Posiadanie instalacji fotowoltaicznej przy domu jednorodzinnym pozwala na korzystanie z szeregu różnorodnych udogodnień. Inwestorzy, którzy zdecydują się na montaż instalacji PV, dzięki niej zyskują nie tylko niezależność od nieustannie drożejących cen prądu, ale także możliwość magazynowania wyprodukowanej energii elektrycznej w domu.

• Jakie sposoby przechowywania energii z OZE są najbardziej opłacalne i dlaczego warto je wybrać?
• Jakie opcje są ogólnodostępne?
• Co warto wiedzieć o akumulatorach do magazynowania energii słonecznej?

Odpowiedzi na te pytania, i wiele innych, prezentujemy w naszym wpisie. Już teraz zapraszamy do lektury wszystkich tych, którzy są zainteresowani tematem magazynowania energii elektrycznej z fotowoltaiki.

Na czym polega magazynowanie energii z instalacji PV?

Zanim przejdziemy do określenia sposobów magazynowania energii elektrycznej, przyjrzyjmy się, na czym polega zasada przechowywania jej w domu.

Energia słoneczna dostarczana jest przez instalację fotowoltaiczną do akumulatorów, gdzie magazynuje się ją w postaci substancji chemicznej. Kolejnym etapem jest jej przekształcenie w energię elektryczną. Tę zaś z powodzeniem można przechowywać w magazynach energii, które po rozładowaniu można naładować ponownie.

Warto dodać, że znajdują one największe zastosowanie wówczas, gdy produkcja prądu przeważa nad jego zużyciem.

Sposoby magazynowania energii elektrycznej

Posiadacze nowoczesnej instalacji PV mają do wyboru kilka popularnych sposobów magazynowania energii słonecznej.

O jakich mowa? 

1. Jedną z nich jest przechowywanie nadmiaru wytworzonej energii w sieci energetycznej, co wiąże się z możliwością korzystania z systemu opustów – w zależności od wielkości instalacji odbierzemy od 0,7 do 0,8 kWh.
2. Kolejna metoda dotyczy stosowania akumulatorów chemicznych (m.in. litowo-jonowych i kwasowo-ołowiowych). W tym rozwiązaniu energia słoneczna przekształcana jest na energię chemiczną. 
3. Magazynowanie może odbywać się także w sposób mechaniczny – z wykorzystaniem magazynów sprężonego powietrza, lub termiczny – akumulowanie ciepła utajonego bądź jawnego.
4. Do składowania energii możemy zastosować również superkondensatory. Jest to elektryczny sposób magazynowania. Przy opcji termicznej będzie akumulacja ciepła jawnego lub utajonego. 
5. Najczęściej spotykanym i wybieranym rozwiązaniem jest magazynowanie energii w ładowalnych bateriach lub akumulatorach. Ten elektromechaniczny sposób przetwarzania energii jest często stosowany w gospodarstwach domowych. W przypadku dużych farm fotowoltaicznych zalecane jest magazynowanie energii słonecznej w sposób mechaniczny oraz chemiczny. 

Fotowoltaika może znajdować się w systemie on-grid (podłączona do sieci energetycznej), off-grid (energia magazynowana jest jedynie w akumulatorach) lub mieszanym.

Opłacalność systemu opustów

System opustów porównywany jest do magazynowania energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznych o rocznej sprawności na poziomie 80% lub 70%. Niższa wartość dotyczy instalacji PV, których moc przekracza 10 kWp.

Przy współdziałaniu instalacji solarnej z pompą ciepła można zwiększyć udział autokonsumpcji do wartości 30-40%, a tym samym podwyższyć również współczynnik opustów do poziomu 84-88%.

Z kolei jeśli inwestor korzystać będzie z własnej energii, którą odbierze od sprzedawcy prądu, wówczas będzie można mówić o 20-30% stracie energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną. 

Akumulatory do magazynowania energii

Aby można było mówić o jak najbardziej ekonomicznym przechowywaniu oraz wykorzystaniu energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej, warto pomyśleć o efektywnej zamianie energii chemicznej zawartej np. w wodorze. Tym samym uwaga inwestorów i prosumentów powinna kierować się w stronę magazynowania energii elektrycznej w akumulatorach chemicznych.

Według jakich kryteriów należałoby dobierać akumulatory? 

Z pewnością warto wziąć pod uwagę takie czynniki, jak:

• pojemność,
• gęstość mocy,
• gęstość energii
• oraz liczbę cykli ładowania czy rozładowywania.

Obecnie na rynku można korzystać głównie z akumulatorów litowo-jonowych oraz kwasowo-ołowiowych – oba wymienione rodzaje występują w licznych odmianach.

W każdym akumulatorze odbywają się dwa cykle pracy:

1. jeden z nich odpowiada za ładowanie,
2. drugi za uwalnianie energii.

Wyższość akumulatorów litowo-jonowych nad kwasowo-ołowiowymi

Akumulatory do instalacji fotowoltaicznych w technologii litowo-jonowej są częściej wybierane nie tylko ze względu na szybki spadek ich cen, ale również dla wielu korzyści, które oferuje ta technologia.

Magazyny litowo-jonowe wyróżniają się przede wszystkim wysoką sprawnością gromadzenia energii – ta osiąga nawet 80%. Do tego gwarantują również znacznie wyższą gęstość przechowywanej energii, co przekłada się na niższą wagę. Ponadto cechują się też wysoką gęstością mocy, co w praktyce pozwala na ładowanie i rozładowywanie akumulatorów o małej pojemności z wykorzystaniem dużych prądów.

