Magazyn energii – co to jest i jak działa?

Największym wyzwaniem dla odnawialnych źródeł jest magazynowanie energii

Polacy coraz chętniej stawiają na odnawialne źródła energii. Dużym zainteresowaniem cieszy się zwłaszcza fotowoltaika, która w ostatnim czasie przeżywa prawdziwy boom. Również raport z rynku fotowoltaiki w 2021 roku pokazał, że od stycznia do listopada 2021 w Polsce przybyło 339 tys. nowych prosumentów. Dodatkowo pod koniec zeszłego roku łączna moc zainstalowanych w kraju instalacji PV osiągnęła wartość 7 GW, a więc scenariusza zakładanego do 2030 roku. Prosumenci inwestujący w OZE dostrzegają bowiem możliwość częściowego uniezależnienia się od dostaw prądu z sieci, a także zapewnienia sobie ciągłości zasilania w przypadku wystąpienia awarii w infrastrukturze krajowej.

Wpływ na rosnącą popularność inwestycji w instalacje PV mają różnego rodzaju zachęty w postaci dofinansowania do fotowoltaiki ze środków krajowych i unijnych. Zgodnie bowiem z zaleceniami UE do końca 2020 roku udział produkcji energii odnawialnej w pełnym bilansie energetycznym naszego kraju powinien wynieść 15% i cel ten udało się zrealizować z wynikiem 16,2%. Obecnie, o dofinansowanie zakupu i montaż nowych instalacji fotowoltaicznych, można ubiegać się w ramach m.in. takich programów jak: Mój Prąd, Czyste Powietrze, Energia Plus, czy Agroenergia (przeznaczony dla rolników).

Główną przyczyną inwestowania w odnawialne źródła energii, w tym fotowoltaikę, jest uniezależnienie się od rosnących cen prądu, obniżenie rachunków i ochrona środowiska. Jednak, mimo wielu niekwestionowanych zalet, produkcja energii z OZE posiada jedną istotną wadę – cechuje się dużą zmiennością, w zależności od pory dnia czy warunków atmosferycznych. Naturalnie, najbardziej opłacalne jest wykorzystywanie energii na bieżąco. Nie zawsze jednak jest to możliwe, ponieważ zapotrzebowanie na nią jest różne w zależności od pory dnia. Instalacja fotowoltaiczna najwięcej energii wytwarza latem i w okolicach południa, co w wielu przypadkach nie pokrywa się czasowo z oczekiwaniami jej użytkowników, którzy jednak najwięcej energii zużywają rano lub wieczorem, zwłaszcza w porze zimowej. W związku z tym, tak ważna jest rola jej magazynowania i maksymalizacji autokonsumpcji energii pozyskanej z PV. Obecnie, dostępne są trzy systemy magazynowania energii z paneli fotowoltaicznych:

pierwsza to tzw. net-billing, który od kwietnia 2022 roku zastąpił system opustów (net-metering). 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. Rozliczenie nadwyżek będzie wspomagane przez tzw. depozyt prosumencki, a na wykorzystanie zgromadzonej w sieci energii prosument będzie miał 12 miesięcy. Obecny system w kontekście magazynowania energii jest zdecydowanie mniej korzystny niż wcześniejszy system opustów;

drugi sposób polega na maksymalnym dostosowaniu domowego zużycia energii w stosunku do tej już wyprodukowanej. Zwiększyć bieżącą konsumpcję energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej pozwala choćby pompa ciepła, czy ładowanie samochodu elektrycznego. Takie rozwiązanie jest zdecydowanie korzystniejsze niż opisany wyżej system rozliczeń net-billing;

trzecią formą radzenia sobie z nadwyżkami energii słonecznej jest jej magazynowanie za pomocą wyodrębnionego urządzenia (np. akumulatorów do fotowoltaiki) lub też zespołu urządzeń, które pozwalają na przechowywanie wygenerowanych nadwyżek energii w dowolnej postaci i ich wykorzystaniu w czasie większego zapotrzebowania na prąd. Przy czym, największą zaletą magazynów energii jest to, że prosument może odebrać tyle energii, ile wyprodukowała jego instalacja, czyli na znacznie korzystniejszych warunkach niż w przypadku oddawania nadwyżek prądu do sieci elektroenergetycznej.

