Svietime. Svojou elektrinou

Sedím si tak uprostred leta pod slnečníkom, pri nohách mi spí naše nové malé šteniatko. V rukách mám smartfón, prezerám si diskusné fórum solárnikov a sledujem aktuálny politicko-ekonomický vývoj. Písal sa rok 2021 a ja sa (zatiaľ sám seba) pýtam: Nemali by sme mať svoju vlastnú solárnu elektráreň?

Celý ten rok bol nejaký divný. Uprostred zimy som musel ísť na PN, počas ktorej som schytal ďalšiu pliagu a zrazu som mal na výber. Kašlať na to a odskákať si to možno o pár rokov neskôr, alebo teda urobiť všetko pre to, aby sa zistili príčiny a odstránili následky. Bral som to ako možnosť vyriešiť technické aj kompetenčné problémy v zamestnaní s podriadeným-nepodriadeným a naším šéfom, čas medzi vyšetreniami som trávil na našej záhrade a keďže som fyzických síl v tom období veľa nemal, viac-menej som oddychoval. Do toho prišlo z jari malé šteniatko, pre ktoré bola naša záhrada obrovská, od svojej voliéry k sliepkam dva razy oddychovalo. A keď sme sa vrátili, s dvomi prestávkami na oddych, od kŕmenia pod slnečník, spalo dve hodiny v kuse. Pravda, kým som sa nepohol a nevstal, vtedy šteniatko vstalo tiež a chcelo ísť so mnou, napríklad do dielne. Čo ho evidentne vyčerpávalo. Čo v takej situácii? Sedel som pod slnečníkom a čítal si v mobile. Správy a spoločenské pletky nemusím, som skôr na odborné témy. A tak ma odkazy doviedli opäť na stránku MyPower.cz, ktorú som už v minulosti navštívil. A keďže času bolo teraz dosť, venoval som jej viac pozornosti.

V hlave mi rezonovali dve skutočnosti. V klubovej dielni nám každým rokom rastú náklady nielen na elektrinu na svietenie a do strojov. A povestné Ficove trhanie faktúr za elektrinu z januára 2017. Vtedy aj nám v klube riadne zdvihli zálohy a keď sme dostali nové výmery, povedal som svojmu zástupcovi, aby sa pripravil, že tie ceny za elektrinu budú desaťnásobné, len to nepôjde skokom, ako to skúšali teraz, ale postupne, pomaly. Nemýlil som sa, ako vždy často, ako ukázala budúcnosť, dnes už súčasnosť. Hoci vývoj cien energií je na Slovensku pomalší, ako v susedných Čechách, ale MyPower.cz je česko-slovenské fórum a je dobre vedieť a byť pripravený.

O možnosti alternatívnej výroby elektriny som sa zaujímal už dávnejšie. No nepatrím k „horným desaťtisíc“ a preto všetky úvahy vždy skončili na peniazoch. A na priestorových možnostiach. V bytovke toho veľa nespravíte, dom po rodičoch sme užívať nechceli pre mnohé dôvody, na záhradke v kolónii to veľký význam nemá, navyše je tam veľké riziko „stratenia sa“ vybavenia. No teraz máme svoj dom, svoju veľkú záhradu, aj tie ceny sú niekde úplne inde a vlastne sa približujú. Technológie zlacňujú a „štátna“ elektrina zdražuje. Navyše som si veľmi dobre pamätal mapu uverejnenú kedysi v osemdesiatych rokoch minulého storočia v časopise „Věda a technika mládeži„, ktorý som odoberal. Tá ukazovala miesta s najvyšším počtom dní slnečného svitu v ČSSR v roku a okrem plochy v južných Čechách na nej bola južná polovica nášho okresu! Teda kde, keď nie u nás, to treba skúsiť?

Ako som počas dní nechával Ronyho oddychovať, stále viac som sa zahlboval do štúdia teoretických problémov výstavby slnečnej elektrárne pre domácnosti aj hltal skúsenosti a riešenia praktických problémov reálnych súčasných užívateľov. Začínal som chápať mnohé súvislosti a sledoval cenové relácie jednotlivých komponentov. A uvedomoval som si, že hoci sa považujem za mladého a perspektívneho modelára a domáceho kutila, v silovej elektrine nemám žiadne skúsenosti a budem sa musieť teda veľa učiť, maminka, veľa učiť (z reklamy na Persil).

