Dobór instalacji PV do grzania bojlera - trudne warunki

Witajcie
Planuje instalacje fotowoltaiczną do grzania lub dogrzewania wody w bojlerze.
Mam 20-letni bojler 140l z grzałką 1.5kW i trudne warunki jeśli chodzi o rozmieszczenie paneli.
Ze względu na ograniczone miejsce i budżet chcę zbudować instalacje na 4 panelach Corab Encor:
Dane STC:
moc w MPP 405 W
Vmpp 30.52 V
Impp 13.28 A
Voc 37.33 V
prąd zwarcia 13.68 A
(Chyba że polecacie coś innego?)
Moduły PV chce umieścić na dachu garażu który ma około 9stopni nachylenia w kierunku południowym z lekkim odchyleniem.
Ze względu na cień sąsiedniego budynku wszystkie panele pracowały by od około 11 do 14 (3h) a jeden dłużej przez około 5-7h.
Teoretycznie w słoneczny letni dzień przy nasłonecznieniu 800W/m^2 spodziewam się 75% mocy czyli około 300W na panel.
Myśle że przy takich warunkach mógłbym uzyskać około 4kWh energii co pozwoliło by ogrzać wodę do około 45C.
Obecnie wodę ogrzewamy węglem co kosztuje około 25zł dziennie. Fajnie jakby po około 3 latach inwestycja się zwróciła
ale sam komfort że nie trzeba w upalny dzień palić węglem byłaby warta inwestycji.
Chcę dokupić grzałkę do bojlera na zamówienie z jedną spiralą AC do sieci jedną DC do jednego panela i trzecią DC do 3paneli połączonych szeregowo. Grzałke chciałbym podłączyć narazie bez żadnych regulatorów MPPT aby zredukować koszty.
Zastanawiam się nad zamontowaniem drugiego bojlera 50l z taką grzałką bez zmian w starym bojlerze ale podniesie to znacząco koszty.

Mam pytanie jakie zastosować zabezpieczenia i czy uziemiać panele?
Czy wystarczą 4 bezpieczniki topikowe gpv i jakiś wyłącznik nadprądowy dc jako rozłącznik a przepięciówke sobie darować?
Czy ta instalacja spełni swoje założenia(około 50dni w roku ciepłej wody w kranie;) ) ?
Mam jeszcze balkon 8m długości (nasłonecznienie około 7h na południe) ale barierki chyba by nie wytrzymały 80kg obciążenia paneli i kąt prawie pionowy obniżył by mocno wydajność. Najlepszy byłby montaż na dachu domu ale nikt z domowników nie chce ryzykować przeciekającym dachem.

kami10 napisał:

Grzałke chciałbym podłączyć narazie bez żadnych regulatorów MPPT aby zredukować koszty.

I radykalnie zmniejszyć sprawność! Nie rób tak.
Jeśli faktycznie jest tak mało miejsca to można podłączyć te panele przez mikroinwertery i na tej fazie dać powietrzną pompę ciepła. Wtedy te 4kWh da się "rozmnożyć" do 10..12..15kWh ciepła.

>>20568981
Myśle że Twoja podpowiedź jest dobra i jedynie mam problem z konstrukcją.
Barierki są umnie ozdobne i mają wygięcia poza podłoge balkonu 10cm a 18cm od osi pionowej poręczy.
Wysokość poręczy ma około 102cm a szerokość balkonu 110cm.
Można gdzieś znaleść projekt takiego systemu z płaskownikami albo gotowy zestaw jak na dachy płaskie ?
Zastanawiam się ile mógłbym wystawić poza balkon te panele.
Balkon jest dobrze zbrojony wzdłuż i poprzek 10 albo 12mm(musiałbym sprawdzić) średnicy pręty zbrojeniowe.
Pod balkonem jest dobudowany wiatrołap który podpiera balkon na środku jakieś 2-2.5m.

kami10 napisał:

rzałke chciałbym podłączyć narazie bez żadnych regulatorów MPPT aby zredukować koszty.

