Jak Loxone rozhoduje, kam pustit přebytky z fotovoltaiky

Moderní fotovoltaická elektrárna už dnes není jen o panelech na střeše a baterii v technické místnosti. Skutečný přínos FVE vzniká až ve chvíli, kdy dům dokáže chytře rozhodovat, co s vyrobenou energií udělat.

Pomocí systému Loxone lze řídit fotovoltaiku, bateriové úložiště, tepelné čerpadlo, ohřev teplé vody, akumulační nádrž, klimatizaci, podlahové vytápění, wallbox, nabíjení elektromobilu, bazénové tepelné čerpadlo, filtraci bazénu i spotové ceny elektřiny.

Cílem chytrého řízení není za každou cenu „spálit“ všechny přebytky z fotovoltaiky. Cílem je využít každou vyrobenou kWh tam, kde má pro dům největší hodnotu.

Proč samotná fotovoltaika nestačí

Samotná fotovoltaika vyrábí elektřinu. Ale bez chytrého řízení často nastává situace, kdy dům v poledne vyrábí přebytek energie, baterie je plná, spotřeba domu je nízká a elektřina odchází do sítě za nízkou nebo nevýhodnou cenu. Večer naopak dům elektřinu nakupuje zpět ze sítě, často za vyšší cenu.

Chytré řízení fotovoltaiky pomocí Loxone tento problém řeší. Dům dokáže přebytek energie využít v době, kdy vzniká, a uložit ho tam, kde dává smysl:

• do bateriového úložiště,
• do teplé vody,
• do akumulační nádrže,
• do elektromobilu,
• do bazénu,
• do konstrukce domu,
• do chlazení,
• do vytápění,
• nebo do dalších řízených spotřebičů.

Výsledkem je vyšší vlastní spotřeba fotovoltaiky, nižší odběr ze sítě, lepší využití baterie a vyšší energetická soběstačnost domu.

Co vše lze řídit pomocí Loxone

Loxone není jen systém pro světla, stínění a zabezpečení. V moderním domě může fungovat jako centrální energetický mozek, který propojuje jednotlivé technologie a rozhoduje podle aktuální situace.

Pomocí Loxone lze řídit například:

• fotovoltaickou elektrárnu,
• bateriové úložiště,
• přetoky do sítě,
• bezpřetokový režim,
• tepelné čerpadlo,
• ohřev teplé vody,
• akumulační nádrž,
• podlahové vytápění,
• klimatizace,
• rekuperaci,
• wallbox,
• nabíjení elektromobilu,
• bazénové tepelné čerpadlo,
• bazénovou filtraci,
• elektrické patrony,
• spotové ceny elektřiny,
• ochranu hlavního jističe,
• chytré priority spotřeby v domě.

Díky tomu může chytrý dům aktivně rozhodovat, kdy energii spotřebovat, kdy ji uložit, kdy ji prodat do sítě a kdy naopak omezit výrobu FVE.

Chytré řízení bateriového úložiště

Baterie je základní součást moderní fotovoltaiky. Její řízení by ale nemělo být jednoduché a slepé. Není vždy ideální nabít baterii co nejrychleji na 100 %.

Pokud například systém ví, že během dne přijde vysoká výroba z FVE, může být výhodné nechat v baterii volné místo pro polední přebytky. Pokud se naopak očekává horší počasí nebo drahá večerní elektřina, může Loxone baterii šetřit pro večerní a noční provoz.

Chytré řízení baterie může zahrnovat:

• nabíjení baterie podle aktuální výroby FVE,
• nabíjení baterie podle predikce počasí,
• udržování minimálního stavu nabití pro noční provoz domu,
• vybíjení baterie v hodinách s vysokou spotovou cenou,
• omezení vybíjení při očekávané horší výrobě,
• nabíjení ze sítě v době velmi levné nebo záporné ceny elektřiny,
• ochranu baterie před zbytečným cyklováním.

Cílem není jen baterii nabíjet a vybíjet. Cílem je používat bateriové úložiště strategicky.

Řízení přebytků z fotovoltaiky

Přebytky z FVE jsou energie, kterou dům v danou chvíli neumí přímo spotřebovat. Bez chytrého řízení tato energie odchází do sítě nebo se výroba fotovoltaiky omezuje.

