Hybridnou fotovoltaikou sa u nás vo všeobecnosti nazývajú fotovoltaické systémy s akumuláciou v batériách, kedy sa aktuálne „prebytky“ elektriny z produkcie fotovoltaických panelov nespotrebované v domácnosti ukladajú do batérií, z ktorých sa neskôr (v priebehu dňa alebo večer a v noci) využijú podľa potreby. Zámerom a cieľom je samozrejme dosiahnuť lepšie využitie produkcie fotovoltaiky, ktoré môže byť v prípade sieťového on-grid striedača problematické.
Doplnkovou (nie hlavnou) funkciou hybridných meničov je, že (s určitými obmedzeniami) vedia „fungovať“ aj v prípade výpadku siete, čo sieťové/on-grid meniče z princípu nemôžu/nesmú.
Hybridné meniče však nefungujú rovnako, rôzni výrobcovia si zvolili rôzne riešenia „topológie“, pripojenia a funkcionality. Rozdiely v účinnosti a efektívnosti hybridných meničov sú, ale nijak výrazné, z tohto hľadiska medzi nimi nie je tak zásadný rozdiel, ktorý by niektoré výraznejšie zvýhodňoval. To nemá význam riešiť. Dôležitejšie sú funkcie hydridného meniča, spôsob jeho zapojenia, potrebné dodatočné príslušenstvo a samozrejme tiež cena.
Sieťová (on-grid) fotovoltaika bez batérií
Najskôr však ako východisko on-grid alebo „sieťový“ fotovoltaický systém. Funguje paralelne so sieťou – menič dodáva celú produkciu fotovoltaických panelov do elektroinštalácie domácnosti. Ak je spotreba v domácnosti vyššia ako produkcia panelov, potrebný výkon sa „doplní“ zo siete. Na druhej strane, ak panely produkujú viac ako sa v domácnosti spotrebuje, prebytok produkcie fotovoltaiky „preteká“ do siete.
Súčasťou môže byť, ale nemusí, aj vlastný elektromer meniča na hlavnom prívode elektriny, aby ste mali okrem informácií o produkcii fotovoltaiky aj informácie o spotrebe domácnosti. Potom môžete vidieť, koľko z produkcie fotovoltaiky spotrebujete priamo, koľko elektriny z fotovoltaiky „odíde“ nevyužitej do siete, aký podiel spotreby domácnosti pokryla fotovoltaika a pod.
Hybridná fotovoltaika s batériami – grid-tie (GoodWe, Fronius, Huawei, Solax)
Vychádza zo sieťových/on-grid meničov, umožňuje využiť batérie na vyrovnávanie nesúladu produkcie fotovoltaiky a spotreby elektriny a tiež zálohovanie spotrebičov (back-up) v rôznej funkcionalite.
Podľa funkcionality vo vzťahu k pripojeniu batérií sú dve základné koncepcie hybridných meničov. Totiž elektrinu z panelov na nabíjanie batérií je potrebné „upraviť“ na potrebné napätie a prúd DC/DC meničom. A ide o to, či je takýto DC/DC menič so súvisiacou reguláciou a logikou zabudovaný do meniča alebo do batérií.
(Skutočne) plne hybridný menič (GOODWE, FRONIUS):
Menič plne reguluje nabíjanie a vybíjanie batérií podľa „inštrukcií“ z BMS batérií (battery management system), ktorý len sleduje ich stav a dáva informáciu, ako môže menič batérie nabíjať a vybíjať. Menič si už elektrinu na nabíjanie batérií a elektrinu čerpanú z batérií upraví sám. Zjednodušene, batérie si len „povedia“, akým prúdom a napätím ich má menič nabíjať a menič to „zariadi“.
Menič je preto drahší, ale zase je všetko-v-jednom. Výhodou je tiež širší výber kompatibilných batérií (stačí kompatibilný komunikačný protokol). Až na Fronius, ktorý to má (nie technicky, ale obchodne) obmedzené na batérie BYD.
Battery-ready hybridný menič (HUAWEI, SOLAX):
Konektory na pripojenie batérií sú len „odbočka“ zo vstupu z panelov do meniča. Pri takomto riešení je potrebný zložitejší (a drahší) BMS modul, ktorý si musí upraviť prúd a napätie na nabíjanie batérii, menič mu len dá informáciu, akým výkonom môže nabíjať batérie.
Na prvý pohľad sa to zdá výhodnejšie riešenie, lebo samotný menič je (samozrejme) lacnejší, zdanie je však zdanie – o to budú drahšie batérie. Navyše, kompatibilné sú len batérie od rovnakej značky/výrobcu, žiadne iné, a za tie si nechá výrobca dosť „priplatiť“. Z obchodného hľadiska však stále pomerne účinná taktika (aj keď už dosť ošúchaná), nalákať na lacnejší „bybridný-batériový“ menič a potom „ryžovať“ na batériách.
