Fotovoltaické řešení pro bytové domy
Bytové1) Fotovoltaický ohřev nebo předehřev vody
Předehřev vody v bytových a panelových domech
Fotovoltaický ohřev vody je možné realizovat v případě souhlasu dodavatele centrálního zdroje tepla formou předehřevu studené vody. Na vstup studené vody do výměníkové stanice se vřadí zásobník vody s fotovoltaickým ohřevem vody, který studenou vodu předehřívá. V případě ohřevu vody fotovoltaikou na teplotu TV v domě protéká teplá voda přes výměníkovou stanici, která žádnou další energii na ohřev vody nedodává.
Ohřev plynovým kotlem, tepelným čerpadlem, kotlem na tuhá paliva a podobné
Fotovoltaický ohřev vody v bytových domech, které mají vlastní zdroj tepla, se aplikuje systém dvou nádrží. V první se společně vyrábí TV pomocí kotle v kombinaci s fotovoltaikou. Ve druhé nádrži se uskladňuje přebytek elektřiny z fotovoltaiky ve formě předehřevu vody, která proudí do první nádrže a tím zabezpečuje předehřev vody.
Dohřev vody pomocí fotovoltaiky
V případě, že není možné použít aplikaci A nebo B (není k dispozici souhlas dodavatele tepla), je možné připojit nádrž s fotovoltaickým ohřevem na vratnou větev cirkulace. V takovém případě se majitelé bytů napojují na technologickou část ohřevu teplé vody, která je v jejich vlastnictví, a nepotřebují souhlas dodavatele tepla. V okruhu cirkulace se teplá voda přirozeně ochlazuje a tímto fotovoltaickým ohřevem se vychlazená voda v cirkulaci dohřeje až na původní teplotu. Cirkulace tak neodebere žádnou, nebo jen malou část energie z výměníkové stanice, čímž vzniká úspora při odběru tepla z centrálního zdroje.
2) Fotovoltaické elektrárny
A) Varianta FVE pro společné prostory a prodej přebytků
Nejjednodušší zapojení fotovoltaické elektrárny pro bytový dům se síťovým nebo s hybridním střídačem zapojeným na odběrné místo společných prostor.
Elektrická energie vyrobená z fotovoltaických panelů je prioritně spotřebována elektrickými spotřebiči ve společných prostorách bytového domu (osvětlení společných prostor, výtah, tepelné čerpadlo apod.). Zbytek nevyužité vyrobené energie nabíjí baterie (pokud jsou instalovány), které zpětně dodávají energii v době spotřeby vyšší než je momentální výroba fotovoltaických panelů, a v noci, kdy elektrárna nevyrábí nic.
U takto zapojených elektráren vznikají výrazné nespotřebované přebytky, které je možno prodat (například za spotové ceny). Což může být hlavním ekonomickým přínosem této varianty.
B) Varianta FVE pro kolektivní sdílení vyrobené energie v bytových jednotkách a společných prostorách
-
- • Provozovatel výrobny: vůdčí odběrné místo, ke kterému je připojená výrobna (například odběrné místo společných prostor nebo výtahu)
- • Odběratel: přidružené odběrné místo, které se účastní sdílení elektřiny z výrobny (například bytové jednotky).
Vyrobená elektřina se v reálném čase virtuálně sdílí z výrobny do odběrných míst zahrnutých do sdílení. Do těchto odběrných míst se přerozděluje podle předem stanoveného alokačního klíče.
Sdílená elektřina je vyráběna i odebírána ve stejném okamžiku. Nespotřebovaná elektřina se dodává do distribuční soustavy jako přebytek, který je možné prodat (třeba za spotové ceny).
Výhody:
– bytové jednotky dosáhnou úspory díky sníženému odběru energie od stávajícího dodavatele o podíl na vyrobené energii z FVE.
– za sdílenou energii se neplatí distribuční poplatky.
– jednotlivým odběratelům zůstane zachován stávající dodavatel el. energie.
– do kolektivního sdílení nemusí být zapojeny všechny bytové jednotky v domě =˃ není třeba souhlasu 100%.
C) Varianta FVE sdružení do společného odběrného místa (SOM)
Zapojení fotovoltaické elektrárny pro bytový dům s hybridním měničem a bateriovým úložištěm.
V této variantě je nejprve potřeba sjednotit odběry domu do společného odběrného místa SOM (například odběrné místo společných prostor nebo výtahu), zavést podružné měření v bytových jednotkách a vytvořit tak vlastní síť. To znamená, že bytový dům má jeden hlavní jistič, kde je i měření distributora a v bytech své vlastní elektroměry, které měří spotřebu uvnitř domu. Tento krok sice znamená náklady – výměna jističů a vytvoření centrálního odběrného místa. Ovšem shoda obyvatel domu se vyplácí už zde – místo toho, aby každý byt platil za svůj jistič, platí všichni obyvatelé domu jen za jedno odběrné místo.
