Przegląd systemów magazynowania energii

Magazyn energii elektrycznej przy instalacji fotowoltaicznej umożliwia przechowanie nadmiaru energii wytworzonej przez moduły w celu późniejszego wykorzystania. Aktualnie najpopularniejszym rozwiązaniem są akumulatory litowo-jonowe, które w porównaniu z alternatywnymi rozwiązaniami, są wydajne i mają stosunkowo długą żywotność. Akumulator składa się modułów, każdy z nich zbudowany jest z kilkudziesięciu do kilkuset identycznych ogniw. Podczas ładowania, energia elektryczna jest dostarczana do akumulatora, co powoduje przepływ jonów między elektrodami (anodą i katodą). Dochodzi wówczas do magazynowania energii chemicznej. Podczas rozładowywania, zgromadzona energia chemiczna jest natomiast przekształcana z powrotem w energię elektryczną.

Zastosowanie magazynu energii przy instalacji fotowoltaicznej ma wiele zalet. Oto niektóre z nich:

1. Zwiększenie autokonsumpcji: Magazyn energii pozwala na efektywne wykorzystanie energii wytwarzanej przez panele fotowoltaiczne. Nadmiar energii, który nie jest natychmiast zużywany, może być przechowywany w magazynie do późniejszego wykorzystania. Dzięki temu nie musimy oddawać nadmiaru wytworzonej energii, najczęściej w godzinach południowych, kiedy jesteśmy poza domem, do często znacząco przeciążonej sieci. Jednocześnie unikniemy dodatkowych opłat za używanie urządzeń elektrycznych po zachodzie słońca, gdy nasza instalacja pv nie wytwarza energii.
2. Poprawa bezpieczeństwa energetycznego: Instalacja magazynu energii w połączeniu z panelami fotowoltaicznymi umożliwia osiągnięcie znacznie większej niezależności. Energia zgromadzona w magazynie może być używana w przypadku awarii zasilania z sieci. Dzięki temu, mamy pewność, że ważne urządzenia, takie jak lodówka, będą funkcjonować bez zakłóceń.
3. Optymalne zarządzanie energią: Magazyn energii umożliwia bardziej elastyczne i inteligentne zarządzanie energią. Nowoczesny system magazynowania energii sam decyduje, gdy w optymalny sposób wykorzystać zmagazynowaną energię, np. do ładowania pojazdów elektrycznych lub do zasilania innych urządzeń w gospodarstwie domowym.
4. Oszczędność energii i kosztów: Magazyn energii pozwala na zmniejszenie obciążenia sieci w godzinach szczytu. W przypadku wprowadzenia taryf czasowych, umożliwia korzystanie z tańszej energii w określonych godzinach.

W rezultacie, zastosowanie magazynu energii przy instalacji fotowoltaicznej przyczynia się do większej efektywności energetycznej, zrównoważonego wykorzystania energii odnawialnej oraz obniżenia kosztów.

Istnieją dwa główne typy systemów magazynowania energii: niskonapięciowe (48 V) i wysokonapięciowe (HV). Przy obecnym stanie technologii nie istnieją znaczące różnice pomiędzy tymi dwoma rozwiązaniami. W przypadku przydomowych instalacji fotowoltaicznych decydujące znaczenie ma kompatybilność danego magazynu energii z falownikiem hybrydowym. Jest wiele znanych marek, które wciąż specjalizują się w produkcji wydajnych systemów magazynowania energii opartych na magazynach 48 V. Warto jednak wiedzieć, że wysokonapięciowe magazyny energii są nowszą technologią, która mniej obciąża pracę falownika. Ponadto w przypadku magazynów energii 48 V używane są grubsze kable.

