Oferta

Magazynowanie energii – systemy PV akumulatorowe

Co zrobić, gdy zapotrzebowanie na prąd wzrasta w nocy, w pochmurne dni lub w innych okresach, gdy panele fotowoltaiczne nie pracują? Problem rozwiązują magazyny energii elektrycznej, które pozwalają przechować prąd wytworzony w momentach, gdy produkcja jest wyższa od zużycia. Zgromadzone nadwyżki staną się zapasem na czas większej konsumpcji. Wśród polskich inwestorów największą popularnością cieszą się systemy PV akumulatorowe.

Zalety i wady magazynowania energii

Własny magazyn energii pozwala odebrać z akumulatora cały wyprodukowany prąd. Zakład energetyczny rozlicza jedynie 80% dostarczonej energii, a 20% przepada.

Słabszą stroną jest cena akumulatorów, która nadal pozostaje wysoka (ceny paneli fotowoltaicznych sukcesywnie spadają). Najtańsze baterie to wydatek rzędu minimum 10 tys. zł. Najczęściej żywotność przeciętnych ogniw litowo-jonowych wynosi 10 tysięcy cykli ładowania – oznacza to, że po około 5-8 latach mogą wymagać wymiany.

Sposoby magazynowania energii

Ustawa o OZE definiuje magazyn energii jako oddzielne urządzenie lub zespół urządzeń pozwalających przechowywać energię w dowolnej postaci. Ważne jest, aby sposób przechowywania pozwalał na częściowe odzyskanie prądu oraz nie powodował emisji obciążających środowisko.

Energię elektryczną można magazynować w sposób:

  • bezpośredni – jako pole elektryczne i magnetyczne,
  • pośredni – w postaci energii kinetycznej, potencjalnej, chemicznej.

Sposoby magazynowania dzieli się również na:

  • mechaniczne – np. w elektrowniach szczytowo-pompowych,elektrochemiczne – w bateriach ładowalnych i akumulatorach,
  • chemiczne – przekształcanie energii w wodór lub metan,
  • elektryczne – w superkondensatorach,
  • termiczne – akumulacja ciepła.

W małych instalacjach fotowoltaicznych najczęściej stosuje się systemy PV akumulatorowe.

Akumulatory do fotowoltaiki – jak działają?

Akumulatory mogą działać w sieci typu on-grid (podłączonej do energetyki) i off-grid (niezależnej od energetyki). Panele przechwytują energię promieniowania słonecznego i przetwarzają ją na prąd stały. Prąd wytworzony w ogniwach przekazywany jest do falownika (inwertera), który przekształca go na prąd zmienny. Ten może zasilać wszystkie urządzenia w sieci podpiętej do instalacji fotowoltaicznej.

Słońce nie ogrzewa jednak Ziemi cały czas z taką samą siłą. Z tego powodu panele fotowoltaiczne nie wytwarzają w każdym momencie dokładnie takiej samej ilości energii. Ich wydajność jest znacznie wyższa w słoneczne niż w pochmurne dni oraz latem niż zimą. W nocy panele są bezczynne. Nadwyżki wyprodukowane w dzień i nie zużyte przez sprzęty, mogą zostać skumulowane na noc oraz okresy o słabszej wydajności produkcyjnej (np. większe zachmurzenie). Wyliczono, że przeciętnie około 70% wyprodukowanego prądu staje się nadwyżką.

W instalacji typu on-grid nadwyżki prądu trafiają do sieci energetycznej, gdzie są wykorzystywane przez innych odbiorców. Dzięki temu wyprodukowana energia nie marnuje się. Licznik zamontowany w domu lub firmie zlicza ilość kilowatów pobranych oraz dostarczonych do sieci. Na podstawie podpisanej umowy, dystrybutor podlicza „pożyczoną” moc, a następnie rozlicza się z prywatnym dostawcą.

