Jak podłączyć magazyn energii?

Magazyn energii w instalacji OZE – jak działa?

Instalacja opierająca się na odnawialnym źródle energii, takim jak na przykład promienie słoneczne czy wiatr, uzależnia swoją efektywność od warunków pogodowych, na które właściciel instalacji nie ma niestety wpływu. Oznacza to, że jednym z głównych celów optymalizacji systemu wykorzystującego OZE jest uniezależnienie dostaw produkowanej przez niego energii elektrycznej od niesprzyjających warunków atmosferycznych, czy też okresów nocnych, w których praca paneli fotowoltaicznych jest niemożliwa. Od 2016 roku wprowadzony ustawowo system opustów umożliwiał prosumentom odbiór oddanej przez nich do sieci energii elektrycznej w okresach większego zapotrzebowania na prąd. Oczywiście odbywało się to na zasadzie rozliczenia, w wyniku którego prosument mógł odebrać tylko określoną część energii w zależności od mocy jego instalacji. Zmiana systemu rozliczania prosumentów sprawiła, że właściciele instalacji OZE poszukują innych rozwiązań w tym obszarze.

Doświadczenia użytkowników pogodowo zależnych instalacji energetycznych w takich krajach, jak Niemcy, Włochy czy Wielka Brytania pokazują, że efektywnym rozwiązaniem optymalizującym pracę domowych instalacji OZE, są magazyny energii. Oprócz zapewnienia ciągłości dostaw prądu w gospodarstwie domowym lub firmie, akumulatory pozwalają również na zwiększenie autokonsumpcji energii wytworzonej przez mini elektrownię. Jest to równoznaczne z faktem uzyskiwania większych oszczędności i uniezależnieniem budżetu od sukcesywnych podwyżek cen prądu. W jaki jednak sposób działając w instalacji PV magazyny energii pomagają prosumentom na drodze do osiągnięcia energetycznej niezależności?

1. Panele fotowoltaiczne przechwytują energię słoneczną zamieniając ją w energię elektryczną – prąd stały.
2. Zainstalowany w systemie falownik konwertuje prąd stały DC w prąd zmienny AC.
3. Prąd zmienny zasila sprzęty w gospodarstwie domowym pokrywając jego zapotrzebowanie energetyczne.
4. Nadwyżki energetyczne w postaci prądu stałego przekazywane są do magazynu energii i przechowywane w nim w postaci wiązań elektrochemicznych.
5. W okresie ograniczonej pracy instalacji PV, gospodarstwo domowe zasilane jest energią zgromadzoną w magazynie energii, która uprzednio przepływa przez falownik (np. hybrydowy), gdzie zamieniana jest w prąd zmienny. Przy dobrze skonfigurowanej instalacji pobory i oddawanie prądu do sieci zostają zminimalizowane.

Komponenty niezbędne do podłączenia magazynu energii

Instalacja OZE wyposażona w magazyn energii będzie miała szansę na efektywną pracę tylko w przypadku jej odpowiedniego skonfigurowania i dostosowania do zapotrzebowania energetycznego domu lub firmy. Inwestorzy decydujący się na zakup magazynu energii muszą jednak pamiętać, że aby wspomnianą efektywność uzyskać konieczne oprócz nabycia samego urządzenia, jest wyposażenie go w dodatkowe komponenty pozwalające na sprawną i wydajną współpracę z instalacją PV. Fakt ten jest niestety często pomijany podczas szacowania ceny magazynu energii, co sprawia, że nierzadko prosumenci są zaskoczeni realnymi kosztami inwestycji. System magazynowania energii w zależności od tego czy będzie on montowany w ramach już istniejącej instalacji fotowoltaicznej, czy projektowany wraz z nią, może składać się z:

