Jak se bydlí v chytrém domě? Základ je o nic se nestarat
Inteligentní dům je budova, která prostřednictvím stavební konstrukce, techniky prostředí, řídicích systémů, služeb a managementu zajišťuje optimální vnitřní prostředí. Dokáže reagovat na potřeby obyvatel a tím zvyšovat jejich pohodlí i bezpečí a snížit náklady na provoz. Jak taková teorie může vypadat v praxi? Odpověď jsme našli u Jaroslava Šuvarského, který před rokem v Praze postavil chytrý dům pro svou rodinu.
Přál jsem si být co nejsvobodnější a co nejméně závislý na okolí. Je to takový můj koníček,“ uvádí doslova jednatel společnosti S-Power Energies, o kterém by se dalo mluvit jako o výjimce z pravidla o kovářově kobyle. Jeho firma je totiž na českém trhu lídrem v instalacích střešních fotovoltaik a domácích bateriových systémů a on sám si dal záležet, aby jeho domácnost čerpala benefity těchto technologií na maximum.
Od dubna do podzimu dům vyrobí více energie, než kolik spotřebuje. Vedle fotovoltaiky s akumulací však vyniká i řadou dalších inovativních technologií, které jeho obyvatelům usnadňují život a poskytují značnou míru nezávislosti na okolí.
Diagnóza „baterkář“
Jaroslav Šuvarský
„V S-Power Energies dělíme zákazníky na tzv. vodaře a baterkáře – podle toho, zda chtějí energii z fotovoltaiky ukládat do ohřevu vody, nebo do baterie. Pro ty první je klíčová co nejrychlejší návratnost investice, druzí kladou důraz především na vlastní nezávislost. Já se jednoznačně řadím k druhé skupině,“ uvádí Jaroslav Šuvarský.
Jižně orientované střeše nemovitosti dominuje jednofázová fotovoltaická elektrárna o výkonu 4,6 kWp. Elektřinu z 16 panelů Jinko Solar ukládá hybridní střídač GoodWe GW 5048 ES do bateriového systému. Ten obsahuje tři 2,4kW lithiové baterie značky Pylontech o celkové úložné kapacitě 7,2 kW. Jedná se o technologii LiFePo4, která vyniká výkonem, velkou cyklickou životností a vysokou bezpečnostní. Úroveň nabití baterie lze sledovat přímo na jednotlivých článcích nebo prostřednictvím aplikace v mobilu či na počítači.
Pořízení této sestavy majitel částečně financoval z programu Nová zelená úsporám. Na realizaci čerpal dotaci ve výši 150 tisíc korun.
V případě, že se podaří akumulátory naplnit, střídač začne posílat přebytky do akumulační nádrže na teplou vodu – bojleru Dražice o objemu 160 litrů. K ohřevu vody však dům využívá také tepelné čerpadlo s integrovaným zásobníkem na TUV (viz dále).
Přebytky z FVE lze výhodně prodat
V absolutních číslech fotovoltaika dokáže pokrýt značnou část z roční spotřeby nízkoenergetického domu. Ta se pohybuje kolem 5 MW, ovšem jinak vypadá křivka spotřeby v zimě a jinak v letní sezóně. Od dubna do října je dům energeticky prakticky soběstačný, rodině stačí vykrývat odběrem z centrální sítě pouze večerní špičky, kdy zásoby z baterie nestačí napájet veškeré spuštěné spotřebiče. „Například vaření je energeticky velmi náročné, takže při přípravě večeře si dopomáháme energií ze sítě,“ upřesňuje majitel.
Častěji však zejména během léta nastává situace, kdy v systému vzniká více energie, než kolik dokáže pojmout. Střídač pak přebytky, které od dubna do října činí zhruba 90-150 kWh měsíčně, posílá do sítě. Aby majitel přebytkovou elektřinu jen tak „nevyhazoval z okna“, využívá speciální tarif Bonus S-POWER vzniklý na základě spolupráce firem S-Power Energies a Bohemia Energy. Ten mu garantuje výkup za aktuální tržní cenu – tedy ve špičce až 1,70 Kč/kWh.
„Výhodou je, že fotovoltaika obvykle generuje přebytky kolem poledne, kdy je spotová cena nejvyšší. Výnos za přebytkovou elektřinu je tak nejvyšší možný, aniž by bylo třeba kvůli tomu cokoli optimalizovat. Ve své podstatě jde o formu virtuální baterie, ovšem oproti konkurenci má mnohem výhodněji nastavené parametry: do sítě můžu prodávat za výhodnou sazbu, ze sítě naopak odebírat za levno. Jinými slovy mohu čerpat víc energie, než kolik uložím,“ vysvětluje Jaroslav Šuvarský.
