Ranking magazynów energii
W obliczu dynamicznej transformacji energetycznej i rosnącej liczby instalacji fotowoltaicznych, magazyny energii stają się kluczowym elementem systemów prosumenckich. Pozwalają one na zwiększenie autokonsumpcji energii, optymalizację kosztów oraz uniezależnienie się od wahań cen prądu. Inwestorzy, którzy niekoniecznie posiadają specjalistyczną wiedzę w obszarze systemów magazynowania energii, często stają przed wyzwaniem: jakie urządzenie wybrać, aby inwestycja była opłacalna, a czas zwrotu możliwie najkrótszy?
Podjęcie właściwej decyzji wymaga analizy wielu parametrów, m.in. sprawności systemu, efektywności zarządzania energią, realnych oszczędności oraz żywotności urządzenia. Problem polega na tym, że producenci podają parametry produktów wynikających z testów przeprowadzanych w idealnych warunkach. Wyniki te znacząco się różnią od rzeczywistych warunków użytkowania. Dlatego nie należy ślepo ufać danym producenta – kluczowe jest oparcie się na niezależnych testach oraz opiniach doświadczonych instalatorów i użytkowników
Teoria a praktyka: realna efektywność magazynów energii
Deklarowane przez producentów parametry magazynów energii często bazują na testach laboratoryjnych przeprowadzanych w idealnych, powtarzalnych warunkach, które nie uwzględniają rzeczywistych zmiennych wpływających na pracę systemu. Niezależne testy pozwalają na bardziej obiektywną ocenę sprawności urządzeń, jednak nawet one nie oddają pełnego obrazu funkcjonowania systemu w konkretnym środowisku użytkownika.
Ostateczna efektywność magazynu energii zależy od indywidualnych warunków – profilu zużycia energii, charakterystyki pracy instalacji PV, lokalnych warunków sieciowych oraz sposobu zarządzania energią w danym obiekcie.
Wybór odpowiedniego rozwiązania powinien być oparty nie tylko na specyfikacji technicznej i wynikach testów, ale także na praktycznych doświadczeniach instalatorów oraz inwestorów eksploatujących systemy w podobnych warunkach.
Badanie HTW Berlin: podstawowe informacje
Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin to jedna z czołowych instytucji badawczych w Europie, zajmująca się analizą i testowaniem systemów magazynowania energii w kontekście ich rzeczywistej efektywności. Co roku przeprowadza szczegółowe badania, dostarczając rzetelnych danych na temat sprawności magazynów energii i falowników stosowanych w instalacjach fotowoltaicznych.
Testy HTW Berlin opierają się na System Performance Index (SPI) – wskaźniku, który umożliwia kompleksową ocenę wydajności systemów magazynowania energii. SPI uwzględnia nie tylko deklarowaną sprawność akumulatorów, ale także realne straty energii na każdym etapie procesu – od ładowania, przez konwersję DC/AC, aż po zużycie energii w trybie czuwania.
Czym jest SPI?
System Performance Index (SPI) to wskaźnik oceniający całkowitą efektywność systemu magazynowania energii w rzeczywistych warunkach. Porównuje on rzeczywiste działanie systemu PV z teoretycznie możliwym, idealnym działaniem bez strat energetycznych. SPI pozwala porównywać różne systemy, niezależnie od ich wielkości czy konfiguracji, i jest odpowiednikiem współczynnika wydajności (Performance Ratio – PR) stosowanego w klasycznych systemach fotowoltaicznych.
Klasa energetyczna magazynów energii
HTW Berlin, wykorzystując wskaźnik SPI, zakwalifikowało systemy magazynowania energii i falowniki do odpowiednich klas energetycznych, analogicznie do standardowych oznaczeń stosowanych dla urządzeń elektrycznych. Takie podejście znacząco ułatwia ocenę i porównanie systemów przez konsumentów oraz wspomaga podejmowanie świadomych decyzji zakupowych.
HTW Berlin 2025: Rankingi systemów magazynowania energii
HTW Berlin przeprowadza badania magazynów energii w połączeniu z falownikami, analizując ich efektywność w dwóch kluczowych kategoriach mocy: 5 kW i 10 kW. Dzięki temu ranking obejmuje zarówno rozwiązania dedykowane dla mniejszych instalacji prosumenckich, jak i bardziej zaawansowane systemy przeznaczone do większych budynków jednorodzinnych lub komercyjnych.
