Tani sposób na ciepłą wodę dzięki fotowoltaice.

[Tobas]

Zakładam specjalnie nowy wątek, gdyż jest to temat, mówiący o konkretnej instalacji, którą chciałbym zrealizować.

Nie jest to mój pomysł i nie jest to doświadczenie - znajomy elektryk mi o tym opowiedział - jest już wdrożone.

Co potrzebujemy:
- zwykły boiler z grzałką 230V - jeśli już mamy to tylko się cieszyć bo jest to najbardziej opłacalne właśnie dla osób które już mają takowy.
- 8 Paneli PV 250W
- Prosta automatyka (stycznik, przekaźnik, etc.)

Idea jest absurdalnie prosta - jeden panel daje 30V prądu stałego. 8 szeregowo podłączonych paneli da teoretycznie - 240V
Dla grzałki nie ma żadnego znaczenia czy prąd będzie stały czy zmienny, nawet ten stały lepiej zagrzeje grzałkę.
8 paneli po 250W powinno dać 2000W - wiadomo, że tyle w teorii

Instalacja jest tak zrobiona, że mierzy napięcie i jeżeli jest wyższe niż 125V to przełącza grzałkę na DC.

W teorii powinno to przynieść ok 1000-1300zł oszczędności rocznie, zakładając uzysk ok 2000kWh
W praktyce już trochę gorzej, gdyż nie jest wykorzystane napięcie poniżej 125V - pytanie do czego je można wykorzystać?

Wyliczenia:
8 paneli 250W - ok 6000zł - zwrot 5-6lat

Ubiegając głosy, że się nie opłaca i taniej wyjdzie postawić normalną instalację solarną - zgadza się, ale:

Po pierwsze:
nie mam rur z dachu, nie mam glikolu, nie mam pompy obiegowej, nie muszę mieć drugiej wężownicy w bojlerze i nie muszę się martwić co będzie zimą, albo co będzie jak się przegrzeje.

Po drugie:
w każdej chwili mogę dokupić inwerter on-grid'owy i zamienić 8 paneli w pełnowartościową instalację PV.

Proszę o opinie i uwagi.

[Krzysiak]

Nie to żebym się czepiał ALE

..."Idea jest absurdalnie prosta - jeden panel daje 30V prądu stałego."...

[Szopler]

Idea jest absurdalna... tu się zgadzam.
Sprawność panela PV - 16%.
Sprawność kolektora próżniowego - 50% (mniej więcej).

Dlaczego przełączanie przy 125V dopiero? Przecież grzałka będzie grzać nawet jak tam będzie 50V (znacznie słabiej ale jednak).
Co zrobić z energią z PV jak woda w bojlerze nagrzeje się do tych 65°C (zakładamy brak OnGrid'a, akumulatorów etc.)? Wtedy panele sobie są bo są i nic nam nie dają...

[TERVEPERKELE]

pomysł jest dobry, ale jak zwykle jest kilka "ale"

- panele maja charakterystykę nieliniową, silnie zależna od natężenia oświetlenia oraz zmienną od temperatury
- grzałka w porównaniu do paneli to ma charakterystykę liniową
- przekazanie mocy od nadajnika do odbiornika, jest największe kiedy ich rezystancje zastępcze są sobie równe  Rn = Rod
- rezystancja zastępcza paneli  zmienia się w granicach np. od 8 omów do 200 omów (i więcej, ale wtedy nie ma "ciepełka")

- termostat dla DC - problem to cena i trwałość 
- przeciętny zbiornik 150L dla podtrzymania temp 60C potrzebuje około  1kWh /dobę

    8 x 250 = 2000W, 8 x 30 V = 240V, czyli  I=P/U = 8.33A   czyli Rz = 28.8 om

ogólnie uważam pomysł za bardzo dobry - jedynie pozostaje optymalizacja uzysków  - bez elektroniki nie uda się
na elektrodzie.pl   jest sporo materiałów na ten temat  - ale tam jest więcej praktyki niż teorii stąd czasem z dystansem trzeba podchodzić do wyników
jednym prostym rozwiązaniem to zastosowanie grzałki o nieliniowej charakterystyce  - pasującej do paneli  - takiej  chwilowo nie znalazłem
ale mam pomysł jak ja zasymulować i to w małej skali  sprawdziłem - na 230 V zabrakło odwagi/ewentualnie wykazałem się rozsądkiem ;)
Z moich przemyśleń jeśli mamy panele o mocy 2000W, to grzałki dobrać na 1000W

nie ma potrzeby odłączania paneli poniżej 125V
pomimo że sprawność kolektora solarnego jest 50 %, to sumaryczne straty na całej instalacja  niwelują  ten wynik (wymienniki, rury itd.)

