Mieszkając w klimacie umiarkowanym, tam, gdzie przez pół roku świeci słońce, a kolejne pół jest pochmurno – chyba każdy marzy o bateriach fotowoltaicznych do magazynowania energii ze słońca. Prosumenci marzą zaś o tym, aby zebrane latem przez instalację fotowoltaiczną Waty, konsumować zimą. Dlatego tak wiele mówi się o akumulatorach do fotowoltaiki.
W idealnych warunkach energię wytworzoną przez panele fotowoltaiczne powinniśmy zużywać na bieżąco – czyli być aktywni za dnia – wtedy pracować, sprzątać i się relaksować, a wraz ze zmierzchem, wyjmować z gniazdek wtyczki, gasić światła i chodzić spać razem z kurami. Natomiast zimą najlepiej zapadać w długi niedźwiedzi sen. Niestety tryb życia współczesnego człowieka zwykle jest odwrotny. Za dnia nie ma go w domu, a zużycie prądu rośnie wraz ze zbliżającym zmrokiem. Dlatego tak ważne jest magazynowanie energii i jednoczesne uniezależnienie się od zakładu energetycznego, który pobiera opłatę magazynową od 20% do 30% ilości energii w zależności od wielkości instalacji.
Magazynowanie energii elektrycznej z paneli słonecznych- fotowoltaika z akumulatorami
W tej chwili możemy wymienić trzy systemy magazynowania energii z fotowoltaiki:
Pierwsza, wspomniana wyżej to standardowa procedura zwana netmeteringiem, która polega na magazynowaniu nadwyżek energii w zakładzie energetycznym. Uzyskując status prosumenta, przekazujemy nadmiar wyprodukowanej energii do magazynu, a odbieramy jej 80 lub 70%. Drugi sposób – również wspomniany we wstępie – to maksymalne bieżące zużycie energii, niekoniecznie poprzez zmianę trybu życia, ale na przykład odpowiednie zaprogramowanie pompy ciepła, która za dnia pobiera więcej energii. Nie załatwia to jednak problemu używania urządzeń AGD po zmroku czy w zimowe krótkie dni i wieczory. Dopiero trzecie rozwiązanie – zestaw fotowoltaiczny z akumulatorami, czyli wyodrębnionymi urządzeniami pozwala na przechowywanie nadwyżek energii i wykorzystywanie ich w dowolnym momencie. Dzięki temu odbieramy dokładnie tyle energii, ile wytworzyła nasza domowa elektrownia.
Słońce w akumulatorze do fotowoltaiki
Rynek magazynów do fotowoltaiki rozwija się więc prężnie, dążąc do tego, aby dać możliwość zarówno firmom, jak i gospodarstwom domowym pełnego wykorzystania potencjału instalacji. Prawo energetyczne następująco definiuje akumulatory do magazynowania energii: Jest to „instalacja służąca do przechowywania energii, przyłączona do sieci, mająca zdolność do dostawy energii elektrycznej do sieci”. Ustawa o OZE precyzuje jeszcze, że akumulator energii, wyodrębnione urządzenie lub zespół urządzeń służących do przechowywania energii, nie powoduje emisji obciążających środowisko naturalne. Toteż baterie fotowoltaiczne umożliwiają nam robienie zapasów ze słońca, wtedy, kiedy mamy nadmiar energii elektrycznej, a następnie czerpanie z tej spiżarni za każdym razem, kiedy jest taka potrzeba, a z jakiegoś powodu linia produkcyjna stoi.
Rodzaje akumulatorów fotowoltaicznych do zasilania domu
Magazyny energii pozwalają:
- zatrzymać całą wytworzoną energię bez straty na opłatę magazynową pobieraną przez zakład energetyczny.
- uniezależnić się w pełni od zakładu energetycznego – zarówno jeśli chodzi o ceny energii, jak i wszelkie awarie, przerwy w dostawie prądu, anomalia pogodowe itp.
Choć idea magazynowania prądu jest jedna, można wyróżnić aż pięć technologii magazynowania energii:
- elektrochemiczne, czyli akumulatory i baterie – opcja najbardziej popularna
- mechaniczne, czyli elektrownie szczytowo-pompowe, ale także koło zamachowe czy magazyny sprężonego powietrza
- elektryczne – tzw. superkondensatory
- chemiczne, czyli ogniwa paliwowe, ale także tworzenie wodoru lub metanu
- termiczne polegające na kumulacji ciepła jawnego lub utajonego.