Magazyn energii – co to jest?

Wraz ze wzrostem popularności OZE rozwija się również sektor magazynów energii, dzięki którym zarówno gospodarstwa domowe, jak i firmy mogą osiągnąć nawet 90% samowystarczalności energetycznej. W polskim prawie zunifikowano niedawno definicje dotyczące tego, czym jest magazyn energii:

Ustawa Prawo energetyczne (art. 3 pkt 10k) opisuje go jako: instalację umożliwiającą magazynowanie energii elektrycznej i wprowadzenie jej do sieci elektroenergetycznej.

Przed unifikacją Ustawa o rynku mocy oraz Ustawa o OZE podawały własne definicje magazynu energii, co nastręczało wielu problemów natury prawnej i formalnej.

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. Tak więc, dzięki magazynom energii można:

zatrzymać wyprodukowaną energię – w przypadku gdy posiadacz instalacji PV nie korzysta z magazynu energii, to oddaje nadwyżkę wyprodukowanego prądu bezpośrednio do sieci energetycznej na mało korzystnych obecnie warunkach rozliczeniowych. Natomiast dzięki magazynowi cała energia zostaje do jego dyspozycji na miejscu;

zyskać niezależność – magazyn energii zabezpiecza jego właściciela przed przerwami w dostawie energii. Dzięki temu zarówno gospodarstwo domowe, gospodarstwo rolne, jak i przedsiębiorstwo, są odporne na wszelkiego rodzaju awarie zasilania, anomalie pogodowe oraz inne niespodziewane wydarzenia.

Rodzaje magazynów energii

Wyróżnia się pięć różnych technologii magazynowania energii:

• mechaniczne (elektrownie szczytowo-pompowe, magazyny sprężonego powietrza, koło zamachowe);
• elektrochemiczne (akumulatory i ładowalne baterie);
• chemiczne (ogniwa paliwowe, tworzenie wodoru lub metanu);
• termiczne (akumulacja ciepła jawnego lub utajonego);
• elektryczne (superkondensatory).

Ponadto istnieje również podział na magazynowanie bezpośrednie (pole magnetyczne i elektryczne) i pośrednie (konwersja energii elektrycznej w inny rodzaj energii np. chemiczną potencjalną i kinetyczną). Najczęściej jednak spotykanym sposobem jest ten, w którym nadwyżka energii skumulowana jest w ładowalnych bateriach lub akumulatorach. Przy czym, najchętniej stosowanym rozwiązaniem w przypadku gospodarstw domowych jest elektrochemiczny sposób przetwarzania energii. Przy dużych farmach fotowoltaicznych, stosuje się natomiast mechaniczne i chemiczne magazynowanie energii słonecznej.

Magazyn energii – jak działa?

Same magazyny energii jednak wbrew pozorom nie są niczym nowym, ponieważ niektóre technologie służące magazynowaniu energii mają już ponad sto lat. Przykładowo, znane wszystkim elektrownie szczytowo-pompowe są w istocie najczęściej stosowanymi magazynami energii, mimo tego, że mają w swojej nazwie słowo “elektrownia”. Gromadzeniu i magazynowaniu energii służą również akumulatory w telefonach komórkowych, czy samochodach. Oczywiście, to tylko niektóre z przykładów, bowiem lista dostępnych metod jest znacznie dłuższa.

Jednak najbardziej rozpowszechnionym sposobem magazynowania energii wytworzonej dzięki OZE jest wykorzystanie akumulatorów. Stanowią je ogniwa wtórne będące rodzajem ogniwa galwanicznego, które w przeciwieństwie do ogniw pierwotnych mogą być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Przy czym, wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych, gromadzą, a następnie uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym (zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod).

