Nízkoenergetický dom v Omiciach

Dom v Omiciach bol od začiatku budovaný ako ústredná súčasť výskumného projektu CAMEB pod hlavičkou Univerzitného centra energeticky efektívnych budov pri ČVUT v spolupráci s výrobcami a dodávateľmi čiastkových technológií. Cieľom projektu je v reálnej prevádzke domu sledovať kvalitu prostredia a súčasne prevádzkové náklady jednotlivých technológií. Získané dáta majú slúžiť na vytvorenie algoritmu pre efektívne riadenie domu ako funkčného celku. Spoločnosť Fenix sa na realizácii projektu podieľa od samého začiatku. Výstavba domu prebiehala v rokoch 2020 až 2021.

Murovaný rodinný dom je situovaný na svahovitom pozemku, má obdĺžnikový pôdorys 15,5 x 6 m a je riešený ako čiastočne podpivničený s dvoma nadzemnými podlažiami. Na južnej strane domu je prístavba s kanceláriou, dielňou, skladom a zastrešeným parkovacím státím. Na prízemí domu sa nachádza hlavná obytná miestnosť s pripojeným kuchynským kútom, spálňa, kúpeľňa, WC, technická miestnosť, práčovňa a zádverie. Na poschodí nad obytnou miestnosťou sa nachádza galéria, dve podkrovné izby a malá kúpeľňa so sprchovacím kútom. Dom má nadštandardnú výbavu v podobe vonkajšieho bazéna, vírivky, sauny a v krytom parkovacom státí je inštalovaný wallbox na nabíjanie elektromobilu. Technická miestnosť k bazénu je spolu so skladovacími priestormi situovaná do suterénu domu. 

Podľa Preukazu Energetickej Náročnosti Budovy spracovaného podľa Vyhlášky 78/2013 Sb., patrí objekt do kategórie B, tepelná strata objektu bola pri energeticky referenčnej ploche 163 m² a vonkajšej teplote -15°C výpočtom stanovená na 4,4 kW. Dom je trvalo obývaný dvoma osobami.

Vykurovanie

V dome je kompletne inštalované elektrické priamovýhrevné vykurovanie. Na prízemí je použité elektrické podlahové kúrenie formou vykurovacích rohoží LDTS pod dlažbou a vykurovacích fólií ECOFILM F pod plávajúcou podlahou v obývacej izbe. V spálni na prízemí a v podkrovnej miestnosti sú osadené stropné vykurovacie moduly ECOFILM MH v SDK podhľadoch. V kúpeľniach sú doplnené elektrické vykurovacie rebríky na sušenie uterákov, v kuchyni je doplnený sklenený sálavý panel ECOSUN GS s madlom na sušenie utierok, v priestore vonkajšieho posedenia sú použité aj terasové ohrievače ECOSUN TH. Celkový inštalovaný príkon elektrického kúrenia je cca 6,2 kW (vrátane terasových ohrievačov 8,7 kW).

Je však nutné doplniť, že elektrické kúrenie je v zimnom období pravidelne kombinované ešte s akumulačným krbom na drevo s výkonom 24 kW umiestneným v obývacej izbe. Krb sám o sebe je schopný dom bez problémov vykúriť.

Fotovoltaický systém

Na streche domu je inštalovaných 30 monokryštalických fotovoltaických panelov s výkonom 325 Wp, celkový výkon fotovoltaickej elektrárne je teda 9,8 kWp. Panely sú rozdelené do dvoch skupín po 15 kusoch umiestnených na východnej a západnej polovici sedlovej strechy. Vďaka tomuto rozdeleniu je zaistený vyšší výkon v dopoludňajších a popoludňajších hodinách. Panely sú pripojené do domáceho batériového úložiska HES umiestneného v technickej miestnosti pri krytom státí. Kapacita batériového úložiska je 41,1 kWh, batériové úložisko HES obsahuje už aj vlastný asymetrický 10 kW striedač, MPPT tracker, modul synchronizácie s distribučnou sieťou, BMS pre správu batérií, riadiaci a komunikačný modul atď. Jedná sa teda o kompletný hybridný systém inštalovaný v skrini o rozmere 60x60x192 cm. Cez úložisko HES je napojená všetka elektroinštalácia domácnosti. Spotreba je primárne kompenzovaná z energie uloženej v batériách, v prípade zvýšenej spotreby (napr. vykurovanie, nabíjanie elektromobilu) sa časť energie odoberá aj priamo z distribučnej siete.

Od februára 2022 sa v rámci pilotného projektu testuje prevádzka úložiska v režime tzv. spotových cien – nakladanie s energiou je teda prispôsobené aktuálnym hodinovým cenám elektrickej energie na spotovom trhu (bližšie informácie v samostatnom článku - Nákup elektriny za VOC je dostupný aj domácnostiam).