[Troll81]

moc jednego panlea PV to jakieś 100W z m2

moc kolektora to grubo ponad 1kw z m2

generalnie do ogrzewania PV są skrajnie nieopłacalne. to już lepiej podgrzewaj wode kompami. Przynajmniej coś policzysz :D

[Tobas]

125V - jest wartością umowną. Poniżej tej wartości grzałka praktycznie przestaje grzać.
Tak jak wspominałem taka instalacja jest już zrobiona. Tam jest zastosowany stycznik / przekaźnik, który
poniżej 125V podaje 230AC - dlatego, że inwestor chce mieć ciepłą wodę.
Za kilka miesięcy będę miał realne dane nt. sprawności tejże instalacji.

Stąd też padło pytanie na co wykorzystać napięcie poniżej 125V - w końcu to dalej całkiem spora ilość prądu.

Ja mam boiler z grzałką, która nie jest podłączona do 230V AC, boiler jest zasilany wężownicą z pompy ciepła.
Dla siebie nie muszę się w ogóle zastanawiać nad przełączaniem 125V, mogę wpiąć bezpośrednio i o nic się nie martwić.

@Szopler - to jest przewaga PV nad "solarami" - woda się nagrzeje to odłączymy termostatem i tyle - nie mam on-grid'a - tracę, ale nie mam problemu z przegrzaniem.
Innym problemem będzie dobranie odpowiedniego stycznika

@trollu - jak widzisz z wyliczeń nie jest skrajnie nieopłacalne - w pewnych sytuacjach (jak ta) może być całkiem opłacalne.
Tak jak wspominałem - nie mam drugiej wężownicy i nie chcę mieć drugiego boilera, nie chcę mieć glikolu i pompki obiegowej, chcę mieć czystą, bezobsługową instalację.

@GONZO - dzięki za konkretne podejście  ;) - mam mikrokontroler WAGO IO 750

Kod [Zaznacz] Rozwiń

http://www.wago.pl/rozwi%C4%85zania-dla-bran%C5%BC/technika-budynkowa/automatyka-budynkowa/przegl%C4%85d-wyrobow/wago-io-system-750/
Chciałbym go docelowo podpiąć do obsługi tego rozwiązania

Największy problem to właśnie elektronika - dobrać i zrobić tak, aby było to proste i działające.

[Troll81]

a co ci szkodzi założyć trójniki i zarówno obieg z PC jak i z solarów puścić jedna wężownicą? z tego co wiem to firmy które sprzedają PC sprzedają również solary i dostosowują instalacje.

[Dario666]

To już chyba lepiej podłączyć komputery pod solary, a chłodzenie zrealizować systemem wodnym do bojlera. :)

[kriu]

Wydaje mi się, że najlepsze tego typu rozwiązanie to "dogrzewanie" elektryczne wody w bojlerze gazowym (lub elektrycznym zasilanym z sieci energetycznej). Można wtedy zastosować powiedzmy 2-4 takie panele. Będą wykorzystywane może nawet w 100%. Jak za mało wyprodukują mocy (ciepłej wody) to system podstawowy bojlera włączy grzanie wody np. gazem. W takim układzie nawet jeden taki panel da oszczędności i będzie wykorzystany na 100% swojej wydajności i nie ma wtedy problemu co zrobić z nadmiarem mocy. Grzałki są także na 12V, 24V. Pozostaje tylko kwestia dodania grzałki do bojlera gazowego - po prostu zamontowanie jej tam - to nie zawsze może być proste.

