Magazyny Energii - Najważniejsze Informacje! Jaki wybrać?
Chcesz zwiększyć autokonsumpcję energii z fotowoltaiki i zapewnić sobie ciągłość dostaw prądu, nawet gdy jest przerwa w jego dostawie z zakładu energetycznego? Rozwiązaniem, które pozwoli osiągnąć taki efekt jest odpowiednio dobrany magazyn energii.
Czym dokładnie jest magazyn energii? Jakie są rodzaje takich urządzeń? Z jakimi falownikami współpracują? Co wybrać? Na te pytania odpowiedź znajdziesz w naszym artykule.
Co to jest magazyn energii?
Magazyn energii, mówiąc najprościej, jest urządzeniem, którego zadaniem jest kumulowanie energii do późniejszego wykorzystania. Taką rolę pełnią np. zwykłe, jednorazowe baterie, powerbank, z którego ładujesz telefon czy akumulatory w samochodach elektrycznych. Jak zatem widzisz, zróżnicowanie tych urządzeń jest spore.
Z akumulatorów można korzystać również w połączeniu z instalacją fotowoltaiczną. Jest to bardzo przydatne rozwiązanie, dzięki któremu produkcja darmowego prądu z energii słonecznej staje się jeszcze korzystniejsza.
Po co może być potrzebny magazyn energii w instalacji fotowoltaicznej?
Magazyn energii nie jest obowiązkowym elementem wyposażenia instalacji fotowoltaicznej. Systemy, które pracują w tzw. trybie on-grid, a więc są wpięte do sieci elektroenergetyczne, nie potrzebują ich do swojego podstawowego działania.
Coraz więcej osób poszukuje jednak sposobów na zwiększenie autokonsumpcji, czyli wykorzystania energii w ramach własnego gospodarstwa domowego zamiast przesyłanie jej do sieci. Taką szansę dają właśnie magazyny energii – pozwalają one samodzielnie gromadzić nadwyżki do późniejszego wykorzystania dla ograniczenia strat.
Inną korzyścią z zastosowania odpowiednio dobranego magazynu energii, pod warunkiem zastosowania hybrydowego inwertera, jest zapewnienie sobie zasilania, nawet gdyby doszło do przerwy w zasilaniu z sieci. To zatem zwiększa bezpieczeństwo oraz stabilność całego systemu.
Magazyny elektryczne – podstawowe informacje
Skoro już wiesz, do czego mogą Ci się przydać magazyny elektryczne, czas na zagłębienie się w tę technologię. Oto najważniejsze rzeczy, które warto wiedzieć.
Jakie są technologie magazynów energii?
Magazyny energii, które funkcjonują na rynku, są bardzo zróżnicowane. Można wśród nich wymienić magazyny:
- elektryczne – to między innymi superkondensatory, nadprzewodnikowe zasobniki energii. Superkondensatory są stosowane np. w samochodach zasilanych na prąd,
- mechaniczne – to np. elektrownie szczytowo-pompowe, kompresyjne zasobniki energii czy koło zamachowe,
- zasobniki termiczne,
- chemiczne – to przede wszystkim akumulatory kwasowo-ołowiowe, litowo-jonowe, niklowo-kadmowe, chlorowo-niklowo-sodowe, sodowo-siarkowe, akumulatory przepływowe oraz systemy magazynowania wodoru i metanu.
Dla fotowoltaiki stosuje się przede wszystkim magazyny akumulatorowe oraz magazyny termiczne.
Jakie akumulatory stosuje się w instalacjach fotowoltaicznych?
W nowoczesnych instalacjach fotowoltaicznych stosuje się przede wszystkim akumulatory oparte na licie. Technologia ich produkcji zaczęła być rozwijana w latach 90-tych i dziś są one najbardziej rozpowszechnione z uwagi na dobre bezpieczeństwo, wysoki poziom energii właściwej oraz czas efektywnej eksploatacji.
