W dobie rosnącej popularności odnawialnych źródeł energii, takich jak fotowoltaika czy turbiny wiatrowe, magazyny energii stanowią kluczowy element systemów elektroenergetycznych. Pozwalają one na efektywne zarządzanie produkcją i zużyciem energii elektrycznej, zapewniają ciągłość dostaw energii, dzięki możliwości przechowywania nadwyżek energii.
Czym jest magazyn energii?
Jego istota działania jest bardzo prosta: najpierw energię pobiera, żeby później w dowolnym dla użytkownika momencie ją oddać. Jest to szczególnie istotne w kontekście odnawialnych źródeł energii, których funkcjonowanie zależy od warunków atmosferycznych np. paneli słonecznych czy turbin wiatrowych. Dzięki magazynom energii, użytkownicy mają zapewnioną ciągłość dostaw energii niezależnie ewentualnych awarii sieci elektroenergetycznej (zasilanie awaryjne) i mogą zarządzać wygenerowanymi zasobami energii. W większości przypadków magazyn energii służy, jednak do gromadzenia nadmiaru energii produkowanej przez OZE.
Jeśli magazyn jest pusty, użytkownik może pobrać energię z sieci. Magazyny energii mogą również być ładowane w godzinach, gdy cena energii jest niższa, a energię oddawać w momencie, gdy jej cena jest wysoka. Mówi się, że dla sieci pełnią rolę stabilizacyjną.
Rodzaje magazynów energii
Technologie magazynowania energii to zdolność instalacji do jej przetwarzania z możliwie niskimi stratami, a także istotnym czynnikiem jest energochłonność przechowywania energii. Mówiąc o magazynowaniu energii najczęściej mamy na myśli takie formy jak energia elektryczna i energia cieplna, ale form energii jest dużo więcej. Z fizycznego punktu widzenia, energii elektrycznej nie da się magazynować – trzeba ją przetworzyć na np. energię elektrochemiczną. W przypadku ciepła – można je magazynować, ale z reguły się to nie opłaca, bo ciepło dosyć szybko ucieka i jest mało wartościowe, dlatego warto je przetwarzać. Wyróżniamy różne rodzaje magazynów energii:
- chemiczne – magazynowanie paliw w postaci paliw np. biogaz, olej opałowy, węgiel, biomasa czy zyskujący na popularności w ostatnim czasie wodór,
- elektrochemiczne – akumulatory litowo-jonowe (stosowane w samochodach elektrycznych), alkaliczne (baterie), akumulatory LiFePo4 (litowo-żelazowo-fosforanowe), akumulatory kwasowo-ołowiowe (używane w samochodach, akumulatory żelowe, akumulatory przepływowe i wiele innych,
- mechaniczne – zbiorniki ze sprężonym powietrzem lub innymi gazami, elektrownie szczytowo-pompowe, wirująca w próżni masa,
- termiczne – ciekłe gazy, pompa ciepła (w niektórych układach może pełnić rolę magazynu), termiczne akumulatory wodonośne (ATES), stawy słoneczne, ciekłe sole,
- pole magnetyczne – systemy SMES wykorzystują wprowadzenie wybranych materiałów w stan nadprzewodnictwa (zerowego oporu elektrycznego) i krążenie w zamkniętym obwodzie energii elektrycznej,
- pole elektryczne – superkondensatory to kondensatory o specjalnej konstrukcji, dzięki której mają znacznie wyższą gęstość energii. Mają niskie pojemności i genialne osiągi mocowe, w stosunku do innych technologii, więc nadają się do układów, które są często ładowane i rozładowywane (cykle ładowania).
Wybór odpowiedniego typu magazynu energii zależy od specyficznych potrzeb użytkownika oraz charakterystyki instalacji energetycznej. Technologie magazynowania energii charakteryzują się większą ilością parametrów niż źródła, stąd ważne jest ich odpowiednie przeanalizowanie pod kątem zastosowania właściwego. Podsumowując: inną technologię magazynowania wybierzemy do gospodarstwa domowego, inną do transportu, jeszcze inną do przedsiębiorstwa czy stabilizowania pracy sieci elektroenergetycznej.
