Magazynowanie energii - na czym polega?
Magazynowanie energii to działanie praktykowane od lat i nie dotyczy ono tylko energii elektrycznej, ale także na przykład cieplnej. Technologie pozwalające kumulować prąd do późniejszego wykorzystania lub zgromadzić ciepło w miesiące letnie do ogrzania domu zimą również opracowywane były już wieki temu. Obecnie mówiąc o magazynowaniu energii, szczególnie w kontekście nowych regulacji w polityce energetycznej Europy i świata, najczęściej ma się na myśli energię elektryczną.
Działania te zyskały na znaczeniu także w odniesieniu do prosumentów, którzy szukają najbardziej efektywnych sposobów na to, jak magazynować prąd z fotowoltaiki. Dlaczego jest to w ich przypadku tak istotne? Ponieważ bieżące wykorzystywanie w całości wyprodukowanej przez mikroinstalację energii elektrycznej jest w wielu sytuacjach niemożliwe. Jakimi zatem sposobami można efektywnie zarządzać nadwyżkami energii z fotowoltaiki? Najczęściej wymienia się w tym kontekście trzy sposoby:
- Wirtualny magazyn energii w sieci - jeszcze do niedawna, gdy obowiązującym systemem rozliczania prosumentów był net-metering większość z nich korzystała z możliwości oddawania nadwyżek prądu z instalacji PV do sieci celem późniejszego ich odkupienia na stosunkowo korzystnych warunkach. Obecnie obowiązującym systemem rozliczeń jest natomiast net-billing. Polega on na wprowadzaniu nadwyżek energii do sieci elektroenergetycznej, które początkowo będą wyceniane na podstawie cen rynkowych (średnia cena miesięczna z TGE), a od 2024 roku po giełdowej stawce godzinowej. Nowy system rozliczeń będzie skłaniał wielu prosumentów do poszukiwania bardziej efektywnych sposobów magazynowania energii;
- Maksymalizacja autokonsumpcji - dobrym sposobem na wykorzystywanie nadwyżek energii wyprodukowanych przez fotowoltaikę, jest zwiększenie bieżącej autokonsumpcji prądu. Można to zrobić poprzez dostosowanie systemu energetycznego do zasilania pompy ciepła, czy choćby domowej stacji ładowania samochodów elektrycznych;
- Bateryjny magazyn energii - magazyny energii w Europie i na świecie od lat cieszą się sukcesywnie rosnącą popularnością. Urządzenia te nie tylko są w stanie przechować nadwyżki energii elektrycznej do późniejszego ich wykorzystania, ale także zapewnić bezpieczeństwo dostaw prądu w sytuacjach awaryjnych oraz podnieść poziom opisanej wyżej autokonsumpcji energii pozyskanej z fotowoltaiki.
Co to jest magazyn energii?
Inżynierowie pracujący nad technologiami kumulowania energii elektrycznej opracowali do tej pory wiele koncepcji i rodzajów magazynów energii. My skupimy się tu jednak na urządzeniach bateryjnych, które mogą efektywnie współpracować z fotowoltaiką. Definicja magazynu energii rozpatrywana jest w różnych aspektach. W kontekście prawa polskiego do uporządkowania i unifikacji nazewnictwa doszło stosunkowo niedawno, bo dopiero w 2022 roku. Były to działania, na których zakończenie czekało wielu potencjalnych inwestorów, a także producentów, dystrybutorów i edukatorów w dziedzinie magazynowania energii. Wszystkim tym grupom zależy bowiem na dynamizacji rozwoju rynku magazynów energii w Polsce. Jak zatem magazyn energii definiuje polskie prawo energetyczne:
Ustawa Prawo energetyczne (art. 3 pkt 10 k) opisuje go jako: instalację umożliwiającą magazynowanie energii elektrycznej i wprowadzenie jej do sieci elektroenergetycznej. Magazyn energii umożliwia zatem przechowywanie prądu, kiedy produkcja energii elektrycznej przez instalację fotowoltaiczną przeważa nad zużyciem, co często określa się mianem „odłożenia konsumpcji energii elektrycznej w czasie”. Zgromadzone w ten sposób nadwyżki mogą być następnie wykorzystywane w momentach zwiększonej konsumpcji.
Czym jednak jest magazyn energii w kontekście konstrukcyjno-technologicznym? Jest to urządzenie zbudowane z pakietów bateryjnych o możliwościach wielokrotnego ładowania i powolnego oddawania energii. Stąd bardziej poprawnym byłoby użycie pojęcia “pakietów akumulatorowych”. Zamknięte są one w ochronnych obudowach, które coraz częściej charakteryzują się wysoką estetyką poszerzając tym samym możliwości instalacyjne urządzeń.
Magazyny energii zazwyczaj posiadają zintegrowany system BMS, który monitoruje i reguluje ich pracę. Konstrukcja dostępnych obecnie na rynku magazynów energii pozwala na równoległe połączenie kilku jednostek tych urządzeń lub dołączenie dodatkowych modułów bateryjnych, co skutkuje zwiększeniem pojemności systemu. Ogniwa magazynów energii wykonywane są w różnych technologiach, a to przekłada się bezpośrednio na ich parametry eksploatacyjne.
