Jak magazynować prąd z fotowoltaiki?

Z czego wynikają nadwyżki energii produkowanej przez panele fotowoltaiczne?

Instalacje fotowoltaiczne powinny być przede wszystkim zaprojektowane tak, aby idealnie zaspokajały zapotrzebowanie energetyczne ich właścicieli o każdej porze dnia oraz roku. Mają one więc produkować prąd, wykorzystując energię słoneczną w takiej ilości, aby nie było jej ani za mało, ani za dużo. To tyle, jeśli chodzi o teorie, ponieważ działanie nawet najlepiej zoptymalizowanej instalacji fotowoltaicznej według zapotrzebowania energetycznego zależy od energii słonecznej, która dociera do paneli, a ta jak wiadomo jest różna w zależności od pory dnia czy roku.

W związku z tym panele fotowoltaiczne najwięcej energii elektrycznej produkują w godzinach południowych i popołudniowych, kiedy słońce znajduje się w zenicie, a także latem, kiedy dni są w naszej strefie klimatycznej najdłuższe. Zimą produkcja natomiast spada. Potrzebne jest więc rozwiązanie, które umożliwi na jej magazynowanie w okresach nadwyżki produkcji i zmniejszonego zużycia energii oraz wykorzystywanie w okresach zmniejszonej wydajności paneli i zwiększonej ilości zużycia, aby oszczędności, jakie przynosi instalacja fotowoltaiczna były faktycznie jak największe. Co istotne tego typu rozwiązania potrzebne są nie tylko w przypadku przydomowych systemów, ale także farm fotowoltaicznych.

Jakie są sposoby magazynowania energii?

Problem związany z magazynowaniem prądu, a następnie możliwością odbierania go w okresach, kiedy zachodzi taka potrzeba, doprowadził do powstania dwóch różnorodnych rozwiązań, z których mogą skorzystać właściciele paneli, wykorzystujących promienie słoneczne do produkcji energii elektrycznej. Są nimi wobec tego:

• magazyny energii oparte na między innymi akumulatorach. Moce magazynów energii są różne.
• net-metering, który jest jednak rozwiązaniem, na które nałożone są pewne ograniczenia.

Aby móc więc podjąć właściwą decyzję co do tego, jak powinno się w danym przypadku odbywać magazynowanie prądu pochodzącego z instalacji fotowoltaicznej, należy w pierwszej kolejności poznać, na czym polega każde z rozwiązań oraz jakie ma wady i zalety.

Na czym polega magazynowanie energii poprzez net-metering?

Net-metering, czyli nic innego jak oddanie nadwyżek wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne energii do sieci elektroenergetycznej uznawany jest za najprostszy sposób magazynowania energii i odbierania jej w okresach zwiększonego zapotrzebowania, którego nie jest w stanie zaspokoić fotowoltaika. Takie rozwiązanie możliwe jest dzięki wprowadzonej w życie w 2016 roku ustawie o OZE na podstawie umowy prosumenckiej z osobą prywatną lub firmą produkującą prąd z odnawialnych źródeł energii na własny użytek. Wymaga więc ono zastosowania specjalnego licznika dwukierunkowego, mającego za zadanie mierzenie ilości oddanej do sieci energii oraz następnie odebranej, a instalacja musi działać w systemie on-grid.

Samo rozliczenie z zakładem energetycznym w tym przypadku odbywa się natomiast na zasadzie bilansowej w okresach rocznych, przy zastosowaniu właściwych przeliczników według których:

• za 1 kWh prądu oddanego do sieci można odebrać 0,8 kWh w sytuacji, kiedy fotowoltaika ma moc do 10 kW,
• za 1 kWh prądu oddanego do sieci można odebrać 0,7 kWh w sytuacji, kiedy fotowoltaika ma moc powyżej 10 kW, jednak nie więcej niż 50 kW.