Magazyn energii do fotowoltaiki
Korzyści z połączenia z instalacją fotowoltaiczną
Połączenie instalacji fotowoltaicznej magazynem energii pozwala na maksymalne wykorzystanie energii słonecznej w twoim domu. To rozwiązanie nie tylko zwiększa efektywność energetyczną, ale również przyczynia się do redukcji rachunków za energię. Magazyn energii należy traktować jako inwestycje, która z reguły zwraca się w kilka lat.
Łącząc magazyn energii z fotowoltaiką (bez innych źródeł energii) należy mieć na uwadze, że w okresie zimowym mamy niewiele produkowanej energii ze słońca ze względu na krótki dzień i dużo wyższe zachmurzenie. Wówczas zapotrzebowanie domowników muszą pokrywać dostawy energii z sieci.
Jak dobrać magazyn energii do instalacji fotowoltaicznej?
W zdecydowanej większości zastosowań magazynów energii w domach będzie wykorzystana technologia elektrochemicznych magazynów energii, czyli akumulatorów. Dobór odpowiedniego magazynu energii do instalacji fotowoltaicznej powinien być oparty na kilku kluczowych czynnikach, takich jak pojemność akumulatora, moc panelu PV oraz indywidualne zapotrzebowanie na energię. Ważne jest, aby pojemność magazynu była dostosowana do ilości energii, jaką użytkownik planuje zużywać w ciągu jednej doby. Warto również zwrócić uwagę na możliwość rozbudowy pojemności swojego magazynu w przyszłości oraz na takie parametry jak wydajność i żywotność, a dla niektórych istotnym czynnikiem wyboru mogą być jego wymiary.
Pojemność magazynu energii i inne istotne parametry
Moc, jednostka mocy i pojemność magazynu
Moc to istotny parametr w zakresie magazynowania energii, gdyż powinna mieć podobną wartość do źródła OZE.
Jednostką pojemności każdego magazynu energii jest 1 kWh (kilowatogodzina) i określa ona ilość energii zużywanej (lub produkowanej) przez urządzenie o mocy jednego kilowata przez jedną godzinę. Aby obliczyć potrzebną pojemność magazynu energii, należy wziąć pod uwagę całkowite zapotrzebowanie na energię w gospodarstwie domowym oraz czas, przez jaki użytkownik chce wykorzystywać swoje zasoby energii. Przykładowo, jeśli dom zużywa średnio 10 kWh dziennie, a użytkownik chce mieć zapas na 2 dni, potrzebna pojemność magazynu wynosi 20 kWh.
Wybór powinien być oparty na analizie zużycia energii w danym gospodarstwie oraz na planowanych oszczędnościach. Większa pojemność magazynu pozwala na dłuższe korzystanie ze zmagazynowanej energii, co może być korzystne w kontekście zmniejszonego poboru energii sieciowej i niższych rachunków za prąd.
Jakie czynniki wpływają na pojemność magazynu?
Wiele technologii eksploatacji urządzeń energetycznych jest uzależnione od sposobu jego użytkowania. Na pojemność magazynu w trakcie jego użytkowania wpływa rodzaj zastosowanej technologii (np. Li-Ion, LiFePO4), warunki pracy oraz sposób eksploatacji. Zmienne, takie jak temperatura otoczenia mogą wpływać na wydajność i żywotność akumulatorów. Dodatkowo, sposób zarządzania energią w systemie, czyli optymalizacja ładowania i rozładowania, ma kluczowe znaczenie dla efektywności magazynu.
Technologie w domowym magazynowaniu energii
Hybrydowe systemy magazynowania energii
Nowoczesne magazyny energii łączą różne technologie np. litowo-jonowe magazyny energii z inwerterami hybrydowymi zapewniają efektywne zarządzanie energią. Te systemy mogą integrować różne źródła energii, takie jak panele słoneczne i turbiny wiatrowe. Hybrydowe magazyny energii oferują możliwość rozbudowy, co jest korzystne dla użytkowników, którzy planują zwiększenie zapotrzebowania na energię w przyszłości lub uzupełnienie systemu o nowe źródła.
