Technické okénko: Elektrifikace 

Součástí doplňkových konstrukcí a technologických opatření v kampusu Kashitu je také realizace fotovoltaického systému, který významně posiluje energetickou stabilitu celého areálu a podporuje jeho dlouhodobou soběstačnost.

Instalace reaguje na místní podmínky, kdy jsou zejména ve venkovských oblastech Zambie výpadky dodávky elektrické energie poměrně časté. Země je energeticky ve velké míře závislá na výrobě elektřiny z vodních elektráren, přičemž v posledních letech dochází vlivem prodlužujících se období sucha k poklesu hladiny vody v přírodních rezervoárech a přehradních nádržích. Snížená výrobní kapacita se následně promítá do omezení dodávek elektřiny v distribuční síti.

Díky vlastní fotovoltaické elektrárně je kampus schopen tyto výpadky částečně překlenout a zajistit provoz klíčových funkcí i v době, kdy veřejná síť není dostupná. Systém je vybaven bateriovým úložištěm, které umožňuje akumulaci vyrobené energie a její využití ve večerních hodinách. To přispívá nejen k plynulosti výuky a provozu laboratoří, ale také ke zvýšení bezpečnosti areálu po setmění.

Protože se jedná o obnovitelný zdroj energie, přináší systém zároveň finanční úspory na provozu kampusu. Do budoucna počítáme také s potenciální možností prodeje přebytečné energie zpět do veřejné sítě, pokud to místní legislativní a technické podmínky umožní.

Energeticky soběstačnější kampus je stabilním zázemím nejen pro studenty a pedagogy, ale i pro širší komunitu. Místní se tak mohou spolehnout na funkční vzdělávací infrastrukturu a soustředit se především na rozvoj znalostí a praktických dovedností.

podívejte se na reportáž z instalace fotovoltaické elektrárny.

Návrh a realizace systému

Fotovoltaický systém jsme navrhovali a realizovali ve spolupráci s naším nadšeným partnerem, Skupinou ČEZ. Odbornou podporu při realizaci poskytl Petr Jenikovský a vedoucím instalace na místě se stal Michal Koščík, čerstvý absolvent Fakulty elektrotechnické ČVUT, který se k projektu připojil po workshopu Hackathon Light Up Africa.

Michal se realizace ujal s velkým nasazením. Po společných konzultacích při plánování a objednávce systému v květnu, dorazil do Kashitu s poslední letní dobrovolnickou skupinou, aby vedl samotnou instalaci na místě ta trvala celkem dva a půl týdne, od konce srpna do prvního týdne září.

Ještě před jeho příjezdem zahájil místní tým přípravné práce, především výkopy pro vedení kabeláže mezi jednotlivými objekty a k hlavní rozvodné skříni.

Uzemnění a lokální stavební praxe

Velký důraz byl kladen na bezpečnost celého systému, zejména na jeho správné uzemnění. K realizaci přistupujeme vždy s respektem k místním zvyklostem a stavebním postupům - i proto, že naším cílem je předávat know-how tak, aby jej bylo možné dlouhodobě replikovat v praxi.

V Zambii je možné bez obtíží pořídit měděný vodič i masivní měděné zemnící tyče, takže samotná realizace uzemnění je materiálově dobře dostupná. Zajímavostí je například cenové srovnání - zatímco v evropském kontextu by podobné množství mědi představovalo velmi nákladnou položku (přibližně 6850,- kč), v Zambii je díky místním měděným dolům tento materiál výrazně dostupnější (1570,- kč).

Instalace panelů

Samotná instalace fotovoltaických panelů probíhala na střeše první budovy kampusu - objektu workshopu, který disponuje největší vhodnou střešní plochou.

Celkem bylo osazeno 40 panelů, kotvených na hliníkové montážní profily. Ty jsou mechanicky uchyceny do zesíleného střešního plechu, konstrukce takto odolá větru.

Technické zázemí systému

Jádro celého fotovoltaického systému se nachází v technické místnosti zřízené uvnitř budovy workshopu. Ta obsahuje zejména:

• hybridní střídač schopný plného ostrovního provozu,

• vysokonapěťový bateriový systém LiFePO4 v rackovém provedení a vlastním BMS,

• přijímač satelitního internetu Starlink pro vzdálený přístup a monitoring,

• rozvaděč DC ve kterém máme osazené přepěťové ochrany typu 1+2 a pojistkové odpojovače pro celkem 4 stringy,

• rozvaděč AC ze kterého je výstupní výkon střídače vyveden do celého kampusu skrze hlavní proudový chránič, což je veliký posun v bezpečnosti proti standardní zambijské elektroinstalaci,

• hlavní ekvipotenciální svorkovnice,

• bateriový odpojovač osazen nožovými pojistkami.

Základní technické parametry systému

• Instalovaný výkon FVE: 23,8 kWp

• Počet panelů: 40 ks

• Typ a výkon panelu: JA Solar JAM72D40 595Wp / panel

• Kapacita bateriového úložiště: 20,48kWh

• Typ baterií: DEYE HV Baterie BOS-G

• Typ střídače / měniče: Deye SUN-20K-SG01HP3

• Napěťová soustava: TN-S 230/400V

• Způsob připojení: ostrovní (možno i hybridní či paralelní)

• Možnost zpětného prodeje do sítě: do budoucna plánováno

• Monitoring a řízení systému: DEYE Cloud pomocí systému Starlink

Realizace fotovoltaické elektrárny představuje další krok směrem k technicky, ekonomicky i provozně soběstačnému kampusu. Vedle samotného energetického přínosu má projekt i silný vzdělávací rozměr - od přípravných stavebních prací přes elektroinstalaci až po budoucí údržbu a správu systému místním týmem.