Praktycznie w każdym akumulatorze, oprócz pożądanych, odwracalnych reakcji chemicznych zachodzą również nieodwracalne reakcje uboczne, które powodują że z czasem urządzenie to traci swoje właściwości. W zależności od budowy elektrod i składu elektrolitu wyróżnić można m.in. akumulator kwasowo-ołowiowy (akumulator Plantego), akumulator litowo-jonowy (Li-ion), akumulator litowo-polimerowy (Li-Po), czy akumulator niklowo-kadmowy (Ni-Cd, zwany też wtórną baterią alkaliczną). Najczęściej używane są akumulatory kwasowo-ołowiowe, które swój debiut rynkowy miały przeszło sto lat temu (pierwszy akumulator kwasowo-ołowiowy opracował niemiecki fizyk Wilhelm Josef Sinsteden).

Jednymi z najlżejszych są natomiast akumulatory litowo-jonowe. Dzięki tej właściwości znalazły one zastosowanie m.in. w samochodach elektrycznych, w sprzęcie elektronicznym (w telefonach komórkowych, laptopach i innych urządzeniach przenośnych). Poprawa parametrów baterii litowo-jonowych, idąca w parze ze spadkiem cen, przełożyła się na poprawę ekonomiki ich zastosowania. To z kolei spowodowało to, że od niedawna stosowane są również jako stacjonarne magazyny energii przy odnawialnych źródłach energii, które charakteryzują się znaczną niestabilnością pracy. Na korzyść akumulatorów litowo-jonowych przemawia nie tylko ich niższa waga, ale i wysoka gęstość mocy, dzięki czemu urządzenie o małej pojemności może być ładowane i rozładowywane dużymi prądami. Jest to ważna cecha, zwłaszcza dla zastosowań domowych, gdy pojawiają się duże, lecz krótkie pobory mocy.

Technologia litowo-jonowa ma też swoje ograniczenia

Oprócz wysokiej ceny, która tylko w części rekompensowana jest liczbą cykli ładowania i rozładowania, akumulatory litowo-jonowe muszą być też precyzyjnie ładowane. Dlaczego? Ponieważ zaburzenia tego procesu lub uszkodzenie samego akumulatora grożą samozapłonem ogniwa. Przez długi czas dużo dyskutowało się na temat kwestii bezpieczeństwa tego typu akumulatorów. W internecie można było znaleźć sporo zdjęć i filmików palących się lub eksplodujących baterii. Oczywiście znaczna ich część stanowiła dokumentację przeprowadzanych testów, jednak pokazywały one ogrom możliwych zniszczeń.

W związku z tym, czołowe niemieckie stowarzyszenia solarne i elektrotechniczne przy współpracy z instytucjami certyfikującymi, opracowały zalecenia dotyczące parametrów domowych magazynów energii opartych na akumulatorach litowo-jonowych w zakresie bezpieczeństwa, które stały się podstawą do wprowadzenia w 2016 roku normy VDE-AR-E 2510-50. Oczywiście konieczność zwiększenia bezpieczeństwa pracy akumulatora ma także wpływ na jego wysoką cenę. Ostatnio coraz częściej mówi się o tym, że nowe technologie akumulatorowe, takie jak sodowo-jonowe, czy cynkowo-jonowe mogą w przyszłości zastąpić na rynku ogniwa litowo-jonowe.

Magazyn energii elektrycznej – dla kogo?

Zdaniem ekspertów, nie można mówić o rozwoju OZE bez odpowiednich technologii magazynowania energii. Magazynów energii potrzebują zarówno przedsiębiorstwa, rolnicy jak i też prosumenci, którzy często korzystając z rządowego wsparcia, zainwestowali w instalacje fotowoltaiczne.