Ta właściwość jest ogromnie ważna szczególnie wtedy, gdy mówimy o skutecznym sposobie magazynowania energii elektrycznej w domu. W takich warunkach najczęściej występować będą bowiem duże, lecz krótkie pobory mocy.

Czy technologia litowo-jonowa ma same zalety? Jak każda posiada ograniczenia, do których należy zaliczyć dość wysoką cenę oraz konieczność precyzyjnego ładowania. Wszelkie zaburzenia w procesie ładowania lub uszkodzenia akumulatora wiążą się z możliwością wywołania samozapłonu.

Aby można było mówić o najwyższym poziomie bezpieczeństwa użytkowania akumulatorów litowo-jonowych, warto pamiętać, że ich zastosowanie w instalacji PV odbywa się na podstawie jednej z dwóch koncepcji. Pierwsza zakłada zastosowanie osobnego falownika, który będzie obsługiwać wyłącznie akumulatory. Z kolei druga skupia się na integracji obsługi akumulatorów i modułów PV przy zastosowaniu jednego falownika.

Warto dodać, że nie tylko technologia litowo-jonowa jest dziś na topie. Równie dużym zainteresowaniem cieszą się akumulatory z tej samej rodziny, choć wykonane w technologii LiFePO, litowo-żelazowo-fosforanowe. Baterie te wyróżniają się wysoką tolerancją na nieprawidłową pracę, niską wagą oraz wyjątkowo dużą wytrzymałością na rozładowania.

Ceny magazynów energii z OZE

Obecnie najczęściej wykorzystywanymi magazynami energii słonecznej są akumulatory litowo-jonowe. Decydując się na ich zakup, trzeba jednak liczyć się z tym, że koszt inwestycji będzie dość duży.

Ceny baterii litowo-jonowych zaczynają się od około 10 000 zł, a dostępne pojemności akumulatorów mieszczą się w zakresie od ok. 3 kWh do ok. 10 kWh. 

Ile wynosi zaś żywotność takich baterii? To około 10 000 cykli ładowania, co przypada średnio na okres 5-8 lat użytkowania. Opłacalność takiej inwestycji wzrasta wówczas, gdy producent daje gwarancję do 10 lat, a warunkiem ochrony jest instalacja oraz serwis prowadzony wyłącznie przez certyfikowanego instalatora.

Korzyści magazynów energii w domu

Domowe magazyny energii są szczególnie polecane jako dobre rozwiązanie dla osób, które nie zużywają dużo energii w czasie jej największej produkcji – czyli w ciągu dnia. Nowoczesne systemy magazynowania energii z fotowoltaiki sprawdzą się również w miejscach narażonych na częste przerwy w zasilaniu. Ponadto jest to rozwiązanie dedykowane inwestorom, którzy chcą wykorzystać energię wyprodukowaną przez instalację PV na własne potrzeby.

Jakie korzyści z zastosowania akumulatorów do magazynowania energii można wyróżnić? 

• Przede wszystkim warto wskazać na maksymalizację wykorzystania całej energii wyprodukowanej przez fotowoltaikę.
• Nie bez znaczenia pozostaje także i to, że właściciel instalacji fotowoltaicznej jest całkowicie niezależny energetycznie – także wtedy, gdy w sieci nie ma prądu. Domowy magazyn pozwala wykorzystać energię słoneczną wszędzie tam, gdzie nie ma dostępu do sieci elektroenergetycznej i gwarantuje brak przerw w dostawie prądu.
• Dodatkowo właściciele instalacji PV korzystający z akumulatorów, mogą wybrać pojemność, która najlepiej odpowiada ich indywidualnym potrzebom. Choć wykorzystanie domowych magazynów energii z OZE nie jest jeszcze dziś powszechne, z pewnością wraz z upływem czasu i pracami nad wdrożeniem najnowocześniejszych technologii będzie można mówić o pełnym sukcesie w zdecentralizowaniu systemu energetycznego. W takim przypadku korzystanie z energii elektrycznej pochodzącej z sieci będzie wyłącznie wyjściem awaryjnym.

Opłacalność magazynowania energii w gospodarstwach rolnych

Zakup i montaż nowoczesnych systemów fotowoltaicznych pozwalających na magazynowanie energii słonecznej jest rozwiązaniem dedykowanym także gospodarstwom rolnym.

W przypadku takiej inwestycji ważny jest efekt skali. Ogniwa słoneczne umieszczone na obiektach o sporej powierzchni są w stanie wygenerować energię niezbędną na zaspokojenie bieżących potrzeb, a także uzyskać jej nadwyżkę. Opłacalność tego rodzaju inwestycji nie budzi najmniejszych zastrzeżeń.

Przyszłość magazynów energii z fotowoltaiki

Celem działania Unii Europejskiej jest jak największy udział OZE w produkcji energii elektrycznej. Sprawia to, że technologie magazynowania będą jeszcze bardziej udoskonalane, co może korzystnie wpłynąć na wydajność akumulatorów.

Warto podkreślić, że rozwój sposobów przechowywania energii jest kluczowym elementem do poprawy bezpieczeństwa energetycznego oraz dynamicznego rozwoju energetyki odnawialnej – bez tego nie można mówić o rozwoju OZE.

Pomożemy Ci na każdym etapie inwestycji

Jeśli chcesz mieć pewność, że instalacja fotowoltaiczna będzie bezpieczna i zaprojektowana zgodnie z Twoimi potrzebami, a wszystkie formalności dopełnione w najlepszy możliwy sposób, skontaktuj się z nami – oddzwonimy. Przeprowadzimy Cię przez cały proces przy zachowaniu najwyższych standardów obsługi. Zapraszamy do współpracy!