Problemem jest jednak to, że właściciele instalacji fotowoltaicznych do 10 kWp mogą odebrać jedynie 80% prądu dostarczonego w ciągu 12 miesięcy. Co z pozostałymi 20%? Stanowią prowizję dla zakładu energetycznego za przechowywanie prądu. Gdy wyprodukujesz więcej energii niż zużyjesz na przestrzeni roku (nie wykorzystasz „należnych” Ci 80%), nie dostaniesz zwrotu za nadwyżkę. Gdy zaś zużyjesz więcej energii niż dostarczysz do sieci publicznej, energetyka naliczy Ci normalną stawkę. W praktyce rozwiązanie to jest ekologiczne, ale nie do końca opłacalne dla przeciętnego konsumenta.

Zamontowanie własnego akumulatora pozwala zbierać część nadwyżki w skali dnia (wyprodukowanej w dzień i nie zużytej w nocy, gdy aktywność paneli drastycznie spada). W pewnym stopniu generuje to także oszczędności w skali roku.

Dodatkowo akumulatory do fotowoltaiki pozwalają również magazynować prąd pobrany z sieci. Takie rozwiązanie możesz zastosować w momencie, gdy masz taryfę z tańszą ceną w nocy. Zimą panele fotowoltaiczne są mniej wydajne, dlatego może okazać się, że w godzinach szczytu zabraknie Ci wyprodukowanego prądu. Wtedy możesz skorzystać z zapasu zakupionego po promocyjnej cenie nocnej. Rozwiązanie to sprawdzi się jednak przede wszystkim przypadku firm i zakładów produkcyjnych, które okresowo uruchamiają dużą liczbę maszyn (nie przewidywanych przy obliczeniach mocy, które zostały wykonane na potrzeby projektu instalacji fotowoltaicznej).

Akumulatory w instalacjach off-grid

Instalacja off-grid (poza-siecią) nie jest podłączona do zewnętrznej sieci energetycznej. Brak fizycznego połączenia oznacza, że z takiej instalacji nie można odsprzedać prądu, zmagazynować go lub dokupić w razie przestoju w pracy paneli. Moduły fotowoltaiczne są wtedy oddzielną elektrownią, pracującą na potrzeby jednego odbiorcy, a magazyn energii jest konieczny.

Fotowoltaikę z siecią typu off-grid wykorzystuje się przede wszystkim w miejscach, gdzie nie sięga sieć dystrybucyjna. Rozwiązanie to jest popularne w USA i Australii, gdzie samowystarczalna mini-elektrownia słoneczna pozwala zbudować w pełni funkcjonalny dom nawet na całkowitym pustkowiu. W Polsce obszarów, do których nie sięga sieć elektryczna jest niewiele, a warunki klimatyczne nie zapewniają tak wysokiej wydajności fotowoltaiki jak np. w słonecznej Kalifornii. Z tego powodu instalacje tego typu funkcjonują głównie na potrzeby domków letniskowych.

Instalacje off-grid mogą kusić niezależnością, ale mają wiele wad:

  • nie pozwalają magazynować nadwyżek prądu w skali roku – w słoneczne dni produkcja paneli jest wysoka, dlatego nie da się całych nadwyżek zmagazynować w akumulatorze. Podłączenie do sieci elektrycznej pozwala „odłożyć na później” nawet kilkaset kWh, aby wykorzystać je zimą (w ramach rozliczeń na rachunkach od dystrybutora energii wykonywanych co 12 miesięcy),
  • aby korzystać z instalacji fotowoltaicznej zimą, niezbędne jest zamontowanie większej ilości paneli, które wychwycą skąpe promienie słoneczne – to podnosi koszt inwestycji i znacznie skraca czas jej zwrotu,
  • przy większej ilości pochmurnych dni, nadwyżki zgromadzone w akumulatorze mogą nie wystarczyć – wtedy dojdzie do przestojów w dostawie prądu.

Z tego off-grid warto wybierać wyłącznie wtedy, gdy nie ma innej możliwości. Przy dostępie działki do zewnętrznej sieci dystrybucyjnej, lepszym rozwiązaniem będzie instalacja on-grid. Tutaj nadwyżki energii mogą trafiać nie tylko do akumulatora, dla także do sieci energetycznej.