Zdá sa vám to veľmi komplikované takto uvažovať, veď stačí objednať, príde firma a fotovoltickú elektráreň namontuje? Tak ja som vedel naprosto presne, že by som nechcel elektráreň od firmy, že by som nechcel ju pripojiť k distribučnej sieti a nechcel by som elektrinu predávať. Mám rád svoju slobodu a nezávislosť, hoci je to náročné a niekedy aj drahé.

Šťastie praje pripraveným

Šancu treba vedieť využiť. Keď nie ste pripravený, šťastie vám prejde medzi prstami ako voda. Leto sa postupne presúvalo k svojmu záveru, nastupovala jeseň. Malý psík už nebol taký malý, nezbedník vládal behať aj pol dňa, no ja som aj tak venoval veľa času pokračovaniu štúdia témy „Ako postaviť a prevádzkovať svoju slnečnú elektráreň“. Získaval som vedomosti a osvojoval si skúsenosti iných. A zvažoval, ako využiť súčasné objekty na pozemku pre budúcu elektráreň. Len tie ceny! Ak nerátame (aj tak drahú) bižutériu okolo FVE, tak je potrebné zakúpiť štyri základné komponenty: solárne panely, regulátory nabíjania, meniče (prípadne kombinované prístroje regulátorov a meničov) a akumulátory. No a disponibilný rozpočet bol vždy len na 3/4, nech som to počítal z ktorejkoľvek strany.

Keď začal vývoj v Európe smerovať do „energetickej krízy“, bol som takmer rozhodnutý, že keď to pôjde, postavím tu elektráreň. V lete používam dosť stolárskych strojov, máme aj elektrické záhradné náradie, na jeseň a na jar by sa tým dalo temperovať, na elektrine by sa dalo variť, ušetrilo by sa za plyn a v záhrade za benzín. Ekonomické výpočty striedali technické, špekuloval som, koľko panelov by sme potrebovali, kam by sme ich umiestnili, akú veľkú (a drahú) batériu by sme k tomu potrebovali. Aký výkon potrebujeme. Jediné, čo som už vedel, bolo miesto pre „strojovňu“ elektrárne. A to dosť ďaleko od budúcich panelov, teda ďalšie komplikácie a peniaze navyše. Prikláňal som sa k verzii so samostatnými meničmi a regulátormi, najmä s ohľadom na prípadné problémy s poruchami aj s možnosťou postupného rozširovania. Podrobné štúdium vyústilo k predbežne definitívnemu výberu výrobcu a modelových radov.

Ako rozumný kompromis medzi kvalitou, životnosťou, výkonom a cenou som si pre elektroniku vybral čínskeho výrobcu Epsolar a jeho regulátory a striedače Epever. Má dosť široký sortiment parametrov. Čo sa týka chémie akumulátorov, vzhľadom na možnosti merania aj životnosti, som zavrhol olovené a nechcel som moderné LiFePo4, vyhovovali mi LiIon. Najmä svojou linearitou napätia v závislosti od uloženej kapacity, tým aj jednoduchého merania a kontroly. Páčila sa mi možnosť zložiť batériu z jednotlivých článkov 18650, času aj modelárskych skúseností je dosť. No len tie prepočty. Lacná baterka by bola zbytočná, nepotiahla by ani len záhradné čerpadlo či slabú rýchlovarnú kanvicu. A baterka, čo by stála za to, aj dosť stála. Takmer som bol rozhodnutý pustiť sa do stavby vlastnej fotovoltickej elektrárne, len chýbali peniaze na všetko. A držím sa zásady, že keď nemôžem niečo dokončiť, nemá cenu ani začínať. Peniaze sa minú, účinok nijaký a do iného projektu sa nedá pustiť, lebo sa minuli peniaze zbytočne.

V tejto situácii sa na MyPower.cz objavila ponuka predaja vyselektovaných článkov LiIon 18650 za cenu veľmi zaujímavú. Nezaváhal som, kontaktoval predajcu a onedlho ho navštívil. A odviezol si 700 kusov článkov. Doma som ich testoval, triedil a pri tom znovu počítal. Došlo mi, že som urobil chybu. Zavolal som predajcovi a dohovoril sa na ďalšej návšteve. A odviezol si ďalších 1500 článkov! To by už mohla byť slušná batéria a za veľmi slušné peniaze!