[TERVEPERKELE]

Do Tobas:  a co to za mikrokontroler  - malutki opis, taki dla ludzi - bo na stronie producenta error 404

wg mnie każde rozwiązanie z zaawansowana elektroniką to ślepa uliczka, bo "wypasione" urządzenie będzie kosztować tyle co np. kontroler ładowania z MPPT lub falownik "on-grid"
lepszym rozwiązaniem byłoby znalezienie elementu termicznego "pasywnego"  ze zbieżną charakterystyka z panelami - na dzień dzisiejszy nie znam

jak się nie mylę to:
dla mocy mniejszych niż Pmpp panel zachowuje się jak  źródło prądowe (bo U w miarę  stałe, a I się zmienia),  powyżej jako źródło napięciowe (czyli I stałe, U zmienne),
gdzie Pmpp - punkt mocy maksymalnej

rozważałem w pewnym momencie:
- warystory jako grzałki (wzrost napięcia powoduje stopniowe załączanie warystorów połączonych równolegle - oczywiście o różnych U)- tylko te małe moce
- tranzystor jako grzałka - możliwość kształtowania charakterystyki - sprawdzone pozytywnie w małej skali - ale jak wykonać takie cos jako grzałka patronowa na 200-400V DC
  strach się bać - potencjalne ryzyko przebicia na tranzystorze - a potem to już nam fotowoltaika nie będzie potrzebna, a w zasadzie nic nam nie będzie potrzebne.
- inne elementy grzejne NTC i PTC - nie dobrze

moje wnioski: potrzebna nam grzałka o rezystancji ujemnie zależnej od wielkości prądu, czyli im większy prąd z paneli tym grzałka musi mieć mniejszą rezystancje
przy czym napięcie na panelach jest w miarę stałe - dlatego tranzystor jako grzałka byłby dobrym pomysłem, ale .................

i jeszcze jeden problem z życia: termostaty DC (mam na myśli takie co przełączają  5-10 A przy 300V) można oczywiście dać np. stycznik mocy DC sterowany termostatem - ale ma być tanio
a i  stycznik/przekaźnik  dla DC pobiera dużo energii  (cewka - duże siły - szybkość rozwierania styków),   dobrą alternatywa mogłyby być przekaźniki  próżniowe, wręcz rewelacja - ale  cena 140 zł/szt
przy kaskadowym łączeniu grzałek potrzebujemy kilka sztuk

czyli poniekąd wracamy na początek  - jak mamy wydać  > niż 2000 zł to kupmy falownik "on-grid"

[Szopler]

Rzeczywiście bardzo zaawansowana elektronika - jeden procesor 8 bitowy + kilka innych elementów i już masz sterownik do PV który zapewni niemal dowolną charakterystykę obciążenia paneli.

[TERVEPERKELE]

może rzeczywiście to proste:
czyli pomiar napięcia na panelach x prąd z paneli = moc z paneli, co pewien czas mała zmiana obciążenia i sprawdzenie czy moc paneli rośnie czy spada
i odpowiednia reakcja ma zmiany (dodatnie sprzężenie zwrotne)  fachowo to się nazywa P&O (perturb and observe), czyli wyznaczanie MPPT (Maximum power point tracking)
wada tego rozwiązania to w przypadku kilku lokalny maksimów - nie potrafi przeskoczyć - generalnie w większości przypadków sprawdza się

znane metody P&O, S&H,%Voc, HIV

pomocny linki
http://www.solarhome.ru/control/mppt/comparison_mppt.htm  - porównanie kontrolerów ładowania
http://pe.org.pl/articles/2014/1/16.pdf

ale dla mnie to za trudne - póki co

[ryszard.korczyk]

Słyszałem o rozwiązaniu, parę komparatorów i parę przekaźników, które w zależności od parametrów przełączają grzałkę 3 fazową w różne konfiguracje, równoległo-szeregowe.

[necavi]

@Tobas pomysł prosty i ciekawy, a możliwość dodania inwertera sprawia, że instalacja może się rozwijać.

nie jest wykorzystane napięcie poniżej 125V - pytanie do czego je można wykorzystać?