Domowe magazyny energii

Dodanie do instalacji fotowoltaicznych funkcji magazynowania pozwala na przechowywanie nadwyżek produkcji energii i zużywanie ich w okresie, gdy panele PV jej nie produkują. Dzięki takiej możliwości gospodarstwo może osiągnąć nawet 90% samowystarczalność energetyczną. Domowe magazyny energii są dobrym rozwiązaniem zwłaszcza dla osób, które nie zużywają dużo energii w ciągu dnia, kiedy jej produkcja jest największa, chcą ją jednak w 100% wykorzystywać na własne potrzeby. Ponadto systemy magazynowania doskonale sprawdzają się w miejscach, które narażone są na częste przerwy w zasilaniu.

Magazyny energii dla gospodarstw rolnych

Postępująca mechanizacja gospodarstw rolnych, znacznie usprawnia produkcję rolną i pozwala na pomnożenie osiąganych zysków. Jednak wraz ze zwiększonym zapotrzebowaniem na energię elektryczną, rosną także koszty utrzymania gospodarstwa. Dodając do tego stały wzrost cen prądu, opłacenie rachunków staje się dla wielu rolników coraz większym problemem, który w dużym stopniu zmniejsza opłacalność ich działalności. Zatrzymać rosnące wydatki może wtedy fotowoltaika dla rolnika. Często jednak ze względu na charakter pełnionej działalności, rolnicy nie mogą pozwolić sobie na przerwy w dostawie energii (ciągłego zasilania wymagają np. systemy chłodnicze). Zaleca się wówczas wykorzystanie magazynów energii. Dzięki temu instalacja fotowoltaiczna może jednocześnie produkować energię na pokrycie bieżącego zapotrzebowania i w celu ładowania magazynów.

Magazyny energii dla firm

Także coraz więcej przedsiębiorstw korzysta z fotowoltaiki dla firm, dzięki której mogą uniezależnić się od rosnących cen prądu. Obecnie bowiem rachunki za energię elektryczną to spory, comiesięczny wydatek, który stanowi znaczący procent ogólnych kosztów przedsiębiorstw. Zapowiadane na 2023 podwyżki dodatkowo spotęgują ten niekorzystny dla firmowego budżetu aspekt. Zakupem magazynów energii mogą być zainteresowane zwłaszcza te firmy, które wytwarzają energię elektryczną w instalacjach o mocy zainstalowanej wyższej niż 10 kWp, ale niższej niż 50 kWp. Nawet jeżeli zgłosiły swoje instalacje przed 31 marca 2022 roku na zasadach prosumenckich odzyskują jedynie 70% wprowadzonej do sieci energii. Jeżeli zgłoszenie instalacji PV miało natomiast miejsce po 1 kwietnia 2022 roku, to przedsiębiorcy będą odsprzedawać energię po cenach z giełdy energii. Akumulator o odpowiedniej pojemności może być w tym przypadku najlepszym rozwiązaniem.

Ponadto, w sieci rozdzielczej każdego operatora występują zakłócenia spowodowane m.in. awariami i zjawiskami atmosferycznymi (zgodnie z prawem OSD nie odpowiada za przerwy krótsze niż 3 minuty). W przypadku przedsiębiorstw, które stosują zautomatyzowany proces technologiczny, zakłócenia te generują ogromne koszty. Aby skutecznie zabezpieczyć się przed takimi zdarzeniami, firmy stosują specjalistyczne systemy zasilania gwarantowanego UPS oraz agregaty prądotwórcze. Jednak rozwój technologiczny i spadek cen magazynów energii otwiera nowe możliwości podejścia do rozwiązywania problemu niewystarczających parametrów jakościowych energii. Systemy magazynowania energii dla dużych odbiorców nazywane są również systemami ESS (Energy Solar Systems), w których wyposażenie wchodzić mogą superkondensatory lub baterie.

