Fotovoltaický ohřev vody je poměrně jednoduchý systém, který není spojený s distribuční sítí a slouží primárně k ohřevu teplé užitkové vody (TUV).
Celý systém je navržený tak, aby fotovoltaické panely dodávaly vyrobenou elektřinu přes regulátor do topné patrony, která v zásobníku přeměňuje elektrickou energii na teplo. Jedná se tak o efektivní způsob využití fotovoltaických panelů za předpokladu, že celý systém je navržený správně.
Správný výběr a instalace technologie je podstatou
Na první pohled je fotovoltaika pro ohřev vody skutečně nenáročný systém na instalaci, kde nemusíte dělat na budově žádné podstatné stavební úpravy a sestavu můžete v mnoha případech elektricky zapojit na stávající zásobník s topnou patronou. Prodávají se i hotové sety, které mají výběr a instalaci ještě zjednodušit. Často se ale stává, že nekvalitní instalace zdaleka nedosahují parametrů správně zvolených konfigurací, v horším případě jsou i nebezpečné při obsluze a provozu.
Fotovoltaické panely
Celkový výkon fotovoltaického pole by měl být vždy minimálně 2kWp s orientaci na JV-JZ a sklonem od 15°- 60°. Další zásadní veličinou je také napětí systému, které má dosahovat ideálně 100-110% jmenovitého napětí topné spirály zásobníku. Berme v úvahu, že pokud využíváme standartní topnou spirálu na 230V, při poklesu napětí pod tuto hodnotu nám také postupně klesá i výkon odebíraný spirálou.
Proto kromě výkonu je třeba u panelů vždy kontrolovat i Vmp (maximální napětí v zátěži), které například u šesti instalovaných panelů by mělo dosahovat hodnoty minimálně kolem 40V na jeden panel. Například při instalaci čtyř panelů je to už pak 60V na panel.
MPPT Regulátor
Regulátor je další velmi podstatnou součástí FV ohřevu vody. Jeho úkolem je zejména přizpůsobení zátěže k panelům dle osvitu. O to se stará takzvaný MPPT algoritmus, který hledá nejoptimálnější bod voltamperové charakteristiky panelů, vztažný k aktuálnímu zatížení a dopadajícímu světlu.
Doporučuji vybírat z regulátorů, které obsahují také MPPS algoritmus, což je dynamické prohledávání celé VA křivky panelů v časových periodách. Během nerovnoměrného osvitu FV pole (přechodná oblačnost, stíny, apod.) se levnější regulátory “zavěsí” na nesprávném bodě a nedodávají pak optimální výkon do topné spirály.
Kromě výkonové optimalizace zajištuje regulátor také bezpečné rozpínaní termostatu v případě ohřátí zásobníku na stanovenou teplotu. Dochází k tomu pomoci přeměny DC napětí na AC modifikovaný sinusový průběh, který při rozpojení nevytváří elektrický oblouk a můžete s ním ovládat i standartní integrované termostaty v zásobníku teplé vody. Existují na trhu i DC/DC regulátory, které pak obsahují externí čidlo a systém vypínají vnitřním polovodičovým obvodem.
Regulátory také obsahují doplňkové funkce jako AC vstup pro dohřev zásobníku z distribuční sítě, časovač, monitoring výroby, wifi apod.
Rozvaděč přepínání FVE/DS
Některé regulátory jsou kvalitní, nicméně vyžadují doplnění externího rozvaděče pro spínaní bivalentního zdroje. Děje se tak například za nízké úrovně osvitu, kdy fotovoltaika není schopna ohřát zásobník na požadovanou teplotu. V případě, že nemáte plynový kotel, tepelné čerpadlo, případně jiný zdroj, tento rozváděč automaticky hlídá teplotu zásobníku a v požadovaném čase ohřeje vodu na přednastavenou teplotu. Je důležité, aby systém byl plně automatický, obsahoval časovač a externí teplotní čidlo, které se připojí na zásobník teplé vody.