Pomocí Loxone lze přebytky z fotovoltaiky řídit podle priorit. Systém nejprve pokryje aktuální spotřebu domu, poté nabíjí baterii, ohřívá vodu, spouští tepelné čerpadlo, nabíjí elektromobil, ohřívá bazén nebo předchlazuje dům.

Typická logika využití přebytků může vypadat takto:

1. aktuální spotřeba domu,
2. bateriové úložiště,
3. ohřev teplé vody,
4. akumulační nádrž,
5. nabíjení elektromobilu,
6. bazénové tepelné čerpadlo,
7. klimatizace a předchlazení domu,
8. podlahové vytápění jako tepelná baterie,
9. bazénová filtrace,
10. odporová zátěž nebo elektrická patrona jako poslední stupeň,
11. prodej přebytku do sítě nebo omezení FVE.

Důležité je, že každá domácnost má jiné priority. Proto je potřeba navrhnout řízení individuálně podle konkrétního domu, technologií a způsobu používání.

Ohřev teplé vody z přebytků FVE

Teplá voda je jedna z nejlepších a nejjednodušších forem ukládání energie z fotovoltaiky. Pokud má dům zásobník TUV nebo akumulační nádrž, může Loxone při přebytku FVE automaticky zvýšit požadovanou teplotu vody.

Běžně může systém držet například 45–50 °C. Při přebytku z fotovoltaiky může zvýšit teplotu na 55–60 °C. Při velmi levné nebo záporné ceně elektřiny lze krátkodobě povolit vyšší teplotu, pokud to technologie a bezpečnostní prvky dovolují.

Ohřev teplé vody lze řešit několika způsoby:

• přes tepelné čerpadlo,
• přes akumulační nádrž,
• přes elektrickou patronu,
• kombinací více zdrojů podle ceny a dostupné energie.

Nejvýhodnější je obvykle využít tepelné čerpadlo, protože z jedné kWh elektřiny dokáže vyrobit několik kWh tepla. Elektrická patrona má své místo hlavně jako poslední stupeň pro velké přebytky, záporné ceny nebo nouzové situace.

Akumulační nádrž a řízení vytápění

Pokud je v domě tepelné čerpadlo a akumulační nádrž, lze přebytečnou elektřinu využít také pro ohřev topné vody. Loxone může při přebytku FVE mírně navýšit teplotu akumulace a tím snížit potřebu odběru elektřiny později večer.

Tento princip je vhodný hlavně v zimě a v přechodném období. Dům si přes den připraví teplo z vlastní výroby a večer nemusí tepelné čerpadlo tolik odebírat elektřinu ze sítě.

Chytré řízení akumulační nádrže může pracovat s:

• aktuální výrobou FVE,
• stavem baterie,
• venkovní teplotou,
• požadavkem na vytápění,
• spotovou cenou elektřiny,
• předpovědí počasí,
• teplotou v jednotlivých částech akumulační nádrže.

Díky tomu se akumulační nádrž nestává jen pasivním zásobníkem vody, ale aktivní součástí energetického managementu domu.

Podlahové vytápění jako tepelná baterie

Moderní novostavba má velkou tepelnou setrvačnost. Betonová deska, podlahové vytápění a stavební konstrukce mohou fungovat jako přirozená tepelná baterie.

Pomocí Loxone lze při levné elektřině nebo přebytku z FVE mírně zvýšit požadovanou teplotu v domě. Nejde o přetápění, ale o inteligentní posun komfortu.

Například běžná teplota v domě může být 22 °C. Při přebytku energie systém krátkodobě povolí 22,5–23 °C. Dům tak přes den uloží část energie do konstrukce a večer může tepelné čerpadlo běžet méně.

Tento způsob řízení je vhodný hlavně tehdy, když má dům:

• podlahové vytápění,
• dobrou tepelnou izolaci,
• betonovou akumulační hmotu,
• tepelné čerpadlo,
• fotovoltaiku,
• chytré řízení podle teplot a ceny elektřiny.

Cílem není zvýšit spotřebu. Cílem je přesunout spotřebu do výhodnější doby.

Chytré řízení tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo patří mezi největší řízené spotřebiče v domě. Pokud je propojené s Loxone, lze jeho provoz přizpůsobit výrobě fotovoltaiky, spotovým cenám, teplotě v domě a požadavkům na komfort.