• Regulatora ładowania – bezpośrednie podłączenie paneli fotowoltaicznych do magazynu energii może skutkować nadmiernym przeładowaniem jego napięcia, a także pojawieniem się zjawiska wstecznego odpływu prądu, które rozładowywałoby akumulator w okresie nocnym. Celem uniknięcia tych niekorzystnych aspektów warto zastosować w systemie regulator ładowania, który oprócz zapobiegania powyższym zjawiskom może także przekazywać informacje na temat stanu akumulatora, poziomu jego rozładowania / naładowania czy sprawności funkcjonowania.
• Przewodów DC i AC – przewody (kable) użyte w instalacji fotowoltaicznej, także takiej współpracującej z magazynem energii muszą charakteryzować się określonymi cechami. Należą do nich przede wszystkim odporność na wodę, odporność na wysokie temperatury i właściwości przeciwpożarowe, odporność chemiczna, a także odpowiednie właściwości elektryczne.
• Magazynu energii (akumulatora) – magazyn energii składający się z akumulatorów o określonej pojemności powinien być dostosowany do zapotrzebowania energetycznego nieruchomości inwestora. Warto także zwrócić uwagę na technologię wykonania akumulatora i wybrać tę o optymalnej wydajności i trwałości.
• Inwertera baterii lub inwertera hybrydowego – inwerter lub inaczej falownik to urządzenie, które w uproszczeniu ma za zadanie konwertować pozyskiwany przez panele słoneczne prąd stały na prąd zmienny wykorzystywany do zasilania urządzeń w gospodarstwie domowym. Wiele magazynów energii ma wbudowane inwertery. Jeżeli nie są to inwertery hybrydowe obsługujące zarówno akumulator, jak i panele PV, to konieczne będzie zainstalowanie w systemie dwóch oddzielnych falowników. Planując instalację fotowoltaiczną warto już na tym etapie rozważyć inwestycję w inwerter hybrydowy, nawet jeżeli magazyn energii pojawi się w systemie w późniejszym czasie.
• Aplikacji do zarządzania baterią (BMS) – system magazynowania energii w połączeniu z fotowoltaiką ma za zadanie optymalizować zużycie energii w obrębie gospodarstwa domowego lub firmy. Niezwykle ważnym aspektem pomocnym w osiągnięciu tego celu, jest intuicyjna aplikacja ułatwiająca zarządzanie systemem. Oprogramowanie takie nie tylko może wskazywać poziom naładowania akumulatora, ale także temperaturę jego pracy i sygnalizować ewentualne nieprawidłowości w tym obszarze. Dobrze skonfigurowana i na bieżąco aktualizowana aplikacja istotnie wpływa na komfort korzystania z magazynu energii i optymalizację jego pracy.

Podłączenie magazynu do nowej i istniejącej instalacji PV – jak przebiega?

Przebieg oraz komponenty, jakie zostaną użyte w trakcie instalacji magazynu energii zależą właściwie od dwóch zmiennych: tego, czy akumulator będzie funkcjonował w ramach instalacji off-grid, czy on-grid oraz tego, czy magazyn energii będzie podłączany do nowej, czy też istniejącej już instalacji fotowoltaicznej. Tym niemniej w każdym z wymienionych przypadków kluczowe będzie odpowiednie dobranie pojemności, mocy i technologii wykonania magazynu energii do potrzeb inwestora. Specjaliści z branży podkreślają, że instalacja magazynu energii bez względu na to czy będzie on działał w nowym, czy już istniejącym systemie OZE jest skomplikowaną procedurą wymagającą eksperckiej wiedzy i doświadczenia. Generalnie podłączenie magazynu energii można podzielić na kilka etapów, do których należą:

1. Audyt energetyczny budynku lub/i audyt instalacji – planując inwestycję w nową instalację fotowoltaiczną, z którą ma współpracować magazyn energii, pierwszym etapem zawsze powinien być audyt energetyczny nieruchomości. Jest to niezwykle ważny etap przeprowadzany przez specjalistę, który ma na celu tak dobrać moc instalacji i pojemność magazynu, aby system mógł generować w budżecie inwestora oczekiwane oszczędności. Podłączanie magazynu energii do istniejącej instalacji także wymaga dokonania audytu w odniesieniu do mocy tej instalacji, ustalenia, czy spełnia ona oczekiwania inwestora i na tej podstawie zaprojektowania systemu magazynowania energii.

2. Projekt instalacji / dobór urządzenia i komponentów – kolejny etap podłączania magazynu energii to zaprojektowanie jego roli w całym systemie. Co to oznacza? Chodzi tu o określenie, czy magazyn energii ma stanowić źródło zasilania dla wszystkich domowych sprzętów, czy tylko dla ich części, czy ma mieć charakter jedynie awaryjnego rozwiązania, czy na co dzień działać w instalacji, czy instalacja będzie podłączona do sieci, czy też nie. Wszystkie te zmienne wpłyną na dobór akumulatora w kontekście jego pojemności, mocy, technologii wykonania, żywotności, a także dodatkowych komponentów wspierających jego działanie (falownik, przewody, regulator ładowania itp.).