Przy doborze magazynu energii z falownikiem, należy zwrócić uwagę na możliwość trybu pracy urządzeń w razie awarii sieci. Istnieją systemy magazynowania energii, które w przypadku awarii, automatycznie lub po manualnym uruchomieniu, zasilają wyłącznie wybrany obwód prądem jedno lub trójfazowym. W przypadku nowszych rozwiązań często występuje pełenback-up, czyli system magazynowania energii zasila wszystkie urządzenia w domu. Jeszcze inne zastosowanie mają systemy off-grid, które nie mają możliwości podłączenia do sieci publicznej i bazują wyłącznie na energii z fotowoltaiki, wspieranej ewentualnie innymi alternatywnymi źródłami energii. Wiele systemów posiada również funkcję ładowania słonecznego nawet w przypadku awarii sieci. Wówczas magazyn energii jest ładowany po stronie DC przez fotowoltaikę i energia ta może być wykorzystana w późniejszym czasie.

Jak już było wspomniane wcześniej, kluczowym aspektem w doborze systemu magazynowania energii jest zapewnienie odpowiedniej pracy falownika z akumulatorem. Najlepszym rozwiązaniem jest wybór systemu od jednego producenta. Wówczas mamy gwarancję bezproblemowej komunikacji obu urządzeń, zoptymalizowane zarządzanie energią w obrębie jednego systemu oraz znacznie łatwiejszą instalację, a następnie monitoring i serwis.

Bardzo istotne jest także dokładne określenie zapotrzebowania na energię. Należy wybrać magazyn o odpowiedniej pojemności, który będzie w stanie zaspokoić bieżące, ale też przyszłe potrzeby energetyczne. W sektorze mieszkaniowym pojemność magazynowania wynosi obecnie od ok. 3 do 14 kWh. Warto też zwrócić uwagę, że większość producentów oferuje możliwość rozbudowy systemu magazynowania energii bez konieczności ponoszenia znaczących kosztów dodatkowych.

Warto też zwrócić uwagę, czy dany system magazynowania energii posiada zintegrowany EMS (Energy Management System), czyli system zarządzania energią. EMS służy przede wszystkim do monitorowania, analizy i optymalizacji zużycia energii, a także pomaga wykrywać ewentualne problemy.

Ważnym czynnikiem, o którym często zapominamy w przypadku doboru komponentów PV jest gwarancja i serwis. Warto wybierać rozwiązania sprawdzonego producenta, który posiada doświadczenie i działa na rynku od wielu lat. Wówczas mamy pewność, że tak duża inwestycja nie będzie generować dodatkowych problemów w przyszłości.

Co roku przygotowujemy przegląd systemów magazynowania energii znanych producentów. W jednym miejscu zbieramy najważniejsze informacje dotyczące falowników wraz z kompatybilnymi magazynami energii. Uwzględniamy wszystkie najważniejsze parametry, by maksymalnie ułatwić dobór odpowiednich komponentów do przydomowych instalacji fotowoltaicznych. W tegorocznym zestawieniu znalazły się takie marki jak: BYD, SolarEdge, GoodWe, SMA, Sungrow, Solis, Fronius, Kostal, RCT, Jinko czy LG.

Litowo-jonowe magazyny energii, które znalazły się w naszym tegorocznym zestawieniu są aktualnie najpopularniejszą i najefektywniejszą technologią pozwalającą na przechowywanie energii elektrycznej wyprodukowanej przez przydomową instalację fotowoltaiczną. Wróćmy jednak do pytania zadanego na początku tego tekstu. Czy magazyn energii naprawdę się opłaca? Opłacalność magazynowania energii zależy od wielu czynników takich jak: użyta technologia, koszt energii, poziom autokonsumpcji, a także regulacje i wsparcie finansowe rządu. To pewne, że na zwrot kosztów takiej inwestycji trzeba poczekać. Wszystko jednak wskazuje na to, że magazyny energii stają się nieodzownym elementem instalacji fotowoltaicznej oraz ważnym czynnikiem transformacji energetycznej. Są odpowiedzią na rosnące ceny, niepewną sytuację legislacyjną, przestarzałą sieć energetyczną. Przede wszystkim jednak dają nam poczucie bezpieczeństwa oraz zwiększają poziom autokonsumpcji, dzięki czemu mamy pewność, że energia wyprodukowana przez fotowoltaikę jest wykorzystywana w pełni.