Slunce i do kunratické školy

Mít ve škole sluneční elektrárnu je nejen zajímavé pro žáky na jejich cestě k porozumění filozofii trvale udržitelného rozvoje života, ale jedná se i o výhodnou investici, která zlevní provoz školy, a to i v případě, že výkupní ceny energie se budou měnit. Provoz školy v budoucích letech bude vždy o vyrobenou energii levnější. Odhadujeme, že za rok solární elektrárna vyrobí cca 55 000 kWh a tím pokryje velkou část spotřeby elektrické energie v naší škole.

Příští týden čtěte o zkušenostech z prvního roku provozu a on-line měření

Snad každá škola by se měla zapojit do ekologické výchovy tím, že povede své žáky k šetrnému používání všeho, co na Zemi máme. Solární energie patří mezi nevyčerpatelné zdroje energie. Její využití nemá žádné negativní dopady na životní prostředí. Množství využitelné energie závisí na klimatických podmínkách jednotlivých částí zemského povrchu. Lze ji dobře využívat nejen v oblastech s dlouhým slunečním svitem, ale i s vyšší nadmořskou výškou.

V České republice a i v Praze jsou poměrně dobré podmínky pro využití energie slunečního záření, přestože množství sluneční energie v průběhu roku kolísá a největší množství sluneční energie dopadá v období, kdy spotřeba tepla je nejnižší. Na střechách máme 256 solárních panelů Schott poly 230W. Je skvělé, že budeme moci sledovat na monitoru umístěném v takzvaném „krčku“ školy průběh fotovoltaické přeměny a její účinnost, tedy zda sluneční elektrárna pracuje. Nejen v hodinách fyziky se tak děti seznámí s fungování elektrárny. Teoretické vyučování si budou moci doplnit i o praktické pokusy s fotovoltaickým panelem. Seznámí se i s funkcí „střídače“, který přeměňuje stejnosměrný proud na proud střídavý, a funkcí transformátorů, které zvyšují střídavé napětí na úroveň vyžadovanou spotřebiči. Je paradoxem, že relativně nedávno přijala Evropská unie významné politické rozhodnutí: plán na zdvojnásobení výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů do roku 2010 a že v ČR, díky nekoncepčním krokům bude docházet k zásadní regulaci při výrobě elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Sluneční elektrárna do školy patří. Děti si uvědomí, že fotovoltaická přeměna sluneční energie je jedním z obnovitelných energetických zdrojů, vedle energie vodní, energie větru, spalování biomasy ... Tyto zdroje mají jeden společný původ – naše Slunce.

Sluneční elektrárna

Na střechách nových budov ZŠ Kunratice byla v září tohoto roku nainstalována fotovoltaická sluneční elektrárna o výkonu cca 59 kWp. Elektřina vyrobená solárními panely bude využívána přímo v areálu školy, případné přebytky budou posílány do sítě PRE. Kromě dosažení výrazných úspor za elektřinu bude zařízení sloužit také jako didaktická pomůcka. Aktuální provozní hodnoty i výsledky dlouhodobých měření budou žákům k dispozici díky monitorovacímu systému. Stavbu solární elektrárny provedla místní realizační firma SVP solar, s.r.o.

Sluneční energie pro děti

Takto stručně by se dal popsat nedávno dokončený projekt fotovoltaického systému o výkonu téměř 60 kWp na Základní škole Kunratice.

Elektřina vyrobená solárními panely se bude spotřebovávat přímo v areálu školy, které se tak významně sníží náklady na provoz. Kromě úspor za elektrickou energii bude možné zařízení využívat i k výuce díky dálkovému monitorovacímu systému. Ten zobrazuje aktuální i souhrnná data z měření na internetovém portálu a současně online na LCD panelu umístěném ve veřejné části budovy školy.

Konstrukce nekotvená do střechy

Celá solární elektrárna se nachází na střechách nových objektů základní školy, konkrétně na dvou pavilonech a spojovacím krčku. Jedná se o ploché nebo mírně šikmé střechy se sklonem do 5º. Aby se nepoškodila nová fóliová hydroizolace střech, bylo nutné pro umístění fotovoltaických panelů použít nekotvené konstrukce.

Byl zvolen konstrukční systém s:box společnosti RWenergy GmbH. Jedná se o stojany z pozinkovaného plechu, následně zatížené betonovými bloky. Použitý typ konstrukcí zajišťuje současně stabilitu proti větru, optimální náklon a také přirozené ochlazování zadní strany panelů, což je důležité pro jejich vysoký výkon. Plechové s:boxy byly navíc podloženy separační geotextilií a pryžovou roznášecí podložkou, aby nemohlo dojít k protržení ani dlouhodobým deformacím izolace.