Optymalizacja systemu z magazynem energii
Monitorowanie i zarządzanie energią
Monitorowanie i zarządzanie energią są kluczowymi elementami efektywnego korzystania z systemów magazynowania energii. Dzięki temu użytkownicy mogą na bieżąco śledzić zużycie energii, stan magazynu oraz produkcję energii. Dostosowywanie ustawień w czasie rzeczywistym pozwala na optymalizację wykorzystania energii, co przekłada się na oszczędności finansowe i zwiększenie niezależności energetycznej. Systemy te mogą również informować użytkowników o ewentualnych awariach i konieczności konserwacji. Są one wciąż doskonalone i powoli są integrowane z pobliskimi stacjami pogody, celem przewidzenia produkcji energii na najbliższe dni oraz kształtowania się cen energii, które w każdej godzinie się zmieniają – zależnie od energii wyprodukowanej i zapotrzebowania.
Opłacalność magazynów energii dla obecnych cen energii i przepisów
Znaczna część prosumentów, którzy zainwestowali w fotowoltaikę przed kwietniem 2022 rozliczają się z operatorem sieci na zasadach „magazynowania w sieci”. Wszyscy pozostali korzystają z rozliczeń w tzw. netbillingu, czyli po chwilowych cenach OZE, ustalonych w danej godzinie przez operatora. Są to z reguły mniej korzystne warunki niż były wcześniej, ale w połączeniu z magazynem energii, inwestycje te mają krótki okres zwrotu i w dalszym ciągu uzyskują wysoki stopień dofinansowania (około 70%). Główny program dotyczący finansowania paneli fotowoltaicznych i magazynów energii to program „Mój Prąd”.
Rozwój technologii
Rozwój technologii akumulatorów, w tym nowych materiałów i chemii akumulatorów, może prowadzić do dalszego zwiększenia ich pojemności i żywotności. Dodatkowo, integracja z inteligentnymi sieciami energetycznymi oraz rozwój systemów zarządzania energią mogą przyczynić się do lepszego zarządzania zasobami i zwiększenia niezależności energetycznej użytkowników. W miarę jak technologia będzie się rozwijać, magazyny energii staną się coraz bardziej dostępne i przystępne cenowo dla szerokiego grona odbiorców.
Podsumowanie współpracy magazynu energii z instalacją fotowoltaiczną i innymi źródłami energii
Koszt magazynów energii, w szczególności w technologii LiFePO4 oraz Li-Ion, w ostatnich latach znacząco spadły, dzięki czemu jest to często rozważana technologia do zastosowań domowych i rolnych. I choć problemem często pozostaje pojemność tych magazynów, co powoduje, że nadwyżka produkowanej energii jest przechowywana tylko w małej ilości, to magazyn bardzo dobrze spełniają swoją rolę. Netbilling jako forma rozliczenia przyniósł ulgę krajowemu systemowi elektroenergetycznemu, a także dzięki magazynom, pozostawił prosumentów na zbliżonych warunkach, którzy mieli prosumenci przed kwietniem 2022 roku.
Bardziej zaawansowane instalacje energetyczne (instalacje hybrydowe) świetnie sprawdzą się tam gdzie mamy zróżnicowane zużycie czynników i form energii. Dlatego też niektóre magazyny energii będą bardziej opłacalne w gospodarstwie rolnym niż te wykorzystywane w gospodarstwie domowym. Ledkomplex współpracuje zarówno z producentami technologii wodorowych, jak i instalacji biogazowych czy akumulatorów do zastosowań domowych, rolniczych i przemysłowych. W naszej ofercie znajdziecie, Państwo, rozwiązania, które są sprawdzone, mają wysoką jakość i odpowiednio dobrane parametry do potrzeb obiektu. Poniżej udostępniamy nasz formularz kontaktowy – zostaw swoje dane, a nasz doradca skontaktuje się z Tobą.