W przypadku zarówno gospodarstw rolnych, jak i przedsiębiorstw, magazyny energii spełniają następujące funkcje:

• regulują moc w przypadku niestabilnej pracy źródeł odnawialnych;
• pokrywają zapotrzebowanie w szczytowych momentach;
• likwidują zakłócenia obniżające jakość energii (np. drgania);
• ograniczają skutki przeciążeń w sieci;
• zarządzają mocą bierną i regulują napięcie.

Magazyn energii – cena

Domowe magazyny energii stanowią atrakcyjne rozwiązanie w szczególności dla osób, które nie zużywają dużo energii w ciągu dnia, nie chcą jej jednak oddawać do sieci. Dzięki ciągłej redukcji kosztów, magazynowanie energii przy zastosowaniu akumulatorów wykazuje w ostatnich latach imponujący wzrost. Nadal jednak cena magazynu energii wykracza poza możliwości wielu gospodarstw domowych. Wychodząc naprzeciw potrzebom klientów, firmy zajmujące się produkcją akumulatorów proponują coraz to bardziej zróżnicowane rozwiązania, które obejmują m.in. pojemność akumulatorów i rodzaj wykorzystywanej technologii. To, ile zapłacimy za magazyn energii zależy od:

• pojemności jakiej potrzebujemy;
• skomplikowania montażu i podłączenia;
• rodzaju technologii, jaką oferuje magazyn energii;
• oczekiwanych osiągów w zakresie żywotności, czy głębokości rozładowania;
• możliwości rozbudowy pojemności urządzenia bez konieczności jego wymiany;
• statusu marki producenta;
• specjalnych życzeń takich jak kolor czy design urządzenia (nowoczesne magazyny energii łączą nie tylko funkcję użytkową, ale i są zaprojektowane w taki sposób, by dobrze komponowały się z wystrojem domu, mogą więc stać w salonie, czy kuchni).

Ceny domowych magazynów energii o pojemności od ok. 3 kWh do ok. 10 kWh zaczynają się od ok. 10.000 zł (przydomowy magazyn dla instalacji około 5 kWh to jest koszt w granicach 30.000-35.000). Przy czym ich żywotność to zazwyczaj od 5 do 20 lat przy ok. 10.000 cykli ładowania. Wśród najpopularniejszych obecnie producentów systemów magazynowania energii znajdują się takie firmy jak m.in. Tesla, Sonnen, Fronius, LG Chem, Axitec, Pylon Tech. Swój wkład w rynek mają także polscy producenci tacy jak Minutor Energia, czy Green Cell.

Jak wybrać magazyn energii?

W przypadku instalacji fotowoltaicznych wytworzona przez nie energia właściwie nigdy nie zostaje wykorzystana przez gospodarstwo domowe w całości. Bezpośrednie zużycie na potrzeby własne prądu wytworzonego w instalacji PV wynosi zwykle ok. 30%. Dzieje się tak, ponieważ produkcja energii elektrycznej jest największa w ciągu dnia, kiedy domowników nie ma w domu. Kwestię magazynowania warto jednak rozważyć pod kątem tego, czy instalacja fotowoltaiczna jest przyłączona do sieci energetyki czy nie i tak w przypadku:

instalacji off-grid, która nie jest podłączona do sieci publicznej (potocznie nazywana jest także systemem autonomicznym lub wyspowym). W tym przypadku jeśli jej właściciel chce korzystać z urządzeń elektrycznych w czasie, kiedy instalacja PV nie wytwarza prądu, to powinien mieć możliwość jego poboru z zasobnika (alternatywnie może korzystać z generatorów prądotwórczych). Jednak ze względu na to, że instalacja off-grid, zwykle nie generuje dużo mocy, to rzadko wykorzystywana jest w całorocznych domach mieszkalnych. Najczęściej swoje zastosowanie znajduje w niewielkich, odizolowanych obiektach, takich jak: domy letniskowe, działki, czy łodzie. Dlatego też, kwestia magazynowania w systemach autonomicznych jest prosta, ponieważ w ich przypadku wystarczą jedynie akumulatory i regulator.