To zupełnie nie ma sensu. Szczególnie, jeśli miejsce nie jest idealne, montaż kompromisowy, a Ty nie dysponujesz pełnym oświetleniem instalacji przez cały dzień. W tej sytuacji MPPT jest jednak koniecznością. Sądzę, że lepszym sposobem na oszczędności jest zakup tańszych paneli PV. Może rozważysz inwestycję na panelach z demontażu? Koszty wychodzą w okolicach złotówki za 1W, więc wyjdzie jakieś 1500zł za całość. W ten sposób bez zmniejszania budżetu zmieścisz także dobry MPPT i jeszcze coś zostanie.

MichałS napisał:

...na tej fazie dać powietrzną pompę ciepła. Wtedy te 4kWh da się "rozmnożyć" do 10..12..15kWh ciepła.

Energia bez wątpienia "rozmnoży się" niskim kosztem. Tyle tylko, że takie rozbudowanie instalacji niekoniecznie ułatwi na zminimalizowanie kosztów inwestycji autorowi, które chce oszczędzać nawet na kontrolerze

Myślałem zamiast chińskiego kontrolera MPPT kupić nowy bojler ale teraz przy zmianie koncepcji na balkon mogę
połączyć 4 panele w string i wtedy regulator MPPT może mieć sens chociaż może zamiast tego dodać gdzieś jeszcze jeden panel. Pompy ciepła itp. mnie nie przekonują i wyglądają na eko utopie. Mikroinwertery też nie rozwiązują problemu bo instalacja ma być off-grid.

Dodano po 54 [minuty]:

Mobali napisał:

Sądzę, że lepszym sposobem na oszczędności jest zakup tańszych paneli PV. Może rozważysz inwestycję na panelach z demontażu? Koszty wychodzą w okolicach złotówki za 1W, więc wyjdzie jakieś 1500zł za całość. W ten sposób bez zmniejszania budżetu zmieścisz także dobry MPPT i jeszcze coś zostanie.

Myśle że z transportem wyjdzie znacznie więcej(miałem jedną oferte z transportem 400zł) a 1W używanych nie równa się 1W nowych. Także faktyczna oszczędność może być nawet dwukrotnie mniejsza. Stare panele wymagają też więcej miejsca bo mają niższą sprawność. Poza tym nie chce inwestować na początek zbyt wiele bo teoria teorią a w rzeczywistości inwestycja może się nigdy nie zwrócić.

Maverick73 napisał:

Ja mam bojler 100l grzałkę 800W i nie mam co robić z ciepłą wodą ... zatem nie potrzebujesz do takiego zbiornika jakieś mega mocy grzałki. Przy odpowiedniej mocy grzałki (bez przesady do 1kW) to z tych samych paneli jeszcze zasilisz TV, światło i podobne.

Weź no pisz kompleksowo bo jeszcze ktoś pomyśli, że zamontuje grzałkę 800W i nie dość, że zagrzeje wodę to jeszcze zasili TV, światło i podobne.
A prawda jest taka, że aby tak mieć to potrzeba masę regulatorów, mierników, przekaźników, przetwornic, akumulatorów, etc.

Maverick73 napisał:

Taki na szybko prosty montaż

Nie dawaj takich rad publicznie - jeszcze komuś zlecą tak fatalnie zamontowane panele.
Jak już to takie podparcie:

Na górze przymocowane do barierki. I zastrzał przymocowany do płyty balkonu i ramy na której będą panele.

Dzięki super koncepcje. Balkon ma płytki i z przodu jest obity blachą ale domownicy nie mają nic przeciwko żeby tam powiercić. Nie wymierzyłem za dokładnie barierek ale wstępnie wychodzi mnie że gdybym wystawił profile o jakieś 30cm(barierki są zakotwione 10cm od końca balkonu) poza balkon to przy tych panelach PV uzyskam kąt około 70stopni tak aby góra paneli zrównała się z poręczą.
Wymiary paneli to 1708 x 1134 x 30 mm.

Zastanawiam się jeszcze czy nie zrobić przy okazji daszku nad drzwiami wejściowymi które są pod tym balkonem.
Przed balkonem mam schodki pod drzwi około 90cm szerokie.
Tylko ta opcja dużo bardziej czasochłonna ale wtedy mógłbym zrobić dwa stalowe słupy i coś w rodzaju krokwi.
Jest jeszcze jeden mankament że ten daszek nie mógłbym zrobić na całej długości bo miałbym zacienioną kuchnie.

