Enerad
Porównaj oferty

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.

inteligentne zarządzanie energią wpływa na żywotność magazynów energii

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 słupkowy przedstawiający wpływ prognozowanego zarządzania energią na wydłużenie żywotności baterii w latach. Cztery badania wykazują różne wartości wzrostu trwałości akumulatorów: RWTH Aachen (4,3 roku), KIT (1,6 roku), ZSW (2,9 roku) i Aalborg University (2,6 roku). Kolory słupków oznaczają różne technologie baterii: ciemnozielony dla NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid) i jasnozielony dla LFP (Lithium-Eisen-Phosphat). Nagłówek w języku niemieckim pyta: „O ile lat prognozowane zarządzanie energią wydłuża żywotność baterii?”.
Źródło: HTW Berlin

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 słupkowy pokazujący wpływ strategii zarządzania energią na czas przebywania magazynu energii na różnych poziomach naładowania. Oś pionowa przedstawia liczbę godzin, a oś pozioma zakresy poziomu naładowania baterii (od 0% do 100%). Dwa zestawy słupków: czerwone oznaczają system bez prognozowanego zarządzania energią, zielone reprezentują inteligentne zarządzanie energią z prognozami. Wykres pokazuje, że bez prognoz bateria spędza znacznie więcej czasu w pełni naładowana (100%), co skraca jej żywotność. Inteligentne zarządzanie redukuje ten czas i bardziej równomiernie rozkłada poziomy naładowania. Nagłówek w języku niemieckim pyta: „Jak strategia zarządzania energią wpływa na czas przebywania magazynu energii przy maksymalnym naładowaniu?”.
Źródło: HTW Berlin

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

Komentarze

Subskrybuj
Powiadom o
guest
0 komentarzy
najnowszy
najstarszy oceniany
Komentarze w tekście
Zobacz wszystkie komentarze

Lena Ostapkowicz

Pasjonuje mnie rynek energii i transformacja energetyczna. Specjalizuję się w zagadnieniach związanych ze zmianami na rynku energii elektrycznej oraz OZE. W enerad.pl tworzę treści, które pomagają czytelnikom lepiej zrozumieć dynamicznie zmieniający się sektor energetyczny i elektryczny. Mam kilkuletnie doświadczenie w tworzeniu i redakcji treści, zdobyte m.in. w branży energetycznej i finansowej. Znajdziesz mnie na enerad.pl i na LinkedIn.

Może Cię również zainteresować

Czechy: Nowy program E.ON pozwala zarobić 200 euro za udział w bilansowaniu sieci

Czechy: Nowy program E.ON pozwala zarobić 200 euro za udział w bilansowaniu sieci

Nowa inicjatywa w Czechach pozwala mieszkańcom zarabiać na dostosowywaniu zużycia energii do potrzeb sieci. Partnerstwo Delta Green i E.ON Czechia wpisuje się w rosnący trend wirtualnych elektrowni (VPP).

10.07.2025
Efektywność energetyczna Wiadomości z rynku
ContourGlobal zainwestuje 1,6 GW w magazyny energii we Włoszech

ContourGlobal zainwestuje 1,6 GW w magazyny energii we Włoszech

ContourGlobal przejmuje projekty BESS o mocy 1,6 GW i pojemności do 9,5 GWh we Włoszech. Inwestycje mają kluczowe znaczenie przed wrześniowymi aukcjami MACSE i wzmacniają pozycję firmy w transformacji energetycznej.

10.07.2025
Magazyny energii Wiadomości z rynku
Biometan szansą dla Polski? Do 2035 roku możliwa produkcja 5 mld m³ rocznie

Biometan szansą dla Polski? Do 2035 roku możliwa produkcja 5 mld m³ rocznie

Do 2035 roku Polska może osiągnąć roczną produkcję biometanu na poziomie nawet 5 mld m³ – wynika z najnowszego raportu Banku Gospodarstwa Krajowego. Choć obecnie działa tylko jedna instalacja, w przygotowaniu jest już 30 kolejnych. To istotny krok na drodze do uniezależnienia się od rosyjskiego gazu i realizacji założeń planu REPowerEU.

10.07.2025
Gaz i wodór Analizy i komentarze Wiadomości z rynku
EIB wydał 7,79 mld euro na drogi i lotniska sprzeczne z celami klimatycznymi

EIB wydał 7,79 mld euro na drogi i lotniska sprzeczne z celami klimatycznymi

Europejski Bank Inwestycyjny (EIB) udzielił w latach 2021-2024 ponad 7 miliardów euro pożyczek na budowę nowych dróg, rozbudowę lotnisk i inne inwestycje transportowe zwiększające emisje CO2. Tak wynika z najnowszej analizy organizacji Transport & Environment (T&E). Działania te podważają klimatczne deklaracje EIB, który w 2021 roku ogłosił się „bankiem klimatycznym UE”.

10.07.2025
Dofinansowania Analizy i komentarze Wiadomości z rynku
Rekordowy czerwiec 2025: energia słoneczna największym źródłem prądu w UE

Rekordowy czerwiec 2025: energia słoneczna największym źródłem prądu w UE

Po raz pierwszy w historii fotowoltaika wygenerowała najwięcej energii elektrycznej w Unii Europejskiej – wyprzedzając zarówno atom, jak i wiatr. Czerwiec 2025 okazał się przełomowym miesiącem dla transformacji energetycznej w Europie.

10.07.2025
OZE Analizy i komentarze Wiadomości z rynku
BMW Group: Rośnie sprzedaż aut elektrycznych i modeli MINI. Solidne wyniki za II kwartał 2025 roku

BMW Group: Rośnie sprzedaż aut elektrycznych i modeli MINI. Solidne wyniki za II kwartał 2025 roku

BMW Group zakończyło drugi kwartał 2025 roku z pozytywnym wynikiem sprzedaży, mimo trudnej sytuacji na rynku motoryzacyjnym – globalna sprzedaż wzrosła o 0,4% r/r. Wzrosty napędzały auta elektryczne (+18,5% od początku roku), nowe modele MINI (+17,3%) oraz rekordowy wynik BMW M GmbH (ponad 100 tys. pojazdów).

10.07.2025
Elektromobilność Wiadomości z rynku
Zobacz pozostałe artykuły