Loxone může řídit například:

• posun požadované teploty,
• ohřev TUV,
• ohřev akumulační nádrže,
• vytápění podle přebytků z FVE,
• omezení provozu v drahých hodinách,
• využití levných hodin na spotu,
• kombinaci vytápění, chlazení a ohřevu vody.

Díky chytrému řízení se tepelné čerpadlo nespíná jen podle pevného termostatu, ale podle celkové energetické situace domu.

Řízení wallboxu a nabíjení elektromobilu z FVE

Elektromobil je jeden z největších a nejlépe řiditelných spotřebičů v domácnosti. Pokud auto stojí přes den doma nebo ve firmě, může wallbox využívat přebytky z fotovoltaiky.

Pomocí Loxone lze vytvořit několik režimů nabíjení:

• ECO režim: nabíjení pouze z přebytků FVE,
• SPOT režim: nabíjení v nejlevnějších hodinách,
• BOOST režim: rychlé nabití bez ohledu na cenu,
• NEGATIVE režim: maximální nabíjení při záporné ceně elektřiny.

Systém zároveň hlídá, aby nabíjení elektromobilu nevybíjelo domácí baterii pod nastavené minimum, nepřetěžovalo hlavní jistič a respektovalo ostatní priority domu.

Chytré řízení wallboxu umožňuje využít elektromobil jako velkou flexibilní spotřebu, která výrazně zvyšuje vlastní spotřebu fotovoltaiky.

Řízení klimatizace a předchlazení domu

V létě vzniká nejvíce přebytků z FVE právě v době, kdy dům potřebuje chladit. Toho lze velmi dobře využít.

Loxone může řídit klimatizace tak, aby dům přes den mírně předchladily z vlastní solární energie. Večer, kdy už fotovoltaika nevyrábí, má dům nižší tepelnou zátěž a klimatizace nemusí běžet tak intenzivně ze sítě.

Příklad řízení:

• běžný režim chlazení: 24,5–25 °C,
• režim FVE přebytku: 23,5–24 °C,
• režim velmi levné elektřiny: krátkodobé předchlazení na nižší komfortní limit.

Tím lze zvýšit komfort v domě a zároveň snížit večerní odběr elektřiny ze sítě.

Řízení bazénu pomocí Loxone

Bazén je ideální letní spotřebič přebytků z fotovoltaiky. Voda má velkou tepelnou kapacitu a dokáže uložit značné množství energie.

Loxone může řídit bazénové tepelné čerpadlo podle:

• aktuální výroby FVE,
• teploty bazénové vody,
• venkovní teploty,
• stavu baterie,
• spotové ceny elektřiny,
• denní doby,
• požadavku uživatele na komfort.

Běžně může být bazén udržován například na 27–28 °C. Při přebytku FVE může systém povolit ohřev na 29–30 °C. Při velmi levné nebo záporné ceně elektřiny lze krátkodobě zvýšit teplotu ještě výše, pokud to dává smysl z hlediska komfortu a provozu.

Řízení bazénové filtrace

Bazénová filtrace sice není největší spotřebič, ale její provoz lze velmi dobře přesunout do hodin s vlastní výrobou elektřiny.

Místo pevně nastaveného časového programu může Loxone řídit filtraci podle aktuální výroby FVE, teploty vody, provozu bazénového tepelného čerpadla a požadovaného minimálního času filtrace za den.

Díky tomu bazénová technologie běží převážně tehdy, kdy má dům vlastní energii z fotovoltaiky.

Rekuperace, větrání a kvalita vzduchu

Rekuperace má relativně nízkou spotřebu, ale je důležitá pro komfort a kvalitu vzduchu v domě. Loxone může zvýšit intenzitu větrání při přebytku FVE, při vyšší vlhkosti, po sprchování, po vaření nebo při zvýšené koncentraci CO₂.

V letním období lze řízení větrání využít také pro noční předchlazení domu, pokud jsou venkovní podmínky vhodné.

Pomocí Loxone lze řídit:

• intenzitu větrání,
• režim podle CO₂,
• režim podle vlhkosti,
• noční větrání,
• větrání technické místnosti,
• odvod vlhkosti z koupelen nebo bazénového zázemí.

Garáž, dílna a technická místnost

Přebytky z fotovoltaiky lze využít také pro temperaci garáže, dílny nebo technické místnosti. Nejde obvykle o hlavní prioritu, ale v některých domech může být užitečné udržovat tyto prostory v rozumné teplotě nebo je chránit proti vlhkosti.