V decembri 2021 som sa definitívne rozhodol. Postavím fotovoltickú elektráreň vlastnými rukami. A začnem LiIon akumulátorom.

Z Číny som objednal plastové držiaky na články, regulovateľnú hrotovú pájkovačku, z Poľska kvalitný cín, tavidlo aj Izopropyl, zohnal si odpadové vodiče aj kábliky a začal s výrobou jednotlivých maxičlánkov. Každý z nich obsahuje bezpečnostnú poistku. Zložil som 18 maxičlánkov po 100 alebo 80 jednotlivých článkov 18650 na plánovanú 24 V batériu.

Koncom zimy 2021/2022 som mal články hotové. To už som bol po ukončení PN a zároveň pracovného pomeru. Čo tiež znamenalo, že mám čas na stavbu, ale všetko pôjde len z rezerv. Tiež som si doviezol 7 kusov panelov Amerisolar 285 (jeden do rezervy, keby dačo – a stalo sa!) a zatiaľ ich uskladnil v prístrešku. Energetická kríza sa prehlbovala, ceny elektriny a plynu strieľali do astronomických výšin a ceny fotovoltických komponentov rástli tiež. Objednal som jeden veľký regulátor a jeden menič na 24 V. A čakal dlhé týždne na ich dodávku.

Medzitým som dostal ponuku na zamestnanie na čiastočný úväzok. Začiatok jari som si inak predstavoval, takto som robil v podstate dva a po dňa do týždňa, občas nadčasy, takže ani dosť času pre seba ani dosť peňazí. Aspoň že som to mal len pár kilometrov a po smene som bol rýchlo v záhrade. Ten rok nás potrápila tráva, v živote som toľko nekosil. Baterky boli odložené, komponenty na ceste, občas som dokúpil nejaké drobnosti, ktoré sa ponúkali za výhodnú cenu. Elektráreň v podstate stála, hoci jaj som sa nezastavil.

Kde budú solárne panely?

Na plechovú strechu starého domu som ich nechcel dávať. Hlavne preto, že som si naplánoval modulárny rast svojej FVE a strechu som si nechával na neskôr, keď už budem solárny macher 😉 Rovnako tak som mal vybranú budúcu baterkovňu a strojovňu FVE.

Takže kde v záhrade postaviť konštrukciu na panely? Ako u nás býva v záhrade zvykom, každá vec plní najmenej tri funkcie, takže aj stojan na panely mal byť len doplnkovo držiak panelov. Ponúkalo sa postaviť strechu nad betónový gril s víziou rozšíriť to na väčšiu terasu. Stačilo trochu kresliť, trochu počítať a bolo jasné, že ak má byť strecha nad grilom vyššie, ako budúca strecha budúcej terasy a so správnym sklonom na juh, stavať štvormetrové stožiare nie je dobrý nápad…

Už dlhšie sme plánovali miesto na sedenie na trávniku pod reštauračným slnečníkom nahradiť malou terasou. Kreslá pre ňu sme mali kúpené od roku 2019, kedy sme na našej cyklodovolenke v Lednici dopĺňali nábytok v penzióne. Tak som sa do toho v lete 2022 pustil, čo mi sily po práci v zamestnaní a po práci v záhrade stačili. Kostra bola hotová v septembri, v októbri sme osadili šesť panelov. Len podlahu som dokončoval až na jar 2023.

Takže panely boli na streche a baterky v komore. Bolo treba zložiť baterku a prepojiť ju s panelmi. Sám som si spravil takzvaný kombinerbox na prístrešku, kde sa spájajú káble z panelov cez rôzne ochrany a odtiaľ má viesť hrubý kábel do baterkárne. Kým som čakal niekoľko týždňov na elektrikárov, aby mi tých 40 m hrubého kábla natiahli vzduchom medzi prístreškom a domom, upravil som roh v konici. Podlahu vyrovnal vybetónovaním schodíka pod baterky a steny obložil nehorľavým cetrisom.

Kábel visel na lanku, bolo by ho zapojiť aj v baterkárni. To už sme sa dostali do doby, kedy som ukončil pracovný kontrakt, nemal som chuť pracovať v atmosfére, ktorú vytvárali pracovníci firmy, v ktorej som bol outsourcovaný. To boli drahé peniaze. Voľný čas som využil efektívne. Ukázalo sa totiž, že náš starý dom nemá vlastné uzemnenie elektrickej sústavy, čo pri dodávke prúdu z distribučnej siete nevadí, oni to uzemnené majú, ale keď sa od nich odpojím a pripojím rozvody na svoju elektráreň, hrozí prúser.