Warto jednak wiedzieć, że samo powiedzenie, że ma się do czynienia z akumulatorem Li-Ion nie wystarcza. Można bowiem wyróżnić kilka typów takich magazynów energii. Są to akumulatory:
- litowo-niklowo-kobaltowo-aluminiowe: wyróżniają je wysoka moc właściwa i energia właściwa oraz długi czas eksploatacji, ale drogie i stosunkowo niestabilne, co oznacza niskie bezpieczeństwo stosowania;
- litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC): cechują je wysoka energia właściwa, świetne parametry termiczne i zrównoważone warunki eksploatacji. Są też bardziej stabilne niż typ omawiany wyżej;
- oparte o fosforan litowo-żelazowy (LFP) -> wyróżniają je względnie wysoka stabilność, długi czas eksploatacji oraz wysoka tolerancja termiczna. Trzeba mieć jednak świadomość że zapewniają najniższą energię właściwą, mają wysoki potencjał samorozładowania i problemy z równoważeniem, które pojawiają się z upływem czasu.
Dużą zaletą wykorzystania technologii litowej jest fakt, że akumulatory można bezpiecznie eksploatować w szerokim przedziale temperatur.
Jakiekolwiek zagrożenie w przypadku magazynów NMC pojawia się dopiero poniżej 0 °C i powyżej 45°C.
Magazyny NMC czy LFP?
W akumulatorach dla fotowoltaiki są stosowane zarówno baterie NMC, jak i LFP. Warto wiedzieć, jakie są między nimi różnice.
- NMC to wysoka gęstość energii, elastyczny stosunek mocy do energii i wysoki poziom bezpieczeństwa. Szacuje się, że liczba cykli ładowania przekracza w nich. 6000, przez co czas ich pracy jest szacowany na ok. 20 lat. Ich zaletą jest również mniejsza ilość zajmowanego miejsca w stosunku do LFP. Są jednak droższe od tych drugich.
- LFP to magazyny tańsze, o niższej gęstości energii, niskim stosunku mocy do energii, trudniejsze kontroli i zarządzaniu BMS. Urządzenia wyróżniają się bardzo wysokim bezpieczeństwem stosowania. Szacunkowa liczba cykli wynosi ok. 4000. Te akumulatory zajmują też więcej miejsca, a ich trwałość jest obliczana na ponad 10 lat. Można oczekiwać też 10-letniej gwarancji. Znajdują one bardzo szerokie zastosowanie zwłaszcza w instalacjach hybrydowych, a więc działających zarówno przy działającej sieci elektrycznej, jak i gdy jest ona odcięta.
Jaki magazyn energii wybrać?
Przy wyborze magazyny energii dla fotowoltaiki nie ma pełnej swobody działania. Urządzenie należy dobrać do posiadanego falownika. Jest to spowodowane tym, że inwerter i akumulator muszą być ze sobą kompatybilne, a to wymaga zastosowania odpowiedniego oprogramowania w falowniku.
Dlatego producenci inwerterów wybierają najczęściej 2-3 marki magazynów energii, z którymi współpracują, lub tworzą własne akumulatory.
Zasadniczo, do współpracy z akumulatorami wybierane są najczęściej falowniki hybrydowe. W przeciwieństwie do mało popularnych w Polsce (choćby z uwagi na warunki klimatyczne) inwerterów off-grid, mogą one pracować zarówno przy włączonej sieci elektroenergetycznej, jak i gdy zostanie ona odcięta, np. w wyniku awarii.
Takie urządzenia, w połączeniu z magazynami energii, dają znacznie lepsze zabezpieczenie przed przerwami w zasilaniu.
Warto przy tym pamiętać, że typ inwertera i magazynu energii warto dobrać do planowanego zastosowania. Mogą być one użytkowane:
- do zwiększenia autokonsumpcji – oznacza to, że w ciągu dnia instalacja fotowoltaiczna będzie np. w określonych porach ładować akumulator, tak by oddał on energię w nocy czy w innych sytuacjach, gdy bieżącego zapotrzebowania na prąd nie będzie można zaspokoić fotowoltaiką,
- do pracy w trybie Full Backup – a zatem wówczas, gdy dojdzie do przerwy w dostawie prądu z sieci.