Loxone může řídit například:

• temperaci garáže,
• odvlhčovač,
• větrání technické místnosti,
• ochranu technologie před mrazem,
• sušení vybraných prostor,
• provoz čerpadel a pomocných technologií.

I tyto menší spotřebiče mohou být součástí celkové energetické strategie domu.

Elektrická patrona jako poslední dump load

Elektrická patrona nebo jiná odporová zátěž má v chytrém domě své místo, ale měla by být až posledním stupněm řízení. Odporový ohřev má účinnost 1:1, zatímco tepelné čerpadlo dokáže z jedné kWh elektřiny vyrobit několik kWh tepla.

Proto dává smysl patronu použít až ve chvíli, kdy:

• baterie je nabitá,
• teplá voda je ohřátá,
• akumulační nádrž je na požadované teplotě,
• elektromobil není připojený nebo je nabitý,
• bazén je nahřátý,
• dům nepotřebuje chladit ani topit,
• a přebytek energie by se jinak nevyužil.

Elektrická patrona může sloužit jako bezpečný poslední dump load při velkých přebytcích, záporných cenách nebo při požadavku na omezení přetoků do sítě.

Spotové ceny elektřiny a chytrý dům

Chytré řízení domácí energetiky pomocí Loxone může pracovat nejen s výrobou z fotovoltaiky, ale také se spotovou cenou elektřiny.

Pokud je elektřina levná, systém může povolit větší spotřebu, nabíjení baterie, nabíjení elektromobilu nebo ohřev vody. Pokud je elektřina drahá, systém naopak chrání baterii, omezuje zbytečnou spotřebu a využívá energii uloženou v baterii nebo teple.

Při záporné ceně elektřiny může dům cíleně ukládat energii do:

• bateriového úložiště,
• elektromobilu,
• teplé vody,
• akumulační nádrže,
• bazénu,
• konstrukce domu,
• chlazení,
• nebo dalších řízených spotřebičů.

Důležité je ale počítat s celkovou cenou elektřiny, nejen se samotnou burzovní spotovou cenou. Do výsledné ceny vstupuje také distribuce, regulované poplatky, obchodní přirážka a DPH.

Energy Surplus Manager: centrální logika řízení přebytků

Ve Chytristice navrhujeme řízení tak, aby jednotlivé technologie spolupracovaly. Základem je centrální logika, kterou lze označit jako Energy Surplus Manager.

Tato logika vyhodnocuje aktuální energetickou situaci domu a podle priorit zapíná nebo omezuje jednotlivé spotřebiče.

Systém může pracovat například s těmito úrovněmi:

• Level 0: žádný přebytek,
• Level 1: malý přebytek,
• Level 2: stabilní přebytek,
• Level 3: baterie je skoro plná,
• Level 4: velmi levná nebo záporná cena elektřiny,
• Level 5: nouzový přebytek, jinak by se musela omezit FVE.

Podle těchto úrovní Loxone rozhoduje, zda má nahřívat TUV, nabíjet elektromobil, spustit bazénové tepelné čerpadlo, předchladit dům, zvýšit teplotu akumulace nebo aktivovat poslední odporovou zátěž.

Proč nestačí obyčejné relé

Jednoduché spínání spotřebiče podle přebytku často nestačí. Pokud se zapne příliš velká zátěž, dům může začít elektřinu dokupovat ze sítě. Pokud se spotřebiče často zapínají a vypínají, snižuje se komfort i životnost technologie.

Chytré řízení musí pracovat s:

• prioritami,
• hysterezí,
• minimální dobou běhu,
• minimální dobou pauzy,
• stavem baterie,
• predikcí výroby,
• spotovou cenou,
• ochranou hlavního jističe,
• limitem přetoků,
• požadavkem na komfort,
• bezpečnostními limity technologií.

Správně navržené řízení nesmí být jen soubor náhodných relé. Musí jít o promyšlený energetický management domu.

Doporučené priority využití energie z FVE

Každý dům je jiný, ale obecná logika využití energie z fotovoltaiky může vypadat následovně:

1. aktuální spotřeba domu,
2. baterie podle predikce a spotových cen,
3. teplá voda a akumulační nádrž,
4. nabíjení elektromobilu,
5. bazénové tepelné čerpadlo,
6. chlazení nebo předchlazení domu,
7. podlahové vytápění jako tepelná baterie,
8. bazénová filtrace,
9. garáž, technická místnost, odvlhčení,
10. elektrická patrona jako poslední dump load,
11. prodej přebytku do sítě nebo omezení výroby FVE.

