Fotovoltaika, jak vytěžit maximum - Řízení pomocí Home Assistant

Jak na ovládání vaší fotovoltaiky pomocí Home Assistantu a propojením s chytrou domácností?

Fotovoltaika představuje šetrný způsob výroby elektrické energie využitím slunečního záření, který je stále populárnější hlavně díky nezávislosti na distribuční síti a také díky rostoucímu povědomí o ochraně životního prostředí. Největšího rozmachu zažily FVE s prudkým nárůstem cen energií v posledních letech.
Uživatelé fotovoltaických systémů mohou těžit z několika výhod, a to jak s akumulačními bateriemi, tak i bez nich.

Příklady konkrétního využití uvádíme níže v článku.

Integrace střídače fotovoltaického systému do platformy Home Assistant přináší několik významných výhod pro uživatele, kteří chtějí maximalizovat efektivitu a pohodlí svého domácího energetického systému. Zde je několik klíčových výhod této integrace:

1. Centrální monitorování a ovládání: Home Assistant umožňuje sledovat všechny aspekty fotovoltaického systému z jednoho místa. Uživatelé mohou snadno kontrolovat výkon, účinnost a celkové zdraví svého systému v reálném čase.

2. Automatizace a scénáře: Díky možnosti nastavení automatizací mohou uživatelé vytvářet scénáře pro optimalizaci spotřeby energie. Například, pokud je produkce energie vysoká a spotřeba nízká, systém může automaticky ukládat energii do baterií nebo řídit jiné domácí spotřebiče, jako jsou ohřívače vody nebo klimatizace.

3. Úspora nákladů na energie: Integrací FVE do Home Assistantu mohou uživatelé lépe plánovat a přizpůsobit svou spotřebu energie aktuální produkci, což může vést k výrazným úsporám nákladů a tím k rychlejší návratnosti pořizovacích nákladů.

4. Vylepšené využití baterií: Pro domácnosti s bateriovým systémem umožňuje integrace do Home Assistant inteligentní řízení nabití a vybíjení baterií, což zvyšuje jejich životnost a celkovou efektivitu. Mimo aktuální data může Home Assistant sledovat i ceny energií na burzách nebo předpovídat produkci FVE v příštích hodinách a dnech.

5. Notifikace a upozornění: Uživatelé mohou dostávat upozornění na neobvyklé vzory spotřeby nebo potenciální problémy se systémem, což umožňuje rychlé řešení a minimalizuje riziko výpadků.

6. Environmentální dopad: Správným řízením fotovoltaického systému mohou uživatelé výrazně snížit svou uhlíkovou stopu a podpořit ochranu životního prostředí díky maximálnímu využití obnovitelné energie. Home Assistant je jedním z účinných nástrojů pro optimalizaci tohoto řízení.

Integrace střídače do Home Assistant tedy nabízí robustní řešení pro správu domácích energetických systémů, zvyšuje pohodlí a efektivitu, a podporuje udržitelné využívání energie.

Jak vytěžit ze solárních panelů maximum? Pojďme se nyní podívat na praktické řešení jedné solární střechy s konkrétními příklady využití.

Praktický příklad, jak funguje fotovoltaika u nás doma:

• FVE máme na střeše našeho domu již 14 let
• Solární panely o výkonu 5kW a moderní jednofázový střídač Fronius, který je zaintegrovaný do Home Assistant
• Mimo dat ze střídače meříme celkovou spotřebu domu pomocí Aeotec Home Energy Meter Gen5 60A
• Máme tedy přesná data o výrobě i spotřebě, aktuálních přetocích či nákupu.
• Jedna kWh nás stojí asi 6,- Kč a za prodanou kWh dostaneme asi 0,70 Kč. Z ekonomického pohledu je pro nás proto výhodnější energii smysluplně spotřebovat než vracet do distribuční sítě.
• Součástí našeho fotovoltaického systému nejsou baterie a díky limitům dotačních podmínek dodatečné pořízení baterií není možné. Nemůžeme proto energii jako takovou ukládat, ale můžeme ji alespoň využívat ve správný čas.

Vetšina důležitých spotřebičů v domě je také ovládána pomocí Home Assistant - buď přímou integrací nebo např. přes chytré zásuvky, vypínače, či různé spínače s měřením spotřeby. Známe celkovou spotřebu el. energie celého domu a výkon FVE, víme tedy, jestli zrovna nakupujeme nebo prodáváme a známe přesné hodnoty.

Automatizace v HA pak zapínají a vypínají spotřebiče podle aktuální situace. V případě, že systém zaznamená přebytek spustí se různé automatizace.

• ohřev teplé vody - na topení máme kondenzační plynový kotel, který současně ohřívá TUV (teplou užitkovou vodu). Abychom využili přebytků z FVE a snížili tak náklady na ohřev vody, pořídili jsme před plynový kotel klasický elektrický bojler, který vodu předehřívá. Za ideálních podmínek elektrický bojler ohřeje zdarma 100 l vody na 65°C a plynový kotel, který je nastaven na 45°C se tak nemusí vůbec sepnout a již předehřátá voda jím pouze proteče. Nejlépe to funguje v létě, kdy máme hodně přebytků a bojler tak může být zapnutý několik hodin denně, spotřeba plynu je pak téměř nulová. V Home Assistant máme nastavenou automatizaci, je-li přebytek vyšší jak 1500W, sepni bojler (v létě jsou často přebytky vyšší jak 1500W, a od 2000W jede bojler úplně zdarma).
• podobně u nás běží zcela zdrama další spotřebiče, které prostě nemusí bežet stále
  • filtrace bazénu
  • filtrace zahradního jezírka a fontánka
  • přímotop - v pracovně máme přes zimu olejový radiátor, který je zapojen přes zigbee zásuvku a také se spouští pouze z přebytků
• běžný provoz kuchyně - na dobře viditelném místě máme umístěný Sonoff NSPanel, zde mimo jiných informací vidíme aktuální energetickou bilanci - pokud je číslo záporné a červené, znamená to, že nakupujeme. Stejné upozornění máme v pracovně pomocí ZigBee RGBW Žárovka 10W.
• důležité je také nespouštět silnější spotřebiče současně, ale jejich práci rozložit v čase tak, aby jejich spotřeba byla co možná nejvíce pokryta vlastní výrobou

Na obrázku je vidět graf spotřeby energie v našem domě od začátku roku 2024 po měsících. Modré sloupce jsou nakoupená energie, oranžové díly představují vyrobenou a spotřebovanou energii z FVE a fialová barva znázorňuje vrácení vyrobené energie do distribuční sítě. Za celý rok je tedy náš dům se solárními panely o výkonu 5kW ze 47 % energeticky soběstačný.

Graf znázorňující výrobu a spotřebu energie z FVE za měsíc srpen 2024, letní měsíc, kdy slunce hodně svítí a výroba elektřiny je jedna z nejvyšších v roce. Energetická soběstačnost domu pak vyskočí na 56 %.

Závěrem bychom chtěli říci, že v článku popisujeme konkrétní nastavení automatizací jednoho rodinného domu, aby z výroby el. energie bylo vytěženo maximum a přitom byl systém samostatný a většina věcí se spouštěla automaticky. Jinak tomu bude v jiných konkrétních domácnostech, kde mohou být jiné potřeby a hlavně jiné vstupní parametry.