Każdy testowany zestaw falownik + magazyn energii jest oceniany pod kątem rzeczywistej sprawności operacyjnej, strat energii oraz zdolności do optymalnego zarządzania energią. Dzięki Stromspeicher-Inspektion HTW Berlin dostarcza nie tylko wiedzy technicznej, ale przede wszystkim praktycznych wskazówek dla instalatorów, inwestorów i sprzedawców, pomagając im w wyborze najbardziej efektywnych rozwiązań. Niezależne testy HTW Berlin stanowią jedno z najbardziej wiarygodnych źródeł informacji o faktycznej efektywności magazynów energii.
Metodologia badania
Testy odbyły się na stanowiskach badawczych, gdzie wszystkie sześć systemów pracowało równolegle w identycznych warunkach. Symulowano rzeczywistą instalację PV o mocy 8 kW (ustawienie południowe, kąt 30°) wraz z typowym profilem obciążenia domu jednorodzinnego (roczne zapotrzebowanie ~4444 kWh).
Kluczowym założeniem było wprowadzenie limitu mocy oddawanej do sieci – 50% mocy PV (4 kW) w godzinach południowych (wynika to z regulacji obowiązujących w Niemczech).
Test podzielono na dwie fazy: przez pierwsze dni każdy magazyn pracował ze standardową strategią ładowania (wcześnie w ciągu dnia, bez korzystania z prognoz), a przez kolejne dni aktywowane było prognozowane zarządzanie energią, opóźniające ładowanie zgodnie z algorytmami danego producenta.
Wszystkie istotne dane (moc ładowania/rozładowania, produkcja PV, przepływ energii do/z sieci, stan naładowania baterii itp.) rejestrowano z wysoką rozdzielczością czasową 0,2 s, co pozwoliło dokładnie porównać działanie systemów w obu scenariuszach.
- Do badania zaproszono 100 producentów i dostawców systemów magazynowania energii, z czego 17 firm zgłosiło 22 systemy.
- Niezależne instytuty – m.in. AIT (Austrian Institute of Technology), KIT (Karlsruher Institut für Technologie), TÜV Rheinland oraz ZHAW – przeprowadziły szczegółowe testy laboratoryjne tych urządzeń zgodnie z ustandaryzowanymi wytycznymi efektywności.
- Każde urządzenie testowane było w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, co pozwoliło na uzyskanie porównywalnych wyników.
- Pomiar został przeprowadzony z wykorzystaniem realnych parametrów w warunkach obciążenia domowego.
- Przy badaniu skorzystano z modelu PerMod, który symuluje pracę systemu PV i magazynu energii z dokładnością do jednej sekundy przez cały rok.
- Dodatkowo oceniony został wpływ systemów na sieć, w tym: zdolności magazynu do redukcji poboru energii z sieci, efektywność zarządzania energią w trybie autokonsumpcji.
Dodatkowe informacje dla inwestorów
Tryb czuwania
Niektóre systemy wykazują wysokie zużycie energii w trybie czuwania, co może prowadzić do niepotrzebnych strat energii. Przykładowy system o wysokim poborze mocy stand-by spowodował dodatkowy pobór 177 kWh rocznie.
Inteligentne zarządzanie energią
Wprowadzenie prognostycznych strategii zarządzania magazynowaniem energii, które uwzględniają prognozy zużycia i produkcji PV, pozwala zmniejszyć straty związane z ograniczeniami sieciowymi.
Ładowanie baterii
Systemy powinny być ładowane w południe. Te, które ładują baterie zbyt późno, mogą nie wykorzystywać w pełni energii z PV, co prowadzi do większego poboru energii z sieci.
Pojemność magazynu
Należy pamiętać o różnicy pomiędzy pojemnością nominalną a użytkową: producenci podają pojemność nominalną magazynu, podczas gdy rzeczywista ilość energii w magazynie jest niższa.
Sprawność całego systemu
W praktyce istotna jest sprawność całego systemu. Kluczowe znaczenie ma minimalizacja strat na każdym etapie: wytwarzania, przetwarzania, przechowywania i uwalniania energii.Żywotność baterii
Żywotność baterii jest ściśle związana ze średnim poziomem jej naładowania – im dłużej akumulator pozostaje w wysokim stanie naładowania, tym szybciej ulega degradacji. Prognozowane zarządzanie energią pozwala na optymalizację procesu ładowania poprzez skrócenie czasu przebywania baterii na wysokich poziomach naładowania, co przekłada się na wydłużenie jej żywotności. Szczególnie latem, gdy średnie poziomy naładowania są wyższe, inteligentne strategie ładowania mogą znacząco ograniczyć ich negatywny wpływ. Więcej informacji na ten temat: HTW Berlin: inteligentne systemy zmieniają zasady gry na rynku magazynów energii.
Źródło: Raport HTW Berlin
Obserwuj
Komentarze