V súčasnosti najrozšírenejším spôsobom ohrevu vody s využitím OZE sú solárne kolektory, ktoré premieňajú slnečnú energiu na teplo. Tento systém má svoje plusy v potrebe menšej plochy strechy – dosahuje vysokú účinnosť, no súčasne aj nedostatky spojené najmä s jeho zabudovaním do už existujúceho systému v dome, prevádzkové náklady a potrebný servis.
Alternatívnym a dostupným riešením k solárnemu ohrevu vody je fotovoltaický ohrev vody.
Fotovoltika nepredstavuje náhradu za solárne kolektory, ponúka však iné riešenie. Jej prednosťou je v podstate jednoduchá, rýchla inštalácia bez zásahu do rozvodov vody a predovšetkým bezúdržbová prevádzka.
V súčasnosti sa využívajú dva spôsoby inštalácie fotovoltaického ohrevu vody. S použitím regulátora MPPT a priame zapojenie panelov bez regulátora.
Inštalácia bez regulátora, priame pripojenie panelov na výhrevné teleso je funkčné no málo efektívne a dnes už prekonané riešenie ohrevu vody fotovoltaikou. Toto zariadenie nedokáže reagovať na zmenu intenzity slnečného žiarenia a v priebehu roka vykazuje v priemere o 40 -50% nižšiu výrobu el. energie.
Moderná inštalácia ohrevu vody fotovoltaikou obsahuje regulátor MPPT /Maximum power point tracking/. Jedná sa o štandardné zariadenie /el. obvod/, ktoré sa používa vo fotovoltaike na maximalizovanie zisku z FV panelov. Takýto regulátor je bežnou súčasťou každého fotovoltaického striedača napätia AC 230V.
Množstvo elektriny vyrobenej fotovoltaickými panelmi ovplyvňuje predovšetkým slnečný osvit a teplota prostredia.
Pri slabom či premenlivom osvite ale aj s rastom teploty panelov v letnom období výroba elektriny klesá. Slnečné žiarenie, jeho úroveň sa mení v priebehu dňa, vplyvom počasia a podľa ročného obdobia. Často dochádza k jeho rýchlym zmenám v priebehu pár hodín bez ohľadu na ročné obdobie. Systém bez regulátora MPPT nedokáže na tieto zmeny reagovať výsledkom čoho je nižšia výroba elektriny a dlhší čas ohrevu vody.
Zariadenie na fotovoltaický ohrev vody s MPPT tvorí 8 ks fotovoltaických panelov s celkovým výkonom 2kWp, DC rozvádzač s prepäťovou ochranou a istiacimu prvkami a samotná regulačná jednotka, na ktorú je pripojené výhrevné teleso bojlera, bazénu či špirála elektrického ohrievača. Má dva výstupy pre pripojenie dvoch spotrebičov s odporovou záťažou, aktívny je však vždy len jeden. Po nahriatí vody v bojlery na požadovanú teplotu, pokiaľ nie je zapojený druhý spotrebič, termostat v regulačnej jednotke bezpečne odpojí fotovoltické panely. Fotovoltaický systém je autonómny, využíva slnečnú energiu bez potreby pripojenia na sieť AC 230V.
Regulátor MPPT je štandardnou a nevyhnutnou súčasťou každého FV zariadenia. Naplno využíva potenciál fotovoltaiky a oproti zariadeniu na ohrev vody bez regulátora zvyšuje výkon systému až o 50%.
Príklad využitia MPPT:
Fotovoltaické pole s výkonom 2kWp dodáva pri intenzite slnečného žiarenia 1000W/m2 prúd 8.5A pri napätí 230V, teda 2000W. Pri intenzite 500W/m2 je to 4.25A, čo pri zachovaní rovnakej ohmickej záťaže panelov dáva len cca 500W.
Použitím MPPT optimalizácie výkonu, posunieme pracovný bod FV panelov do pásma ich optimálneho výkonu, kde môže dodávať pri rovnakej intenzite slnečného žiarenia prúd cca 4,25A pri napätí 230V, čo predstavuje 1000 W.
Využitie MPPT optimalizácie tak znamená zisk 500W oproti inštalácii bez regulátora.
Všeobecné výhody fotovoltaického ohrevu vody
- jednoduchá a rýchla montáž
- takmer bezúdržbová prevádzka systému
- životnosť systému +30 rokov
- spoľahlivosť
Výhody fotovoltaického ohrevu vody s MPPT
- maximálne využitie slnečnej energie počas celého roka
- bez zásahu do rozvodov vody
- využíva existujúci bojler s výhrevnou špirálou AC 230V
- umožňuje postupné pripojenie dvoch spotrebičov
- na ohrev využíva len slnečnú energiu
- nevyžaduje pripojenie na sieť
- pracuje aj pri výpadku elektriny
Využitie fotovoltaického ohrevu
- celoročne v objekte s elektrickým ohrevom vody
- ako hlavný zdroj ohrevu vody plynom, pevným palivom od 03-10 mesiaca v roku
- na predohrev vody v zimnom období
- ako bivalentný zdroj akumulačnej nádrže, bazénu
- iné využitie - temperovanie objektu elektrickým ohrievačom
Pre koho je fotovoltaický ohrev určený
- rodinný dom, bytový dom
- penzión, hotel
- chata, chalupa aj bez elektrickej prípojky
- všade tam, kde je požiadavka na ohrev vody v bojlery
Pokiaľ však chcete znížiť náklady na energiu ešte výraznejšie a využívať fotovoltiku komplexnejšie, je vhodné pouvažovať o inštalácii štandardného fotovoltaického zariadenia, teda systému vrátane striedača napätia. Elektrina vyrobená FVZ pokrýva aktuálnu spotrebu domácnosti počas dňa, šetrí náklady na elektrinu a len prebytok – nespotrebovaná elektrina slúži na ohrev vody.
