Ostrovní fotovoltaické systémy představují ekologické řešení pro místa bez elektrické přípojky. V zimních měsících však čelí zásadní výzvě: nedostatku slunečního svitu. Jak zajistit spolehlivý provoz i v období, kdy jsou solární zisky minimální?
S příchodem podzimu se dny znatelně zkracují a slunečního svitu ubývá. Nejrychlejší zkracování dne nastává právě nyní kolem podzimní rovnodennosti. V tomto období se délka dne zkracuje až o 4 minuty denně, což je největší tempo v roce. Pro většinu lidí to znamená jen nutnost rozsvítit světla o něco dříve, ale pro majitele ostrovních solárních systémů začíná období, které prověří skutečnou soběstačnost jejich energetického řešení.
Tři cesty k zimní soběstačnosti
V praxi se nejčastěji uplatňují tři strategie, každá s odlišnými nároky na techniku, provoz i investice. V případě nedostatku solární energie se jako záloha často využívaly klasické benzinové nebo naftové elektrocentrály. Jejich nevýhodou jsou vysoké provozní náklady, hluk, emise a nutnost pravidelného doplňování paliva. Pro dlouhodobý provoz v zimě nejsou ideální. Spíše slouží jako nouzová pojistka.
Další možností je navrhnout systém tak, aby zvládl provoz i v období minimálního slunečního svitu. To znamená jej výrazně naddimenzovat – větší plocha panelů, vyšší kapacita baterií a výkonnější měnič. „Ale ani tento přístup nezajistí plnou soběstačnost. I při pečlivém návrhu a vysokých investičních nákladech je systém závislý na rozmarech počasí. Vhodný je zejména pro objekty s nízkou spotřebou nebo pro uživatele, kteří preferují čistě obnovitelné řešení a dokážou svou spotřebu omezit dle slunečního svitu,“ říká Vilém Pražák, nezávislý specialista na výrobu elektrické energie a zálohování.
Nejjednodušší a zároveň provozně nejstabilnější variantou je kombinace fotovoltaiky s automatickou plynovou elektrocentrálou. Tu lze napájet běžně dostupným zemním plynem ze sítě. V neplynofikovaných nebo odlehlých lokalitách se využívá LPG, resp. kapalný propan skladovaný v nadzemním či podzemním zásobníku nedaleko objektu. „LPG je flexibilním doplňkem ostrovního systému, který je nezávislý na rozvodných sítích. Tím, že pohání generátor, pokrývá energetické výpadky. Paralelně ale může zajistit i vytápění a ohřev vody plynovým kotlem,” vysvětluje Ivan Indráček, výkonný předseda České asociace LPG.
Chytrý generátor na plyn může dodávat elektřinu měsíce
Plynový generátor je kompaktní zařízení s podobnou velikostí i umístěním jako venkovní jednotka tepelného čerpadla typu vzduch-voda. Funguje plně automaticky a je vybaven možností vzdáleného startu. „Inteligentní plynová elektrocentrála udrží solární systém plně funkční i v zimním období. Generátor je v případě potřeby – FVE nestíhá dobíjet baterie – aktivován signálem z bateriového úložiště a plný výkon dodává v rámci desítek vteřin,“ říká Jakub Koníček ze společnosti Solforen, která se specializuje na off-grid řešení.
Tento model hybridního systému kombinujícího FVE, baterie a generátor se osvědčil například i v horských chatách, kde je vzhledem k extrémním podmínkám spolehlivý zdroj energie nezbytný. „Máme například zkušenost s provozem plynového generátoru na horské chatě bez elektrické přípojky, konkrétně v Nízkých Tatrách v nadmořské výšce zhruba 1 200 m. Solární panely o výkonu 6 kW, které za příznivých podmínek vyrobí denně přibližně 20 až 24 kilowatthodin elektřiny, zde doplnila elektrocentrála o výkonu 8 kVA, což odpovídá zhruba 6,4 kW skutečného výkonu. Při měniči o výkonu 5 kW dokáže elektrocentrála dobít baterie přibližně za 5 hodin,“ říká Jakub Koníček a dodává: „V tomto režimu a za předpokladu plného zásobníku na propan o objemu 4 850 litrů je schopna elektrocentrála nahradit sluneční svit na 194 dnů. To představuje 6 měsíců provozu bez energie z FVE. V kombinaci se sluneční energií je tak horská chata energeticky soběstačná celoročně.“
Méně náročné objekty mohou využívat i set velkých 33kg tlakových LPG láhví. Menší zásobníky obvykle pojmou 1,2 tuny plynu, což odpovídá 2 700 litrům kapalného propanu, resp. 15,5 MWh energie. Do větších nádrží na 2,1 tuny plynu se vejde 4 850 litrů propanu, tedy 27,1 MWh energie. Průmysloví odběratelé využívají zásobníky s kapacitou 8 tun plynu. „Stav zásobníku s kapalným propanem lze sledovat dálkově pomocí telemetrie. GSM modul automaticky informuje uživatele i dodavatele LPG, jakmile hladina klesne pod stanovenou mez. V horských a hůře dostupných lokalitách využívají dodavatelé speciální autocisterny s pohonem všech kol, které zvládnou i náročný terén,“ doplňuje Ivan Indráček z ČALPG.