Distributor tak vidí, kolik elektřiny spotřeboval celý dům, ne však jednotlivé byty. Spotřebu uvnitř domu si měří a rozúčtovává družstvo/SVJ samo.
VÝHODY:
- Část energie si vyrobíte sami a zdarma.
- Za elektřinu z vlastní fotovoltaiky se neplatí distribuční poplatky ani další fixní platby.
- Ušetříte na fixních poplatcích za jističe.
- Díky SOM dosáhnete na nižší jednotkovou cenu za MWh
3) Možnost umístění fotovoltaických panelů na:
Instalace fotovoltaických panelů na střechu:
Jako nejjednodušší aplikace fotovoltaických systémů se jeví jejich umístění na střechu panelového domu, ale i zde se vyskytují určité problémy, jak je uvedeno výše. Z hlediska využitelné plochy pro instalaci panelů mají velký vliv stíněná místa od zástavby na střeše, např. výtahových a větracích šachet, komunikačních zařízení antén mobilních operátorů, WiFi, jejich příslušenství a dalších zařízení umístěných na střeše objektu např. antény, reklamní billboardy apod. Často se setkáváme s právními problémy, jako je právo přístupu na střechu, zodpovědnost za provoz a případné poškození zařízení. Při instalaci panelů na střechu je nutno zvolit vhodnou nosnou konstrukci pro fotovoltaiku, její kotvení a zvážit statické působení na konstrukci střechy. Nejčastěji jsou fotovoltaiky umísťovány na pevné konstrukci s daným sklonem a orientací ke světovým stranám. Výhodou je nižší cena a jednoduchost nosné konstrukce, nevýhodou nižší energetický přínos. Pro celoroční provoz je nejlepší sklon 35° (±10°). Další možností je umístění panelů na pohyblivou konstrukci, která může být natáčena podle vodorovné osy s ohledem na výšku Slunce nad obzorem s ohledem na roční období.
Fotovoltaické panely na štítech:
Pokud se pro instalaci fotovoltaiky nehodí střecha, ať už z hlediska statiky, nebo třeba z důvodů plánované nástavby, nabízí panelový dům další zajímavou možnost, kterou je pokrytí vhodně orientované štítové fasády fotovoltaickými panely.
Tuto instalaci lze provést současně se zateplováním fasády, kdy fotovoltaické panely mohou tvořit vnější plášť zateplení s odvětranou mezerou. U panelových domů jde o štítové stěny orientované na jih, kde nejsou žádná okna nebo třeba jen jedno okno na patro. Nevýhodou je, že nosná konstrukce fotovoltaických panelů musí být důkladně kotvena do panelu, takže v zateplení vzniká tepelný most. Důležité je také zajistit důkladné odvětrání zadní strany panelů, protože to je jediný způsob jak panely ochlazovat. Je známo, že v takovýchto aplikacích je teplota panelů až o 20°C vyšší než u volně stojících panelů se stejnou orientací a sklonem, což zhoršuje jejich účinnost. Další výraznou nevýhodou je skutečnost, že i při jižní orientaci stěny je energetický zisk svisle umístěné fotovoltaiky cca o 30 % nižší než při sklonu 35° až 45°. V nižších patrech domu je třeba brát zřetel na stínění sousedními objekty, popř. stromy. Výhodou je naopak reprezentativní vzhled fasády domu.
Fotovoltaické panely na zábradlí lodžií a balkonů:
Instalace fotovoltaiky na balkónu je především zajímavé architektonické řešení skýtající zajímavé oživení fádní fasády panelového domu. Výhodou tohoto umístění je relativně snadná montáž. Nevýhodou je nevhodný sklon, svisle umístěné panely mají cca o 30% nižší energetický výnos oproti panelům se sklonem 35°až 45° umístěným na střeše. Pro zefektivnění výroby elektrické energie lze panely naklonit (cca na 75°). Jiným omezením je pochopitelně orientace domu, v ČR se nejčastěji setkáme s orientací balkónu na východ a západ. Zde je opět nutno počítat s poklesem produkce, o 15 až 20% oproti svislé ploše orientované přímo na jih. Výhodou je velmi dobré ochlazování panelů. Je zde ovšem i vyšší riziko poškození panelů uživateli balkónů.
Fotovoltaické markýzy:
Tato aplikace fotovoltaiky je opět velmi zajímavým architektonickým přínosem do jinak nezajímavého vzhledu fasády panelových domů. U oken s jižní orientací je možno nainstalovat fotovoltaické markýzy, které současně s výrobou energie v létě vyřeší nežádoucí solární zisky a tím i nepříjemné přehřívání bytů, zároveň vzroste komfort bydlení a atraktivnost vzhledu domu. Zajímavým řešením je v tomto případě fotovoltaika integrovaná do skla.
Výhodou v tomto případě je příznivější sklon fotovolatiky. Případná odchylka budovy od jižního směru nemusí být závažným nedostatkem, snížení produkce při orientaci JV, JZ se dá čekat asi o 5 % nižší než při orientaci přímo na jih. U budov s orientací více na východ či západ není stínění markýzou už tak efektivní.