Elektrické zapojení solárních panelů a střídačů

Rozmístění solárních panelů na střechách je provedeno tak, že každá střecha tvoří samostatný systém. Na jižním pavilonu je umístěno celkem 100 fotovoltaických panelů Schott 230, které jsou připojeny do dvou střídačů Fronius IG Plus 120. Severní pavilon je pokryt 104 kusy panelů a náleží k němu také dva střídače. Zbylých 52 panelů s jedním střídačem je umístěno na ploché střeše spojovacího krčku, resp. auly.
Solární moduly jsou sdružovány do sérií (tzv. stringů) s počtem 10, resp. 13 kusů. Mezi krajními moduly každého stringu a střídačem jsou speciální jednožilové solární kabely, odolné proti povětrnostním vlivům. Na stejnosměrné i střídavé straně jsou u měničů osazeny přepěťové ochrany, zajišťující jejich bezpečnost. Kabely se střídavým napětím jsou následně vedeny v ochranných žlabech po střeše až k požárně utěsněnému prostupu do technické místnosti, kde je umístěn hlavní rozvaděč.

Měření vyrobené energie

V rozvaděči je umístěn třífázový elektroměr pro měření vyrobené energie. Na základě tohoto měření jsou uplatňovány tzv. „zelené bonusy“. Vyrobená elektřina je dodávána přímo do vnitřní rozvodné sítě objektu, kde je ihned spotřebovávána.

Pouze v okamžiku, kdy je výroba vyšší než spotřeba školy, „přetéká“ vyrobená elektřina do distribuční sítě a je spotřebována v některém ze sousedních objektů. Celková bilance energie spotřebované a naopak dodané do sítě je zaznamenávána čtyřkvadrantovým elektorměrem, který je umístěn místo původního měření.

Online monitoring

V každém okamžiku je funkce celého systému sledována pomocí monitorovacího zařízení Solarmonitor. Jedná se o český výrobek, který svými funkcemi a příjemným uživatelským prostředím předčí jiná značková zařízení. Systém umí nejen sledovat a zaznamenávat výrobu elektrické energie, ale umí též hlásit případné poruchy např. zasíláním sms zpráv či jiných hlášení. Samozřejmostí je dostupnost přes internet z kteréhokoliv počítače.

Na veřejně přístupné chodbě školy umístila realizační fi rma LCD obrazovku, na které jsou online zobrazovány okamžité hodnoty výkonu jednotlivých střídačů, vyrobená energie za den, intenzita slunečního záření, teplota panelů a další hodnoty. Tyto informace slouží jednak pro informaci návštěvníkům, jednak mohou sloužit při výuce například fyziky.

Velkou výhodou Solarmonitoru je to, že umí vytvářet potřebné výkazy a faktury pro distribuční společnost, Energetický regulační úřad atd.

Realizace na klíč

Celou realizaci i potřebnou administrativu zajistila společnost SVP solar, s.r.o. z Prahy Kunratic, zabývající se kromě fotovoltaiky zejména instalacemi tepelných čerpadel, solárních systémů pro ohřev vody a solárních lamp pro veřejné osvětlení. Více o akci FVE ZŠ Kunratice i o dalších projektech se dozvíte na www.svp-solar.cz.

Instalace fotovoltaického systému trvala přibližně 20 dnů. Více k samotné stavbě řekl vedoucí realizace – Tomáš Kuchař z SVP solar, s.r.o.: „Instalaci jsme začali 24. srpna a až na výjimky bylo vše hotovo 15. září. Neměli jsme žádné problémy s dodávkami panelů ani měničů – vše bylo připraveno předem na našem skladě. Výhodou bylo určitě to, že používáme léty osvědčené evropské výrobky, u kterých nenastávají problémy s kompatibilitou a zejména s kvalitou. Velmi kladně hodnotím také přístup investora, tedy MČ Praha Kunratice, stejně jako provozovatele systému – ZŠ Kunratice. Po všech stránkách proběhla výstavba hladce a věřím, že ani v budoucnosti nenastanou problémy.“

Generální dodavatelSVP solar, s.r.o.
Subdodavatel konstrukcíRWenergy GmbH – Luděk Minařík
Subdodavatel technologiíFrankensolar CZ s.r.o.
Subdodavatel monitoringuEmbedded Technologies s.r.o.