Cílem není nulový přetok za každou cenu. Cílem je využít energii tam, kde přinese největší hodnotu.

Chytré řízení FVE v rodinném domě i firmě

Chytré řízení pomocí Loxone dává smysl nejen v rodinných domech, ale také ve firmách, provozovnách, bytových domech, skladech nebo průmyslových objektech.

V rodinném domě se často řeší hlavně komfort, teplá voda, vytápění, chlazení, wallbox a bazén. Ve firmách může být důležitá optimalizace spotřeby, omezení přetoků, řízení baterií, řízení nabíjení elektromobilů, práce se spotovou cenou nebo ochrana rezervovaného příkonu.

Loxone umožňuje navrhnout řízení přesně podle konkrétního provozu.

Co připravit při stavbě nebo rekonstrukci

Nejlepší výsledky vznikají tehdy, když se s chytrým řízením počítá už při návrhu elektroinstalace a technologií.

Doporučujeme připravit zejména:

• samostatný okruh pro wallbox,
• samostatný okruh pro bazénové tepelné čerpadlo,
• samostatný okruh pro bazénovou filtraci,
• samostatný okruh pro případnou elektrickou patronu,
• samostatné okruhy pro řízené technologie,
• měření hlavního přívodu a směru toku energie,
• měření hlavních spotřebičů,
• teplotní čidla v zásobníku TUV,
• teplotní čidla v akumulační nádrži,
• teplotní čidlo bazénu,
• teplotní čidla v místnostech a podlahách,
• LAN připojení k technologiím,
• komunikaci se střídačem FVE,
• komunikaci s bateriovým úložištěm,
• komunikaci s wallboxem,
• dostatečnou rezervu v rozvaděči,
• přípravu pro stykače, SSR nebo modulované řízení zátěží.

Pozdější doplnění je často možné, ale správná příprava při stavbě ušetří mnoho práce i nákladů.

Výsledek: dům, který přemýšlí

Chytré řízení pomocí Loxone dokáže z fotovoltaiky vytěžit mnohem více než samotná instalace panelů a baterie. Dům aktivně pracuje s energií, reaguje na počasí, ceny elektřiny, potřeby uživatelů i stav jednotlivých technologií.

Správně navržený systém umí:

• zvýšit vlastní spotřebu FVE,
• snížit odběr ze sítě,
• lépe využít bateriové úložiště,
• optimalizovat ohřev vody,
• řídit tepelné čerpadlo podle výroby a ceny elektřiny,
• nabíjet elektromobil z přebytků FVE,
• řídit bazénovou technologii,
• řídit klimatizaci a předchlazení domu,
• využívat spotové ceny elektřiny,
• chránit hlavní jistič,
• omezovat přetoky do sítě,
• zvýšit komfort bydlení,
• připravit dům na budoucí rozšíření technologií.

Fotovoltaika vyrábí energii. Loxone rozhoduje, jak s ní naložit.

A právě v tom je rozdíl mezi obyčejnou elektroinstalací a skutečně chytrým domem.

Chcete navrhnout chytré řízení FVE pro váš dům?

Každý dům má jinou spotřebu, jiné technologie a jiné možnosti využití přebytků z fotovoltaiky. Proto ve Chytristice nenavrhujeme univerzální řešení, ale konkrétní energetickou strategii na míru.

Pomůžeme vám určit, jak nejlépe řídit:

• fotovoltaiku,
• bateriové úložiště,
• tepelné čerpadlo,
• ohřev teplé vody,
• akumulační nádrž,
• podlahové vytápění,
• klimatizaci,
• wallbox,
• nabíjení elektromobilu,
• bazénové tepelné čerpadlo,
• bazénovou filtraci,
• spotové ceny elektřiny,
• přebytky do sítě,
• ochranu hlavního jističe,
• chytrou elektroinstalaci Loxone.

Navrhneme logiku řízení, doporučíme vhodnou elektroinstalaci, měření, čidla, stykače, Loxone prvky a způsob integrace jednotlivých technologií.

Kontaktujte nás pro zpracování konkrétního návrhu chytrého řízení FVE, domácí energetiky a technologií pomocí Loxone.

Chytristika — chytré řízení domu, fotovoltaiky a energií.