Je vzácné vidět instalaci solárních panelů na rodinném domě, která by nezahrnovala i baterii. V rodinných domech jsou akumulátory praktické a majitele domů motivují k jejich pořízení pravidla dotačního programu Nová zelená úsporám. Jak je to ale v případě bytových domů? Jsou baterie součástí solárních elektráren v bytových domech?
Pokud nemáte čas na pročtení celého článku, důležitý závěr je tento: baterie se do bytových domů obecně nehodí. Existuje několik důvodů: akumulátory pro bytové domy jsou nákladné a zvyšují dobu návratnosti investice. Baterie je během svého provozu vystavena velkému namáhání, což znamená, že její životnost nebude příliš dlouhá. Aby byli obyvatelé bytového domu v bezpečí, musíme se vypořádat s možnými riziky požáru, a to bez ohledu na to, zda požár byl či nebyl způsoben baterií.
Je také důležité si uvědomit, že velkou část energie uložené v baterii nelze využít pro potřeby obyvatel domu. Kvůli vlastnostem statického alokačního klíče skončí část energie při vybíjení akumulátoru nevyhnutelně v distribuční síti. A konečně, akumulátor v bytovém domě nemůže sloužit jako záložní zdroj, který chrání bytový dům pro případ výpadku sítě.
Tyto a další důvody, proč není dobrý nápad dávat baterie do bytových domů si rozebereme dále v tomto článku.
FVE s baterií má vyšší nároky na požární bezpečnost
Fotovoltaická elektrárna s bateriemi má vyšší nároky na požární bezpečnost, než elektrárna bez nich. Baterii nelze v bytovém domě umístit kdekoliv. Musíme pro ni najít místo v dolní části domu tak, aby bylo možné baterii z domu snadno vynést v případě požáru. Pro akumulátor je nezbytné najít samostatnou místnost, která představuje požární úsek oddělený od zbytku domu, hlavně od únikových cest.
U fotovoltaických elektráren bez baterií máme mnohem větší volnost při umisťování technologie. Na bytových domech s plochou střechou s úspěchem celou technologii FVE umisťujeme přímo na střechu domu. Fotovoltaické panely, střídače, část přepěťových ochran, to vše zůstává na střeše, která sama o sobě představuje samostatný požární úsek. Výhodou tohoto řešení je, že se do interiéru domu vůbec nezatahuje stejnosměrná (DC) část vedení, na které může být v plném provozu stejnosměrné napětí až vyšší stovky voltů.
Toto řešení je z pohledu požární ochrany nejvýhodnější.
Baterie je drahá a prodlužuje návratnost investice
Pro bytové domy musíme volit baterie o kapacitách násobně vyšších, než je tomu u rodinných domů. Na bytových domech stavíme větší elektrárny, které pak vyžadují vyšší kapacitu akumulátorů. Baterie nevyrobí žádnou energii navíc, jde pouze o posunutí možnosti spotřebovávat vlastní elektřinu v čase, kdy už ji panely nevyrábí.
Za možnost spotřebovat energii večer či v noci je však draze zaplaceno, baterie je tou nejdražší a nejzranitelnější komponentou na celé fotovoltaické elektrárně. Je na druhou stranu otázkou, zda nemáme či v budoucnu nebudeme mít k dispozici výhodnější možnosti, jak s přebytečnou energií naložit. Je důležité si uvědomit, že od roku 2024 začnou postupně nabíhat pravidla pro sdílení elektřiny napříč celou energetikou.
Širší komunity přinesou větší zhodnocení energie, která nebyla v bytovém domě ihned spotřebována. Lokální energetická společenství budou velkou konkurencí právě pro ukládání elektřiny v bateriích pro odloženou spotřebu v daném místě.
Velká část energie půjde z baterie rovnou do sítě
Energie se z baterie uvolňuje podle aktuálních potřeb obyvatel bytového domu. Čím vyšší spotřeba v domě tím vyšší odběr. Avšak energie z akumulátoru se v každém okamžiku rozděluje stejně, jako energie z fotovoltaických panelů, tedy podle statického alokačního klíče. V bytovém domě tedy nastává situace, že energii aktuálně potřebuje pouze část obyvatel, ale uvolňuje se dle alokačního klíče všem rovnoměrně.
Když si představíme extrémní případ, že je večer, čas po setmění. Fotovoltaika již nevyrábí a baterie je plně nabitá. Bytový dům je prázdný, téměř všichni obyvatelé jsou někde na cestách či na dovolených. Doma je v tuto chvíli pouze jedna rodina z celkových deseti. Tato jedna rodina aktuálně vaří, pere v automatické pračce a myje nádobí v myčce, její spotřeba je 1 kW/h. Alokační klíč této rodiny je 10 %. Z baterie se čerpá energie 1 kW, protože to je aktuální spotřeba celého bytového domu.
Pro potřeby této jedné rodiny alokační klíč přidělí 100 W, zbylých 900 W však bude algoritmus alokačního klíče vyhodnocovat jako dodávku do distribuční sítě. Nejspíš nikdy nenastane takto extrémní situace se zcela prázdným bytovým domem, avšak k nerovnováze spotřeby bude docházet a díky alokačnímu klíči může až 50 % uložené energie skončit “papírově” v distribuční síti.
