Magazyn energii pozwala zwiększyć autokonsumpcję oraz zapewnić ciągłość dostaw prądu w przypadku awarii sieci (funkcja back-up). Nie zawsze jednak wiadomo, jakie urządzenie będzie w naszym przypadku najlepsze. Dlatego dziś omawiamy, jak dobrać magazyn energii do domu.
Spis treści
Magazyny energii do domu – podstawowe informacje
Magazyn energii jest urządzeniem, które kumuluje energię w celu jej późniejszego wykorzystania. Pod tym względem przypomina zwykłe powerbanki czy akumulatory w samochodach elektrycznych. Technologia gromadzenia energii jest więc znana już od dawna i wykorzystywana w różnych formach oraz branżach. Magazyn energii do domu zazwyczaj łączy się z instalacją fotowoltaiczną, dzięki czemu produkcja prądu ze Słońca staje się jeszcze korzystniejsza.
Systemy pracujące w trybie on-grid, czyli wpięte do sieci, nie potrzebują akumulatora do działania. Nadwyżka energii (powstająca zazwyczaj w okresie wiosenno-letnim) jest w takim przypadku wysyłana do zakładu elektroenergetycznego, który pełni rolę wirtualnego magazynu. Posiadanie własnego akumulatora pozwali Ci z kolei zwiększyć bieżące zużycie zielonej energii (nawet do 80%).
Dzięki magazynowi energii możesz korzystać z energii elektrycznej wyliczanej na podstawie niższych stawek. Za sprawą funkcji ustawienia czasu ładowania i rozładowywania, możesz ładować baterie podczas obowiązywania taryfy nocnej, a rozładowywać w godzinach szczytowych. Niektóre magazyny energii do domu posiadają również funkcję back-up, dzięki której pełnią rolę zapasowego źródła zasilania w przypadku awarii sieci.
Magazyny energii dla przemysłu
Energię można magazynować na wiele różnych sposobów, dlatego też na rynku można spotkać się z dużym zróżnicowaniem urządzeń podzielonych zależnie od ich przeznaczenia oraz zastosowanej technologii. Wśród nich można wyróżnić magazyny znajdujące zastosowanie w przemyśle i elektromobilności:
- mechaniczne – takie jak elektrownie szczytowo-pompowe, kompresyjne zasobniki energii czy koła zamachowe,
- sprężonego powietrza – wykorzystywane w energetyce wiatrowej,
- termiczne – polegają na akumulacji ciepła,
- chemiczne – należą do nich przede wszystkim ogniwa paliwowe i systemy magazynowania wodoru oraz metanu,
- elektryczne – takie jaki superkondensatory o krótkim czasie rozładowania, które stosuje się w samochodach elektrycznych.
W instalacjach fotowoltaicznych ze względów bezpieczeństwa oraz praktycznego zastosowania wykorzystuje się magazyny termiczne/termiczno-chemiczne lub akumulatory. Magazynowanie chemiczne polega na zamianie energii elektrycznej w chemiczną podczas ładowania oraz odwrotnie podczas konsumowania zgromadzonych zasobów.
Jaki magazyn energii do domu?
Znając już rodzaje technologii dostępnej na rynku, należy zadać sobie pytanie, jaki magazyn energii do domu jednorodzinnego wybrać? Do fotowoltaiki najczęściej stosuje się akumulatory oparte na licie, gdyż wyróżniają się wysokim stopniem energii właściwej oraz długim czasem eksploatacji.
Magazyny litowo-jonowe
Magazynowanie energii w akumulatorach litowo-jonowych (Li-lon) jest najpopularniejszym rozwiązaniem w przypadku PV. Urządzenia tego typu osiągają sprawność gromadzenia na poziomie 90%, co oznacza, że nawet przy niższej wadze akumulatora można zgromadzić w nim więcej energii. Zapewniają również wysoką gęstość mocy, która pomaga podtrzymywać działanie wielu sprzętów jednocześnie. Magazyny litowo-jonowe wyróżniają się dużą liczbą cykli ładowania i rozładowywania, co w dużej mierze decyduje o ich długiej żywotności. Z uwagi na wszystkie te czynniki są to najczęściej wybierane magazyny energii do domu.
Li-lon
Jednym z rodzajów akumulatorów typu Li-lon są baterie litowo-żelazowo-fosforanowe, które choć są rozwiązaniem stosunkowo nowym to zdobyły uznanie ze względu na wykorzystanie bezpieczniejszych i tańszych materiałów. Cechują się dużą stabilności w przypadku wyższych temperatur oraz odpornością na samorozładowanie. Posiadają dość dużą pojemność i szybki proces ładowania, a ich średni czas eksploatacji wynosi kilka tysięcy cykli ładowania.