Takže som koncom zimy vykopal járok, asi dva kubíky zeminy som motúčkom odvozil za kompostéry a keď elektrikári položili vodič a spojili ho so zatlčenými zemniacimi tyčami, mohol som všetko navoziť naspäť 😉 Uzemnenie končilo na svorke v baterkárni.

Pri kontrole maxičlánkov pred zostavením akumulátora som zistil, že jeden je kaput (samovybíjanie) a druhý má problém. To by znamenalo vyradenie jednej paralelnej vetvy. Teda zníženie kapacity asi o 30%. Dosť. Väčším problémom je dovolená záťaž. Kým podľa plánu som mohol odoberať takmer 5 kW, teraz len 3,5 kW. Teda plánovaný druhý menič by bol z hry.

Všetko je vždy tak, ako má byť. Pre 24 Voltový systém som sa rozhodol s tým, že to stačí na to, čo v záhrade máme a používame vrátane mojich strojov. No stále mi to vŕtalo v hlave, že silnejšie stroje poháňať môže byť problém. 3 kW menič berie z 24 V akumulátora 125 Ampérov a na to potrebuje nie len káble, ale aj poistky. A tu prestáva sranda. Takže som pretavil problém v príležitosť a uspokojil hlodajúceho červíka. Preskladal som akumulátor na 48 voltový, zrušil starý držiak bateriek a dal sa vymýšľať nový, ktorý sa vojde do už betónového základu v baterkárni.

Ďalšia vynútená pauza

Čo sa môže pokaziť, to sa aj pokazí. Pri rutinnej kontrole môj lekár zistil, že minulý rok sedenia za počítačmi v tej firme, čo som nemal rád, sa podpísal pod môj chrbát viac, ako bolo vidieť na prvý pohľad. Vidina ďalšej operácie sa približovala. Tá pauza vtedy bola fakt dlhá, rekonvalescencia pomalá, no oplatilo sa, vydržal som dlho. No zopakovať si to som nechcel, ak by sa dalo. Takže dlhé týždne opakované procedúry, po ktorých kľud na lôžku až do večera, zákaz sedenia až do konca prázdnin, ak sa nič nepokazí. Do záhrady som chodil len občas, autobusom, lebo len tam sa dá legálne za jazdy stáť 😉 Na jedenie som si už pred prvým zákrokom pripravil na terase barový pult „na stojáka“ a posledný raz pokosil, lebo som vedel, že to bude pre mňa náročné. Stáť, chodiť, ležať, nezohýnať sa, nedvíhať bremená a nesedieť. No a teraz robte dačo.

V jeseni som na elektráreň nesiahol, bol som rád, že som dobiehal zameškané v záhrade. A medzitým cvičil a oddychoval. Týždne utekali, slnka ubúdalo a solárna elektráreň ešte nevyrobila ani kilowatt, stále sme prikurovali a varili plynom vo fľašiach.

Do konca februára musí byť hotovo!

Po sviatkoch som sa zaťal. Musím to už dokončiť, od marca bude slnka habadej, ale tiež bude treba veľa elektriny, nie len na temperovanie, ale aj pre stroje. Valí sa na nás robota a od apríla musím rátať aj s kosením a práce okolo zeleniny. Celý problém v zime je ale s tým, že je zima. Doslova. V miestnosti strojovne bola teplota ako vonku (našťastie tam už nemrzne), takže som si vždy vybral deň, kedy aspoň na pár hodín vystúpila teplota trochu nad nulu, radšej nad päť stupňov, kedy sa už ani izolácie na kábloch nelámu. A aspoň dve hodinky na elektrárni popracoval. Časť materiálu som mal už v zásobe, ale dosť ho bolo treba dokupovať. Týždenne aj traja kuriéri doviezli nejaký elektromateriál a káble. Konečne som k článkom batérie pripojil zbernice aj moduly merania, tiež množstvo drobných káblikov systému jej bezpečnosti, strašná babračka. A na cetrisovej stene sa začali postupne objavovať regulátory nabíjania, ističe, zbernice, pripojovacie svorky, farebné káble, systém kontroly batérie a jednotlivých článkov, menič napätia aj záložný zdroj nabíjania zo siete 230V. Pretože nie len samotná výroba elektriny je dôležitá, ale aj bezpečnosť a preto som dôraz kládol aj na bezpečnostné prvky a prvky budúcej automatizácie nie len FVE, ale aj celej domácnosti a záhrady. A samotná elektráreň bola už od začiatku koncipovaná ako modulárna s ohľadom na budúce rozširovanie. Teda aj prepojovací kábel medzi panelmi a baterkárňou je dimenzovaný na väčšie prúdy a je zdvojený, rovnako tak sú regulátory dva a je tam rezerva na tretí.