V prípade nízkych cien môže systém cielene nabíjať batériu zo siete, naopak pri vysokých cenách sa systém snaží dodávať prebytky energie, napr. zisky z FVE, späť do distribučnej siete. Batériové úložisko takto dokáže aktívne znižovať priemernú cenu silovej elektriny a tým výrazne prispievať k ekonomike prevádzky celého domu.

Na jeseň roku 2023 bola FVE doplnená o ďalších 5,4 kWp inštalovaných na plochej streche krytého státia automobilu. Aktuálny inštalovaný výkon je teda 15,4 kWp.

Regulácia a ďalšie technológie

Dom je vybavený aj rekuperačnou jednotkou WAFE zaisťujúcou zónovú ventiláciu miestností bez navýšenia tepelných strát. V prípade potreby je v letných mesiacoch možné využiť aj chladenie pomocou splitovej klimatizačnej jednotky, prehrievaniu priestoru bránia aj vonkajšie žalúzie.

Aby všetky čiastkové technológie fungovali ako jeden celok, bolo nutné zvoliť vhodný systém merania a regulácie. Voľba padla na český produkt iCOOL4 postavený na hardvérovom systéme od TECO Kolín. Práve rola riadiaceho systému sa počas prevádzky domu ukázala ako kľúčová pre zaistenie optimálnej kvality prostredia a zefektívnenia prevádzkových nákladov. Výhodou je možnosť riadiaci systém priebežne upravovať podľa aktuálnych poznatkov a požiadaviek, pričom nie je potrebné zasahovať do hardvérovej časti regulácie. Vďaka tomu sa postupne podarilo vyladiť súhru jednotlivých technológií v dome a vytvoriť riadiaci algoritmus, ktorý už nevyžaduje veľké zásahy zo strany používateľa. Riadiaci systém tak napríklad dokáže vyhodnotiť aktuálne zisky z FVE, stav nabitia batérií a podľa toho rozhodnúť, či začať nahrievať bojler alebo spustiť nabíjanie elektromobilu. Systém zároveň užívateľovi poskytuje prehľadnú vizualizáciu stavu jednotlivých technológií, prehľady čiastkových spotrieb energie, umožňuje vytvárať prednastavené konfigurácie pre rôzne situácie atď.

Prevádzkové náklady

Vďaka prebiehajúcemu výskumnému projektu sú z tohto domu k dispozícii veľmi podrobné informácie o čiastkových spotrebách jednotlivých technológií. V nasledujúcom prehľade po jednotlivých mesiacoch sú uvedené len hlavné hodnoty.

Pri nákladoch na vykurovanie je zohľadnené aj používanie dreva v krbe (množstvo spáleného dreva je orientačne prepočítané na získanú tepelnú energiu). V porovnaní jednotlivých spotrieb domu je pomerne zásadný vysoký podiel nabíjania elektromobilu. V rámci nízkoenergetických domov sú náklady na nabíjanie elektromobilu porovnateľné alebo aj prevyšujúce predtým tradičné náklady na vykurovanie či ohrev teplej vody a elektromobil sa tak stáva jasne najväčším spotrebičom v domácnosti. S postupným rozvojom elektromobility sa tak verejnosť bude musieť na túto skutočnosť pripraviť.

Majiteľ domu je od jesene 2021 u dodávateľa elektrickej energie poskytujúcej spotový tarif. K dispozícii je teda mesačné vyúčtovanie elektriny. Od marca 2022 sa začal testovací režim riadiaceho algoritmu batériového úložiska HES v závislosti od spotových cien. Vďaka tomuto režimu bola v júni 2022 dosiahnutá aj negatívna faktúra – tzn. množstvo a priemerná cena energie dodanej do siete boli vyššie ako množstvo a priemerná cena energie z distribučnej siete odobraté. Dodávateľ teda v tomto mesiaci majiteľovi domu vracal preplatok.

¹⁾   v septembri 2022 nebol zámerne elektromobil nabíjaný.
²⁾   vo faktúre za september 2022 bol dodávateľom formou zálohy vo výške 2000,- odpočítaný štátny príspevok v súlade s Nariadením vlády č. 262/2022 Sb. (tzv. Úsporná tarifa).

³⁾   od apríla 2023 zmena dodávateľa pre nákup aj výkup na spotovom trhu
⁴⁾   od októbra 2023 FVE doplnená o ďalších 5,1 kWp 

Náhľady jednotlivých mesačných faktúr môžeme záujemcom na vyžiadanie poskytnúť. 

Rodinný dom v Omiciach je príkladom modernej plne elektrifikovanej stavby, v ktorej voľba vhodných technológií, a hlavne ich funkčné prepojenie a riadenie, prispievajú k veľmi zaujímavým prevádzkovým nákladom bez negatívneho vplyvu na komfort užívateľov. 

Ďalšie podrobnejšie informácie k domu v Omiciach sú spomenuté vo videu tu…

Samostatné video zhrňujúce prvé výsledky využívania spotových cien elektriny je na pozeranie tu…