W przypadku montażu tylko do balkonu większy kąt ma też tutaj zalety bo jak bym wystawił panele 90cm to na przeciwko kilka metrów dalej
mam budynek gospodarczy i on w kwietniu oraz od końca sierpnia zacieniałby panele.

Przemyśle to jutro i może w poniedziałek podziele się bardziej dopracowanymi pomysłami na konstrukcje i jakieś zdjecie profilu barierki.

Panele myśle zamocować na 4 otworach montażowych czyli coś w rodzaju dwóch trójkątów na panel bym musiał zrobić.

>>20569696
Cześć Michał. Mógłbyś mi coś doradzić odnośnie zabezpieczeń ? Znalazłem na stronie Eti Polam mini aplikacje ale przy jednym stringu podaje wynik no fuse czyli jakby nie trzeba było bezpiecznika a przy trzech daje mi wartość 20A dla bezpieczników.
https://www.etipolam.com.pl/wsparcie-technicz...ie-dla-projektantow/programy-dla-projektantow
Mini aplikacja w excelu - Dobór bezpieczników gPV
Chce mieć jeden string ewentualnie dwa niezależnie podpięte do grzałek.
Czy tutaj jak dam wyłącznik nadprądowy 16A to wystarczy jako zabepieczenie i dodatkowo będzie pełnić role rozłącznika obwodu.
Np. taki https://www.elektrykasklep.pl/towar/264902-eaton-moeller-wylacznik-nadpradowy/

Maverick73 napisał:

Nie bierz wszystkich swoją miarą.

I vice versa Panie geniuszu offgrida.
Nie każdy nim jest

@kami10 , Maverick73 Ci w tym pomoże - nie ja. Ja jestem tylko inżynierem, który lepiej wie jak zrobić konstrukcję wsporczą.

@kami10
W kwestii zabezpieczeń to faktycznie przy jednym stringu stosowany bywa tylko rozłącznik izolacyjny DC, niektóry dają też niezależnie bezpiecznik. Ja akurat nie jestem za zintegrowanymi aparatami. Jak już, to dwa osobne.

Ale, pomyślałeś o ochronie przeciwporażeniowej i odgromowej? Uziemienie, połączenie wyrównawcze, instalacja odgromowa, SPD...? Tu nie ma żartów. Barierka jest konstrukcyjnie uziemiona?

Co do mechaniki - też uważaj. Jak to miałoby być nad wejściem, to ja bym przyjmował najgorszy wariant względem obciążeń. A wiatry bywają u nas coraz silniejsze i coraz bardziej porywiste...

A co do samego grzania, zwłaszcza przy możliwych zacienieniach - rozważ na poważnie EcoBoost albo coś podobnego.

kami10 napisał:

Obecnie wodę ogrzewamy węglem co kosztuje około 25zł dziennie.

Teraz tak zwróciłem na to uwagę, że chyba się walnąłeś z tym 25zł/dziennie bo to wychodzi 750zł/m-c a to nie możliwe.
Mam bojler 130l i dzienne zapotrzebowanie na prąd by to ogrzać mam w okolicach 3,5kWh. Czyli jakieś 105kWh/m-c -> ok.75zł/m-c

Nie pomyliłem się. Przyjąłem około 2100zł za tonę węgla razem z kosztem dostawy bo nie mieszkam na śląsku(workowany orzech). Żeby zagrzać wodę w "podkowie" zużywamy około 12kg węgla(czasem sypnie się więcej). Woda jest wtedy bardzo ciepła około 70C. Ale tańszy jest prąd tylko że pod naciskiem ekologów będzie drożał.
Tutaj-> https://elektromet.pl/pl/technika-grzewcza/produkt/19/mister
w zakładce informacje techniczne producent bojlera podaje że dla bojlera wj140 mister(139l) czyli podobny do mojego
wymaga ogrzewania 5.3h z mocą 1.5kW co daje 7.95kWh żeby ogrzać wodę z 20C do 70C tak jak węglem.
Prądem jest taniej ale jak przez 50 dni będę grzał prądem to zużyje 400kWh.
Teraz płacimy około 70gr za 1 kWh ze wszystkimi opłatami przesyłowymi. Zużywamy około 1900kWh rocznie.
Także grzejąc bojlerem przekroczymy limit i w przyszłym roku za te 1900kWh zapłacimy dużo więcej.
Aby tego uniknąć rozwiązaniem jest instalacja fotowoltaiczna. Pozwoliło by to nam na zmniejszenie zużycia prądu.