Magazyn energii - najważniejsze parametry
Magazyny energii podobnie jak inne urządzenia elektryczne charakteryzują się zestawem parametrów określających ich konstrukcję oraz efektywność działania. Do najważniejszych pozycji w specyfikacji magazynu energii należą:
- Technologia wykonania ogniw - obecnie najpopularniejszymi magazynami energii są urządzenia litowo-jonowe. Należą do nich między innymi magazyny energii LiFePO4 (litowo-żelazowo-fosforanowe), magazyny energii NMC (niklowo-manganowo-kobaltowe), czy magazyny energii NCA (niklowo-kobaltowo-glinowe);
- Pojemność magazynu energii - wyrażana w kilowatogodzinach (kWh) określa ile energii elektrycznej jest w stanie przechować magazyn energii;
- Moc magazynu energii - wyrażana w kilowatach (kW) określa ile odbiorników o danej mocy i w danym czasie jest w stanie zasilić magazyn oddając energię;
- Głębokość rozładowania (DoD) - wyrażana w procentach wskazuje na maksymalny stopień rozładowania magazynu energii bez trwałej utraty jego pojemności. Zaleca się, aby w trybie bieżącym rozładowywać magazyn energii maksymalnie do 75-80%;
- Ilość cykli lub żywotność - parametr określający ile cykli ładowania i rozładowywania jest w stanie zaoferować magazyn energii bez znaczącej utraty pojemność. Niekiedy żywotność tych urządzeń szacowana jest także w latach;
- Zakres temperatur pracy i przechowywania - bardzo ważny parametr w kontekście zachowania ogniw bateryjnych w dobrej kondycji i przedłużenia żywotności urządzenia;
- Sposób wentylacji - zazwyczaj jest to naturalna konwekcja. Większe systemy mogą być wyposażone w wentylatory wymuszające przepływ powietrza;
- System BMS - jeżeli magazyn energii nie posiada zintegrowanego systemu zarządzania bateriami, należy dokupić w tym celu osobny moduł gwarantujący bezpieczną i wydajną pracę systemu;
- Zabezpieczenia prądowe - nowoczesne magazyny energii posiadają wbudowane zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem, przeładowaniem lub innymi zjawiskami mogącymi stanowić zagrożenie dla pracy całego systemu energetycznego.
Magazyn energii elektrycznej - dla kogo?
Magazyn energii to urządzenie, które doskonale sprawdzi się zarówno w bieżącym użytkowaniu we współpracy z fotowoltaiką lub inną instalacją OZE, a także jako źródło awaryjnego zasilania. Istnieją także mobilne magazyny energii, które zapewniają dostęp do energii elektrycznej w podróży lub miejscach bez podłączenia do sieci. Tym niemniej wymienia się trzy główne grupy inwestorów, w przypadku których bateryjny magazyn energii znajdzie swoje zastosowanie:
- Magazyn energii dla domu - prosumenci prywatni mogą czerpać korzyści z użytkowania magazynu energii w połączeniu z mikroinstalacją fotowoltaiczną. W dobie coraz częstszych wyłączeń fotowoltaiki magazyn energii pozwoli nie tylko przesuwać w czasie konsumpcję wyprodukowanej energii, ale także zabezpieczyć gospodarstwo domowe w awaryjnych sytuacjach;
- Magazyn energii dla firmy - koszty stałe prowadzenia przedsiębiorstwa stanowią przy obecnych cenach prądu niemałe wyzwanie dla niejednego właściciela firmy. Połączenie fotowoltaiki i magazynu energii może znacznie zredukować środki finansowe przeznaczane w roku na zakup energii elektrycznej dla przedsiębiorstwa. Funkcjonowanie wielu firm uzależnione jest także od pracy urządzeń wymagających nieprzerwanego zasilania. Magazyn energii może doskonale sprawdzić się w tym kontekście jako awaryjne źródło zasilania dla firmy;
- Magazyn energii dla gospodarstwa rolnego - rolnicy to grupa zawodowa, która nierzadko ponosi ogromne koszty zasilania gospodarstwa energią elektryczną. Coraz więcej prowadzących taką działalność decyduje się zatem na instalację fotowoltaiki. Celem dodatkowej optymalizacji kosztów rolnicy mogą rozważyć także inwestycję w magazyn energii, który pozwoli im przesuwać wykorzystanie zgromadzonego przez niego prądu w czasie.
Najlepszy magazyn energii - jaki wybrać?
Dobór magazynu energii do instalacji fotowoltaicznej i zapotrzebowania energetycznego nieruchomości to najtrudniejszy etap inwestycji w takie urządzenie. Decyzja ta determinuje bowiem efektywność działania systemu i czas zwrotu z inwestycji. Z pomocą przychodzą tu profesjonalne firmy montujące magazyny energii, które nie tylko doradzą w wyborze urządzenia, ale także wskażą na dostępne formy sfinansowania przedsięwzięcia z dofinansowaniami do magazynów energii włącznie.
Wybór rynkowy urządzeń jest z roku na rok coraz większy. Nie dziwi zatem fakt, że niezorientowanym inwestorom trudno jest dokonać trafnej decyzji w zakresie zakupu magazynu energii o określonych parametrach. W zorientowaniu się w rynkowych propozycjach pomocny może się okazać nasz na bieżąco aktualizowany ranking magazynów energii.
