Wstęp
Technologie fotowoltaiczne typu plug-and-play szybko zdobywają polski rynek. Panele PV na balkonie w bloku, czy w kamperze, w czasie wakacyjnego wyjazdu są rozwiązaniem nie tylko obniżającym rachunki za prąd, ale też pozwalającym korzystać z niego w każdym miejscu. W artykule chcę zaprezentować jeszcze jedną propozycję rynku w tej technologii – grzałki solarne.
Fot. Grzałka solarna ROD-1000 firmy Fothermo.
Grzałki solarne
W odróżnieniu do klasycznych grzałek elektrycznych pracujących na prądzie sinusoidalnym AC , grzałka solarna zasilana jest bezpośrednio z paneli fotowoltaicznych prądem stałym DC. Nie wymaga więc inwertera i może być zastosowana także w instalacjach wyspowych pracujących poza siecią energetyczną. Oczywiście jej sprawność i przydatność zależy wtedy tylko i wyłącznie od słońca. W okresie letnim będzie więc z pewnością wysoka, w zimowym może stanowić uzupełnienie klasycznych systemów.
W Europie producentem grzałek solarnych jest niemiecka firma Fothermo i w swojej ofercie posiada obecnie dwa rozwiązania o odmiennej mocy:
- grzałkę o mocy 550W i nazwie handlowej ROD-550
- grzałkę o mocy 1000W, ROD-1000
Parametry pracy obu grzałek przedstawia poniższa tabela.
| Rodzaj parametru | ROD-550 | ROD-1000 |
| Moc maksymalna | 550 W | 1000 W |
| Maksymalny prąd na wejściu | 15,5 A | 23 A |
| Zaleca moc generatora PV | 300-1200 W | 1500-2500 W |
| Maksymalna moc generatora PV | 2000 W | 3000 W |
| Maksymalna wartość napięcia wejściowego DC | 50 V | 50 V |
| Waga | 0,8 kg | 0,9 kg |
| Zakres regulacji temperatury wody | 5-65°C | 5-65°C |
| Stopień ochrony | IP24 | IP20 |
| Ilość przyłączy MC4 | 1 | 2 |
| Zintegrowany MPP tracker | tak | tak |
| Przyłącze do zbiornika | G 1 1/2″ | G 1 1/2″ |
| Głębokość grzałki w zbiorniku | 280mm | 295mm |
| Pozycja montażu | pozioma | pozioma |
Moc całkowita grzałki zależy od napięcia na wejściu. Optymalne dla grzałki ROD-1000 mieści się pomiędzy 38-43 V. Poniższy wykres pokazuje przykładowe wartości mocy elementu grzejnego dla różnych wartości napięć.
Rys. Moc grzałki ROD-1000 w zależności od napięcia na wejściu.
Grzałki zawierają wyświetlacz ciekłokrystaliczny zasilany niewymienną baterią. Jej ewentualne uszkodzenie nie wpływa na działanie urządzenia. Firma zastrzega sobie minimalne wymagania odnośnie wody w zbiorniku:
- zawartość chlorków < 250 mg/l
- przewodność elektryczna minimum 100 μS/cm
- pH = 6,5-8
Obie grzałki posiadają płynną bezstopniową regulację mocy. Na tym jednak ich podobieństwo się kończy. Model 550 W ma bowiem tylko jedno wejście MC4 i może służyć wyłącznie do podgrzewania wody w zbiorniku. Po załadowaniu do maksymalnej temperatury grzałka po prostu się wyłączy i energia produkowana przez panele PV będzie tracona do momentu ponownego jej uruchomienia. Problem ten został wyeliminowany w nowszym modelu o większej mocy ROD-1000. Grzała solarna ROD-1000 posiada dwa przyłącza MC4, wejściowe i wyjściowe. Pozwala to stosować co najmniej dwa różne warianty pracy w systemie:
- praca kaskadowa
- praca z siecią
Praca kaskadowa – to rozwiązanie pozwalające przypiąć do tablicy PV dwie grzałki połączone szeregowo. Układ taki umożliwia zamocowanie w zasobniku dwóch niezależnych grzałek ROD-1000, jednej w górnej części zbiornika, a drugiej w środkowej lub dolnej (w zależności od konstrukcji zasobnika c.w.u.). Gdy górna grzałka osiągnie zaprogramowana temperaturę wody w zbiorniku, cały prąd poprzez przyłącze kierowany jest do drugiej grzałki i rozpoczyna się dogrzewanie niższej strefy.
Rys. Po prawej – praca kaskadowa dwóch grzałek ROD-1000.
Praca z siecią – w tym przypadku drugie przyłącze w grzałce traktowane jest jako nadmiarowe i wykorzystywane w sytuacji, gdy zbiornik zostanie podgrzany do zaprogramowanej wysokości. Aby nie tracić produkowanej przez panele energii prąd przez złącze wyjściowe może kierowany do domowego magazynu energii lub poprzez mikroinwerter do sieci. To ostatnie rozwiązanie jest dyskusyjne. Przepisy na ogól nie wymagają specjalnych zgłoszeń i podpisywania umów z zakładem elektroenergetycznym, jeśli przyłączona moc nie przekracza 800W. W pozostałych przypadkach konieczny jest licznik dwukierunkowy i umowa prosumencka. W przypadku tablicy PV wymaganej dla grzałki 1000 W pozostaje więc albo umowa prosumencka, albo zastosowanie mikroinwertera o mocy < 800 W na wyjściu AC.
Nie są te jedyne możliwości. Na stronie firmy Fothermo można znaleźć wykaz urządzeń zatwierdzonych do podłączenia wyjścia nadmiarowego grzałek ROD-1000. Link: https://fothermo.com/pages/whitelist-rod-1000
