Fotowoltaika + grzałka, ZERO elektroniki - zapraszam do dyskusji

[MaciekTyr.]

...

W szczególności ten fragment o tym, czemu dwa panele tak powoli ładują aku (zamiast aku możesz podstawić "grzałkę")

No właśnie nie. Aku wymaga prądu o określonym napięciu a sterowanie elektroniczne to zabawa, jak niestbilne źródło zasilania w postaci FV uładzić do oczekiwanej wartości V, a przy tym wyciągnąć maksymalną sprawność. (bo najłatwiej, to przeciążyć i obciąć nadwyżki ale to właśnie oznacza słabe wykorzystanie potencjału paneli).
Natomiast grzałka ma sobie grzać na max, mniej, trochę... a całość ciepła wędruje w murek i tam się łądnie wyrównuje i wydobywa do pomomiesczenia adekwatnie do jego niedoboru energetycznego

[MaciekTyr.]

Dom=czajnik
Powietrze w domu=woda
No chyba że zrobiż z siebie transformator okręcając się drutem grzejnym.

Nie. Pojęcie sprawności jest umowne (jak widzisz w definicji) i w przypadku gotowania wody dotyczy osiągnięcia tego efektu a w przypadku ogrzewania domu - ciapła dostarczonego do jego wnętrza a nie Twoich wnętrzności, choć i taki kierunek rogrzewania istnieje (mikrofale, i IR). Innymi słowy - grzałka od herbaty (w herbacie lub bez) właczona w salonie ma 100% sprawności, jako źródła ciepła w domu, natomiast ta sama grzałka ogrzewająca zasobnik do CO już nie, bo odliczymy ciepło, które zostało w kotłowni.

Zauważ, że posród mnogości danych znamionowych kaloryfera (m.in moc) nie podaje się jego sprawności - właśnie dlatego, że przedmiot ten, w całości będąc w docelowym miejscu, pobiera i oddaje (dalej w rurkę albo do pomieszcenia) tą samą ilość ciapła. Nic nie "ginie" bo nie ma gdzie. Tzn "gine" (np przez lufcik), ale to już nie jest zakres kaloryfera

[Kaizen]

No właśnie nie. Aku wymaga prądu o określonym napięciu

No właśnie nie. Pusty obniży napięcie, pełny pozwoli mu rosnąć do napięcia zwarcia (wykańczając aku). Różnica taka, że grzałka będzie przestanie pobierać cokolwiek dopiero, jak termostat ją odetnie - a wcześniej będzie brała ile ma w omach obniżając napięcie daleko poniżej optymalnego. Bez elektroniki będziesz miał małą część mocy maksymalnej w danych warunkach.
No, chyba, że grzałka będzie miała znacznie mniejszą moc od paneli. To z kolei napięcie będzie powyżej optymalnego. Chyba, że akurat takie promieniowanie będzie, że zupełnie przypadkiem się wstrzeli w punkt mocy maksymalnej dla danych paneli obciążonych konkretną grzałką.

[MaciekTyr.]

Chyba masz rację. Dziwne wydało mi się jak niby, dokładając omów miałoby ronąć napieci źródła (panela), ale po tym jak napisałeś - to chyba możliwe. Mała oporność, przy niskim promieniowaniu (niski potencjał źródła) zwala napięcie... moze tak być
Zatem powinna być dodatkowo aktywna zmiana rezystancji

[marvinetal]

Ideą natomiast pozostaje samo porzucenie standaryzacji parametrów wyjścia (inwenter) oraz pomysł kumulacji (ściany zamiast aku, czy zasobników wodnych). Biorąc pod uwagę polski klimat, układ byłby przydatny w ok 80% dni roku.

Obecnie grzejesz przez 80% dni w roku, t.j przez 9.5 miesiąca?

Koncepcyjnie wykorzystywane PV tylko do grzania nie ma sensu bo podaż jest odwrotnie skorelowana z popytem - im więcej energii potrzeba tym mniej jest dostarczane. W zimie przez miesiąc dostarczysz zapotrzebowania na 2-3 dni. A gdy energia się pojawia to ty akurat wyłączasz instalacje. Sprawność takiego układu to ze 20-30% w skali roku. Czas zwrotu? Pewnie z 50 lat jak będą podwyżki.

