2.4.2017 - Hneď na prvom výlete v rámci zoznamovania sa s prostredím som natrafil na známu vec. Už z diaľky upútali moju pozornosť asi dve desiatky malých vrtiacich sa savoniovych turbíniek s fotovoltaickými panelmi na stĺpoch osvetlenia nábrežia. Potešilo ma to, ale len kým som nepodišiel bližšie. Až na dve výnimky sa všetky točili, ale žiadna nefungovala. Všetky lampy boli totiž zničené. V útrobách riadiacich skriniek v spodnej časti lámp zostalo len to, čo sa nedalo ľahko vziať. Niekde ešte zostali regulátory, ťažko poznačené morskou vodou, po akumulátoroch nikde ani stopy. Postavili ich zhruba pred 12 rokmi a neviem, ako dlho boli riadne funkčné. Ale vyzerá to tak, že v tomto stave sú už dávno.

     Odhliadnuc od toho, ako tieto konkrétne lampy dopadli, je presne toto využitie dokonalým príkladom vzájomnej súčinnosti veternej a slnečnej energie.

     Ako funguje táto spolupráca u mňa? Dá sa povedať... ako-kedy... :-)

     Stále je ešte privčas na nejaké konečné hodnotenia. Ale isté výsledky a skúsenosti už predsa len sú. V prvom rade základné údaje: OFF grid 5,1 kWp solárnu elektráreň som spustil do prevádzky 1.8.2016. Do dnešného dňa, teda za 8 mesiacov vyrobila 2500 kWh. Veterná elektráreň s nominálnym výkonom 1 kW pri 11 m/s vyrobila za posledný rok 240 kWh. Od spustenia solárnej elektrárne bolo z verejnej siete odobratých 330 kWh.

     V druhom rade niekoľko ALE: 1. Solárna elektráreň by bola za hodnotené obdobie schopná dodať ešte viac energie, ak by bola vyťažená úplne. Na vysvetlenie - ak energiu nie je kam uskladniť (akumulátory sú nabité) a nie je ju ako priamo spotrebovať, elektráreň zníži svoj výkon tak, že pokrýva len okamžitú spotrebu práve zapnutých spotrebičov a udržiava akumulátor na nastavenej úrovni napätia pri nabití. K tomuto dochádza pomerne často. Kým bolo treba kúriť v dome, tak väčšina tejto energie bola spotrebovaná v bojleri a infrapaneloch. Teraz po oteplení bude problém míňať, ale našťastie nejde o preteky. (Tieto obrázky ešte patria k úvodu. Trochu ma ruší, že nie sú k textu, ale chcel som vám ich ukázať.)

     2. Veterná elektráreň bola za posledný rok často odstavovaná aj na dlhšie obdobia z dôvodu prerábok a testov. Nie vždy bola zapnutá, pretože nemá ešte kompletne dokončené autonómne riadenie a zapínam ju ručne ak to stojí za to. Nie vždy sa to dá ustriehnuť. No a po spustení solárnej elektrárne často nebola zapnutá preto, lebo vyrábalo slnko.

     Ten posledný bod musím viac vysvetliť. Zo života: Bol nadpriemerne veterný deň. Výkon veternej elektrárne skoro neklesal pod 500 W a často sa vytáčal k 800-900  W. V špičkách niekoľkokrát zopla brzda pri 1000 W. Ale aj slnko svietilo veľmi slušne. Baterka bola úplne nabitá už skoro ráno, pretože v noci sa vďaka vetru vybila len nepatrne. Keď som neskôr kontroloval monitoring sústavy, obe vetvy fotovoltaiky vykazovali dodávaný výkon 0 W . Naozaj som sa zľakol, že sa solárna elektráreň celá odporúčala, ale potom mi došlo, že veterná turbína pokrývala všetky spotreby a slnko už nemalo čo robiť. A pretože je regulátor turbíny nastavený na mierne vyššie nabíjacie napätie ako solárne regulátory, a ak sa mu podarí zdvihnúť napätie akumulátorov nad úroveň nastavenú na solárnych regulátoroch, nadobudne takú prioritu, že pokiaľ bude stíhať pokrývať všetku spotrebu, odstaví ostatné zdroje úplne. Stačilo zapnúť 4 kW spotreby, po pár minútach sa začali svojim výkonom pridávať aj vetvy fotovoltaiky.