kami10 napisał:

Żeby zagrzać wodę w "podkowie" zużywamy około 12kg węgla(czasem sypnie się więcej)

Zdecydowanie za duże zużycie węgla na zagrzanie 140l - chyba za dużo leci w komin

kami10 napisał:

Także grzejąc bojlerem przekroczymy limit i w przyszłym roku za te 1900kWh zapłacimy dużo więcej.
Aby tego uniknąć rozwiązaniem jest instalacja fotowoltaiczna. Pozwoliło by to nam na zmniejszenie zużycia prądu.

A z tym to nie dyskutuje bo masz racje. Też z tego założenia rok temu zacząłem a jak limit 2000kWh wszedł w życie to już w ogóle moja decyzja sprzed roku była strzałem w 10tkę.

k_pec napisał:

@kami10
Ale, pomyślałeś o ochronie przeciwporażeniowej i odgromowej? Uziemienie, połączenie wyrównawcze, instalacja odgromowa, SPD...? Tu nie ma żartów. Barierka jest konstrukcyjnie uziemiona?

Właśnie na początku wątku zadałem pytania odnośnie tych kwestii także myśle że ktoś zamiast straszyć coś poradzi bo od tego jest to forum.
Dzięki za uwagę odnośnie uziemienia barierki bo jeszcze o tym nie pomyślałem.
Mogę zrobić połączenie po dwa panele do dwóch grzałek i mieć napięcie bezpieczne czyli max. do 75V.
Ma to też zalety w razie zacienienia.
Ogólnie dom nie ma instalacji odgromowej ale jest bednarka która wystaje z ziemi około 4-5m od balkonu(to nie była moja decyzja). Instalacje odgromową ma budynek gospodarczy który jest na przeciwko i trochę wyższy od balkonu.
Co do SPD to myśle narazie zostawić puste miejsce w rozdzielnicy bo w razie burzy mógłbym ręcznie wyłączać instalacje za pomocą rozłącznika chyba żę wyłącznik też by mógł pełnić tę rolę? Ogólnie w domu niemamy przepięciówek bo w czasie jego budowy nie były jeszcze w modzie.
Jak instalacja będzie się dobrze sprawować to dołoże SPD.

Czy mogę zastosować rozdzielnice 230V/400V AC jak instalacja w najgorszym wariancie będzie mieć max 150 V DC ?

Pomijając montaż paneli, który już koledzy wyżej starali się wyjaśnić. To nie, nie będzie to działać. Zły dobór komponentów. 4x30V=120V, grzałka jest na 230V, czyli z 1,5KW zostanie jakieś ~400Watów przy tym napięciu(jako że napiecie na panelach sie podniesie, to trochę więcej ale bez szaleństw). W tej grzałce jest także termostat jak mniemam. Ten termostat jeśli kiedykolwiek się rozłączy, to bez regulatora zostanie po nim popiół (pewnie wydarzy się tak po dogrzaniu wody węglem, bo przy szalonych 400-500Watach grzania, to będzie problem z uzyskaniem temperatury rozłączenia termostatu). Czyli grzałka może okazać się jednorazowa, o ile nie wywoła to przy okazji dodatkowych szkód, ciężko powiedzieć jakie może mieć skutki nie zgaszony łuk elektryczny.

Regulator MPPT(do grzałki, żebyś nie kupił takiego do innych celów) jakie by cuda nie napisali w jego opisie nie jest pełnym rozwiązaniem problemów w instalacji. Bo MPPT wymaga dopasowanej instalacji, przynajmniej częściowo. Wynika to z faktu, że nie ma przeważnie w środku żadnej przetwornicy Step-UP. Stąd też grzałka zwykle powinna być przewymiarowana, a instalacja dopasowana przynajmniej w małym stopniu do napięć grzałki.

