Ostrovní nebo také „off-grid“ systémy jsou systémy nezávislé na dodávkách energie z distribuční sítě – jakési soběstačné energetické ostrůvky. Na mnoha místech světa ani jiné možnosti zásobování elektrickou energií nejsou, neboť je ještě stále dost oblastí mimo dosah rozvodné sítě: vysokohorské chaty, osady v pouštích, vědecké stanice uprostřed džungle nebo naopak v ledových pustinách Antarktidy…
Pokud jejich obyvatelé nechtějí spoléhat na neekologické dieselagregáty, kterým je beztak nutné nelehce zajišťovat dodávky paliva, potom se přímo nabízí využívat alternativní zdroje energie - např. ze Slunce. Zapomeňte na slova slavného Elektrického valčíku, že „od pantáty vedou dráty do žárovky nade vraty“… doba se opět změnila, a tak tyto dráty elektrického vedení nejsou dnes zas až tolik potřeba…
Principy fungování ostrovních systémů
Základním principem na síti zcela nezávislého ostrovního systému je pokrýt pokud možno veškerou svou spotřebu elektrické energie z vlastní FV elektrárny. Tzn. vyrobit si tolik elektrické energie, kolik jí je třeba pro provoz např. dané chaty v horách nebo odlehlého zdravotnického střediska v Africe. Základními pilíři fotovoltaického ostrovního systému jsou:
- FV panely
- FV střídač (který přeměňuje stejnosměrný proud vznikající v panelech na střídavý proud pro napájení elektrických spotřebičů)
- Ostrovní střídač (řídicí prvek celého systému, koordinuje toky elektrické energie mezi akumulátory a zbytkem systému)
- Akumulátory
Zatímco „klasická“ fotovoltaická elektrárna je připojená k rozvodné síti, přičemž vyrobená elektřina se prodává distributorům a potřebná elektřina je zpětně odebírána ze sítě, ostrovní systém tuto možnost kvůli chybějícímu napojení na síť nemá. V době vyšší výroby tak ukládá nespotřebovanou energii do akumulátorů, a odtud ji zase v době vyšší spotřeby postupně čerpá. Proto je při návrhu ostrovního systému velice důležité systém správně nadimenzovat - vzhledem k průměrné spotřebě dané domácnosti během dne i během roku. Nicméně i tak bývají ostrovní systémy jištěny např. dieselagregátem - ten se však v případě optimálně navrženého systému využije jen výjimečně.
I přes stop-stav pro připojování nových FV elektráren panující v České republice jsou ostrovní systémy (dikcí zákona řečeno „zdroje nepřipojené do elektrizační soustavy České republiky přímo, prostřednictvím odběrného místa nebo prostřednictvím jiné výrobny elektřiny připojené k elektrizační soustavě České republiky“) i nadále připojovány, i když bez nároku na získání jakékoliv podpory.
Záložní a kombinované systémy aneb „připojený – nepřipojený, ostrov – neostrov“
Pro využívání všech výhod ostrovních systémů není nutné se připojení k síti nadobro vzdávat. Mezi oběma výše popsanými variantami - FV elektrárnou plně připojenou k síti, nebo naopak zcela nezávislým ostrovním systémem bez jakéhokoliv napojení na síť - existují ještě tzv. záložní a kombinované FV systémy (někdy též nazývané hybridní), jež využívají a kombinují pozitiva obou variant. Tato řešení nejsou žádné neprozkoumané novinky - celou řadu instalací tohoto typu můžeme najít např. v Německu, které je považováno za nejvyspělejší solární trh na světě.
Je-li nainstalován záložní „off-grid“ FV systém (řízený střídačem Sunny Backup), elektrická energie je odebírána většinou z veřejné rozvodné sítě. Záložní systém pak jednoduše slouží jako „pojistka“ v případě, že se dodávka elektrické energie z distribuční sítě nečekaně přeruší, jinými slovy - „vypnou-li vám proud“. Střídače v záložním systému totiž nepřetržitě sledují napětí a proud v rozvodné síti a v případě jejího výpadku během několika desítek milisekund přepnou na odběr z vlastního FV systému nebo z baterií. Záložní FV systémy nacházejí uplatnění především v průmyslových provozech (kde zajišťují nepřetržitou dodávku proudu pro stěžejní stroje a zařízení), ale v čím dál větší míře i v domácnostech, neboť i zde míváme spotřebiče, u kterých jsou výpadky silně nežádoucí (např. chladničky nebo zabezpečovací systémy).
Kombinované neboli hybridní „off-grid“ systémy (taktéž řízeny tím samým střídačem Sunny Backup) pak mají všechny atributy ostrovního systému, v případě nutnosti však navíc umožňují elektrickou energii ze sítě i odebírat. Systém si vyrábí svoji elektřinu a využívá ji pro vlastní spotřebu. Nevyužité přebytky ukládá do svých akumulátorů, odkud si ji opět prioritně odebírá v případě nutnosti - např. při zapojení dalších elektrických spotřebičů, či přes noc. Dále jsou však tyto systémy napojené i na rozvodnou síť - ovšem ne proto, aby tam pouštěly své přebytky. Napojení na veřejnou síť jim slouží pouze jako dodatečný zdroj elektřiny, podobně jako např. dieselagregát u FV systémů v odlehlých oblastech.