Ukládat energii do baterie, aby se pak dodala do distribuční sítě, se může vyplácet pouze při prodeji v tarifu tzv. spotových cen. V bytových domech však bude častější prodej na bázi fixních cen.
Je třeba si uvědomit, že baterie se nabíjením a vybíjením amortizuje. Její životnost je daná nějakým konečným počtem nabíjecích cyklů. Každé nabití a vybití akumulátoru tedy něco stojí a uloženou energii je proto třeba využívat tím nejefektivnějším způsobem.
Více informací k energetickým komunitám a jak fungují alokační klíče se dočtete v článku Jak funguje energetická komunita v bytovém domě?
Pomocí baterie nelze nic zálohovat proti výpadku
Možnost zálohovat část rodinného domu nebo dokonce celý rodinný dům proti výpadku distribuční sítě patří k hlavním důvodům, proč si lidé akumulátory do rodinných domů pořizují. Jde o posílení bezpečnosti domácnosti a jejích členů. K tzv. black-outu může dojít z různých důvodů (poruchy, bouřky, vichřice atp.) a mohou trvat různě dlouho, nejčastěji v řádu hodin, mohou však trvat i několik dní. Možnost zálohování rodinného domu funguje jako pojistka. Funkce back-up vám může zachránit zásoby v lednici či mrazáku nebo díky němu dokážete provozovat kotel na pevná paliva.
Elektrárnu s funkcí back-up však v bytovém domě provozovat nelze. Není možné nic zálohovat napříč odběrnými místy, pouze spotřebiče na jednom odběrném místě, ke kterému je připojena fotovoltaika. V bytovém domě se elektrárny připojují k odběrným místům společných prostor, na kterých lze zálohovat nanejvýš osvětlení chodeb či podzemních garáží.
Zálohování proti výpadku by v bytovém domě nebylo o moc jednodušší ani v případě, že jsou jednotlivá odběrná místa sjednocena do jednoho společného. Celý bytový dům a všechny bytové jednotky v něm by byly odkázány na výkon jediného střídače. Během chvíle by došlo k jeho přetížení a odpojení. V bytovém domě by bylo velmi složité vybrat v každém bytě pouze kritické okruhy, které budou zálohovány proti výpadku. Do každého bytu by musely vést dva energetické okruhy (jeden běžný a druhý zálohovaný) a to by bylo velmi drahé.
Baterie v bytovém domě budou mít krátkou životnost
Relativně malé baterie (s malou kapacitou) v relativně velkých elektrárnách budou zákonitě velmi namáhané. I když omezíme rychlost jejich vybíjení, nabíjet se budou během většiny kalendářního roku velmi rychle. Rychlé nabíjení bude snižovat životnost baterií. Baterie jsou v solárních elektrárnách nejcitlivější součástí. To dokazují záruční lhůty na baterie, které výrobci poskytují v rozmezí 6 až 10 let.
Pokud na střídači omezíme rychlost vybíjení akumulátorů za účelem prodloužení jejich životnosti, pak zákonitě nebudou sloužit tak, jak by bylo v bytovém domě potřeba. V době odběrové špičky odpoledne a navečer nebudou akumulátory dodávat dostatek energie na pokrytí energetických potřeb jednotlivých domácností.
Očekáváme, že lithiové baterie v bytovém domě vydrží v rozumné kondici asi 10 let. Tento čas ale odpovídá době návratnosti investice do akumulátorů. Nejpozději po 10 letech bude třeba provést reinvestici.
Závěrem
Abychom v tomto článku lithiové baterie pouze nehanili: jde o technologii, která za posledních 10 let ušla pořádný kus cesty, výrobci dokázali fantasticky zvýšit účinnost, kapacitu i spolehlivost baterií. Ale nespíš tato technologie neušla dostatečný kus cesty na to, aby se ve větším měřítku hodila do větších instalací jakými jsou i instalace fotovoltaiky na bytových domech.
Baterie umožňují spekulaci se spotovou (denní) cenou elektřiny. Pomocí předpovědí ceny na denním trhu s elektřinou může být výhodné nabíjet akumulátory ze sítě, pokud je elektřina zdarma či za zápornou cenu. Naopak může být výhodné tlačit elektřinu z akumulátorů do sítě, pokud je v daný okamžik spotová cena vysoká. Společenství vlastníků a bytová družstva jsou však poměrně konzervativní subjekty, nelze očekávat, že budou mít ve větším měřítku tendence k rizikovým spekulacím s cenou elektřiny.
Bytové domy jsou obvykle v hustě zastavěných oblastech, ve kterých se do budoucna počítá se vznikem místních energetických společenství. Zde budou důležitou roli hrát přebytky z fotovoltaických elektráren, které výrobci prodají výhodněji a napojení spotřebitelé je výhodněji nakoupí.
V místních energetických komunitách, které obchodují v rámci jedné ulice či jedné čtvrti, se v horizontu jednotek let počítá s úlevami na distribučních nákladech, které dnes činí cca 2 Kč/kWh. Příslušná legislativa již vzniká (viz např. Lex OZE II).
Výhodnost investice do baterií závisí na rozdílu mezi cenou elektřiny nakupované ze sítě a cenou, za kterou dokážeme energii do sítě prodat. Čím menší je tento rozdíl, tím méně výhodná je investice do baterií.