     Teda: Pokiaľ výroba fotovoltaiky prevyšuje spotrebu a nabíjanie akumulátorov, pridanie ďalšieho výkonu z veternej turbíny spôsobí len to, že o rovnaký výkon klesne výroba zo slnka. Je to logické, a presne tak to aj funguje. Dnes som urobil malý test. Baterky boli nabité a výroba bola už len na pár stoviek W. To je horný obrázok vľavo. Na obrázku pod ním vidieť, čo sa stalo po zapnutí turbíny. Porovnajte si tie čísla, je to presne to o čom píšem vyššie. Takže prečo nezapínam turbínu keď je slnečný deň? Lebo na to nie je dôvod. Iba čo by sa zbytočne mechanicky opotrebovávala a reálne by to nič neprinieslo. Na obrázku vpravo je konkrétna situácia predpovede včerajšieho dňa (v červenom rámiku). Hneď bolo jasné, že napriek sľubnému vetru si turbína za totálne slnečného počasia nezajazdí. Len párkrát som ju pustil, keď sa mi chcelo trochu sa pohrať a tiež zachytiť tie to dáta :-) 

     Je ešte potrebné doplniť, že vyššie uvedené platí vtedy, ak je získavanej energie viac, ako je možné spotrebovať. V mojom prípade jednoducho zatiaľ nemám možnosť míňať naraz viac ako 4 kW výkonu z meniča. Ak by boli meniče dva, alebo by som využíval priamo jednosmerné napätie akumulátorov, situáciu by to zmenilo. Ale kam by som ten výkon v lete dával? Chladenie? Nestačí. E-auto? Nemám....  

     Tento efekt som už popisoval v článku Prechod turbíny na systémové napätie z 24 na 48 V.

     Samozrejme toto neznamená, že turbína bude odstavená celé leto. Vôbec nie. Napríklad večer, keď už spotreba domu prevyšuje výrobu a systém začína vyťažovať akumulátory, sa po spustení turbíny môžu znova nabíjať, alebo aspoň menej vybíjať. V lete bude tiež dosť dní bez slnka. Aj keď čo do výroby sa letné dni bez slnka nedajú porovnať s tými zimnými. Mimochodom, táto zima bola dosť drsná, pokiaľ išlo o výrobu zo slnka. Nekonečné, nekonečné dni a týždne, keď bola v jednom kuse hustá hmla výroba klesala na minimum. V ten najhorší deň nedala elektráreň ani celú 1 kWh! Keďže to bolo spojené s inverziou, tak celý ten čas bielej tmy samozrejme ani nefúkal vietor. Toto obdobie sa podpísalo najviac na tých 330 kWh spotreby z verejnej siete. Dokonca sme vtedy prežili aj jeden "skoro blackout", keď už to proste nešlo a nadránom sa dom prepol kompletne na sieť. Pre tých bádavejších dávam k nahliadnutiu výpisy regulátorov TriStar za posledné obdobie. Horné dva sú  2 vetvy fotovoltaiky a spodný je VAWT.

     Tak teda funguje spolupráca slnka a vetra? Ale áno, len si na seba ešte musia trochu zvykať. Resp. elektronika by mohla prevziať riadenie a rozhodovať o tom, kedy sa za veterného počasia hodí využiť turbínu a kedy to je zbytočné. Nejde ale pritom o žiaden závažný problém a je skôr ekonomického charakteru. A navyše ide len o tie časové úseky, keď je výkonu viac ako možnej spotreby. Teraz bude až do neskorej jesene energie prebytok. Pre turbínu zostane voľné pole predovšetkým v noci a ani to nemusí byť nevyhnutné, ak má byť nasledujúci deň slnečný. Pri využívaní systému je jednoducho potrebné len trochu viac premýšľať a aj predvídať. Sledovať predpovede a podľa nich a momentálnej situácie využívať toľko energie aby vydržala aj keď pominú priaznivé okolnosti. Cez slnečný deň neobmedzene, ale večer už uvážlivo. Ak má byť zajtra veľmi zamračené, tak ešte o trochu viac uvážlivejšie. Pre niekoho to môže byť obmedzujúce, ale nie je dostatočne motivujúce, ak sa vám nepohnú čísla na elektromeri? Myslím, že je dosť takých, ktorí by chceli doviesť to k takej dokonalosti, že sa nakoniec elektromer stane zbytočným.      

     Nuž, ja to vidím tak, že sa k tomu odstrihnutiu pomaly blížim. Ešte ma to netlačí, zvýšené platby za ističe zatiaľ zrušili, ale pokoj si určite nedajú. Myslím, že keď na to príde, budem po nejakom malom doplnení systému celkom slušne pripravený. Pracujem na tom, priatelia!