[MaciekTyr.]

Obecnie grzejesz przez 80% dni w roku, t.j przez 9.5 miesiąca?

Koncepcyjnie wykorzystywane PV tylko do grzania nie ma sensu bo podaż jest odwrotnie skorelowana z popytem - im więcej energii potrzeba tym mniej jest dostarczane. W zimie przez miesiąc dostarczysz zapotrzebowania na 2-3 dni. A gdy energia się pojawia to ty akurat wyłączasz instalacje. Sprawność takiego układu to ze 20-30% w skali roku. Czas zwrotu? Pewnie z 50 lat jak będą podwyżki.

Bardzo dobrze, że podsumowałeś najważniejszym - CZASEM ZWROTU
Sprawność (jak już tu pisaliśmy) jest pojęciem umownym, bo my ustalamy czego ma dotyczyć (jaką część E traktujemy za dostarczoną i którą jej częś za wykorzystaną) PV to sprawność 20% na max obrotach, czyli w PL średnio jakieś 10% a i tak ma to sens.

Zatem do rzeczy, czyli zwrotu inwestycji
Wskazana instalacja 4,5kW to koszt panele 12000, reszta (kabel włacznik, drut oporowy, montaż) 1500, czyli 14000
Produkcja roczna: 2250kWh co liczę jako 50% nominalnej - z powodu jaki wskazałeś (myślę, że licząc na dni grzanie może dać to 9,5 miesiąca, sprawdź ile dni w roku temp zewn przekracza 21oC, natomiast faktycznie zimniej, jak mniej słońca i stąd taki szacunek.
Zwrot - ok 10 lat co nie napawa optymizmem, zwłaśzcza, że to dla założenie, że ktoś dogrzewa się prądem

Tak - ekonomicznie słabo zasadne

Na tym etapie jedynie jako idea:
"Jeśli produktem źródła odnawialnego ma być samo ciepło, to zasadne może być pominięcie procesów inwersji do DC, stabilizacji oraz akumulacji elektrycznej lub wodnej, gdyż obie te funkcje mogą przejąć przegrody budynku o dużej zdolności akumulacji cieplnej"

A o opłącalności będa już decydować ceny PV ew, turbin wiatrowych

[Kaizen]

Produkcja roczna: 2250kWh co liczę jako 50% nominalnej - z powodu jaki wskazałeś (myślę, że licząc na dni grzanie może dać to 9,5 miesiąca, sprawdź ile dni w roku temp zewn przekracza 21oC, natomiast faktycznie zimniej, jak mniej słońca i stąd taki szacunek.

Tak jak napisał Ci marvinetal - prąd z PV masz w lwiej części wtedy, gdy grzać nie trzeba. Oprócz strat uwzględnij zyski. I tym sposobem ogrzewanie we współcześnie budowanym domu trzeba włączyć jak średnia dobowa temperatura spada poniżej 10* - bo powyżej straty są uzupełniane zyskami. Do tego nawet w większe chłody, ale słoneczne dni grzać nie trzeba bo to samo słoneczko, które produkuje prąd w panelach wpada przez okna i grzeje wnętrze domu, grzeje dach, elewację - więc i straty mniejsze.

Na tym etapie jedynie jako idea:
"Jeśli produktem źródła odnawialnego ma być samo ciepło, to zasadne może być pominięcie procesów inwersji do DC, stabilizacji oraz akumulacji elektrycznej lub wodnej, gdyż obie te funkcje mogą przejąć przegrody budynku o dużej zdolności akumulacji cieplnej"

Kable w ścianach, podłodze i stropie? Owszem, można. Tylko co z tego, że je będziesz miał, kiedy grzać jako tako będą może w październiku (tak orientacyjnie - zależy, jakie temperatury i ile słońca). Wcześniej będą grzały za mocno, a później za słabo.

Ale teraz każdą kombinatorykę zabijają dopłaty - jak dostaniesz 23K zł dopłaty + odliczenie reszty od podstawy opodatkowania, pod warunkiem podpięcia do sieci i montażu oprócz PV EMSa i/lub magazynu, to nic innego opłacalnością nie wygra. Tym bardziej, że jak dotąd ceny "skupu" prądu były wyższe, niż sprzedaży - więc i maksymalizacja autokonsumpcji nie ma sensu (wręcz przeciwnie).