3. Podłączenie magazynu – instalacja magazynu bez względu na to, czy będzie on podłączany do istniejącej (system AC), czy nowej instalacji fotowoltaicznej (system DC) musi zostać przeprowadzona przez profesjonalną ekipę montażową. Tylko specjaliści będą bowiem w stanie wykonać instalację zgodnie ze standardami jakości i wymogami dotyczącymi bezpieczeństwa. W systemie AC najczęściej stosuje się dwa falowniki – jeden obsługujący panele fotowoltaiczne, drugi współpracujący z magazynem energii. Jeżeli cała instalacja będzie projektowana od początku, warto zastosować falownik hybrydowy – system DC. W zależności od tego, czy montaż będzie obejmował całą instalację, czy jedynie magazyn energii, przedsięwzięcie może potrwać od kilku godzin do kilku dni. Magazyn energii może zostać podłączony w pomieszczeniu lub na zewnątrz budynku. Na montaż powinna zostać udzielona gwarancja instalatora.

4. Uruchomienie aplikacji i opcjonalnie podłączenie do sieci – jeżeli magazyn montowany jest wraz z całą instalacją fotowoltaiczną i ma ona działać w trybie on-grid, instalacja musi zostać zgłoszona i wpięta do sieci. Jeżeli natomiast magazyn energii podłączany jest do istniejącej już instalacji, żadne kroki w tym kierunku nie są wymagane (np. zgłaszanie magazynu w zakładzie energetycznym). Celem sprawowania kontroli nad pracą i aktualnym stanem akumulatora inwestor otrzymuje dostęp do specjalnego oprogramowania monitorującego działanie magazynu energii.

Montaż magazynu energii – jakich zasad przestrzegać?

Pomimo tego, że montaż magazynu energii musi zostać przeprowadzony przez profesjonalną ekipę, warto wiedzieć, według jakich wytycznych może ona zrealizować powierzone jej zadanie. Pierwsze zmienne dotyczą miejsca, w którym akumulator będzie montowany. Warto wiedzieć, że zazwyczaj magazyny energii nie generują potrzeby zarezerwowania dla nich większej przestrzeni. Co więcej, niektóre modele pozwalają montować je na ścianie budynku, co dodatkowo wyklucza konieczność zajmowania przez urządzenie powierzchni wewnątrz budynku lub w jego otoczeniu. Niektórzy inwestorzy wolą jednak unikać inwazyjnego montażu wymuszającego naruszenie struktury ściany nieruchomości. Przyczyną może być obawa o zachowanie szczelności izolacji, bądź negatywny wpływ na estetykę budynku. Tak, jak w drugim aspekcie obawy te mogą być uzasadnione, tak w przypadku pierwszego, profesjonalny instalator zawsze stosuje rozwiązania pozwalające uniknąć szkód na mieniu inwestora.

Kolejne wytyczne w obszarze podłączania magazynu energii dotyczą warunków, w jakich będzie on funkcjonował. Choć większość urządzeń wysokiej klasy posiada potwierdzone certyfikatami określone normy odporności na wodę, czy wysokie temperatury otoczenia, warto rozważyć montaż magazynu w pomieszczeniu gospodarczym lub na przykład w garażu. Takie rozwiązanie minimalizuje wpływ czynników atmosferycznych na urządzenie, jednak wymusza spełnienie innego warunku – odpowiedniej wentylacji. Choć nowoczesne magazyny energii wyposażone są w integralne systemy chłodzenia baterii to warto, aby akumulator pracował w pomieszczeniu, które nie jest narażone na generowanie wysokich temperatur. Wskazane jest także zadbanie o odpowiednią wilgotność powietrza. Wszystkich wskazówek w tym obszarze powinien udzielić instalator.

Jak wybrać firmę montującą magazyny energii?