Regulator jest niezbędny choćby po to, żeby nie spalić termostatu. Bo styk w termostacie nie jest dopasowany do rozłączania prądu DC. Prąd DC, szczególnie przy dużych wartościach napięcia, powoduje efekt jaki ma miejsce w spawarce. Na dobrą sprawę, gdyby nie brać pod uwagę względów bezpieczeństwa, panele fotowoltaiczne nadawałyby się do spawania. Przy prądzie DC i tych wartościach napięć lepiej sprawdza się energoelektronika, niż mechaniczne rozłączniki obwodu. Bo dla odpowiedniego tranzystora to nie problem rozłączyć taki obwód, dla elementów mechanicznych już może byc problem z uwagi na długie podtrzymywanie łuku elektrycznego.

kami10 napisał:

Właśnie na początku wątku zadałem pytania odnośnie tych kwestii także myśle że ktoś zamiast straszyć coś poradzi bo od tego jest to forum.

A, faktycznie.

Ale względem zabezpieczeń elektrycznych to obowiązują pewne standardy, zaaplikowane w tysiącach instalacji i tu nie ma co radzić - wszystko wiadome. Natomiast zabezpieczenia przeciporażeniowe i odgromówka - tu też są ogólnie znane standardy, chociaż tu zawsze jest dodatkowo dostosowanie do konkretnej, indywidualnej instalacji. Też opisane niezliczoną ilość razy. I sam to musisz poznać, a nie tylko wieźć się na podpowiedziach z forum, bo to będzie Twoja instalacja i Twoja odpowiedzialność za nią.

I to nie straszenie, a zwrócenie uwagi, bo wielu robiących DIY i początkujących w PV z pewnych spraw po prostu czasami nie zdaje sobie sprawy.

kami10 napisał:

Mogę zrobić połączenie po dwa panele do dwóch grzałek i mieć napięcie bezpieczne czyli max. do 75V.

A, to zależy jakie warunki się przyjmie. Przy wodzie, na zewnątrz, można sobie założyć warunki normalne, a można i wilgotne. Wtedy, przy wilgotnych, nawet 75V może być dużo.

kami10 napisał:

Co do SPD to myśle narazie zostawić puste miejsce w rozdzielnicy bo w razie burzy mógłbym ręcznie wyłączać instalacje za pomocą rozłącznika chyba żę wyłącznik też by mógł pełnić tę rolę?

A jak nie byłoby Cię w domu?

Niezależnie, energia wyładowań może być praktycznie dowolna - i to zarówno przy bezpośrednim uderzeniu, jak i przy prądach indukowanych. Tak wiec przeskoczenie przez wyłączony rozłącznik to dla wyładowania może być drobiazg. Dlatego właśnie stosuje się obowiązkowo SPD, aby w razie czego coś miało szansę odprowadzić choćby część wyładowania do ziemi.

Niechroniona trasa kablowa od paneli do wnętra domu to najprostsza i komfortowa droga dostania się wyładowania do wnętrza budynku.

kami10 napisał:

Ogólnie w domu niemamy przepięciówek bo w czasie jego budowy nie były jeszcze w modzie.
Jak instalacja będzie się dobrze sprawować to dołoże SPD.

No, tak jest jeszcze w ogromnej ilości starszych obiektów.

Taka sytuacja - robimy instalację antenową, na podwórku piękne słońce, gdzieś w oddali (kilometr, może dwa albo i więcej....) pomruki burzy. I nagle TV zdechł. Nieodwołalnie. Dom bez SPD, wyładowanie przeszło po linii napowietrznej i było po wszystkim. Szczęście, że nic innego w tym momencie "nie było pod prądem"...

To też nie straszenie, a po prostu uświadomienie co może wyładowanie, którego "nie ma"...

W sumie, odnośnie elektryki i pozostałych spraw zawsze powinno się pogadać z elektrykiem albo instalatorem PV.

Witam -zaczne od pozdrowienia wszystkich ktorych nierządnice zmusiły do panowania nad słoncem xxxxx xxx. Co do Twojej sytuacji jak nie chcesz produkować pradu strikte i nie masz miejsca , kup kolektor rurowy 30 rur i po problemie.
4 panele 405W to zdecydowanie za mało. Do tego osprzet montaz kontroler...

Strumien swiadomosc... napisał:

kup kolektor rurowy 30 rur i po problemie.

Aha, bo do kolektora rurowego nie potrzeba osprzętu, montażu, etc. Kupujesz i od razu grzeje wodę?

Strumien swiadomosc... napisał:

4 panele 405W to zdecydowanie za mało. Do tego osprzet montaz kontroler...

