HTW Berlin: inteligentne systemy zmieniają zasady gry na rynku magazynów energii
Magazyny energii odgrywają kluczową rolę w efektywnym wykorzystaniu energii ze źródeł odnawialnych, zwłaszcza fotowoltaiki. Jednak samo posiadanie baterii to nie wszystko – równie ważne jest inteligentne zarządzanie jej ładowaniem i rozładowaniem. Odpowiedni system zarządzania energią decyduje o tym, kiedy i ile energii zgromadzić w akumulatorze, a ile oddać do sieci lub zużyć na bieżąco w domu. Ma to bezpośredni wpływ na efektywność energetyczną całego systemu oraz na żywotność samej baterii.
HTW Berlin na tropie efektywności: Jak inteligentne zarządzanie energią zmienia rynek magazynów?
Zespół naukowców z HTW Berlin od kilku lat prowadzi szczegółowe badania porównawcze domowych magazynów energii w ramach cyklicznego raportu Stromspeicher-Inspektion. Naukowcy z HTW Berlin obliczają dla każdego urządzenia wskaźnik wydajności systemu SPI (System Performance Index), pozwalający porównać całkowitą efektywność magazynowania energii w jednakowych warunkach. Nowością tegorocznej edycji badań było przetestowanie inteligentnych systemów zarządzania energią (EMS) z funkcją prognozowania. Do tego eksperymentu wybrano 6 różnych magazynów domowych od 4 znanych producentów: Fenecon, KOSTAL, sonnen, RCT Power oraz dwóch anonimowo uczestniczących w badaniu firm.
Wpływ inteligentnych systemów zarządzania na wydajność magazynów
Badania HTW Berlin jasno pokazały, że inteligentne zarządzanie energią znacząco podnosi wydajność magazynów energii pod różnymi względami. Tegoroczna Stromspeicher-Inspektion 2025 potwierdziła ustanowienie nowych rekordów sprawności magazynowania energii, a jednocześnie po raz pierwszy oceniła jakość prognozowanego zarządzania energią w wybranych urządzeniach. Innymi słowy, sprawdzono nie tylko ile energii tracą lub zachowują baterie podczas typowej pracy, ale również jak mądrze potrafią sterować swoim ładowaniem, przewidując przyszłą produkcję i zużycie.
Z analizy wyników wynika, że zastosowanie zaawansowanych, „uczących się” algorytmów może przynieść wymierne korzyści. Poprawia się efektywność energetyczna całego systemu – mniej energii ulega stracie, więcej zostaje realnie wykorzystane. Według raportu, prognozowane strategie ładowania zwiększyły ilość wykorzystanego prądu słonecznego o 2 do 10 punktów procentowych w porównaniu z prostym schematem ładowania bez prognoz.
Wyniki wskazują, że więcej energii z PV zostało zmagazynowane i zużyte, a mniej musiało zostać odcięte z powodu ograniczeń. Przekłada się to również na aspekt finansowy – mniejsze straty energii to wyższa autokonsumpcja i niższe rachunki za prąd z sieci.
Wydłużanie życia baterii
Inteligentne systemy minimalizują niekorzystne zjawiska dla baterii, takie jak długotrwałe przetrzymywanie jej na 100% naładowania. W raporcie podkreślono, że strategie ładowania oparte na prognozach znacząco skracają czas, przez jaki akumulator jest całkowicie pełny, co w efekcie wydłuża jego żywotność.
Już w trakcie dziesięciodniowego testu zaobserwowano, że każdy z sześciu badanych systemów z funkcją prognostyczną zredukował łączny czas przebywania baterii w >90% naładowania względem scenariusza bez prognoz. To bezpośrednio przekłada się na wolniejsze zużywanie ogniw i ich dłuższą użyteczność
W jednym z przypadków opóźnione ładowanie tak skutecznie ograniczyło ten czas, że skróciło okres pełnego naładowania o 8 godzin dziennie, co oznaczało niemal dwukrotne zmniejszenie czasu spędzanego powyżej 90% SOC (state of charge).
Istotnym wnioskiem z badań jest zatem to, że nowoczesne systemy zarządzania energią powinny korzystać z prognoz pogody i zużycia. Eksperci HTW Berlin wskazują wprost:
Zarządzanie energią we współczesnym magazynie musi umieć ładować się w oparciu o prognozy.
Tylko wtedy system może jednocześnie maksymalizować efektywność energetyczną, jak i dbać o kondycję baterii (unikając szkodliwego przeładowania).
O ile lat prognozowane zarządzanie energią wydłuża żywotność baterii?
Wykres przedstawia wpływ prognozowanego zarządzania energią na wydłużenie żywotności baterii w badaniach wykonanych przez współpracujące laboratoria. Oś pionowa pokazuje wzrost żywotności baterii w latach, a oś pozioma wskazuje autorów badań i instytucje, w których przeprowadzono testy.