Jeżeli ma być tanio to wpadłem na pomysł owinięcia zbiornika grzałką np. Ogrzewanie podlogowe do domu mieszkania 125W 8m 137zł lub Grzałka silikonowa 100W kabel 8,5m 55zł Będzie z tym trochę zabawy bo są one na 230V i "wcinkę" musimy robić w środku, ale da się.

Przekaźnik (tani) do sterowania można użyć R-15 4PDT (sam kiedyś stosowałem je do ochrony styków programatora w pralkach), te na prąd zmienny też działają na prądzie stałym nawet przy niższym napięciu.

[Tobas]

@necavi - świetnie - właśnie o to mi chodziło - dyskusja i różne propozycje do rozważenia.
Można owinąć zbiornik, a można też spróbować owinąć rurę od cyrkulacji - nie wiem na ile jest elastyczny ten kabel.

@GONZO - może pod tym linkiem będzie działać:
http://www.wago.pl/wyroby/katalog-wyrobow/komponenty-dla-automatyki/wago-io-system-ip20-seria-750753/zestaw-startowy-knx/

[tym]

Do 100 litrowego zbiornika powinna wystarczyć grzałka 500W zasilana z panela PV 500W. Wodę grzejemy przez cały czas gdy świeci słońce czyli około 10 godzin dziennie. Po co projektować instalację która ma działać przez 3 godziny, a pozostały czas być wyłączona. Koszty 4 krotnie niższe w porównaniu z instalacją 2000W i bez żadnej elektroniki.

[Dyzma]

Jestem tu świeży, ale coś mi się tu nie zgadza. Jeśli łączysz szeregowo panele dla uzyskania 240V, to moc zestawu dalej pozostaje na poziomie 250W, a nie 2000W. Czy nikt z kolegów tego nie zauważył??? XD

[pawg]

Łącząc panele szeregowo np. 10 paneli 250W 24V uzyskujemy wzrost napięcia będący sumą napięć poszczególnych paneli, ale natężenie maksymalne układu pozostaje takie samo, czyli w przybliżeniu 8A. Teraz uzasadnijmy to wzorem W=U*I :
24V (takie napięcie będzie pod obciążeniem)*8A =192W  Dla pojedynczego panela
240V (10*24) *8A =1920W
Inny fakt jaki teraz dostrzegłem to wartość napięcia jałowego systemu paneli - 370V to może zakończyć się przebiciem w izolacji zwykłego kabla

[Tobas]

Łącząc panele szeregowo np. 10 paneli 250W 24V uzyskujemy wzrost napięcia będący sumą napięć poszczególnych paneli, ale natężenie maksymalne układu pozostaje takie samo, czyli w przybliżeniu 8A. Teraz uzasadnijmy to wzorem W=U*I :
24V (takie napięcie będzie pod obciążeniem)*8A =192W  Dla pojedynczego panela
240V (10*24) *8A =1920W
Inny fakt jaki teraz dostrzegłem to wartość napięcia jałowego systemu paneli - 370V to może zakończyć się przebiciem w izolacji zwykłego kabla

Do fotowoltaiki stosuje się kable z podwójną izolacją na napięcie 600/1000V.

[sani]

Dokładnie, takie rodzaj okablowania sprawdza się najlepiej.

[Ramzes]

Pomysł sprawdza się REWELACYJNIE!!!

Ciężko czyta się forum i mądrości jakie wypisują ludzie nie mających o tym zielonego pojęcia.  Mam kolego zbudowany podobny system jaki opisałeś. Sprawdza się super.

Teraz konkrety:
- 8 sztuk paneli monokrystalicznych 265W cena 4800zł ( panele używane - roczne)
- sterownik(rzecz niezbędna) cena 700zł
- kabel,konstrukcja 100zł

Posiadam bojler o pojemności 200L i w okresie od kwietnia do końca września nie podgrzewam wody w żaden inny sposób jak tylko poprzez panele fotowoltaiczne(ciepłej wody w zupełności wystarcza dla 4 osobowej rodziny i jeszcze wiele zostaje). Oczywiście poza tym okresem woda znacznie się podgrzewa, a grzałka(prąd z sieci) podgrzewa wodę w razie potrzeby.

Rachunek ekonomiczny bardzo prosty:
- poprzednio ogrzewałem wodę grzałką elektryczną

Teraz dzięki panelom oszczędzam rocznie około 1000zł.

