Jak obliczyć pojemność magazynu energii?

Główną zaletą jest oczywiście zwiększenie autokonsumpcji. Nadwyżki energii wytworzonej przez panele PV w ciągu dnia mogą być magazynowane i wykorzystywane w momentach, gdy produkcja prądu jest ograniczona, na przykład wieczorem lub podczas pochmurnych dni. Dzięki temu inwestorzy są w stanie samodzielnie pokrywać większą część swojego zapotrzebowania energetycznego, ograniczając jednocześnie konieczność korzystania z droższej energii kupowanej z sieci.

Kolejną istotną funkcją magazynów energii jest zabezpieczenie przed przerwami w dostawach prądu. W sytuacjach awaryjnych, gdy dochodzi do awarii sieci elektrycznej, systemy magazynowania mogą zapewnić ciągłość zasilania, pełniąc funkcję awaryjnego źródła energii. Rozwiązania tego rodzaju dzielimy na zasilanie po obwodzie awaryjnym i pełen backup - o szczegółach przeczytasz w naszym opracowaniu. 

Ostatecznie, magazyny energii przyczyniają się do długoterminowych oszczędności. Pełniejsze wykorzystanie energii wyprodukowanej przez instalacje fotowoltaiczne prowadzi do znacznego obniżenia rachunków za prąd. To z kolei wpływa na szybszy zwrot z inwestycji w całą instalację PV.

Odpowiednia pojemność magazynu energii jest kluczowa dla efektywności systemu fotowoltaicznego. Warto przestrzegać zasad ustalonych przez ekspertów z HTW Berlin, aby uniknąć nadmiernego przewymiarowania lub niedostatecznego doboru pojemności. Oto trzy główne zasady:

1. Zadbaj o nadwyżkę energii z fotowoltaiki

Magazyn energii powinien być montowany jedynie wtedy, gdy instalacja PV generuje nadwyżki energii. Zgodnie z zaleceniami, moc instalacji PV powinna wynosić co najmniej 0,5 kW na każde 1000 kWh rocznego zużycia energii elektrycznej. Przykładowo, dla domu zużywającego 4000 kWh rocznie, minimalna moc instalacji PV powinna wynosić 2 kW, aby magazyn energii miał sens.

2. Dostosuj pojemność magazynu do mocy instalacji PV

Zbyt duży magazyn energii w stosunku do instalacji PV może być nieopłacalny, ponieważ może nie zostać w pełni naładowany. Dlatego rekomenduje się, aby pojemność magazynu nie przekraczała 1,5 kWh na każdy 1 kW mocy instalacji PV. Dla instalacji o mocy 5 kW odpowiednia pojemność magazynu powinna wynosić do 7,5 kWh.

Z takimi zaleceniami spotkamy się m. in. w rekomendacjach dotyczących programu dofinansowań Mój Prąd 6.0.

3. Uwzględnij roczne zużycie energii

Pojemność magazynu energii powinna być również dopasowana do rocznego zużycia energii elektrycznej. Rekomendowana maksymalna pojemność magazynu to 1,5 kWh na każde 1000 kWh rocznego zużycia prądu. Przykładowo, dla domu zużywającego 5000 kWh rocznie, odpowiednia pojemność baterii wynosi 7,5 kWh.

Nie zaleca się przewymiarowywania magazynów energii, jednakże istnieją aspekty, które warto wziąć pod uwagę, zanim podejmiemy ostateczną decyzję.

Pierwszym z nich jest degradacja baterii. Każdy magazyn traci na efektywności w miarę pełnych cykli ładowania/rozładowania, co może prowadzić do zmniejszenia jego pojemności nawet o 10-20% po kilku latach. Z tego względu lekkie przewymiarowanie magazynu energii na początku może pomóc zniwelować ten spadek i utrzymać optymalną wydajność systemu przez dłuższy czas. 

Kolejnym czynnikiem jest wdrażanie rozwiązań zasilania awaryjnego lub pełnego backupu. Jeśli chcemy, aby magazyn energii pełnił funkcję zapasowego źródła energii elektrycznej, konieczne będzie wydzielenie części jego pojemności na ten cel. W przypadku awarii prądu ta część baterii będzie zarezerwowana dla kluczowych urządzeń, takich jak lodówka czy oświetlenie, co oznacza, że nie będzie ona dostępna do autokonsumpcji. 