Najbardziej popularne są baterie fotowoltaiczne i akumulatory energii, gdzie kumuluje się nadwyżka energii, zaś sama energia przetwarzana jest elektrochemicznie. Nieco inna praktyka dotyczy dużych farm fotowoltaicznych, gdzie częściej stosuje się mechaniczne i chemiczne magazynowanie energii słonecznej.
Działanie magazynu energii
Sama idea gromadzenia energii nie jest nowa – służą temu baterie, akumulatory w naszych urządzeniach elektronicznych, jak smartfony, smartwatche czy laptopy. Akumulatory do fotowoltaiki zbudowane są na bazie ogniw wtórnych i jak sama nazwa wskazuje, mogą być wielokrotnie ładowane. Ogniwa wtórne są rodzajem ogniwa galwanicznego i dzięki nim akumulatory elektryczne gromadzą i uwalniają energię elektryczną na skutek reakcji chemicznych. Oczywiście w miarę użytkowania akumulatory do instalacji fotowoltaicznej, jak wszystkie inne baterie ładowane, tracą swoje właściwości.
Ze względu na budowę elektrod, a także właściwości elektrolitu akumulatory dzielą się na:
- najstarsze akumulatory kwasowo-ołowiowe (akumulator Plantego) – najbardziej popularne
- najlżejsze akumulatory litowo-jonowe (Li-ion), które spotyka się w samochodach elektrycznych czy telefonach
- akumulatory litowo-polimerowe (Li-Po)
- akumulatory niklowo-kadmowy (Ni-Cd, czyli tzw. baterie alkaliczne).
Jak dobrać akumulator do paneli fotowoltaicznych
Decydując się na magazyn energii, warto przeanalizować ofertę dostępną na rynku zarówno pod kątem technologii, jak i pojemności akumulatora. Dwie wiodące obecnie technologie to akumulatory kwasowo-ołowiowe i litowo-jonowe. Przewagą drugich jest większa wydajność i niższa waga, ale te pierwsze – wprawdzie duże i ciężkie – są dłużej na rynku. Z kolei pojemość akumulatora daje nam informację, jak dużo energii jest on w stanie pomieścić. W przypadku domowych magazynów energii – szacuje się od 3 nawet do 10 kWh. Zwracając uwagę na trwałość i wydajność akumulatora do fotowoltaiki, trzeba policzyć tzw. pełne cykle, czyli pełne naładowanie i rozładowanie. Ogniwa litowo-jonowe mają na gwarancji ok. 10 tysięcy cykli, co można przełożyć na okres od 5 do 8 lat.
Szukając najlepszej opcji, warto sprawdzić, jakie każdy z akumulatorów fotowoltaicznych ma wymagania odnośnie miejsca instalacji. Zarówno akumulatory litowo-jonowe, jak kwasowo-ołowiowe mają różne wymagania w kwestii miejsca instalacji. I wreszcie gwarancja – zwykle trwa ona do 10 lat, ale warto sprawdzić, czy nie ma zapisu o tym, że możemy utracić ważność gwarancji, jeśli instalacji i serwisu podejmie się niecertyfikowana firma, dlatego tak ważne jest, żeby współpracować ze sprawdzonymi dostawcami fotowoltaiki.
Akumulator do fotowoltaiki – przykładowy cennik
Domowy magazyn energii o pojemności od ok. 3 kWh do ok. 10 kWh to wydatek od 10.000 zł w górę, dla 5kWh trzeba liczyć około 30 000, a zakładana żywotność to od pięciu do dwudziestu lat. Pojawiają się pomysły, wysuwane na przykład przez Polską Izbę Magazynowania Energii, aby obok programu „Mój Prąd”, powstał drugi program – „Mój magazyn energii”, który mógłby być jednoczesną zachętą do wymiana samochodu, na auto elektryczne. Póki co magazyn energii to inwestycja, która wymaga szczegółowej analizy potencjalnego zysku.
