Nízkoenergetický dům v Omicích

Dům v Omicích byl od počátku budován jako ústřední součást výzkumného projektu CAMEB pod hlavičkou Univerzitního centra energeticky efektivních budov při ČVUT ve spolupráci s výrobci a dodavateli dílčích technologií. Cílem projektu je v reálném provozu domu sledovat kvalitu prostředí a současně provozní náklady jednotlivých technologií. Získaná data mají sloužit k vytvoření algoritmu pro efektivní řízení domu jako funkčního celku. Společnost Fenix se na realizaci projektu podílí od samého počátku. Výstavba domu probíhala v letech 2020 až 2021.

Zděný rodinný dům je situován na svažitém pozemku, má obdélníkový půdorys 15,5 x 6 m a je řešen jako částečně podsklepený se dvěma nadzemními podlažími. Na jižní straně domu je přístavek s kanceláří, dílnou, skladem a zastřešeným parkovacím stáním. V přízemí domu se nachází hlavní obytná místnost s připojeným kuchyňským koutem, ložnice, koupelna, WC, technická nika, prádelna a zádveří. V patře nad obytnou místností se nachází galerie, dva podkrovní pokoje a malá koupelna se sprchovým koutem. Dům má nadstandardní výbavu v podobě venkovního bazénu, vířivky, sauny a v krytém parkovacím stání je instalován wallbox pro nabíjení elektromobilu. Technická místnost k bazénu je spolu se skladovacími prostory situována do suterénu domu.

Dle Průkazu Energetické Náročnosti Budovy zpracovaného dle Vyhlášky 78/2013 Sb., spadá objekt do kategorie B, tepelná ztráta objektu byla při energeticky vztažné ploše 163 m2 a venkovní teplotě -15 °C výpočtem stanovena na 4,4 kW. Dům je trvale obýván dvěma osobami.

Vytápění

V domě je kompletně instalováno elektrické přímotopné vytápění. V přízemí je použito elektrické podlahové topení formou topných rohoží LDTS pod dlažbou a topných folií ECOFILM F pod plovoucí podlahou v obývacím pokoji. Ložnice v přízemí a podkrovní místnosti jsou pak osazeny stropními topnými moduly ECOFILM MH v SDK podhledech. V koupelnách jsou doplněny elektrické topné žebříky pro sušení ručníků, v kuchyni je doplněn skleněný sálavý panel ECOSUN GS s madlem pro sušení utěrek, v prostoru venkovního posezení jsou použita také terasová topidla ECOSUN TH. Celkový instalovaný příkon elektrického topení je cca 6,2 kW (včetně terasových topidel 8,7 kW).

Je však nutno doplnit, že elektrické topení je v zimním období pravidelně kombinováno ještě s akumulačním krbem na dřevo o výkonu 24 kW umístěným v obývacím pokoji. Krb sám o sobě je schopen dům bez potíží vytopit.

Fotovoltaický systém

Na střeše domu je instalováno 30 monokrystalických fotovoltaických panelů o výkonu 325 Wp, celkový výkon fotovoltaické elektrárny je tedy 9,8 kWp. Panely jsou rozděleny do dvou skupin po 15 kusech umístěných na východní a západní polovině sedlové střechy. Díky tomuto rozdělení je zajištěn vyšší výkon v dopoledních a odpoledních hodinách. Panely jsou připojeny do domácího bateriového uložiště HES umístěného v technické místnosti u krytého stání. Kapacita bateriového uložiště je 41,1 kWh, bateriové uložiště HES obsahuje už také vlastní asymetrický 10 kW střídač, MPPT tracker, modul synchronizace s distribuční sítí, BMS pro správu baterií, řídící a komunikační modul atd. Jedná se tedy o kompletní hybridní systém instalovaný ve skříni o rozměru 60x60x192 cm. Přes uložiště HES je napojena veškerá elektroinstalace domácnosti. Spotřeba je primárně kompenzována z energie uložené v bateriích, v případě zvýšené spotřeby (např. vytápění, nabíjení elektromobilu) se část energie odebírá i přímo z distribuční sítě.

Od února 2022 se v rámci pilotního projektu testuje provoz uložiště v režimu tzv. spotových cen – nakládání s energií je tedy přizpůsobeno aktuálním hodinovým cenám elektrické energie na spotovém trhu (bližší informace v samostatném článku - Nákup elektřiny za VOC je dostupný i domácnostem).