Powiedz to mojej instalacji do grzania wody, że 4 panele 405W to za mało, która dziś do tej chwili co piszę podniosła temp. w bojlerze 130l o 30stopni a dogrzeje jeszcze min. kolejne 10stopni i która tak zagrzana woda starczy na 2 dni słońca za ciężkimi chmurami

Strumien swiadomosc... napisał:

Co do Twojej sytuacji jak nie chcesz produkować pradu strikte i nie masz miejsca , kup kolektor rurowy 30 rur i po problemie.
4 panele 405W to zdecydowanie za mało

Całkiem dobry pomysł. Z 2m2 kolektora jest tyle samo ciepłej wody co z 5-ciu paneli 400Wp, a miejsca zajmuje zdecydowanie mniej.

@michalPV Z moich obliczeń wynika , że jak woda zimna ma temperaturę 5*C , to jak podgrzejesz o 30* to będzie miała 35*, więc daleko jeszcze do ciepła, a jak dodasz kolejne 10* , to dopiero 45*. A że ta woda starcza na dwa dni, to chyba wtedy gdy nikt jej nie pobiera.

>>20571832
Ciekawe jak by wyglądały rurki z glikolem na kutej balkonowej balustradzie u kami10;) No i jeszcze bojler z wężownicą trzeba by dokupić (a właściwie z dwoma, żeby zachować funkcjonalność grzania przez piec), a to ostatnio nie są tanie rzeczy. Tańszy mógłby być kolektor ciśnieniowy ze zintegrowanym zbiornikiem, ale to w ogóle trudno sobie na takim balkonie wyobrazić.

stanislaw1954 napisał:

Z moich obliczeń wynika , że jak woda zimna ma temperaturę 5*C , to jak podgrzejesz o 30* to będzie miała 35*, więc daleko jeszcze do ciepła, a jak dodasz kolejne 10* , to dopiero 45*

No właśnie, z Twoich obliczeń...
A z mojej instalacji wynika, że obecnie termometr wskazuje 68stopni (rano startował z 30stopni). Od rana słonecznie ale okresowe zacienienia od niewielkiej ilości chmurek.

stanislaw1954 napisał:

A że ta woda starcza na dwa dni, to chyba wtedy gdy nikt jej nie pobiera.

Ależ normalnie jest użytkowana, łącznie z prysznicami ale taka sytuacja to tylko wtedy gdy dzień wcześniej jest zagrzana na maxa, czyli do 75 stopni.
Nie używa się przecież takiego prawie wrzątku tylko się miesza i stąd starcza na 2 dni (tak miałem w miniony weekend, w piątek woda na maxa, sobota i niedziela zero słońca a sobota na dodatek deszczowa). Dziś rano było 30stopni.
I kolejny raz dodam (tu na forum), że termometr jest na 1/3 wysokości bojlera pionowego a ciepła woda zbiera się u góry.

Oczywiście jest to też zależne ile kto ciepłej wody zużywa ale raczej 130-140l nie jest dla 4-5 os.rodziny

No pewnie, że inaczej się grzeje wodę od 30*, a inaczej niż jest zimna prosto ze studni, czy wodociągu, do określonej wyższej temperatury, a to że woda ciepła gromadzi się u góry, (a tam masz pomiar -1/3 od góry )myślę, ze wielu użytkowników forum wie/rozumie.

adse napisał:

Ciekawe jak by wyglądały rurki z glikolem na kutej balkonowej balustradzie u kami10;) No i jeszcze bojler z wężownicą trzeba by dokupić (a właściwie z dwoma, żeby zachować funkcjonalność grzania przez piec), a to ostatnio nie są tanie rzeczy. Tańszy mógłby być kolektor ciśnieniowy ze zintegrowanym zbiornikiem, ale to w ogóle trudno sobie na takim balkonie wyobrazić.

Balkon balkonem... I pomijając masę takiej instalacji, którędy poprowadzić rury z balkonu do łazienki? Przez salon za telewizorem i wersalką czy może po suficie do przedpokoju? Pozostaje jeszcze jeden problem - co z zimą? Bo z tego co mi wiadomo, instalację należy opróżnić przed mrozami. No, ale do wiosny kolektor rurowy można przecież przechowywać za lodówką