Ostatnim aspektem jest możliwość przyszłej rozbudowy magazynu energii, szczególnie jeśli wybierzemy model bez wbudowanego systemu zarządzania baterią (BMS). W takim wypadku rozbudowa po kilku miesiącach od instalacji może okazać się niemożliwa, dlatego warto rozważyć większy magazyn od razu, aby uniknąć problemów związanych z rozbudową w przyszłości, szczególnie jeśli nie planujemy częstych modernizacji systemu.

W przypadku domu o rocznym zużyciu 5000 kWh i instalacji PV o mocy 6 kW, pojemność magazynu energii powinna wynosić 7,5 — 9 kWh, zgodnie z zasadą stosowania magazynu na potrzeby maksymalizacji autokonsumpcji. Jednak jeśli weźmiemy pod uwagę degradację baterii oraz możliwość zasilania awaryjnego, pojemność warto zwiększyć do 10 — 12 kWh. Dzięki temu system będzie mógł dłużej zachować swoją wydajność oraz zapewniać energię w sytuacjach awaryjnych. Skorzystają na tym małe firmy, gospodarstwa rolne i inwestorzy, którzy są zabezpieczyć obwody związane z bramami garażowymi, światłem lub monitoringiem. 

Z kolei dla domu o rocznym zużyciu 8000 kWh i instalacji PV o mocy 10 kW, optymalna pojemność magazynu wynosi 15 kWh. Gdy jednak zależy nam na zasilaniu awaryjnym w razie przerwy w dostawie, warto rozważyć większą pojemność na poziomie co najmniej 17-18 kWh.

Najlepszym sposobem na precyzyjne dopasowanie magazynu energii do instalacji fotowoltaicznej jest skorzystanie z narzędzi, które na podstawie rzeczywistych danych pomogą wyliczyć optymalną pojemność.

Przykładowym rozwiązaniem tego typu jest kalkulator autokonsumpcji, opracowany przez Wyższą Szkołę Techniki i Ekonomii w Berlinie, który pozwala w kilka kliknięć określić:

• stopień samowystarczalności, jaki możesz osiągnąć,
• poziom autokonsumpcji,
• rekomendowaną pojemność magazynu energii.

Dzięki kalkulatorowi uzyskasz również szczegółowe informacje, jak Twoje roczne zużycie energii oraz moc instalacji fotowoltaicznej przekładają się na optymalne rozwiązania magazynowania energii.

Dobór odpowiedniej pojemności magazynu energii do instalacji fotowoltaicznej jest kluczowy dla maksymalizacji korzyści z produkcji energii słonecznej. Prawidłowo dobrany magazyn pozwala na zwiększenie autokonsumpcji, a także może służyć jako zasilanie awaryjne podczas przerw w dostawie prądu. Warto unikać przewymiarowania magazynu, jednak lekkie zwiększenie pojemności może być korzystne, biorąc pod uwagę degradację baterii w czasie oraz potrzeby związane z zasilaniem awaryjnym.

• Główne zasady doboru pojemności magazynu energii mówią, że powinien być dopasowany do nadwyżki energii z instalacji PV, mocy systemu i rocznego zużycia prądu, a zalecana pojemność to 1 — 1,5 kWh na każdy 1 kW mocy PV.
• Przewymiarowanie magazynu może być korzystne — warto dodać nieco większą pojemność, aby uwzględnić degradację baterii w czasie jeśli wdrażamy rozwiązania zasilania awaryjnego w przypadku przerw w dostawie prądu.
• Przyszłe potrzeby energetyczne prosumenta mogą wzrosnąć — jeśli wybieramy magazyn bez BMS na każdej baterii, warto wybrać większą pojemność, aby dostosować system do potencjalnie zwiększonego zużycia energii w przyszłości.
• Najlepszym sposobem obliczenia pojemności magazynu jest kalkulator autokonsumpcji, który dokładnie oblicza wymaganą pojemność, biorąc pod uwagę indywidualne zużycie energii oraz moc instalacji PV.