instalacja on-grid, która przyłączona jest do standardowej sieci energetycznej. W jej skład dodatkowo wchodzą przyłączenia do sieci i zabezpieczenia oraz licznik energii, który wskazuje dokładną ilość prądu wyprodukowanego i odesłanego do sieci oraz z niej pobranego. Dzięki temu prosument ma pełną kontrolę nad produkcją energii. W tego rodzaju instalacjach argumentem do magazynowania energii nie jest zatem kwestia braku dostępu do prądu w czasie, gdy system PV jej nie wytwarza (zawsze można bowiem pobrać go z sieci). Oczywiście, to czy konsument zdecyduje się na skierowanie nadwyżkowego prądu do sieci czy do magazynu energii, podyktowane będzie względami finansowymi. Obserwacje z niemieckiego rynku magazynów energii wskazują, że zainteresowanie akumulatorami zwiększyło się, gdy różnica w cenie prądu kupowanego i sprzedawanego stała się na tyle duża, aby w kosztach inwestycyjnych uwzględnić również magazyn energii. Wpływ na to miała także możliwość dofinansowania inwestycji ramach różnych programów wsparcia.

Jakie magazyny energii cieszą się największą popularnością?

Początkowo na rynku magazynów energii współpracujących z mikroinstalacjami fotowoltaicznymi, używano wyłącznie akumulatorów żelowych lub AGM (bezobsługowe wersje szeroko znanych baterii kwasowo-ołowiowych). Jednak ich częsta wymiana oraz spadek cen rozwiązań litowo-jonowych spowodował, że mimo wciąż istotnie wyższych kosztów początkowych inwestycji, to właśnie te drugie zyskały największą popularność. Inwestorzy zaczęli postrzegać je jako rozwiązanie, które oferuje lepsze parametry techniczne oraz porównywalne koszty w perspektywie inwestycji na kolejne 10-20 lat. Ponadto, na rzecz wykorzystywania akumulatorów litowo-jonowych w systemach fotowoltaicznych przemawiały także ich właściwości, zwłaszcza w zakresie:

• gęstości energetycznej,
• energii właściwej,
• żywotności (zarówno kalendarzowej, jak i liczonej liczbą cykli).

Ogromny wpływ na tak duży wzrost popularności akumulatorów litowo-jonowych miał przede wszystkim dynamiczny spadek ich cen, któremu nie dorównały ceny zasobników kwasowo-ołowiowych. Także rozwiązania, które bazują na innych rodzajach akumulatorów (w tym sodowo-jonowych czy przepływowych), stanowią obecnie margines w tym segmencie rynku.

Na co zwrócić uwagę wybierając magazyn energii?

Przy wyborze magazynu energii należy zwrócić uwagę na takie czynniki jak m.in.:

• koncepcje akumulatorów dostępnych na rynku – różnią się one głównie wykorzystanymi komponentami (w zależności od koncepcji mogą stanowić rozwiązanie do nowych instalacji lub też dopełnienie istniejącego już systemu PV);
• technologia – inwestorzy mogą wybierać pośród dwóch wiodących na rynku technologii, jakimi są akumulatory kwasowo-ołowiowe i litowo-jonowe. Pierwsze mają ugruntowaną pozycję na rynku są jednak duże i ciężkie, natomiast coraz większym zainteresowaniem cieszą się bardziej wydajne i lżejsze akumulatory Li-Ion, a w szczególności litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4);
• pojemność akumulatora – wyrażona jest ona w jednostce kWh i wskazuje, jak dużo energii można otrzymać z w pełni naładowanego akumulatora (najczęściej w instalacjach domowych sprawdzają się magazyny o wielkości od 5-10 kWh). Często wskazana jest także pojemność nominalna (całkowita), której nie da się zwykle wykorzystać w pełni;
• pełne cykle – pełnym cyklem nazywa się operację pełnego naładowania akumulatora i jego rozładowania do poziomu głębokości rozładowania (może on składać się z kilku cykli częściowych). Akumulator w czasie trwania gwarancji powinien osiągnąć maksymalną liczbę cykli. W przypadku najlepszych ogniw litowo-jonowych jest to ok. 10.000 cykli ładowania, co przeciętnie przypada na okres od 15 do 20 lat w zależności od warunków i temperatury pracy magazynu energii;/li>
• przestrzeń – zarówno akumulatory litowo-jonowe, jak litowo-żelazowo-fosforanowe mają różne wymagania w kwestii miejsca instalacji. Ważne jest zatem, aby dokładnie sprawdzić gdzie będzie można umieści magazyn energii. Pomocna w tym względzie może być klasa ochrony akumulatora wyrażana wartością “IP”;
• gwarancja – która obejmuje wady produkcyjne i uszkodzenia materiału. W zależności od producenta, gwarancja wynosi do 10 lat lub do osiągnięcia określonej liczby cykli ładowania akumulatora. Jednak warunkiem ochrony jest najczęściej instalacja i serwis przez certyfikowanego instalatora.

