Magazyn energii – zasada działania
Trafny dobór magazynu energii do fotowoltaiki bez względu na to, czy system będzie projektowany od podstaw, czy akumulator trzeba dostosować do działającej już instalacji fotowoltaicznej, to spore wyzwanie. Pomimo że samodzielne podejmowanie się takiego przedsięwzięcia przez niedoświadczonego inwestora nie jest wskazane, to warto jednak aby zdawał on sobie sprawę z zasady działania magazynu energii oraz jego działania w połączeniu z fotowoltaiką. Z założenia magazyn energii to nic innego jak akumulator, w którym przechowywana jest energia elektryczna pozyskana przez panele fotowoltaiczne, czy na przykład turbinę wiatrową. W gospodarstwie domowym lub przedsiębiorstwie zgromadzony w magazynie prąd wykorzystuje się do pokrycia zapotrzebowania energetycznego w okresie ograniczonej, lub całkowicie zaniechanej pracy fotowoltaiki. Najczęściej dotyczy to nocy lub momentów występowania niekorzystnych warunków pogodowych.
Nadwyżki energii wytworzonej w instalacji słonecznej przesyłane są bezpośrednio z inwertera do magazynu energii. Akumulator może także przechowywać prąd pozyskany z sieci energetycznej, pod warunkiem, że instalacja zostanie do niej podłączona (on-grid). Takie rozwiązanie sprawdza się także w przypadku szczytowego wytwarzania prądu przez fotowoltaikę, np. w szczególnie sprzyjających warunkach pogodowych, Wówczas magazyn energii może nie być w stanie zgromadzić i przechować takiej ilości energii. Warto mieć zatem możliwość przekazania określonej jej części do sieci i następnie odebrania jej w dogodnym momencie.
Magazyn energii – zasada działania – opracowanie enerad.pl
Jaki rodzaj magazynu energii do fotowoltaiki?
Technologia magazynowania energii opracowywana jest już od lat przez producentów dążących do uzyskania możliwie najlepszych parametrów akumulatorów. Najważniejsze są oczywiście takie cechy, jak wydajność, głębokość rozładowywania, żywotność, a więc ilość cykli ładowania, podatność na przegrzewanie się, a także efektywna współpraca z instalacjami OZE. Jedną z najtańszych i wciąż dostępnych na rynku technologii magazynowania energii jest wykorzystanie do tego celu baterii kwasowo-ołowiowych. Niestety cena stanowi właściwie jedyną zaletę takiego rozwiązania, gdyż wspomniane akumulatory cechuje niska żywotność oraz konieczność częstego serwisowania urządzenia, co w przypadku jego współpracy z fotowoltaiką może powodować znaczące straty.
Zdecydowanie najlepszymi obecnie technologiami pozwalającymi w pełni cieszyć się korzyściami z użytkowania magazynu energii w połączeniu z fotowoltaiką, są technologia litowo-jonowa a przede wszystkim litowo-żelazowo-fosforanowa. Jakie czynniki przemawiają za faktem, że tego rodzaju akumulatory sprawdzą się najlepiej w magazynowaniu energii wytworzonej przez instalację PV? Są to przede wszystkim:
- wydajność pozwalająca skutecznie gromadzić wolumen energii pozyskany przez panele fotowoltaiczne do pojemności magazynu i następnie wykorzystywać go do zasilania urządzeń;
- trwałość gwarantująca efektywną pracę magazynu energii nawet przez 20 lat bez znaczącej utraty jego sprawności i konieczności wymiany ogniw, czy ich regeneracji;
- bezpieczeństwo zapewnione niskim ryzykiem przegrzewania się urządzenia oraz wyposażeniem go w systemy monitorujące temperaturę pracy akumulatora.
Jako wadę wspomnianych wyżej technologii podnosi się ich cenę, która dla polskiego inwestora wciąż należy do wysokich. Okazuje się jednak, że w ciągu ostatnich 20 lat koszty produkcji baterii litowo-jonowych istotnie spadły i ceny oferowane przez producentów w połączeniu z dofinansowaniami sprawiają, że inwestycja w magazyn energii staje się opłacalna.