Należy podkreślić, że magazyn energii dobiera się do inwertera. Dlatego należy zacząć od dopasowania właściwego falownika. Musi być to urządzenie hybrydowe.
Uwaga! Często zapomina się, że standardowa instalacja fotowoltaiczna typu on-grid (bez możliwości podpięcia do akumulatora, stale wpięta do sieci), jest uzależniona od stabilnego połączenia z siecią elektroenergetyczną.
Jeśli wystąpi awaria lub odcięcie od sieci, fotowoltaika tego typu również przestaje działać. Aby się przed tym uchronić, potrzebny jest właśnie typ hybrydowy.
Fronius czy SolarEdge?
W ofercie Brewa znajdziesz dwie marki inwerterów hybrydowych. Współpracujemy z Froniusem oraz SolarEdge. W ofercie obu są dostępne urządzenia hybrydowe. Co wybrać?
- Fronius
W ofercie Fronius można znaleźć kilka typów urządzeń hybrydowych. Po pierwsze są to modele Fronius Symo Hybryd 3.0-3-S do 5.0-3-S. Ich moc elektryczna wynosi od 3 do 5 kW. Każde urządzenie ma 3 fazy i jedno wyjście MPTT.
Jedno wyjście oznacza, że wszystkie moduły fotowoltaiczne muszą być skierowane w tą samą stronę i zamontowane na jednym dachu. Z tym inwerterem nie ma możliwości ich umieszczania np. na dwóch połaciach dachowych.
Dużą zaletą tego sprzętu jest możliwość korzystania z obu trybów pracy – tj. zasilania akumulatorów w celu zwiększenia autokonsumpcji oraz z funkcji Full Backup (czyli kontynuacji dostarczania prądu, gdy nastąpi awaria sieci.
Po drugie są to urządzenia Fronius Symo Gen24 Plus 3, 4, 5, 6, 8, 10.0-3-M. Są trójfazowe i mają dwa MPTT trackery. W efekcie można je wykorzystać na dwóch różnych połaciach dachowych. Modele o mocy 6, 8 oraz 10 kW a wyposażone w funkcję Full Backup (6-8-10 kW).
W przypadku wszystkich inwerterów Fronius, które mają funkcję Full Backup, istnieje możliwość pobierania energii z akumulatora tylko przez 15% czasu ich eksploatacji.
Czyli np. jeśli falownik pracuje 100 dni, to tylko przez 15 można go używać bez dostępu do sieci elektroenergetycznej. Później urządzenie traci gwarancję.
Falowniki Fronius współpracują z bateriami BYD oraz RESU. Są to urządzenia typu LFP. Trzeba wiedzieć, że modele z technologią Full Backup mogą zarówno pracować w standardowym trybie, bez akumulatora, jak i ładować akumulator dla zwiększenia autokonsumpcji oraz działać w trybie offline.
Do zastosowania akumulatora potrzebne jest dodatkowe urządzenie do zarządzania energią – Fronius SmartMeter. Koszt jego montażu i dostosowania rozdzielni to ok. 2 500 zł netto. Do korzystania w trybie Full Backup niezbędne jest zastosowanie dodatkowej rozdzielni ze stycznikami, przekaźnikami oraz SmartMeterem, co oznacza dodatkowy koszt ok. 4 500 zł.
- SolarEdge
Falowniki SolarEdge mają możliwość pracy jedynie przy podpięciu do sieci elektroenergetycznej. Nie jest w nich dostępna funkcja Full Backup.