Dofinansowanie na magazyn energii

W Polsce rozwój rynku akumulatorów hamował do kwietnia 2022 roku brak dofinansowania do magazynów energii oraz odpowiednich regulacji. Zwłaszcza takich, które pozwalałyby magazynom energii na świadczenie usług (m.in. energetyce systemowej, która ma problemy z bilansowaniem wzrastającego udziału OZE). Obecnie polscy prosumenci mogą już składać wnioski o przyznanie dofinansowania do zakupu domowego magazynu energii. Eksperci mają nadzieję, że przyczyni się to do wzrostu dynamiki na polskim rynku akumulatorów współpracujących z fotowoltaiką. Wśród argumentów przemawiających za potrzebą rozwoju magazynów energii wymienia się:

• konieczność stabilizacji krajowej infrastruktury sieci elektroenergetycznych, dla której coraz większym wyzwaniem jest zwiększenie udziału w energetyce OZE;
• eliminację problemu strat na przesyle i konieczności ciągłego inwestowania w rozproszoną infrastrukturę dzięki korzystaniu z energii wytworzonej i magazynowanej na miejscu;
• przeobrażanie się rynku transportu ze spalinowego na elektryczny, co spowodować może w przyszłości to, że sieć będzie przeciążona przez zmienność poboru energii dla samochodów elektrycznych. Niestabilność sieci jest stanowi zaś spory problem, który może mieć wpływ na rozwój gospodarczy.

Uregulowanie statusu prawnego instalacji magazynowania energii w dużej mierze zniosło bariery formalno-prawne, takie jak brak szczegółowych przepisów i wymagań technicznych, które regulują kwestię przyłączenia do sieci. To w konsekwencji powinno pozwolić inwestorom na odnoszenie wymiernych korzyści z magazynowania energii elektrycznej i umożliwić rozwój branży.

Magazyny energii w Polsce

W wielu krajach, znaczna część osób inwestujących w systemy fotowoltaiczne, decyduje się na konfigurację zawierającą magazyn energii. Przykładem takim są chociażby nasi zachodni sąsiedzi, u których tylko w 2021 roku zainstalowano 141.000 magazynów energii w systemach fotowoltaicznych podłączonych do sieci niskiego napięcia. Szacuje się, że obecnie w Niemczech zainstalowanych jest już blisko 500 tys. domowych magazynów energii, a liczba ich przyłączeń z roku na rok wzrasta. To nadal zdecydowanie mniej w porównaniu z ilością znajdujących się tam instalacji PV (tylko w 2021 roku 240 tys. nowych instalacji). Należy jednak uwzględnić to, że w przeciwieństwie do paneli PV, które instalowane są tam już od przeszło 20 lat, współpracujące z nimi magazyny energii zyskały popularność dopiero kilka lat temu. Tempo jednak w jakim są instalowane robi wrażenie, w 2016 roku było 34.000 magazynów 2018 przekroczona została liczba 100.000, pod koniec 2019 roku było ich już 184.000, a obecnie niemal 500.000.