Warto pamiętać, że zakup magazynu energii konkretnego rodzaju to inwestycja. Im trwalszy i bardziej wydajny akumulator wybierzemy, tym mniejsze koszty będziemy ponosili w trakcie eksploatacji urządzenia. Szybciej zaczną pojawiać się także zauważalne w budżecie oszczędności.
Szukasz zaufanego wykonawcy? Z nami go znajdziesz!
Pojemność i moc magazynu energii – dlaczego są ważne?
Jednym z najistotniejszych parametrów, jakie należy wziąć pod uwagę, dopasowując magazyn energii do fotowoltaiki, jest pojemność urządzenia wyrażana w kilowatogodzinach (kWh). Wartość ta określa właściwie najważniejszy aspekt, a mianowicie to, ile energii elektrycznej akumulator będzie w stanie zmagazynować. Moc znamionowa natomiast wskazuje, ile urządzeń o ustalonej mocy akumulator będzie mógł zasilić. Magazyn energii o małej pojemności, ale dużej mocy znamionowej może pokryć zapotrzebowanie energetyczne domu, czy firmy, ale na krótko. Szczegółowa analiza podczas dopasowywania akumulatora do instalacji fotowoltaicznej pozwoli uniknąć sytuacji, w której energia pozyskana ze słońca nie będzie miała, gdzie zostać zmagazynowana, bądź trzeba będzie ją oddać do sieci (w przypadku instalacji on-grid).
Jak zatem dobrać pojemność magazynu energii do fotowoltaiki oraz zapotrzebowania energetycznego nieruchomości? Istnieje kilka czynników, którymi należy się w tym przypadku kierować i pierwszym z nich jest oczywiście moc instalacji fotowoltaicznej. Pojemność akumulatora należy zatem dobrać tak, aby prąd dostarczany przez instalację PV był w jak najmniejszym procencie marnowany lub oddawany do sieci energetycznej. Głównym założeniem popularyzacji magazynów energii jest bowiem zwiększenie autokonsumpcji energii pochodzącej z OZE. Trzeba zaznaczyć, że w przypadku, w którym instalacja fotowoltaiczna nie jest podłączona do sieci, pojemność magazynu energii powinna być zdecydowanie większa. Warto zaopatrzyć się także w akumulator o konstrukcji modułowej, która pozwoli na rozbudowę pojemności w dowolnym momencie.
Obliczanie zapotrzebowania energetycznego domu lub firmy w kontekście dopasowania do niego magazynu energii nie jest rzeczą łatwą. To, że takie zapotrzebowanie zostanie oszacowane na poziomie na przykład 15 kWh dziennie, wcale nie oznacza, że akumulator powinien posiadać analogiczną pojemność. Trzeba pamiętać, że baterie słabszej jakości mają niższą głębokość rozładowania, co skutkuje mniejszą pojemnością do wykorzystania. Między innymi dlatego warto inwestować w akumulatory nowej generacji.
Magazyn energii do nowej i istniejącej instalacji PV – jakie różnice?
Proces dostosowywania magazynu energii do fotowoltaiki będzie uzależniony także od kolejnego, niezwykle istotnego czynnika: tego czy magazyn energii planowany jest w projekcie dopiero powstającej instalacji PV, czy też ma współpracować z już istniejącym systemem. W zależności od sytuacji scenariusz będzie przedstawiał się następująco:
- nowa instalacja fotowoltaiczna – bardziej opłacalnym będzie zainwestowanie w magazyn energii z inwerterem prądu stałego (DC), gdyż dzieli on inwerter z instalacją fotowoltaiczną. Oznacza to, że zakup osobnego urządzenia nie jest konieczny. W przypadku magazynu energii DC mówimy o inwerterze hybrydowym, który powinien zostać zaplanowany w instalacji łączącej panele fotowoltaiczne z akumulatorem;
- istniejąca instalacja fotowoltaiczna – w tym przypadku właściwie konieczne będzie zainstalowanie magazynu energii z inwerterem prądu zmiennego (AC). Instalacja fotowoltaiczna nadal będzie wyposażona w we własny falownik, co oznacza, że w systemie będą funkcjonowały dwa osobne urządzenia: jeden dla fotowoltaiki, jeden dla magazynu energii. Jest to rozwiązanie bardziej kosztowne, jednak pozwala w pełni cieszyć się sprawnym i efektywnym systemem.
