Fotovoltaický ohřev vody Dražice

Závěsné ohřívače vody

Závěsné ohřívače vody

Ohřívače vody LX ACDC/M (M+K a KW) ABC představují nové technické řešení ohřevu vody při využití ekologicky čistých zdrojů energie. Pro ohřev vody se využívá energie slunce, která pomocí fotovoltaických článků vyrábí stejnosměrný elektrický proud, který ohřívá vodu v zásobníku. Originálním řešením je napojení na fotovoltaické panely, při kterém nevznikají žádné ztráty elektrické energie a proto zařízení pracuje velmi efektivně, přičemž je zabezpečena tepelná ochrana a bezpečná regulace celého systému.

Jednoduchost a variabilita umístění fotovoltaických panelů, jejich bezúdržbový provoz a velmi jednoduché propojení se zásobníkem vody pomocí tenkého elektrického kabelu dává prakticky neomezené možnosti využití zařízení jak v rodinných a panelových domech, tak i v průmyslových objektech.

Z celosvětového hledista se jedná o výrobu elektrické energie z obnovitelných zdrojů.

Využití fotovoltaických panelů na ohřev vody je ekologická výroba elektrické energie, kterou si v plném rozsahu spotřebovává přímo výrobce. Nejsou potřeba žádná povolení na připojení a nemusí se nakupovat další přídavná zařízení. Je to zatím nejefektivnější a bezztrátové využití elektrické energie z fotovoltaických panelů.

 

Možnosti ohřevu

Intenzitu slunečního světla ovlivňuje počasí a roční období, proto je slunce ve zdejších podmínkách nestálý zdroj energie. Hybridní ohřívače dokáží ohřívat vodu slunečním zářením nebo kombinací slunce a stálých zdrojů energie (plyn, elektřina ze sítě). Hybridní ohřívače vody LX ACDC jsou určené na předehřev a ohřev vody.

 

Předehřev vody

Pro předehřev vody se ohřívače zapojují před plynový nebo elektrický kotel se zásobníkovým, nebo průtokovým ohřevem vody, nebo tepelným čerpadlem na zdroj studené vody (Obr. 1).

Teplá voda předehřátá pomocí fotovoltaických panelů proudí přímo do zásobníku, výměníku v plynovém nebo elektrickém kotli a když je dostatečně teplá, nedojde k odběru plynu nebo eletřiny, čímž dochází k velké úspoře energií. V případě, že voda není dostatečně ohřátá energií z fotovoltaických panelů, dojde k dohřátí vody kotlem. Na samotný ohřev vody se spotřebuje výrazně menší množství energie než při ohřevu studené vody. Takovéto zapojení ohřívačů vody LX ACDC garantuje teplou vodu i v případě dlouhodobě nepříznivého počasí a zároveň šetří značné finanční prostředky. Při použití ohřívačů na předehřev vody pro tepelné čerpadlo proudí do zásobníku tepelného čerpadla namísto studené vody voda předehřátá až na maximální teplotní limit tepelného čerpadla.

Při tomto zapojení dochází k prodloužení životnosti tepelného čerpadla až o 30 %.

Zapojení ohřívače vody LX ACDC před plynový kotel umožňuje ohřívat vodu i v případě, že dojde k poruše nebo omezení dodávky plynu. V tomto případě se voda ohřívá pomocí slunce anebo pokud je nepříznivé počasí, je možno aktivovat druhou "rezervní" spirálu v ohřívači vody, která se zapíná pomocí druhého termostatu. Rezervní spirála je napojená na elektrickou energii ze sítě (AC 230 V). Její aktivací se ohřívače LX ACDC stávají klasickými elektrickými ohřívačmi vody a společně s elektrickým zdrojem z fotovoltaických panelů plnohodnotně ohřívají vodu i bez dodávky plynu.

 

Ohřev vody

Ohřívače vody LX ACDC/M je možné použít jako samostatné elektrické ohřívače vody. Pracují na principu dvou samostatných elektrických okruhů (Obr. 2). První je napojený na elektrickou energii ze sítě (AC 230 V) a druhý je napojený na ekologicky čistou elektrickou energii z fotovoltaických panelů. Oba okruhy můžou pracovat současně nebo každý samostatně.

Připojení na zdroj elektrické energie ze sítě garantuje ohřev vody během dlouhodobého nepříznivého počasí. Pomocí termostatu se nastaví požadovaná teplota vody (např. 45 °C). Při dosáhnutí přednastavené teploty se automaticky vypíná přívod eletrické energie ze sítě (AC 230 V) a voda v ohřívači se dále ohřívá ekologicky čistou elektrickou energií z fotovoltaických panelů (ohřev až na max. teplotu 75 °C).

