí se zvážit levnější akumulaci do tepla. Zásobník teplé vody pojme přebytky bez složité elektroniky; jak se chová v porovnání s ohřevem bez akumulace, ukazuje srovnání průtokového ohřívače a zásobníkového bojleru.

Záložní provoz při výpadku sítě není samozřejmost

Rozšířený omyl je, že dům s panely a baterií svítí i při výpadku proudu. Běžný střídač se při ztrátě sítě z bezpečnostních důvodů odpojí, aby nedodával napětí do vedení, na kterém mohou pracovat technici. Záložní provoz vyžaduje střídač s touto funkcí a přepínač, který dům od sítě oddělí.

Zálohuje se buď celý dům, nebo jen vybrané okruhy, typicky lednice, oběhové čerpadlo kotle, osvětlení a zásuvka pro router. Druhá varianta klade menší nároky na výkon střídače a v domovním rozvaděči znamená vyčlenění zálohovaných okruhů. Při záložním provozu rozhoduje výkon, ne kapacita: střídač musí zvládnout rozběhový proud motoru čerpadla nebo kompresoru.

Umístění baterie a první krok před objednávkou

Lithiové články nemají rády mráz ani vedro. Při teplotách pod bodem mrazu je BMS odmítne nabíjet, nebo proud výrazně omezí, a vysoké teploty zrychlují stárnutí. Nevytápěná garáž nebo půda pod plechovou střechou proto nejsou dobrá místa. Vhodnější je technická místnost se stálou teplotou, s volným prostorem kolem skříně a mimo únikové cesty; požadavky na odstupy uvádí výrobce v montážním návodu.

Zapojení úložiště je práce pro elektrikáře s oprávněním a pro projektanta, který posoudí i jištění a průřezy vodičů. Nedoporučuji kupovat baterii zvlášť a hledat k ní montáž dodatečně, protože úložiště a střídač spolu komunikují a ne každá kombinace je výrobcem schválená. Začněte tím týdenním zápisem nočního odběru. Je to jediné číslo, které za vás nikdo jiný nezměří.

Zdroje

• ČSN EN IEC 62619 – Akumulátorové články a baterie obsahující alkalické nebo jiné nekyselé elektrolyty – Bezpečnostní požadavky na lithiové akumulátory pro průmyslové použití
• ČVUT v Praze, Univerzitní centrum energeticky efektivních budov (UCEEB) – výzkum akumulace elektřiny v budovách
• Solární asociace – informační materiály k akumulaci energie u fotovoltaických elektráren
• HTW Berlin, výzkumná skupina Solarspeichersysteme – Stromspeicher-Inspektion, srovnávací studie domácích úložišť