Teoreticky (i prakticky) lze přebytky z FVE využít i k těžení kryptoměn. Vždy je ovšem třeba zvážit podmínky na trhu. „V současnosti to ekonomicky nedává příliš smysl, poslední dobou těžím jen minimálně. V době bitcoinového šílenství před dvěma lety jsem však těžbou bitcoinů pokryl zhruba třetinu investice do stavby domu,“ uvádí majitel, který si těžební přístroj díky své původní profesi v IT vyrobil sám.
Smart technologie zajistí úspory, ale hlavně komfort. Dům vše zvládá sám
Většinu z produkce FVE spotřebují sami obyvatelé domu. Ten disponuje třífázovou elektrizační soustavou, přičemž na první fázi je napojena fotovoltaika a převážná část spotřebičů. Na zbylých dvou, kam proudí energie z centrální sítě, se nachází pouze sporák s velkým příkonem (7 kW), záložní elektrické topení a zásuvky v garáži, kde je třeba při použití brusky, sekačky, vrtačky apod. poskytnout velký výkon na krátkou dobu. Každou fázi zabezpečuje jeden 25A jistič.
Část spotřeby připadá také na řídicí systém chytrého domu, který je mozkem veškeré elektroniky v domě, včetně osvětlení, ventilace nebo zabezpečení objektu. Podílí se i na regulování teploty. Chytrý dům dokáže podle svitu slunce sám nastavit žaluzie, což je zvláště v pasivních a nízkoenergetických budovách prvek, který výrazně přispívá ke stabilní teplotě interiéru. Okna se totiž ve slunečných dnech stávají výkonným topením.
Částečné energetické nezávislosti dosahuje domácnost dokonce i v zimním období, kdy je výkon střešní fotovoltaiky vzhledem ke krátkým dnům a nedostatku slunečního záření významně nižší než v létě. Vytápění zajišťuje tepelné čerpadlo Mitsubishi Ecodan o výkonu 7 kW (a průměrném příkonu cca 2 kW), které funguje na principu voda vzduch. To ohřívá podlahové topení a vodu v bojleru. Chytrý dům poté automaticky rozvádí teplo tak, aby se ve všech místnostech domu o výměře 150 m2 žilo příjemně. Čerpadlo zvládá i nízké teploty, pouze při extrémních mrazech je třeba aktivovat záložní zdroj ve formě integrovaného elektrického přímotopu. V každé místnosti se dá teplota regulovat odděleně.
Vstávání do práce usnadňuje řízená ventilace
Dům navíc disponuje rekuperací, která z vydýchaného vzduchu odebírá teplo a ohřívá jim nasávaný čerstvý vzduch. V praxi to znamená, že rodina pana Šuvarského se i při zimních ránech budí do dokonale čerstvého vzduchu, i když okna zůstanou celou noc zavřená. „Tohle nesmírně oceňujeme. Nemusíme volit mezi tím, jestli se nám bude dobře dýchat, nebo jestli budeme spát v teple. V noci nás ani neruší nepříjemné hučení, protože ventilační systém jsme vybavili tlumiči zvuku,“ pochvaluje si. V době, kdy slunečné dny přibývají a teplota narůstá, se stejně důležitou součástí chodu domácnosti stává chlazení. Vše podle nastavených parametrů automaticky ovládá zmiňovaný systém pro řízení chytré domácnosti.
Jedinou utilitou, kterou majitel musí soustavně odebírat z centrální sítě, tedy zůstává voda. Její spotřebu však znatelně snižuje nádrž na dešťovku o objemu 6000 litrů. Svedené okapy ji zvládnou naplnit během jediného přívalového deště, poté lze zalévat zahrádku o výměře 150 m2 i dva týdny Nádrž navíc nijak neomezuje rodinu ve využívání pozemku, je totiž zakopaná pod trávníkem.