Při tomto novém způsobu ohřevu vody dochází k významné úspoře elektrické energie čerpané ze sítě s doprovodným významným šetřením finančních prostředků. Ohřívače vody LX ACDC se dají využít i v režimu nočního proudu (nízký tarif). Při této variantě v noci ohřívá vodu zdroj laciného nočního proudu a přes den ekologicky vyrobený proud z fotovoltaických panelů.

Typy ohřívačů vody LX ACDC/M (M+K a KW)

Typ ohřívačeProud pro
ohřev
Tepelné ztráty
kwh/24h
Objem (l)Hmotnost
(kg)
Výška x Průměr (mm)Výkon AC
spirály kW
LX ACDC/M+K 100 ABCAC+DC0,8810046/62881 x 5241, 1,5, 2
LX ACDC/M 125 ABCAC+DC1,0912552/681 046 x 5241, 1,5, 2
LX ACDC/M+K 125 ABCAC+DC1,0912552/681 046 x 5241, 1,5, 2
LX ACDC/M+K 160 ABCAC+DC1,3916062/781 235 x 5241, 1,5, 2
LX ACDC/M 200 ABCAC+DC1,4020080/961 287 x 5841, 1,5, 2
LX ACDC/M+K 200 ABCAC+DC1,4020080/961 287 x 5841, 1,5, 2
LX ACDC/M+KW 200 ABCAC+DC1,4020080/961 287 x 5841, 1,5, 2


Všechny typy ohřívačů vody LX ACDC/M, M+K a M+KW mají zabudovanou univerzální spirálu na stejnosměrný proud z panelů. Na univerziální spirálu je možno připojit fotovoltaický zdroj 1,0 kW (120 V DC), 1,5 kW (180 V DC), nebo 2,0 kW (240 V DC).

verze ohřívačů

 

Součástí sestavy je LXDC SET 1-2 kW, který se instaluje na zeď vedle ohřívače a zajišťuje jednak odpojení či přeměrování energie panelů, bezpečnost systému a i způsob provozu fotovoltaické instalace vzhledem připojení nebo nepřipojení k veřejné distribuční soustavě, to znamená zda je systém provozován ON/OFF grid (s/bez sítě).

 Jako doplněk systému pro získání maximálního energetického zisku systému je možné doplnit naší sestavu ještě o zařízení LXDC POWER BOX, což je elektrické zařízení určené na výkonové přizpůsobení fotovoltických panelů ke konstantní odporové zátěži – DC topného tělesa. Zařízení pracuje na základu v oblasti fotovoltiky známé funkce MPPT (Maximum Power Point Tracking). Jinak řečeno LXDC Power Box představuje  ekvivalentní zátěž, která je regulovaná tak, aby za každých slunečných podmínek byl dosažen maximální výkon DC topného tělesa.  Pro nástěnné varianty ohřívačů je vhodná varianta LXDC POWER BOX 1-2 kW.


Akumulovat vyrobenou elektřinu z fotovoltaických panelů, lze i pomocí systému dvou zásobníků vody (Obr. 3).

Elektřina z panelů přednostně ohřívá vodu v prvním zásobníku vody, který je určen pro běžnou spotřebu teplé vody v domácnosti. Po nahřátí prvního zásobníku, se elektřina z FV panelů automaticky přesměruje na ohřev vody v druhém zásobníku, na který je napojená myčka na nádobí a přes směšovací ventil i pračka.

Po zapnutí myčky nebo pračky, nedochází k odběru elektřiny ze sítě na ohřev vody, protože místo studené vody vtéká do myčky a pračky teplá voda. V tomto případě druhý zásobník nahrazuje funkci elektrické baterie. Efekt je stejný – minimální odběr elektřiny z distribuční sítě.

Druhý zásobník zároveň zabezpečuje předehřev vody pro první zásobník. Při takovémto zapojení není potřebný měnič DC/AC pro výrobu elektřiny do sítě, ani regulátor nabíjení, baterie a měnič.

Do distribuční sítě neproniká žádná vyrobená elektřina z FV panelů, a proto nejsou potřebné žádné schvalování a povolení od distribuční společnosti.

Celá ekologicky vyrobená elektřina z FV panelů se spotřebuje v domácnosti, čímž dochází k výraznému šetření finančních prostředků v domácnosti za neodebranou elektřinu z distribuční sítě.

  Všechny hybridní ohřívače vody modelové řady M, M+K i KW se po nahřátí vody na předvolenou teplotu vody vypnou a automaticky přesměrují elektrickou energii do měniče (Obr. 4), kde se změní stejnosměrný proud (DC) na střídavý proud (AC). Ekologicky vyrobený elektrický proud se přednostně spotřebovává v rámci vnitřní elektrické sítě a pokud výroba pokrývá okamžitou spotřebu v domě, nedochází k odběru elektrické energie z veřejné sítě. Takto vyrobená elektrická energie přináší majiteli nemalé finanční prostředky za ušetřenou elektrickou energii z veřejné sítě. Zde je nutné změnit polohu instalace zařízení LXDC POWER BOX tak, aby nebyly ovlivněny parametry pro MPPT měniče.