W Polsce o magazynach energii nadal więcej się mówi niż się je montuje. Według danych Polskiej Izby Magazynowania Energii, istniejące u nas stacjonarne, bateryjne magazyny energii dysponują łączną mocą na poziomie 32 MW. Jak można przeczytać na rządowej stronie Ministerstwa Klimatu i Środowiska: Według szacunków PIME obecnie w Polsce działa około 7 tys. przydomowych magazynów (z czego w 2021 r. przybyło ok. 2 tys. instalacji) o łącznej mocy 27,5 MW i pojemności ok. 55 MWh. Nadal to za mało by spełnić unijne regulacje dotyczące tego, by 2% łącznej mocy w polskiej energetyce zainstalowane było w magazynach energii (łącznie we wszystkich technologiach magazynowania energii powinno być to ok. 5 GW mocy). Duże nadzieje wiąże się z rozwojem elektromobilności, ponieważ rozpowszechnienie samochodów elektrycznych umożliwiłoby stosowanie ich akumulatorów jako rozproszonych magazynów energii.

Opracowanie: enerad.pl

Magazynowanie energii – dlaczego warto?

Tempo rozwoju fotowoltaiki w Polsce jest satysfakcjonujące, Ministerstwo Klimatu zwraca jednak uwagę na to, że skupiając się wyłącznie na nowych elektrowniach słonecznych owszem, zwiększamy produkcję energii, jednak nie jest ona w pełni wykorzystywana. Ponadto, tak duży przyrost liczby paneli PV może spowodować, że w pewnym momencie operatorzy będą mieli problem (właściwie już go mają) z odbiorem nadwyżek od prosumentów. Bardzo ważne są zatem inwestycje, dzięki którym wyprodukowaną w pogodne dni energię będzie można magazynować, a nie oddawać do sieci. Popularyzacja i rozpowszechnienie domowych magazynów energii z pewnością mogłaby pomóc w lepszym bilansowaniu popytu i podaży. Co więcej, “przechowywanie” energii w domowych magazynach mogłoby stanowić nie tylko dodatkowe źródło dochodów dla prosumentów, ale skorzystałby na tym cały system, który zyskałby w ten sposób dodatkową elastyczność.

Uzasadnienie dla instalowania magazynów energii stanowi również wzrost liczby samochodów elektrycznych i konieczność budowy infrastruktury służącej ich ładowaniu. Magazyn energii jest dobrym rozwiązaniem zwłaszcza, gdy stanowi uzupełnienie instalacji wytwórczej OZE. Sprawdza się również w sytuacji, gdy w okolicy nie ma wystarczającej mocy przyłączeniowej lub też inwestor dąży do ograniczenia kosztów związanych ze zwiększeniem mocy przyłączeniowej na potrzeby stacji ładowanie samochodów elektrycznych.

• maksymalizacja wykorzystania wyprodukowanej energii, dzięki magazynowi energii cała energia zostaje z nami;
• niezależność energetyczna, magazyn energii umożliwia zużywanie energii elektrycznej w czasie innym, niż jest ona wytwarzana w instalacji PV;
• możliwość wykorzystania urządzenia tam, gdzie nie ma dostępu do sieci elektrycznej np. w domku na działce, czy na łodzi;
• brak przerw w dostawie prądu, w przypadku wystąpienia awarii sieci bateria zapewnia gwarantowane zasilanie w trybie pracy wyspowej;
• likwidacja zakłóceń obniżających jakość energii (np. drgań) i ograniczanie skutków przeciążeń w sieci;
• dbałość o środowisko, energia wytworzona za pomocą fotowoltaiki, a następnie przechowywana w magazynach energii jest całkowicie ekologiczna;
• usprawnienie i uelastycznienie krajowej infrastruktury sieci elektroenergetycznych;
• pokrywanie zapotrzebowania na energię elektryczną w szczytowych momentach.