Všechny cesty vedou do technické místnosti
Technická místnost
Jaroslav Šuvarský umístil veškeré technické vybavení do jediné místnosti, kde se vedle tepelného čerpadla, hybridního střídače, baterií Pylontech, bojleru, rekuperační jednotky a vodou chlazeného přístroje na těžbu bitcoinů nachází také srdce a zároveň mozek chytré domácnosti – systém Loxone Smart Home. Ten se stará o to, aby spolu veškeré instalované technologie efektivně spolupracovaly, a v závislosti na podmínkách v domě i jeho okolí je autonomně řídí.
„Manželka se systému zpočátku bála – zda se ho naučí ovládat, ale vtip je v tom, že když je chytrý dům dobře navržený, dělá všechno sám. Například automaticky reguluje venkovní žaluzie podle toho, jak moc zrovna svítí slunce nebo jak roste teplota, stejně tak se sama spouští ventilace i chlazení. Dokonce když jde někdo z nás v noci na záchod, v chodbě se sama rozsvítí orientační světla – přesně tak, aby bylo vidět na cestu, ale aby neoslepovala,“ vysvětluje Jaroslav Šuvarský.
Veškeré údaje o průběžné i aktuální spotřebě, parametrech jednotlivých nastavení a výrobě energie prostřednictvím fotovoltaiky lze sledovat v přehledné aplikaci na telefonu nebo v počítači. Rodina tak má o všech technologiích přehled, i když nikdo není doma. Dokonce je může vzdáleně ovládat. „Pomocí aplikace se i z práce snadno přesvědčím, jestli doma nezůstala zapnutá žehlička nebo zda se při odchodu aktivoval bezpečnostní systém. Když chci, můžu na dálku zhasnout, vypnout zapnutý spotřebič nebo ho naopak spustit. A mám dokonalý přehled o tom, kolik zrovna vyrábím energie a jestli ji ukládám, nebo přebytky odesílám pryč. Vše je zpracováno do přehledných grafů,“ vypočítává výhody aplikace.
Ilustrační graf:
Popisek:
Graf byl pořízen 18. června 2018, za polojasného dne.
Světle modrá křivka (PV) zobrazuje výkon dodávaný elektrárnou. Černá křivka (Meter) zobrazuje odběry ze sítě (křivka má záporné hodnoty) nebo dodávky do sítě v případě přebytků (křivka má kladní hodnoty). Tmavě modrá křivka (SOC) ukazuje úroveň nabití akumulátoru v procentech. Oranžová křivka (Battery) zobrazuje, jak se baterie nabíjí (záporné hodnoty) / vybíjí (kladné hodnoty).
Jakmile začne svítit slunce, elektrárna vyrobí více energie (světle modrá křivka PV), než domácnost spotřebuje, a tak se ukládá do baterií. Kolem poledne už jsou všechny články plně nabity a z přebytků se nahřívá voda v bojleru pro použití večer.
Cca od 11.00 hodin systém generuje přebytky a ty se prodávají do sítě (černá křivka Meter).
Kolem 19. hodiny slunce snižuje intenzitu svitu a vyrobená energie už nezvládá pokrýt veškerou spotřebu domu. Elektřina se začne čerpat z akumulátoru.
Jak je z grafu patrné, dům je prakticky soběstačný. Ze sítě si vezme proud pouze v případě, kdy příkon převýší výkon, který je schopna baterie okamžitě dodat. V našem příkladu to je večerní vaření kolem 20. hodiny a potom ranní předehřev podlah v koupelně mezi 4.30 a 5.30.
Ostrov na kopci
Ačkoli dům nedosahuje 100% soběstačnosti, díky instalovaným technologiím svým obyvatelům poskytuje značnou míru nezávislosti, což se vyplácí zejména při příležitostných výpadcích proudu. Ty obvykle v Praze nepřekročí několik hodin, nicméně kdyby výpadek trval déle, dokáže dům Jaroslava Šuvarského díky vlastnímu zdroji fungovat v ostrovním režimu zhruba dva dny.
„S ohledem na příkon sporáku si během výpadku neuvaříme, nicméně bude nám fungovat osvětlení, televize, internet, lednice, vzduchotechnika, bezpečnostní systém domu a dvě zásuvky – třeba na dobíjení mobilů. Fotovoltaika v tomto nouzovém režimu pouze dobíjí baterii a neohřívá vodu, nicméně díky dvěma bojlerům máme zásobu 360 litrů vody, a ta vydrží nahřátá i dva dny. Stačí tedy neplýtvat a můžeme si užít i komfort teplé sprchy. V zimě díky setrvačnosti vydrží relativně dlouho i podlahové topení,“ uzavírá majitel.