Rynek magazynów energii w Polsce znajduje się obecnie na pierwszych etapach rozwoju, co powoduje, że firm specjalizujących się w montażu systemów magazynowania jest zdecydowanie mniej niż choćby instalatorów zajmujących się montowaniem instalacji fotowoltaicznych. Najczęściej to właśnie te przedsiębiorstwa rozszerzają swoją ofertę o montaż magazynów energii, co wydaje się jak najbardziej logicznym posunięciem. Tym niemniej wybór firmy, która profesjonalnie podłączy magazyn energii i będzie skłonna udzielić na swoje usługi gwarancji, może nastręczać pewnych problemów. Jednym z nich jest choćby wspomniany wcześniej wciąż niewielki wybór na tym rynku. Warto pomóc sobie w podjęciu decyzji przeglądając nasz ranking firm montujących magazyny energii, a także kierować się kilkoma wskazówkami:

• instalator z doświadczeniem – warto zdecydować się na usługi firmy, która posiada udokumentowane doświadczenie na rynku instalatorów fotowoltaicznych. Nawet jeżeli montaż ma dotyczyć jedynie magazynu energii, to istnieją wówczas większe szanse, że taka firma wykona zlecenie profesjonalnie posiłkując się wiedzą i zdobytym wcześniej doświadczeniem;
• gwarancja na montaż i urządzenie – komfort użytkowania systemu magazynowania energii może zapewnić fakt, że instalator udzielił gwarancji zarówno na swoje wykonawstwo, jak również na zamontowane urządzenie. Tu może wystarczyć gwarancja producenta, jednak warto aby instalator pośredniczył w ewentualnym postępowaniu reklamacyjnym. Gwarancja na montaż to natomiast aspekt, który zwiększa wiarygodność instalatora;
• certyfikaty i uprawnienia – zanim zostanie spisana umowa na podłączenie magazynu energii, warto poprosić firmę instalującą o przedstawienie certyfikatów i uprawnień ekipy instalatorskiej. Nie należy unikać takich dociekań, gdyż mogą one uchronić przed zleceniem prac nieprofesjonalnym osobom, których działania mogłyby wpłynąć negatywnie na funkcjonowanie całej instalacji;
• oferty promocyjne – jeżeli magazyn energii będzie montowany razem z instalacją fotowoltaiczną, warto rozważyć współpracę z firmą, która zaproponuje atrakcyjne warunki cenowe za wykonanie takiego zlecenia. Może to być rabat na całość usług, bądź na przykład rezygnacja z pobierania opłaty za niektóre komponenty systemu. Oczywiście zbyt niskie ceny w stosunku do rynkowych powinny być sygnałem ostrzegawczym;
• zakres proponowanych urządzeń – firmy instalujące magazyny energii zazwyczaj mają do zaproponowania swoim klientom urządzenia konkretnych marek, których są dystrybutorami, bądź współpracują z nimi na innych zasadach. Zanim umowa na montaż zostanie podpisana, warto rozeznać się na rynku urządzeń, sprawdzając na przykład nasz ranking magazynów energii i dowiedzieć się, czy instalator proponuje magazyny wykonane w sprawdzonej i wydajnej technologii.

Magazyn energii – czy można go podłączyć samodzielnie?

Nawet jeżeli inwestor planuje jedynie podłączenie magazynu energii do istniejącej i działającej już instalacji fotowoltaicznej, nigdy nie powinien podejmować się tego zadania samodzielnie. Montaż magazynu energii wbrew pozorom nie jest rzeczą łatwą i przestrzegają przed tym sami eksperci. Sam dobór urządzenia do posiadanej instalacji PV może nastręczać wielu problemów, a krok ten jest kluczowy na drodze do efektywnego uzyskiwania korzyści z użytkowania magazynu energii i zmierzania do maksymalizacji autokonsumpcji wytwarzanej w OZE energii. Akumulator bynajmniej nie jest urządzeniem, które podłącza się do sieci na takiej samej zasadzie, jak każde inne urządzenie elektryczne.

Co podłączenie magazynu energii zmienia w statusie prosumenta?

Inwestor, który zdecyduje się na magazynowanie energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej za pomocą urządzenia wyczerpującego definicję magazynu energii zyskuje tym samym jeden ważny obowiązek – zgłoszenie magazynu energii. Co ważne dzięki nowym zapisom ustawowym prosumenci, którzy nadal rozliczają się w systemie opustów nie będą musieli przechodzić ze współczynnika rozliczenia 0,8 na 0,7 w przypadku przyłączenia magazynu energii do mikroinstalacji. Obowiązek ten istnieje po przekroczeniu 10 kW mocy. Podłączenie do instalacji fizycznego magazynu energii bynajmniej nie wpływa w żaden sposób na prawny status prosumenta. Jedyną zmianą, jaka wówczas zachodzi, jest zdecydowane obniżniżenie wolumenu energii oddawanej od momentu montażu akumulatora do sieci elektroenergetycznej. Decyzja o inwestycji w magazyn energii przybliża zatem prosumenta do osiągnięcia energetycznej niezależności.