Naša elektráreň začínala mať svoje kontúry, začali sa rozsvecovať „rôzne svetielka“, ako zhodnotila Olinka a objavilo sa množstvo farebných káblov. Kuriéri neprestávali nosiť ďalšie balíčky, ako som postupoval ďalej podľa jednotlivých modulov a dokupoval ďalší materiál na výstavbu. Mohol som síce väčšinu z potrebných vecí kúpiť aj u nás v meste, ale elektromateriál cez eshop vyjde o tretinu lacnejšie a občas aj na polovicu. A pri stovkách eur ide o poriadny balík peňazí. Najviac som však ušetril na batérii, tam sa to môže rátať v tisíckach eur, hoci to stálo kopu času, ktorý som ale mal, a medzitým som sa staral o záhradu a hydinu. Teda šetril ďalšie peniaze 😉

Na konci januára sa ukazovalo, že svoj záväzok (koniec februára) by som mohol stihnúť. Výrazne mi k tomu pomohlo na toto ročné obdobie nezvyklé teplo. Spolu s predĺženým dňom som mal viacej času na kábliky a moduly. A tak keď už „svietili tie svetielka“ na baterke, pripojil som aj menič a hlavne vetvu vyrábaných 230V vrátane istenia a merania, zatiaľ len v provizórnej testovacej podobe. Neustále som všetko kontroloval a meral.

Víkend pred Valentýnom som pripojil akumulátor na zbernicu, pripojil menič, zapol ho a vyrobil prvú vlastnú elektrinu. Prvý raz sme štiepkovali vŕbové prúty a nemuseli za to platiť.

O pár dní dorazili aj DC ističe a hrubé farebné drôty a konečne som prepojil vedenie od panelov k regulátorom. Slnko už síce bolo nižšie a dosť na západe, ale solárne panely začali dodávať elektrinu do akumulátora!

A tak 14. február bude u nás mať ako sviatok svoje významné miesto v kalendári. Bude to Deň víťazstva pracujúceho človeka nad energetickou lobby. Teda Víťazný Február.

Ešte nie je hotovo. Ešte treba doladiť parametre nabíjania a vybíjania akumulátora, nájsť bezpečné medze, vyladiť automatizáciu bezpečnosti. A urobiť krátky prepoj z elektrárne na prepínač sietí pre vonkajšie rozvody smerom k terase. Zatiaľ ide naša elektráreň v „ručnom režime“, teda ju pred odchodom zakaždým vypínam a zapínam až po príchode do záhrady, aby som ju mal pod plnou kontrolou. Ale je funkčná a už nám začína šetriť prvé eurá. Dva roky a mesiac od prvého nákupu komponentu našej solárnej elektrárne. A dva a pol roka od rozhodnutia, že postavím našu fotovoltickú elektráreň. Všetko vlastnými rukami. Stálo to nakoniec 5/4 namiesto pôvodných 3/4, ale už je spústa vecí kúpených s ohľadom na krátku budúcnosť.

Naša elektráreň funguje v takzvanom ostrovnom režime. Nie je v nijakom mieste spojená s distribučnou sieťou, nehrozí dodávka elektriny do siete, nikomu nič nebudeme predávať ani dávať do nejakej frikulínskej „virtuálnej batérie“. A funguje aj vtedy, keď v drôtoch na ulici nie je elektrina (čo nie je samozrejmé u mnohých dotačných elektrární!). Pribudla mi ďalšia starosť, ale najmä veľká radosť. Po potravinovej (čiastočnej) nezávislosti máme aj energetickú (čiastočnú) nezávislosť.

Nech žije Víťazný Február!