V případě nízkých cen může systém cíleně nabíjet baterii ze sítě, naopak při vysokých cenách se systém snaží dodávat přebytky energie, např. zisky z FVE, zpět do distribuční sítě. Bateriové uložiště takto dokáže aktivně snižovat průměrnou cenu silové elektřiny a tím výrazně přispívat k ekonomice provozu celého domu.

Na podzim roku 2023 byla FVE doplněna o dalších 5,4 kWp instalovaných na ploché střeše krytého stání. Aktuální instalovaný výkon je tedy 15,4 kWp.

Regulace a další technologie

Dům je vybaven také rekuperační jednotkou WAFE zajišťující zónovou ventilaci místností bez navýšení tepelných ztrát. V případě potřeby je v letních měsících možno využít i chlazení pomocí splitové klimatizační jednotky, přehřívání prostoru brání také venkovní žaluzie.

Aby všechny dílčí technologie fungovaly jako jeden celek, bylo nutné zvolit vhodný systém měření a regulace. Volba padla na český produkt iCOOL4 postavený na hardwarovém systému od TECO Kolín. Právě role řídícího systému se během provozu domu ukázala jako klíčová pro zajištění optimální kvality prostředí a zefektivnění provozních nákladů. Výhodou je možnost řídící systém průběžně upravovat dle aktuálních poznatků a požadavků, přičemž není třeba zasahovat do hardwarové části regulace. Díky tomu se postupně podařilo vyladit souhru jednotlivých technologií v domě a vytvořit řídící algoritmus, který již nevyžaduje velké zásahy ze strany uživatele. Řídící systém tak například dokáže vyhodnotit aktuální zisky z FVE, stav nabití baterií a dle toho rozhodnout, zda začít nahřívat bojler nebo spustit nabíjení elektromobilu. Systém zároveň uživateli poskytuje přehlednou vizualizaci stavu jednotlivých technologií, přehledy dílčích spotřeb energie, umožňuje vytvářet přednastavené konfigurace pro různé situace atd.

Provozní náklady

Díky probíhajícímu výzkumnému projektu jsou z tohoto domu k dispozici velmi podrobné informace o dílčích spotřebách jednotlivých technologií. V následujícím přehledu po jednotlivých měsících jsou uvedeny jen hlavní hodnoty.

U nákladů na vytápění je zohledněno i používání dřeva v krbu (množství spáleného dřeva je orientačně přepočteno na získanou tepelnou energii). V porovnání jednotlivých spotřeb domu je pak poměrně zásadní vysoký podíl nabíjení elektromobilu. V rámci nízkoenergetických domů jsou náklady na nabíjení elektromobilu srovnatelné nebo i převyšující dříve tradiční náklady na vytápění či ohřev teplé vody a elektromobil se tak stává jasně největším spotřebičem v domácnosti. S postupným rozvojem elektromobility se tak veřejnost bude muset na tuto skutečnost připravit.

Majitel domu je od podzimu 2021 u dodavatele elektrické energie poskytující spotový tarif. K dispozici je tedy měsíční vyúčtování elektřiny. Od března 2022 byl zahájen testovací režim řídícího algoritmu bateriového uložiště HES v závislosti na spotových cenách. Díky tomuto režimu bylo v červnu 2022 dosaženo i negativní faktury – tzn. množství a průměrná cena energie dodané do sítě byly vyšší než množství a průměrná cena energie z distribuční sítě odebrané. Dodavatel tedy v tomto měsíci majiteli domu vracel přeplatek.

¹⁾   v září 2022 nebyl záměrně elektromobil nabíjen.
²⁾   ve faktuře za září 2022 byl dodavatelem formou zálohy ve výši 2000,- odečten státní příspěvek v souladu s Nařízením vlády č. 262/2022 Sb. (tzv. Úsporný tarif).

³⁾   od dubna 2023 změna dodavatele pro nákup i výkup na spotovém trhu
⁴⁾   od října 2023 FVE doplněna o dalších 5,1 kWp 

Náhledy jednotlivých měsíčních faktur můžeme zájemcům na vyžádání poskytnout.

Rodinný dům v Omicích je příkladem moderní plně elektrifikované stavby, ve které volba vhodných technologií, a hlavně jejich funkční propojení a řízení, přispívají k velmi zajímavým provozním nákladům bez negativního vlivu na komfort uživatelů.

Další podrobnější informace k domu v Omicích jsou zmíněny ve videu zde…

Samostatné video shrnující první výsledky využívání spotových cen elektřiny je ke shlédnutí zde…