Systemy tradycyjne a zastosowanie prognozowanego zarządzania energią
Tradycyjne magazyny energii zazwyczaj ładują baterię tak szybko, jak to możliwe, gdy tylko pojawią się nadwyżki z fotowoltaiki – często już od wczesnego przedpołudnia. Taka strategia maksymalizuje autokonsumpcję, ale prowadzi do tego, że bateria przez wiele godzin w ciągu dnia jest utrzymywana na wysokim poziomie naładowania, nawet powyżej 90–100%. Jak zauważa dr Nina Munzke z KIT:
Długie przebywanie baterii przy wysokim stanie naładowania skraca żywotność ogniw litowo-jonowych.
Jeśli akumulator codziennie przez dłuższy czas jest „pełny”, to jego pojemność z czasem szybciej spada na skutek przyspieszonej degradacji chemicznej. Problem ten dotyczy większości z obecnych ~1,7 mln domowych magazynów energii, które pracują według opisanego prostego schematu ładowania od rana.
Inteligentne, prognozowane zarządzanie energią stanowi rozwiązanie tego problemu. Zamiast ładować akumulator od razu do pełna, system korzystający z prognoz pogody i zużycia potrafi opóźnić część procesu ładowania do godzin popołudniowych, tak aby bateria osiągnęła pełny stan możliwie późno w ciągu dnia (tuż przed wieczorem). Dzięki temu czas przebywania baterii w stanie pełnego naładowania jest znacznie krótszy, co wydłuża jej kalendarzową żywotność. Wszystkie sześć testowanych w badaniu HTW magazynów z funkcją prognostyczną wykazało takie działanie – każdy z nich zredukował wspomniany czas w porównaniu do scenariusza bez prognoz.
Jak strategia zarządzania energią wpływa na czas przebywania magazynu energii przy maksymalnym naładowaniu?
Wykres przedstawia wpływ strategii zarządzania energią na czas przebywania magazynu energii w różnych poziomach naładowania. Oś pionowa pokazuje liczbę godzin, przez które bateria utrzymywała określony poziom naładowania, a oś pozioma przedstawia zakresy poziomu naładowania magazynu energii – od 0% do 100%.
Kompromis między zwiększeniem autokonsumpcji a wydłużeniem żywotności
Producenci stosowali odmienne strategie prognostyczne, próbując godzić redukcję strat energii z ochroną baterii. Przykładowo, systemy Fenecon czy KOSTAL stawiały na ładowanie rozłożone w ciągu dnia, aby maksymalnie wykorzystać nadwyżki południowe i zminimalizować straty wskutek limitu mocy oddawanej. Udało im się zredukować straty energii do poziomu zaledwie ~10,5% wygenerowanej energii, co było najlepszym wynikiem w teście. Dla porównania, przy wyłączonej funkcji prognostycznej niektóre systemy traciły ponad 20% energii (np. urządzenie sonnen traciło 21,6% w badanym scenariuszu bez inteligentnego sterowania).
Redukcja strat o połowę dzięki lepszemu zarządzaniu to ogromny zysk energetyczny. Fenecon i KOSTAL osiągnęły ten rezultat nawet bez dostępu do internetowych prognoz pogody, bazując jedynie na lokalnych pomiarach i algorytmach – co pokazuje, że dobrze zaprojektowany system może być skuteczny sam w sobie.
Źródło: HTW Berlin
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Niemcy podpisują umowy na wcześniejsze wycofanie się z energetyki węglowej – nowy etap transformacji
Niemiecka minister gospodarki Reiche oraz spółka LEAG zawarły publicznoprawne umowy dotyczące przyspieszonego odejścia od produkcji energii z węgla brunatnego. To ważny krok w niemieckiej transformacji energetycznej.
Odkryto gigantyczny „magazyn” CO2 pod dnem Oceanu Atlantyckiego
Naukowcy z Uniwersytetu Southampton odkryli, że pokłady porowatego rumoszu lawowego pod południowym Atlantykiem mogą magazynować ogromne ilości dwutlenku węgla przez dziesiątki milionów lat. To przełomowe ustalenie zmienia rozumienie długoterminowego obiegu węgla na Ziemi.
Odpady z przemysłu papierniczego mogą przyczynić się do tańszej produkcji czystej energii
Naukowcy z chińskich uczelni opracowali wydajny katalizator do produkcji wodoru na bazie ligniny – odpadu z przemysłu papierniczego. Nowe rozwiązanie może znacząco obniżyć koszty i zwiększyć skalowalność technologii wodorowych.
Nowatorska metoda wychwytywania CO2 może znacząco obniżyć koszty
Inżynierowie chemiczni z MIT opracowali prostą i skuteczną metodę zwiększającą efektywność wychwytywania dwutlenku węgla. Dzięki zastosowaniu popularnego związku chemicznego proces może stać się tańszy i mniej energochłonny.
Incydent z autonomiczną taksówką Waymo: pasażer znalazł nieznajomego w bagażniku
W Los Angeles matka zamówiła autonomiczną taksówkę Waymo dla córki i odkryła w bagażniku ukrywającego się nieznajomego. Sprawa wywołała debatę o bezpieczeństwie pojazdów autonomicznych.
Blisko 200 mln zł z Funduszy Europejskich na termomodernizację budynków administracji i służb mundurowych
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej podpisał kolejne umowy na termomodernizację budynków publicznych i służb mundurowych. Inwestycje o wartości blisko 200 mln zł mają poprawić efektywność energetyczną i obniżyć koszty eksploatacji.
Komentarze