System jest kompletnie bezobsługowy. Sam się zasila i rozłącza przy przekroczeniu żądanej temperatury. W porównaniu do korektorów słonecznych nie generuje żadnych dodatkowych kosztów( brak pompy, nie wymienia się glikolu itd.) Utrzymanie korektorów przez okres 15 lat kosztuje około 1500zł(prąd pompa, wymiana glikolu) i po tym okresie właściwie nie nadają się już do pracy, tutaj nie ponosimy żadnych kosztów, a żywotność paneli fotowoltaicznych jest znacznie większa. Gwarancja panel 12 lat (30lat na 80% mocy)

ZWROT INWESTYCJI wynosi około 5,5 roku. Czy się opłaca oceńcie sami.

Pozdrawiam i w razie czego służę pomocą.

[Troll81]

1000 zeta przez pół roku płacisz na podgrzanie wody??? drogo.

ile płaciłeś rocznie rachunków za prąd przed instalacją a ile po instalacji? zakładam ze w okresie od kwietnia do września bywają dni pochmurne i wtedy grzejesz z sieci.

[LQG]

W porównaniu do korektorów słonecznych nie generuje żadnych dodatkowych kosztów( brak pompy, nie wymienia się glikolu itd.) Utrzymanie korektorów przez okres 15 lat kosztuje około 1500zł(prąd pompa, wymiana glikolu) i po tym okresie właściwie nie nadają się już do pracy, tutaj nie ponosimy żadnych kosztów, a żywotność paneli fotowoltaicznych jest znacznie większa. Gwarancja panel 12 lat (30lat na 80% mocy)

Dzięki za podzielenie się doświadczeniem. Tylko jedna drobna uwaga: nie korektory a kolektory :)

[Ramzes]

Łączny roczny koszt rachunków za energię mam o 1000 zł niższy po instalacji.  W dni pochmurne w okresie od kwietnia do września i tak woda jest wystarczająco gorąca. 

[Troll81]

czyli przez 5 miesięcy grzejesz wodę po 200zł za miesiąc? (przyjmując 0,6 PLN za kwh) musiałbyś grzać po 10 godzin dziennie grzałką 1kw tę wodę) strasznie dużo.

[Ramzes]

Musisz rozbić te koszty na 12 miesięcy. W pozostałych miesiącach są dni w których grzałka podgrzewa wodę tylko o kilka stopni.  Pisze z własnego doświadczenia a nie wyliczeń na papierze. Sam zbudowałem swoją instaluje i jestem z niej bardzo zadowolony.

[Martin Fox]

czyli przez 5 miesięcy grzejesz wodę po 200zł za miesiąc? (przyjmując 0,6 PLN za kwh) musiałbyś grzać po 10 godzin dziennie grzałką 1kw tę wodę) strasznie dużo.

Trollu - chyba już zapomniałeś jak się mieszka w czymś innym iż blok. U mojej teściowej rachunki za prąd to ok 700-800zł miesięcznie, więc zaoszczędzenie 1000zł na ogrzewaniu w skali roku to niewiele :P

[Tobas]

No i Trollu musisz wziąć pod uwagę zjawisko pt. dzieci.
To, że Ty się nie myjesz, to nie znaczy, że inni też ;)
Ja zużywam (4 osobowa rodzina) średnio miesięcznie 10,6 kubika wody, z tego 6,6 to woda ciepła (45st.)

Za coś to trzeba podgrzać, stąd moje kombinacje i wątki na temat fotowoltaiki, która jest dużo bardziej wydajna niż tradycyjne solary do podgrzewania wody.

[Ramzes]

To niby nie wiele ale jeśli inwestycja zwraca się w przeciągu 5 lat to pozostałe 15 pracuje na Ciebie. Mi taki sposób częściowego uzależnienia się od spółki energetycznej bardzo odpowiada, a jeśli dodatkowo przynosi to korzyści to już nic więcej mi nie potrzeba.