W odniesieniu do magazynów energii wyposażonych w inwerter prądu stałego DC warto wiedzieć, że głównym zadaniem falownika w tej konfiguracji jest rozładowanie akumulatora. Zaletą tego systemu oprócz większej opłacalności jest łatwy, sprawny montaż oraz brak konieczności szukania miejsca na kolejny falownik. Zadaniem inwertera AC jest natomiast transformacja prądu zmiennego w stały, co stanowi elastyczne rozwiązanie w przypadku instalacji PV bez względu na ich wielkość.
Bezpieczny magazyn energii do fotowoltaiki – jak wybrać?
Decydując się na montaż w gospodarstwie domowym lub firmie instalacji magazynującej energię połączonej z fotowoltaiką, należy zwrócić uwagę nie tylko na wydajność i potencjalne korzyści z użytkowania systemu, ale także na bezpieczeństwo jego użytkowania. Wiele mówi się o pożarach fotowoltaiki, które jak pokazują statystyki, są jedynie zjawiskami incydentalnymi. Trzeba jednak pamiętać, że intensywnie pracujący akumulator również wykazuje tendencje do nagrzewania się, a jeżeli został wykonany w przestarzałej technologii bez uwzględnienia odpowiedniego systemu chłodzenia, ryzyko wystąpienia konsekwencji przegrzewania się ogniw staje się wysokie. Magazyny energii montowanie są najczęściej w bezpośrednim sąsiedztwie budynku, lub po prostu na jego ścianie, co sprawia, że przegrzewający się akumulator może stanowić realne zagrożenie.
Z pomocą w kwestiach bezpieczeństwa przychodzi rozwój technologii, dzięki któremu inwestorzy mogą nabyć litowo-jonowe lub litowo-żelazowo-fosforanowe magazyny energii, które wykazują zdecydowanie niższą tendencję do przegrzewania się niż choćby baterie kwasowo-ołowiowe. To jednak nie wszystko. W nowoczesnych modułach magazynujących prąd stosuje się zaawansowane systemy chłodzenia. Dodatkowo innowacyjne akumulatory wyposażone są w intuicyjne systemy zarządzania baterią (BMS), które nie tylko pozwalają optymalizować pracę instalacji, ale także kontrolować choćby jej temperaturę. Producenci zadbali także o to, aby urządzenia ulegały profilaktycznemu wyłączeniu w momencie, w którym ich temperatura zbliżyłaby się do niebezpiecznego poziomu. Wszystko to sprawia, że inwestycja w droższy magazyn energii może się okazać korzystniejsza nie tylko dla budżetu, ale także bezpieczeństwa inwestującego.
Szukasz zaufanego wykonawcy? Z nami go znajdziesz!
Cena magazynu energii do instalacji PV – czy ma znaczenie?
Wszystkie wymienione wyżej wskazówki dotyczące wyboru odpowiedniego magazynu energii do fotowoltaiki akcentują jeden wniosek: cena magazynu energii rośnie proporcjonalnie do jego wydajności, żywotności, bezpieczeństwa i dostępności systemów umożliwiających komfortowe zarządzanie baterią. Oznacza to, że niestety w przypadku akumulatorów technologia, w jakiej zostały wykonane, zdecydowanie ma znaczenie, a fakt ten wiąże się nierozerwalnie z kosztami inwestycji w takie urządzenie. Jak się okazuje, cena baterii litowo-jonowych dynamicznie spada z każdym rokiem, więc być może już niedługo również dla polskiego inwestora koszty przedsięwzięcia, jakim z pewnością jest zakup magazynu energii do fotowoltaiki, będzie można uznać za akceptowalne. Zdecydowanie za pomocne w tym kontekście należy uznać systemowe dofinansowanie do magazynów energii, którego maksymalna kwota pozwala obniżyć koszty początkowe inwestycji .
Na cenę magazynów energii wpływa wiele czynników. Należą do nich przede wszystkim technologia wykonania akumulatorów, pojemonść urządzenia, niezbędne, lub opcjonalne komponenty, prestiż producenta. Chcąc zapewnić sobie komfort użytkowania wydajnego i niezawodnego systemu, trzeba przygotować się na większą inwestycję.