Ostrovní, záložní a kombinované systémy – řešení výhradně pro vlastní spotřebu
Ostrovní, kombinované i záložní „Backup“ systémy jsou už ze způsobu svého fungování předurčeny pro výrobu energie pro vlastní spotřebu. Především méně nákladné kombinované systémy mohou velice dobře zásobovat elektrickou energií rodinný domek, dům s více bytovými jednotkami, výrobní podnik, logistické centrum, kancelářskou budovu, hypermarket nebo jakýkoliv provoz, kde je spotřebovávána elektrická energie. V podmínkách České republiky se počítá s umístěním této FV elektrárny na střechu či do fasády daného objektu. Jakákoliv forma „off-grid“ systémů přímo ze své podstaty vylučuje výrobu energie za účelem jejího prodeje do distribuční sítě. Naopak, ostrovní systémy nejsou k síti připojeny vůbec a ani kombinované systémy distribuční síť nezatěžují. Tím, že pracují na maximalizaci spotřeby vlastními silami vyrobené elektrické energie přímo v dané domácnosti, dodávky do veřejné sítě dokážou omezit a naopak z ní energii čerpají jen v nejnutnější míře, přispívají ke stabilitě rozvodné sítě. Pomáhají tak snižovat celkový objem elektrické energie vedené distribuční a přenosovou soustavou.
Soběstačnost a úspory za elektrickou energii
Pomineme nyní obrovskou výhodu, kterou ostrovní systémy přinášejí do odlehlých oblastí, kde jsou téměř jedinou možností soběstačné výroby elektrické energie. I v našich zeměpisných šířkách mají ostrovní, záložní či kombinované systémy své opodstatnění a nadšené příznivce, kteří se rozhodli být energeticky soběstační a nezávislí na distributorech elektrické energie, a zároveň chráněni před důsledky občasných výpadků sítě. Při současném trendu neustále se zvyšujících cen konvenčních druhů energií představuje výroba elektrické energie pro vlastní spotřebu zajímavý způsob úspor. Velkou většinu energetických potřeb si domácnost s nainstalovaným „off-grid“ FV systémem dokáže pokrýt vlastní výrobou a od distributora za tržní ceny pak dokupuje jen zlomek elektrické energie potřebné na svůj provoz.
„Podle našich výpočtů je doba návratnosti investice do kombinovaného „off grid“ FV systému kratší než předpokládaná doba jeho životnosti. Ta se pohybuje kolem 20-ti let,“ říká Robert Mikuláš, specialista na ostrovní systémy ze společnosti SMA. „To znamená, že se finanční prostředky na pořízení tohoto FV systému majiteli vrátí. Není snadné předpovídat, jak přesně budou vypadat výnosy z takového systému v průběhu celé dlouhé doby jeho životnosti. Můžeme jen odhadovat budoucí vývoj cen elektrické energie, nicméně podle našich modelů lze hovořit o době návratnosti začínající již na úrovni 15-ti let. Majitel si tak má možnost zajistit ekonomicky efektivní zvýšení energetické soběstačnosti a snížení závislosti na dodavatelích konvenčních energií. To vše za současné pomoci životnímu prostředí.“ dodává Robert Mikuláš.
David Řeháček, výkonný ředitel společnosti SMA Czech Republic, srovnává náklady „off-grid“ systémů: „Z finančního srovnání vycházejí výhodněji kombinované systémy. Pro samostatný ostrovní provoz je nutná mnohem větší kapacita akumulátorů, a ty momentálně značně zvyšují počáteční investici do systému. Naproti tomu kombinovaný systém lze navrhnout i s mnohem menší kapacitou baterií. Na rozdíl od ostrovního systému si totiž v dobách zvýšené spotřeby může domácnost vypomoci nákupem energie ze sítě,“ vysvětluje David Řeháček a uzavírá: „Protože u kombinovaných systémů dokážeme účinně blokovat dodávky do sítě a zamezit tím jakémukoliv jejímu zatížení, není důvod výstavbu těchto FV systémů nepovolovat. Společnost SMA proto spolu s asociacemi působícími ve fotovoltaice v současné době aktivně jedná se zástupci distribučních společností o možnosti povolování těchto kombinovaných systémů i v době stále panujícího stop-stavu.“
SMA Czech Republic s.r.o. je dceřinou společností německé SMA Solar Technology AG. Na českém a slovenském trhu působí od roku 2009. Kromě obchodního zastoupení je pro české a slovenské zákazníky k dispozici také tým spolupracovníků zajišťujících technické, servisní a poradenské služby. Pro profesionály a zájemce o fotovoltaiku navíc SMA připravuje bezplatné kurzy „Solar Academy“. V ČR a na Slovensku jsou v současné době pořádány čtyři typy školení: „Střídače a komunikace FV systémů“, „Komunikace FV systémů - pokročilý seminář“, „Ostrovní systémy“ a „Sunny Design - workshop“ . Podrobnou náplň seminářů, program a přihlašovací formulář lze najít na: www.SMA-Czech.com/Solaracademy.