NMC
Ciekawą alternatywą wykorzystywaną również w domach są baterie niklowo-manganowo-kobaltowe, czyli typu NCM. Jest to rozwiązanie zapewniające najwyższą gęstość energii, przy zachowaniu relatywnie atrakcyjnych cen. Akumulatory NMC świetnie sprawdzają się w przypadku przyjmowania dużych energii poza szczytem i przy długich okresach rozładowań. Zazwyczaj spotkać je można w autobusach komunikacji miejskiej.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe
Są to tradycyjne magazyny energii, które stosuje się głównie w samochodach spalinowych, jednak rzadko są stosowane w fotowoltaice. Wynika to z faktu, że w instalacjach fotowoltaicznych często dochodzi do całkowitego lub znacznego rozładowania akumulatorów, co w przypadku technologii kwasowo-ołowiowej oznaczałoby duży spadek żywotności. Co więcej, magazyny energii tego typu zamontowane w PV wymagałyby okresowego wyrównywania poziomu elektrolitu i mierzenia jego gęstości. Urządzenia dobrze znoszą jednak krótkotrwały pobór dużego prądu, z czego wynika ich popularności jako akumulatorów rozruchowych.
Magazyny żelowe
Żelowa konsystencja wynika ze zmieszania kwasu siarkowego z krzemionką. Jest to rozwiązanie służące zarówno do podtrzymywania energii w systemach komputerowych (UPS), jak i instalacjach fotowoltaicznych. Magazyny żelowe wyróżniają się większą odpornością na rozwarstwienie się elektrolitu w trakcie wolnego ładowania, wyższą sprawnością ładowania i mniejszą podatnością na starzenie niż klasyczne akumulatory kwasowo-ołowiowe. Dobrze znoszą dłuższe okresy, w których nie są całkowicie naładowane. Natomiast kiepsko radzą sobie podczas głębokiego rozładowania oraz pracy w niskich temperaturach.
Akumulatory AGM
W tym przypadku elektrolitem jest nasączona mata wykonana z włókna szklanego, dzięki czemu nie dochodzi do wycieków substancji w przypadku pojawienia się uszkodzeń mechanicznych. W przeciwieństwie do tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych magazyny energii AGM można montować w każdej pozycji. Baterie zachowują swoją wydajnością podczas odprowadzania ciepła, które wytwarza się w trakcie przepływu prądu. Warto również zwrócić uwagę na wysoką gęstość energii, dzięki której ta technologia sprawdza się równie skutecznie jak magazyny żelowe w zastosowaniach cyklicznych. Wadą jest natomiast niewielka liczba cykli pełnego naładowania i rozładowania.
Jak dobrać magazyn energii?
Przy wyborze magazynu energii należy przede wszystkim kierować się jego przeznaczeniem. W przypadku fotowoltaiki, akumulator powinien być dobrany do falownika. Wybór nie może być przypadkowy, ponieważ w inwerterze musi znajdować się oprogramowanie, które umożliwi gromadzenie wyprodukowanej przez panele energii. Zazwyczaj producenci falowników wskazują kilka marek magazynów energii, z którymi są kompatybilne lub tworzą własne.
Do współpracy z magazynami energii dla domu wybiera się najczęściej falowniki hybrydowe. W przeciwieństwie do niezbyt popularnych w Polsce inwerterów typy off-grid, mogą one pracować zarówno przy włączonej, jak i odciętej (np. w wyniku awarii) sieci elektroenergetycznej.
Pojemność magazynu energii zależy przede wszystkim do jego planowanego zastosowania:
- Zwiększenie autokonsumpcji – instalacja fotowoltaiczna będzie w ciągu dnia ładować akumulator, a nocy (czy innych sytuacjach, gdy produkcja nie zaspokoi bieżącego zapotrzebowania na prąd) zasilać sprzęt domowy z ze zgromadzonych zasobów.
- Zasilanie awaryjne – magazyn energii może podtrzymać działanie najważniejszych sprzętów w przypadku przerwy w dostawie prądu z sieci (funkcja back-up).
Standardowa instalacja fotowoltaiczna typu on-grid, czyli bez możliwości podpięcia do magazynu energii i stale wpięta do sieci, potrzebuje stabilnego połączenia z siecią elektroenergetyczną. W przypadku awarii, fotowoltaika również przestaje działać. W dobie coraz częstszych przerw w dostawach prądu z sieci, bardzo ważna staje się funkcja back-up. Jeśli planujesz inwestycję w fotowoltaikę, zdecyduj się na falownik hybrydowy, po czym dobierz magazyn energii do domu. W ten sposób zabezpieczysz się na przyszłość!
