Tani Magazyn Energii w Wodzie: DIY Sterownik Solarny 'Solar Dump' – Recenzja Projektu z Instructables

Opublikowano: | Tagi: diy, energia, fotowoltaika, ogrzewanie, recenzje
Tani Magazyn Energii w Wodzie: DIY Sterownik Solarny 'Solar Dump' – Recenzja Projektu z Instructables

Każdy posiadacz instalacji fotowoltaicznej (szczególnie w systemach off-grid lub hybrydowych) zna ten ból: jest południe, słońce świeci jak szalone, akumulatory są już naładowane w 100%, a falownik obcina produkcję, bo nie ma co zrobić z energią. Oddawanie jej do sieci za grosze (lub za darmo) to strata. Rozwiązaniem jest magazyn energii, ale te chemiczne (LiFePO4) są drogie.

Dziś przyglądamy się projektowi użytkownika cahz z platformy Instructables, który stworzył "Sunlight Controlled Solar Dump Water Heater". To genialny w swojej prostocie system, który automatycznie przekierowuje nadmiar słońca prosto do bojlera, tworząc najtańszy możliwy magazyn energii – magazyn wodny.

Link do oryginalnego projektu: Instructables: Sunlight Controlled Solar Dump Water Heater

Problem: Słońce, Chmury i Nienaładowane Baterie

Autor projektu, mieszkający w Wielkiej Brytanii (gdzie pogoda jest równie kapryśna jak w Polsce), zauważył istotny problem. Początkowo próbował sterować grzałką bojlera na podstawie napięcia akumulatorów. Niestety, w przypadku nowoczesnych baterii LiFePO4 krzywa napięcia jest bardzo płaska.

Gdy nadchodziła chmura, napięcie na baterii spadało wolno, a grzałka nadal pobierała prąd, drenując cenny magazyn energii. Gdy słońce wychodziło, system reagował z opóźnieniem. Potrzebne było rozwiązanie, które reaguje na światło, a nie na napięcie.

Komponenty systemu: Przekaźnik SSR, moduł czujnika światła i regulator napięcia
Serce układu: tani moduł z fotorezystorem (u góry), regulator mocy (na dole) i przekaźnik SSR (po prawej).

Rozwiązanie: Analogowa Inteligencja za Grosze

Koncepcja zaprezentowana w instrukcji jest genialna, ponieważ opiera się na tanich, łatwo dostępnych komponentach, które kupisz na popularnych portalach aukcyjnych (Allegro, AliExpress, Amazon) za równowartość "kilku kaw".

Zasada działania:

  1. Czujnik światła (XH-M131): Prosty moduł z fotorezystorem za kilkanaście złotych. Umieszczony na dachu lub przy oknie, "patrzy" na słońce. Posiada potencjometr, którym ustawiamy próg zadziałania (czułość).

  2. Sygnał sterujący: Gdy słońce świeci wystarczająco mocno, moduł podaje napięcie 12V na wyjście.

  3. Element wykonawczy (SSR): Sygnał 12V uruchamia Przekaźnik Półprzewodnikowy (Solid State Relay - np. SSR-40DA). W przeciwieństwie do styczników mechanicznych, SSR jest cichy, trwały i może przełączać się tysiące razy dziennie bez zużycia styków.

    ⚠️ WAŻNE: Przekaźniki SSR generują ciepło podczas pracy! Przy sterowaniu grzałkami (duże prądy) bezwzględnie wymagają one montażu na aluminiowym radiatorze, aby odprowadzić ciepło. Dla lepszego efektu i stabilności pracy należy użyć pasty termoprzewodzącej między przekaźnikiem a radiatorem. Bez odpowiedniego chłodzenia SSR ulegnie szybkiemu przegrzaniu i trwałemu uszkodzeniu.

  4. Grzałka: Przekaźnik zamyka obwód 230V i uruchamia grzałkę w bojlerze.

Autor zastosował dodatkowo prosty regulator PWM (ściemniacz 230V dużej mocy) przed grzałką, aby móc ręcznie ograniczyć jej moc (np. do 1.5kW latem lub mniej zimą), dostosowując ją do możliwości swojej instalacji PV.

Wykres produkcji PV z widocznymi pikami pracy zrzutu energii
Wykres pokazujący działanie systemu w "kratkę" (słońce/chmury). Piki powyżej 1.5kW to momenty, gdy system "zrzuca" nadmiar energii do wody, nie obciążając baterii podczas zachmurzenia.

Skalowalność: Od Małego Bojlera po Przemysłowe Bufory

Największą zaletą tego rozwiązania DIY jest jego niesamowita elastyczność. Projekt z Instructables wykorzystuje przekaźnik SSR 40A, co wystarcza do sterowania typową grzałką domową 2kW-3kW. Ale co, jeśli masz potężną instalację PV i chcesz grzać wielki bufor?

Możesz to łatwo przeskalować:

  • Większa Moc: Ten sam mały moduł czujnika światła może wysterować potężny stycznik trójfazowy lub zestaw kilku przekaźników SSR. Możesz w ten sposób załączać zespół grzałek o mocy 9kW, 12kW czy nawet więcej. Pamiętaj tylko o odpowiednio dużych radiatorach!
  • Kaskada: Możesz ustawić kilka czujników światła o różnej czułości. Lekkie słońce? Załącza się grzałka nr 1 (1kW). Pełne słońce? Załącza się grzałka nr 2 (kolejne 2kW).

Dzięki temu system ten idealnie wpisuje się w koncepcję budowy ogromnych buforów ciepła zasilanych grzałkami, o których pisaliśmy w kontekście taryf dynamicznych. Tam sterownikiem była cena prądu, tutaj jest nim bezpośrednio obecność słońca – idealne dla systemów off-grid.

Dlaczego Warto?

  1. Cena: Koszt części (moduł światła + SSR + radiator + obudowa) to ułamek ceny sterowników dedykowanych (typu "Wattrouter" czy "Ohmpilot").
  2. Ochrona Baterii: System grzeje wodę tylko wtedy, gdy jest nadprodukcja. Gdy chmura zasłoni słońce, grzałka wyłącza się natychmiast, nie drenując drogich akumulatorów domowych.
  3. Woda to Bateria: Zamiast kupować kolejny moduł magazynu energii za 10 000 zł, magazynujesz energię w 300 litrach wody. A co zrobić z tą gorącą wodą? Możesz ją wykorzystać nie tylko do mycia, ale także podłączyć pralkę i zmywarkę bezpośrednio do ciepłej wody, generując kolejne oszczędności prądu!

Podsumowanie i Ostrzeżenie

Projekt Sunlight Controlled Solar Dump Water Heater to kwintesencja idei DIY. Pokazuje, że nie potrzebujemy skomplikowanej elektroniki, WiFi i chmury, aby efektywnie zarządzać energią w domu. To rozwiązanie "ustaw i zapomnij", które po prostu działa.

UWAGA: Pamiętaj, że praca z napięciem 230V jest niebezpieczna. Jeśli nie masz uprawnień lub doświadczenia, zleć podłączenie części wysokonapięciowej (SSR i grzałki) elektrykowi. Układ sterujący (12V) jest bezpieczny dla amatorów.

Jeśli szukasz sposobu na maksymalne wykorzystanie swojej fotowoltaiki bez wydawania fortuny, ten projekt jest zdecydowanie warty uwagi.