GOODWE
Kompatibilné batérie:
Pylontech, GoodWe Lynx Home, BYD Battery Box, LG Resu a ďalšie nie tak bežne dostupné na našom trhu
On-grid výstup:
Do tohto výstupu dodáva menič len vtedy ak je sieťové napätie, v prípade výpadku siete menič tento výstup odpája – tento výstup funguje rovnako ako pri sieťových on-grid meničoch
Back-up výstup:
Do back-up výstupu dodáva menič nepretržite – aj v prípade výpadku siete. Tento výstup však musí byť oddelený od elektroinštalácie napájanej sieťou
Štandardne sú on-grid a back-up výstupy v meniči prepojené – aby menič dodával elektrinu aj do back-up výstupu keď nie je výkon panelov dostatočný a batérie vybité (hlave v noci), pri výpadku siete sa prepojenie preruší rádovo v milisekundách a menič dodáva elektrinu len do back-up výstupu. Menič vtedy funguje ako UPS (uninterruptible power supply) a okamžite prejde do „ostrovného“ (island) režimu
Back-up výstup funguje aj bez batérií a dodatočného príslušenstva
Elektromer:
Je súčasťou/príslušenstvom meniča
FRONIUS GEN24
Kompatibilné batérie:
BYD Battery Box
On-grid / Full back-up výstup:
Menič produkciu dodáva štandardne len do jedného AC výstupu.
Doplnením stykača a pomocného relé na hlavný prívod elektriny je možné vytvoriť tzv. full back-up, kedy sa pri výpadku siete celý dom odpojí od distribučnej siete a funguje v „ostrovnom“ režime. Trvá to niekoľko desiatok sekúnd, kým menič nabehne do takéhoto full-back-up režimu. Tento režim však funguje len s batériami
PV Point:
Menič dodáva do výstupu PV-Point len pri výpadku siete a tento výstup musí byť oddelený od ostatnej elektroinštalácie domu. PV Point funguje aj bez batérií
Elektromer:
Nie je súčasťou/príslušenstvom meniča, je potrebné dokúpiť samostatne
HUAWEI, SOLAX
Kompatibilné batérie:
Huawei: výhradne Huawei Luna
Solax: výhradne Solax Triple Power, Solax X-ESS
On-grid výstup:
Menič produkciu dodáva len do jedného AC výstupu, nemá samostatný back-up výstup. Štandardne menič funguje len vtedy ak je sieťové napätie, v prípade výpadku siete sa menič odpája
Back-up:
Back-up funkcionalita je k dispozícii len pri zakúpení a nainštalovaní doplnkového príslušenstva – Backup Box-u (Huawei) alebo EPS Box-u (Solax), v prípade Huawei to funguje len s batériou
V prípade výpadku siete sa v Backup / EPS Boxe odopne sieť a spotreba zálohovaných spotrebičov je napájaná z meniča. Keďže sa však pri výpadku siete menič predtým už odpojil, trvá niekoľko desiatok sekúnd, kým menič „nabehne“ na back-up režim, takže síce nebudete pri výpadku siete úplne bez elektriny, ale UPS to nie je
Elektromer:
Nie je súčasťou/príslušenstvom meniča, je potrebné dokúpiť samostatne
Hybridná fotovoltaika s batériami – modifikovaný ostrovný systém
Riešenie hybridnej fotovoltaiky zásadne odlišné od predchádzajúceho grid-tie systému, pre využitie v rodinnom dome značne nepraktické a zložité.
VICTRON
Victron sú určite kvalitné a robustné meniče, ale ich riešenie hybridnej fotovoltaiky pre domácnosti je (podľa nášho názoru) „dinosaurie“ a „nasilu“, len aby formálne mali tiež „hybridný“ systém. Vychádza to však historicky z toho, že sa zaoberali v zásade výhradne ostrovnými meničmi. V tom sú síce fakt dobrí, ale kombinácia ich meniča so sieťou je veľmi problematická
Takýto systém vychádza z ostrovného riešenia fotovoltaiky, pričom využíva sieť ako ďalší „zdroj“ elektriny (podobne ako sa „pôvodne“ pripájala elektrocentrála/generátor ako ďalší/doplnkový zdroj energie). Sieť sa pripojí na vstup meniča a celá domácnosť je napájaná cez menič, ktorý podľa potreby (a nastavení) dodáva elektrinu do domácnosti z panelov/batérií/siete alebo ich rôznej kombinácie. Systém funguje aj pri výpadku siete (samozrejme, ak produkuje elektrinu fotovoltaika alebo batérie nie sú vybité)
Nevýhodou je, že menič sa nemôže (dlhodobo) preťažovať, takže je dilemou, či zvoliť výkonnejší (a drahší) menič, alebo dávať pozor, aby sa nepoužívalo viac spotrebičov s vyššou spotrebou naraz (typicky v kuchyni – varná doska, kanvica, mikrovlnka, kávovar a ďalšie). Síce menič vie v prípade „preťaženia“ prepnúť na sieť tzv. bypassom, vtedy sa však nedá využiť výkon z panelov a/alebo batérií.
Komplikáciou je tiež, že pri inštalácii je potrebné prerobiť elektroinštaláciu tak, že je potrebné viesť hlavný prívod elektriny najskôr k meniču a až potom do domového rozvádzača s ističmi.
Navyše, okrem meniča je potrebný aj samostatný regulátor nabíjania batérií, a tie sú stavané na pomerne nízke napätie a preto je potrebné aj zložité sériovo-paralelné zapojenie panelov a tým až neprehľadná kabeláž.
Pre rodinné domy s pripojením na sieť aleže vôbec neodporúčame, Victron je vhodný na ostrovnú fotovoltaiku (napr. chata bez pripojenia na sieť).