[gondoljerzy]

Jesteś pewien? Nie kwestionuję, bo ja pewności nie mam i może ktoś kompetentny wyjaśni, ale z tego co piszesz, to panel przy słąbym świetle i małej oprności da nam marne 6V i 13W a jak zwiąkszymy oporność, to jego napięcie skoczy do 35V i moc do 75W...

100% pewności nie mam, ale tak rozumiem opisy działania paneli. Prąd jaki może produkować panel wynika z ilości światła. Napięcie wynika z fizyki półprzewodnika i dla jednego ogniwa jest rzędu 0,5V, a że w panelu masz ileś tam ogniw szeregowo, to dla panela może być 30, 40 czy 50 V. Gdy obciążyć taki panel za małą rezystancją, to ona działa jak zwarcie. Ale prądu więcej nie będzie, więc spada napięcie. Reszta energii zamienia się w ciepło w panelu.

...
Zatem do rzeczy, czyli zwrotu inwestycji
Wskazana instalacja 4,5kW to koszt panele 12000, reszta (kabel włacznik, drut oporowy, montaż) 1500, czyli 14000
Produkcja roczna: 2250kWh ...

Bez sensu. Jeśli chcesz mieć ciepło ze słońca, przeznacz te pieniądze na kolektory słoneczne z glikolem. Tam sprawność uzysków jest rzędu 80% i rocznie dostaniesz kilka razy więcej energii.

[MaciekTyr.]

Jeśli chcesz mieć ciepło ze słońca, przeznacz te pieniądze na kolektory słoneczne z glikolem. Tam sprawność uzysków jest rzędu 80% i rocznie dostaniesz kilka razy więcej energii.

Tak ogólnie, to każda energia, którą się grzejemy pochodzi ze słońca Czy to węgiel, butan, sosna, wiatr, czy solary.
Oczywiście oststecznie chodzi o opłącalność rozwiąznie a to obejmuje zarówno proces transformacji,, jak i kumulacji. Hydraulika z glikolem..? OK - kwetsia kosztów. W tym rozwiązaniu pow. poboru będzi mniejsza (jak wspomniałeś), natomiast przesył (pompy i rurki) i magazynowanie (izolowany zbirnik) już kosztowniejsze. I właśnie koszty decydują
Choć nie do końca, bo dziś mogą decydować dopłaty.

Zatem, bardzo dziękuję za bardzo rzeczową i konstruktywną ocenę i z pewnością nie ma na dziś kwestii "nowego, taniego rozwiazania". Pozostaje natomiast (moim zdaniem) założenie na przyszłość: - konwersja energii elektrycznej w ciepło nie musi obejmować przejścia przez parametry standaryzacji napięcia a do kumulacji warto użyć bezwładnosć masy konstrukcyjne budynku,j zamiast odrębnie projektowanych akumulatorów, czy to elektrycznych, czy hydraulicznych.

[Kaizen]

Tak ogólnie, to każda energia, którą się grzejemy pochodzi ze słońca Czy to węgiel, butan, sosna, wiatr, czy solary.

Prąd z atomu i energia geotermalna nie od Słońca.

do kumulacji warto użyć bezwładnosć masy konstrukcyjne budynku,j zamiast odrębnie projektowanych akumulatorów, czy to elektrycznych, czy hydraulicznych.

Policzyłeś, ile tej akumulacji wychodzi? Ja tak. 28,7kWh/K w moim domu. Nie za dużo. Ale większy problem, to że podniesienie temperatury domu powoduje dyskomfort termiczny bo zamiast się akumulować ta energia jest oddawana. Problematyczne też jest upchanie źródeł ciepła wszędzie, żeby ogrzać sufit, ściany itd. - strach gwoździa wbić a i koszt nie mały.

[MaciekTyr.]

Co to za jednostka kWh/K ?
Ostatniego zdania nie łapię? Proponuje coś dokładnie odwrotnego - nie upychanie aku, czy izolowanych beczek po stropach, kotłowniach, strychach i piwnicach a wykorzystanie tego co masz "w gratisie" - dobre kilka ton "szamotu". Kojarzysz pewnie elektryczne piece akumulacyjne? Tam właśnie tak było - grzałka wali, jak jest (tani) prąd a masa całe ciepełko wyrównuje i oddaje stopniowo. Dyskomfortu nie będzie a dokładnie przeciwnie - komfortowe pomieszczenia pobytowe, to właśnie te o dużej bezwładności. Przegrzewanie wykluczam, bo z założenia ma być to podgrzewanie. Kompensowane do zmiennych temp oczekiwanej istniejącym, regulowany systemem CO.