Použití ohřívače vody řady M+K (KW) umožňuje nejen 100% využití vyrobené elektrické energie z fotovoltaických panelů, ale umožňuje použití maximálního povoleného zdroje fotovoltaických panelů i pro menší objemy zásobníků. V případě většího odběru teplé vody a následném snížení její teploty v ohřívači vody, dojde k automatickému přesunu elektrické energie z fotovoltaických panelů z měniče do ohřívače vody. Měnič se vypne. Po nahřátí vody se proces automaticky opakuje. Výsledným efektem užívání ohřívače vody LX ACDC je nejen teplá voda, ale i vlastní výroba elektrické energie pro domácnost, která se může použít například k napájení klimatizace nebo topení. A to vše ekologicky elektrickým čistým zdrojem. Přebytek energie z ohřívače vody se dá přesměrovat na nahřátí dalšího ohřívače vody (Obr. 5).

Poznámka: Ohřívače vody modelové řady LX ACDC zabezpečují mechanické odpojení DC proudu při odpojení měniče (DC/AC) od veřejné sítě.

 
 

Hybridní ohřívače vody LX ACDC/M+K (Obr. 6) je možné kromě ohřevu AC a DC proudem připojit i k externímu zdroji tepla (krby, kamna, plynové kotle a pod.). Pomocí vestavěného trubkového systému (výměníku) v ohřívači, dochází k odevzdávání tepla do vody v ohřívači. Hybridní ohřívač LX ACDC/M+K je možné napojit na teplovodní externí zdroj s max. teplotou 100 °C a tlaku 1 MPa.

Hybridní ohřívače vody LX ACDC/M+KW

Modelová řada M+KW se vyrábí jen v 200 l provedení, má dvě 100 litrové teplotní sekce.

- připojení na plynové nebo elektrické kotle jako zásobník teplé vody
Je určený pro:
- podlahové topení pasivních a nízkoenergetických domů jako ekologický elektrický kotel

Model M+KW je pro výrobu teplé vody rozdělený na dvě části (Obr. 7):

   

 

Voda ve spodní části (B) se ohřívá a dle teploty stoupá do horní části (A) zásobníku, kde je voda ohřátá pomocí plynového nebo elektrického kotle na požadovanou teplotu. Pokud dosáhne teplota vody ve spodní části (B) teploty horní části (A), fotovoltaický zdroj ohřívá celý 200 l zásobník (A+B) až na maximální teplotu 75°C (Obr. 8).

Ohřev vody modelem M+KW znamená velmi efektivní využití ekologicky vyrobené elektřiny ze slunce, čímž dochází k výrazné úspoře plynu nebo elektřiny a výrazně se prodlužuje životnost plynových nebo elektrických kotlů.

Model M+KW se dá využít i jako ekologický kotel pro podlahové topení (vodní) v pasivních a nízkoenergetických domech.

Po ukončení topné sezóny se ekologicky vyrobená elektřina z fotovoltaických panelů může automaticky přesměrovat z LX ADCD/M+KW do měniče na výrobu AC proudu pro použití v domácnosti nebo přímo pro ohřev teplé vody pomocí dalšího hybridního ohřívače LX ACD/M+K. Dá se přesměrovat také k nabíjení baterie.

Fotovoltaické panely

Nesporně velkou výhodou fotovoltaických panelů je jejich poměrně nízká váha (cca 19 kg/1 panel), což umožňuje umístit panely kdekoliv, kde je max. přímý dopad slunečního světla. Ideální orientace je na jih s možnou odchylkou ± 20°. Při větší odchylce dochází ke ztrátám při výrobě elektřiny v panelech. Sklon panelů ve střední Evropě by měl být v rozmezí 20-36°. Vzdálenost kabelů mezi panely a zásobníkem vody by neměla být větší než 100 m. Nejvíce používané fotovoltaické panely mají rozměry kolem 160 x 100 cm (1,6 m2).

 

 

UPOZORNĚNÍ:
Pro hybridní ohřívače vody LX ACDC/M+K (KW) jsou určeny fotovoltaické panely s výkonnostními parametry jednoho panelu: Umpp=30V ±10 % und Impp=8A ±5 % (dle STC).

Životnost fotovoltaických panelů a garance jejich výkonu je minimálně 25 roků.

 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Je možné použít klasické monokrystalické i polykrystalické panely, které se zapojují sériově (Obr. 9).

 
Při vhodném sériově-paralelním zapojení je možné použít i vysokonapěťové nebo tenkovrstvé panely, případně panely s jinými výkonovými, napěťovými a proudovými parametry, ale výsledné hodnoty musí být vždy v rozsahu předepsaných limitních hodnot pro připojení ohřívačů vody LX ACDC/M+K (KW).
 

Ukázky umístění fotovoltaických panelů:

 
 

Parametry ohřevu vody