Magazynowanie energii elektrycznej z fotowoltaiki – co warto wiedzieć?
Nawet najbardziej zagorzały fan odnawialnych źródeł energii musi zgodzić się ze stwierdzeniem, że sporym ograniczeniem paneli fotowoltaicznych jest produkcja prądu tylko wtedy, gdy świeci słońce. Od dawna szuka się skutecznych rozwiązań tego problemu. Coraz częściej pojawiają się pytania, w jaki sposób można magazynować energię z fotowoltaiki. Okazuje się, że nie jest to wcale takie trudne, a przy tym zapewnia szereg korzyści. Omawiamy najpopularniejsze rozwiązania, wskazując ich zasady działania, a także zalety i wady.
Czy można magazynować prąd z fotowoltaiki?
Panele słoneczne mają jedno zadanie — wykorzystać energię pochodzącą ze słońca. Dziesiątki ogniw fotowoltaicznych wewnątrz paneli generuje ładunek elektryczny pod wpływem promieniowania słonecznego, wytwarzając prąd stały, który następnie w falowniku przekształcany jest na prąd zmienny. Gdy słońce nie świeci, ogniwa fotowoltaiczne nie mogą wytwarzać energii elektrycznej. Jeśli więc chcesz korzystać z prądu w nocy i w pochmurne dni, konieczne jest dodatkowe źródło energii.
Większość obiektów z systemami fotowoltaicznymi jest podłączona do sieci energetycznej. To tzw. systemy on-grid. W sytuacji, w której instalacja słoneczna nie wytwarza prądu, może być on czerpany właśnie od publicznych dostawców. Jeśli panele wyprodukują nadwyżkę energii, zostanie ona odesłana do sieci, a prosument będzie miał 12 miesięcy na jej wykorzystanie w innym terminie. Taki sposób rozliczeń instalacji fotowoltaicznych i magazynowania energii to net-billing. Nieco szerzej opiszemy go w kolejnych akapitach.
Wiesz już, że magazynowanie energii słonecznej z instalacji PV jest możliwe. Warto jednak podkreślić, że panele nie muszą być podłączone do sieci energetycznej. Mogą działać w systemie off-grid. To rozwiązanie wykorzystuje magazyn energii (zazwyczaj są to akumulatory), w którym można gromadzić prąd i odbierać go wtedy, gdy jest potrzebny.
Fotowoltaika magazynowanie energii – jakie są zalety takiego rozwiązania?
Zgromadzona nadwyżka energii z fotowoltaiki może być bardzo przydatna do tego, aby w pełni wykorzystać system paneli słonecznych. Rozwiązanie to ma kilka istotnych zalet, do których zaliczamy:
– równoważenie obciążeń elektrycznych – jeśli energia elektryczna nie jest magazynowana, musi być zużyta w momencie jej wytworzenia. Jej przechowywanie umożliwia natomiast wykorzystanie prądu w godzinach szczytowych, czyli przede wszystkim wieczorami, kiedy wydajność fotowoltaiki jest bardzo niska lub nawet zerowa. Odciąża to sieci energetyczne – energia jest gromadzona, gdy produkcja jest wysoka i zapotrzebowanie niskie, a następnie uwalniana, gdy produkcja maleje, a zapotrzebowanie rośnie,
– wypełnianie luk w dostawie prądu – sieć energetyczna jest podatna na zakłócenia oraz przerwy w dostawie energii. Akumulatory pozwalają uniezależnić się od dostawcy prądu i zabezpieczyć na wypadek wystąpienia jakichkolwiek problemów z przepływem energii. To szczególnie istotne w sytuacji, w której Twoja firma korzysta z urządzeń, wymagających stałego, stabilnego zasilania,
– niższe koszty energii elektrycznej – akumulatory do magazynowania energii z fotowoltaiki pozwalają w maksymalnie efektywny sposób wykorzystywać odnawialne źródło energii, znacznie obniżając tym samym wysokość rachunków.
Jak magazynować energię elektryczną– net-billing
Pierwszy sposób na to, jak magazynować energię elektryczną wytworzoną przez urządzenia energetyki odnawialnej, to zmodyfikowana wersja sposobu rozliczania, które znamy już od kilku lat, czyli systemu net-metering. Aktualnie nosi on nazwę net-biling. Zasada działania jest prosta – prąd produkowany przez panele słoneczne zostaje najpierw zużyty na potrzeby określonego obiektu (w domyśle – Twojej firmy), a cała niewykorzystana nadwyżka zostaje przesłana do sieci za określoną cenę. To tam przechowywana jest energia, którą masz prawo odebrać, gdy Twoja instalacja fotowoltaiczna nie pracuje. Musisz jednak za pobrany prąd zapłacić. Całość opiera się o depozyt prosumencki, na który wpływają i z którego pobierane są środki za wyprodukowany oraz zużyty prąd.
Jak długo można magazynować energię elektryczną z fotowoltaiki w tym rozwiązaniu? Na wykorzystanie nadwyżek masz 12 miesięcy od dnia przypisania określonej kwoty na koncie. Jeśli po tym terminie dla danego miesiąca zostaną środki, operator zwróci Ci je w wysokości 20% wartości energii wprowadzonej do sieci.
Jak magazynować energię słoneczną – akumulatory i superkondensatory
Coraz popularniejszym, najefektywniejszym dziś sposobem magazynowania energii elektrycznej, wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną, są akumulatory. W tym przypadku zazwyczaj cały system działa off-grid, czyli bez podłączenia do sieci. Zasada jego funkcjonowania jest prosta – wszystkie nadwyżki prądu pobiera urządzenie do magazynowania energii elektrycznej. Gdy pojawia się konieczność pokrycia bieżącego zapotrzebowania na prąd, a instalacja fotowoltaiczna nie działa, energia jest pobierana z akumulatora. W ten sposób maksymalizuje się zyski z OZE.
Aktualnie najczęściej wykorzystywanymi urządzeniami do magazynowania prądu są akumulatory litowo-jonowe oraz kwasowo-ołowiowe, ale coraz chętniej stosuje się również nowoczesne modele litowo-żelazowo-fosforanowe, zapewniające dłuższą żywotność i większą wydajność. Ciekawym rozwiązaniem może być również superkondensator – to urządzenie wykorzystujące pole elektryczne wytworzone między elektrodami węglowymi. Ma bardzo dobrą żywotność (nawet ponad 20 lat) i wysoką sprawność, ale dość szybko się rozładowuje.
Na pewno zastanawiasz się, ile kosztuje magazynowanie energii z fotowoltaiki w akumulatorach? Na takie urządzenie o pojemności 10 kWh trzeba wydać ok. 25 tys. zł. To jednak niejedyny dodatkowy koszt. Instalacja z magazynem energii potrzebuje również specjalnego inwertera, który zapobiega nadmiernemu naładowaniu, przeładowaniu oraz cofaniu się prądu z akumulatora. Taki sprzęt dostępny jest na rynku w cenie ok. 5 tys. zł. Wszystkie wymienione koszty możesz oczywiście obniżyć, korzystając z dofinansowań lub dotacji.