[Kaizen]

Co to za jednostka kWh/K ?

Ciepło właściwe.

Ostatniego zdania nie łapię? Proponuje coś dokładnie odwrotnego - nie upychanie aku, czy izolowanych beczek po stropach, kotłowniach, strychach i piwnicach a wykorzystanie tego co masz "w gratisie" - dobre kilka ton "szamotu".

Jak chcesz nagrzać te ściany, strop, wyposażenie? Robiąc najpierw w domu piekarnik, żeby powietrze mogło je ogrzać do temperatury, którą chcesz utrzymywać w domu? To spory dyskomfort. Do grzania istotna jest ta masa, którą ogrzejesz powyżej temperatury powietrza wewnątrz domu (czyli zdolna do jego ogrzewania) - w praktyce podłoga przy podłogówce, bufor, ściany przy ogrzewaniu ściennym, sufit przy sufitowym, piec akumulacyjny.

[stos]

(...)Taki układ (i takie wąskie przeznaczenie) daje sprawność instalacji (licząc od paneli) ok 100%, ponieważ grzałka oporowa, jako najprostsze urządzenie elektryczne oddaje dokładnie tyle energii, ile pobierze i nie musimy impulsować sinusoidy, optymalizować charakterystyki I/U, ani buforować nadwyżek.
Oczywiście te panele użyteczne będą jedynie w sezonie grzewczym, ale ten element kompensować ma cena i prostota rozwiązania.

Proszę o komentarze i opinie

W okresie zimowym produkcja z PV jest tak mala że nie pokryje strat ciepła do ziemi w proponowanym przez Ciebie systemie grzewczym.
Może gdybyś zastosował ponad 100kWp w panelach to może przy słabej zimie jakoś by to działało w dobrze ocieplonym domu o powierzchni grzania do 100m2.

[goguś]

W okresie zimowym produkcja z PV jest tak mala że nie pokryje strat ciepła do ziemi w proponowanym przez Ciebie systemie grzewczym.
Może gdybyś zastosował ponad 100kWp w panelach to może przy słabej zimie jakoś by to działało w dobrze ocieplonym domu o powierzchni grzania do 100m2.

Wiatraki po 3 kw sąw cenie ok 8 tys a zimą wredna pogoda to i wiatr przeważnie jest więc jako tako by to się zepło

[stos]

Wiatraki po 3 kw sąw cenie ok 8 tys a zimą wredna pogoda to i wiatr przeważnie jest więc jako tako by to się zepło

To już więcej energii wyprodukujesz podłączając generator do rowerka stacjonarnego niż z tego 3kW wiatraka. .

[klaudiusz_x]

Lepszym wyborem w porównaniu do pv, wydaje się turbina wiatrowa.
Ale to koszt za 10kW 150tys zł.
W zależności od regionu, osiąga rocznie 10-17MWh.
Nie podlega ustawie 10h.
Kiedy świeci słońce pv, kiedy go nie ma, wiatrak.

[MaciekTyr.]

Ciepło właściwe.



Jak chcesz nagrzać te ściany, strop, wyposażenie? Robiąc najpierw w domu piekarnik, żeby powietrze mogło je ogrzać....

Nie, no co TY? Odwrotnie. Grzałka (przewód grzewczy kilka kW) umieszczasz w poziomym brzegu ściany -najlepiej w łaczeniu ściany i wewnętrznego stropu. Można zrobić kryzę, albo nawet położyć i przykryć od zewnątrz izolacją term.
To właśnie owe "100%", bo start od instalacji - na zewnątrz nie będzie a ciepło zostaje w domu. Nie z powietrza - do murów a odwrotnie: grzałka>mur>powietrze + IR
Uważam że to spoko pomysł nawet na sam dystrybutor ciepła (dystrybucja i kumulacyjne wyrównanie). Z wadą braku precyzyjnego strerowania, ale to ma nadganiać istniejący system CO z termoregulacją