Gwarancja i serwis magazynu energii – nie można ich pominąć!
Magazyn energii może odgrywać rolę awaryjnego źródła zasilania. Co jednak w przypadku, w którym samo urządzenie ulegnie uszkodzeniu? Zbyt długi przestój w funkcjonowaniu akumulatora może powodować wiele niedogodności, w tym również straty finansowe. Najbardziej niepożądaną sytuacją po zainwestowaniu w montaż systemu magazynowania energii współpracującego z fotowoltaiką, jest brak możliwości czerpania korzyści z tego systemu na skutek awarii akumulatora.
Decydując się na wybór konkretnego urządzenia, należy zatem zwrócić uwagę na dwa niezwykle istotne aspekty: rzetelny i sprawny serwis, a także długość okresu gwarancyjnego i zakres gwarancji. Zdarza się niestety, że zakup magazynu energii mniej znanego producenta sprawi, że serwis urządzenia będzie trudno dostępny lub wręcz niemożliwy. Jest to kwestia kluczowa dla komfortu użytkowania systemu magazynowania energii, podobnie jak długość okresu gwarancyjnego, który może uchronić inwestora przed dodatkowymi, nieplanowanymi kosztami.
Magazyn energii do fotowoltaiki – co warto wiedzieć?
Dobór magazynu energii do fotowoltaiki należy do przedsięwzięć wymagających wiedzy i doświadczenia, dlatego w przypadku braku obu tych aspektów warto posiłkować się pomocą specjalistów w tym obszarze, a więc najczęściej firm montujących magazyny energii.. Może się bowiem okazać, że nawet jeśli zapotrzebowanie energetyczne domu lub firmy zostanie poprawnie obliczone, to inwestorowi umkną znaczące dla wydajności całego systemu szczegóły. Choć warto być świadomym konsumentem i orientować się w tematyce rynku magazynów energii i fotowoltaiki jeżeli zamierza się korzystać z tych udogodnień, to specjalistyczne obliczenia i projekty instalacji lepiej pozostawić po stronie ekspertów. Warto natomiast wiedzieć, jakie aspekty powinny być wzięte pod uwagę w trakcie planowania systemu magazynu energii i fotowoltaiki:
- technologia, w jakiej wykony jest akumulator – im nowsze rozwiązania, tym większa wydajność, głębokość rozładowania, sprawność i żywotność magazynu;
- pojemność i moc magazynu energii – powinny zostać dobrane do mocy instalacji fotowoltaicznej, zapotrzebowania energetycznego nieruchomości, a także charakteru, w jakim system magazynowania ma być wykorzystywany (regularnie czy awaryjnie);
- magazyn dla nowej czy istniejącej instalacji PV – w tym kontekście ważny będzie wybór rodzaju magazynu energii wyposażonego w inwerter typu DC (prąd stały) lub AC (prąd zmienny);
- bezpieczeństwo systemu – obowiązkowy wbudowany system chłodzenia akumulatorów oraz zabezpieczenie wyłączające urządzenie w przypadku jego przegrzania;
- optymalizacja ceny – obszar finansowy w inwestycji w magazyn energii dla fotowoltaiki wymaga wielu kompromisów tak, aby uzyskać najlepszą jakość za akceptowalną cenę;
- sprawny serwis i długi okres gwarancyjny – aspekty niezwykle istotne, w ramach który warto zwrócić uwagę na dostępność usług serwisowych i długość gwarancji, a także jej zakres.
Świetnym narzędziem do zapoznania się z rynkiem akumulatorów, jest nasz ranking magazynów energii, który zawiera zestawienie urządzeń wraz z krótkimi opisami każdego z nich i wyłuszczeniem najważniejszych cech. Ranking jest na bieżąco aktualizowany, co pozwala śledzić technologiczne nowości w tym obszarze. Planując inwestycję w magazyn energii do fotowoltaiki, zdecydowanie warto pogłębiać swoją wiedzę na temat rozwiązań mających na celu zwiększenie autokonsumpcji energii z instalacji OZE.