Dużą zaletą urządzeń tej marki jest fakt, że ich producent oferuje również własny interfejs zarządzania magazynami energii, StorEdge, jak również dodatkowe urządzenia zwiększające autokonsumpcję – w tym system inteligentnego zarządzania energią, system podgrzewania c.w.u. oraz ładowarki do samochodów elektrycznych.
Wyposażenie się we wszystkie te elementy u jednego producenta daje gwarancję pełnej kompatybilności. Producent zapowiada już wkrótce wprowadzenie na rynek systemu bezpośredniego ładowania akumulatorów ze stringów, prądem DC, jednak na to rozwiązanie trzeba będzie jeszcze trochę poczekać.
Do falowników SolarEdge dobiera się akumulatory NMC. Te inwertery dają możliwość łączenia trzech magazynów, zapewniają opcję rozładowania do 100% i wyjątkowo wysoką sprawność systemu.
Uwaga! Jeśli chcesz korzystać z pompy ciepła w systemie off-grid, warto zainwestować w inwerter o wyższej mocy – dla zachowania stabilności pracy systemu. Wynika to z dużego zapotrzebowania pomp ciepła na energię.
Jak obliczyć moc magazynu własnego energii dla fotowoltaiki?
Obliczenie mocy magazynu własnego dla fotowoltaiki jest dość proste. Należy:
- sprawdzić roczne zużycie prądu (informacja o tym jest widoczna na każdym rachunku z elektrowni),
- podzielić tę wartość przez 365 dni.
Tak uzyskasz średnią ilość energii potrzebną na 24 zasilania Twojego domu czy firmy. Dobierz magazyn energii, którego moc jest nieco wyższa.
Przykład:
Roczne zużycie energii to 5500 kWh. 5500/365 = 15,07 kWh/ dzień. Należy dobrać akumulator z wyższego typoszeregu, tzn. np. BYD HVM 16.6, który zapewni energię na 24 h.
Jeśli potrzebujesz modelu, który będzie mógł pracować np. przez ok. 4 h dziennie. Otrzymany wynik podziel jeszcze przez 4. Najmniejsze obecnie dostępne akumulatory mają moc ok. 5,1 kWh.
Jak działają magazyny termiczne dla fotowoltaiki?
Magazyny termiczne to inaczej zbiorniki buforowe, w których magazynuje się wodę kotłową. Może ona służyć zarówno do zasilania systemu ogrzewania budynku (np. c.o. czy ogrzewania podłogowego), jak również jako ciepła woda użytkowa.
Zaleca się, aby w połączeniu z fotowoltaiką korzystać z wąskich, wysokich i bardzo pojemnych zbiorników – pozwoli to zmaksymalizować uzyski i ograniczyć do minimum straty.
Termiczny magazyn energii może współpracować m.in. z pompą ciepła i być sposobem na podgrzew wody użytkowej. Aby skorzystać z tego rozwiązania, można sięgnąć np. po dodatkowe urządzenie Fronius Ohmpilot, które gwarantuje płynnie regulowaną moc od 0 do 9 kW i współpracuje również z ogrzewaniem na folie grzewcze oraz innymi odbiornikami czystorezystancyjnymi.
Dowiedz się wiecej na temat Fronius Ohmpilot
Jeśli potrzebujesz dodatkowych informacji o magazynach energii dla fotowoltaiki, skontaktuj się z naszymi doradcami.
Dobierzemy najlepsze rozwiązanie dla Twojego domu, firmy czy gospodarstwa rolnego. Zapraszamy!
FORMULARZ
W tych miastach i w ich obszarach instalujemy magazynyny Energii:
- Magazyn Energii Bydgoszcz
- Magazyn Energii Gorzów Wlkp
- Magazyn Energii Katowice
- Magazyn Energii Łódź
- Magazyn Energii Opole
- Magazyn Energii Poznań
- Magazyn Energii Szczecin
- Magazyn Energii Toruń
- Magazyn Energii Trójmiasto
- Magazyn Energii Warszawa
- Magazyn Energii Wrocław
- Magazyn Energii Zielona Góra