[Troll81]

PV wydajniejsze od Kolektora? No to już chyba lekka przesada. Z 1m2 PV dostaniesz jakieś 100W energii a z kolektora jakiś 1kW

[Ramzes]

Nie napisałem nic odnośnie wydajności, a o opłacalności. Jeśli ktoś potrzebuję bardzo dużo ciepłej wody zwłaszcza latem i do tego ma ograniczone możliwości montażu to zakłada kolektory. W przeciwnym wypadku (poparte testami tych dwóch systemów) kolektory  po zakupie i montażu nadal generują koszty. Fotowoltaika  tutaj ma dużą przewagę. Dodatkowo już wkrótce zostanie ukończony inwerter fotowoltaiczny który poprzez panele będzie produkował dla nas prąd, a nadwyżki kierował do grzałki w bojlerze. Taka instalacje nie wymaga uzyskiwania żadnych zgód i przechodzenia przez gąszcz przepisów. W Polsce to będzie jedyne najbardziej opłacalne rozwiązanie.

[necavi]

Ramzes

...inwerter fotowoltaiczny który poprzez panele będzie produkował dla nas prąd, a nadwyżki kierował do grzałki w bojlerze.

Ciekawa sprawa, może więcej szczegółów na ten temat i jakieś linki można prosić?

[Ramzes]

Inwerter w fazie końcowych testów. Dam znać jak będę wiedział coś więcej.

[AiDec]

W przeciwnym wypadku (poparte testami tych dwóch systemów) kolektory  po zakupie i montażu nadal generują koszty.

O jakich kosztach piszesz? Pytam z ciekawosci.

[Ramzes]

- wymiana glikolu
- podczas pracy pracuje pompa która zużywa prąd(bez zasilania system staje się bezużyteczny)
- droższy serwis kolektorów

[necavi]

- podczas pracy pracuje pompa która zużywa prąd(bez zasilania system staje się bezużyteczny)

Podczas upałów pompa musi pracować cały czas mimo, że woda w zasobniku ma już temp. maksymalną. Przewymiarowanie kolektorów to nierzadki i niebezpieczny dla instalacji przypadek bo przecież "panie lepij dej pan winksze, bydzie mocnij grzoć" - skutek poniżej.

Dlatego z zainteresowaniem przeczytałem o inwerterze fotowoltaicznym, który działałby w domowej sieci bez konieczności posiadania "papierków z ZE".

[Tobas]

Dlatego z zainteresowaniem przeczytałem o inwerterze fotowoltaicznym, który działałby w domowej sieci bez konieczności posiadania "papierków z ZE".

Od kiedy to masz konieczność posiadania "papierków z ZE" dla inwertera?
Jeśli zamontowałeś go u siebie, za licznikiem, to nie musisz nikomu niczego zgłaszać. To tak jakbyś musiał uzgadniać zakup żelazka czy jakiegokolwiek innego elektrycznego ustrojstwa.
Wszystko co jest za licznikiem, jest Twoje i nikomu nic do tego.

[necavi]

Co jest "za licznikiem" w WLZ to wiem, że ZE nic do tego.
Tyle, że tutaj inwerter ma czasowo "blokować" prąd z energetyki wtedy gdy z paneli mamy go pod dostatkiem, a naddatkiem podgrzewać wodę, Zamiast jak w dotychczasowych inwerterach "sprzedawać" go przez licznik do sieci. Tak przynajmniej zrozumiałem. Z inwerterami nie miałem do czynienia stąd stąd moje pytania.

[Troll81]

z tego co się orientuje na kolektor można zamocować roletę która uruchomi się gdy tylko woda w boilerze osiągnie temp maks co powoduje iż pompa nie musi chodzić bo światło nie dociera do kolektora wcale, ponadto roleta może tez chronić kolektor przed gradem. Jeden kolektor kosztuje taniej niż bateria ogniw PV, zajmuje mniej miejsca a pompka aż tyle tego prądu nie zużywa, ponadto są kolektory co pompki nie mają :D

[Ramzes]

Myśląc w ten sposób można założyć jeszcze kilka zabezpieczeń, a nie o to tutaj chodzi. Ma być bezobslugowo i po założeniu nie generować kosztów. Uzasadnienie dla kolektorów jest tylko jedno - to system dla osób które potrzebuje bardzo dużo cieplej wody zwłaszcza  latem.