Jakie akumulatory stosowane są w instalacjach fotowoltaicznych?

W fotowoltaice najczęściej stosowane są akumulatory litowo-jonowe. Ich wyróżnikiem jest niewielka waga przy stosunkowo wysokiej pojemności oraz szybkie ładowanie. Można je regularnie rozładowywać do poziomu poniżej 50% bez obaw o awarię.

Alternatywę stanowią starsze akumulatory kwasowo-ołowiowe. Są dużo tańsze od litowo-jonowych (nawet o około 50%). Ich słabą stroną jest nieodporność na regularne rozładowywania do poziomu poniżej 50%, dlatego można je zastosować wyłącznie przy dużych instalacjach fotowoltaicznych. Wymagają odpowiedniej wentylacji pomieszczenia.

W Polsce największą popularnością cieszą się akumulatory kilku wiodących marek:

  • Tesla – wyróżniają się wydajnością sięgającą 90%, możliwością rozładowywania nawet do zera oraz około 10-letnią żywotnością,
  • Mercedes Benz – akumulatory do instalacji fotowoltaicznych pojawiły się w ofercie znanej niemieckiej marki w połowie 2016 roku. Producent daje 10 lat gwarancji na ich niezawodną pracę,
  • SMA – marka słynąca z przetwornic do swojej oferty wprowadziła akumulatory o pojemności do 25 kWh, przeznaczone do pracy w trybie on-grid oraz off-grid,
  • LG – w ofercie lubianego producenta elektroniki dostępna jest seria akumulatorów LG Chem RESU dedykowana do fotowoltaiki. Wyróżniają się wydajnością sięgającą około 90-95% i gwarancją zachowania około 80% pojemności po 10 latach regularnej pracy,
  • Enphase – producent inwerterów do mikroinstalacji fotowoltaicznych wprowadził do swojej oferty także niewielkie akumulatory (pojemność 1,2 kWh) o sprawności sięgającej nawet 96%. Można je bezpiecznie rozładowywać nawet powyżej 95%. Firma daje gwarancję na 10 lat niezawodnego działania oraz utrzymanie 80% pojemności.

Magazyn energii dla większych producentów fotowoltaiki

Akumulatory najczęściej montowane są w piwnicach, gdzie służą jako magazyn na nadwyżki energii wyprodukowanej przez mikroinstalację fotowoltaiczną. W gospodarstwach rolnych czy zakładach produkcyjnych o wysokim zapotrzebowaniu na energię zastosowanie znajdują systemy ESS (Energy Solar System). W ich skład mogą wchodzić wydajne bakterie, które pozwalają magazynować zapas prądu wyprodukowanego przez panele zajmujące dużą powierzchnię dachu.

Eksperci polecają dużym inwestorom akumulatory, które nie tylko przechowują nadwyżki, ale i w kontrolowany sposób odbierają prąd z sieci energetycznej. Takie rozwiązanie pozwala zwiększyć wydajność instalacji fotowoltaicznej. Regulują one moc przy niestabilnej pracy źródeł OZE, likwidują zakłócenia, ograniczają skutki przeciążeń sieci i pokrywają zapotrzebowanie na prąd w szczytowych momentach.

Systemy PV akumulatorowe z PowerOn

Projektujemy i wykonujemy instalacje fotowoltaiczne typu on-grid i off-grid. Pomożemy Ci dobrać akumulator o pojemności dopasowanej do ilości i wydajności paneli oraz zapotrzebowania energetycznego Twojego gospodarstwa domowego lub rolnego, zakładu produkcyjnego, bloku bądź innej nieruchomości.

Zadzwoń na numer +48 515 792 391
lub wyślij maila na kontakt@e-poweron.pl

Nasi specjaliści wyjaśnią Ci, jakimi parametrami powinny charakteryzować się dobre baterie dla fotowoltaiki, czym wyróżniają się rozwiązania od poszczególnych producentów oraz jak pracują. Zadbamy, aby Twoja inwestycja w energetykę słoneczną była maksymalnie opłacalna i szybko się zwróciła.