W praktyce oznacza to więc, że osoby posiadające zainstalowaną fotowoltaikę o mocy 5 kWp, które oddadzą na przykład w lipcu 300 kWh energii elektrycznej do sieci energetycznej, a resztę prądu zużyją na własne potrzeby, będą mogły odebrać od dystrybutora zaledwie 80% prądu w ciągu 365 dni. Czyli jedynie 240 kWh, bez żadnych opłat.

Istotną informacją w przypadku net-meteringu jest jednak to, że z tego rozwiązania będą mogły skorzystać wyłącznie osoby, które zamontują instalację fotowoltaiczną do końca grudnia 2021 roku. Od 1 stycznia 2022 roku planowana jest bowiem zmiana zasad rozliczania prosumentów. Według nowych ustaleń mają oni więc nie mieć już możliwości korzystania z systemu opustów w postaci oddawania nadwyżek energii do sieci, a jedynie sprzedaży i odkupu i to po wyższej cenie wynoszącej dla 1 MWh energii elektrycznej przy sprzedaży zaledwie 256 złotych, natomiast przy zakupie aż 667 złotych. Wpłynie to na opłacalność inwestycji w magazyny energii. O tym w jak dużym stopniu możemy sprawdzić wykorzystując nasz kalkulator magazynów energii.

Kto może oddawać energię elektryczną do sieci elektroenergetycznej?

Z net-meteringu, czyli systemu opustów będącego jednym ze sposobów na magazynowanie energii mogą skorzystać osoby będący prosumentami. Czyli zgodnie z ustawą o OZE osoby wytwarzające prąd z energii słonecznej poprzez fotowoltaikę o mocy do 50 kW, a więc nie tylko ci, którzy mają zamontowane panele fotowoltaiczne na dachu domu, ale także przedsiębiorcy, którzy swojej działalności nie opierają na produkcji energii. Dodatkowo zgodnie z planowanymi zmianami w przepisach zasady dotyczące procentowego rozliczania magazynowanych nadwyżek prądu z dystrybutorami będą dotyczyć tylko posiadaczy fotowoltaiki zamontowanej do 31 grudnia 2021 roku.

Wady i zalety oddawania energii do sieci

Chcąc więc podsumować rozwiązanie pozwalające magazynować energię elektryczną u dystrybutorów, należy wymienić jego zalety, którymi są:

• brak kosztów ponoszonych na dodatkowe urządzenia,
• możliwość odebrania oddanego do sieci prądu przez 365 dni od momentu transakcji,

Jeśli chodzi natomiast o wady net-meteringu są nimi:

• procentowe rozliczenie, według którego można odzyskać jedynie maksymalnie 80% energii elektrycznej od dystrybutora,
• instalacja musi działać w systemie on-grid, co nie zawsze jest możliwe,
• planowane zmiany w przepisach, które wykluczą to rozwiązanie dla osób planujących montaż fotowoltaiki po nowym roku.

Na czym polega magazynowanie energii w akumulatorach?

Kolejną z metod na magazynowanie energii pochodzącej z nadwyżek generowanych przez systemy fotowoltaiczne są natomiast magazyny energii, których najpopularniejszym rodzajem są po prostu akumulatory, choć wyróżnić można także urządzenia do magazynowania energii bazujące na procesach:

• termicznych,
• chemicznych,
• elektrycznych,
• mechanicznych.

Najpopularniejszy w przypadku fotowoltaiki magazyn energii bazujący na akumulatorach, które są najczęściej modelami litowo-jonowymi lub kwasowo-ołowiowymi pozwala na użytkowanie go nawet w przypadku instalacji fotowoltaicznych działających w systemie off-grid (niepodłączonych do sieci energetycznej), dzięki temu jest doskonałym rozwiązaniem pozwalającym kumulować nadwyżki energii nawet w miejscach, gdzie nie ma elektryczności. Dzięki akumulatorom połączonym w szeregowo-równoległe grupy uzyskuje się odpowiednie parametry napięciowo-prądowe magazynów energii, których moc może sięgać nawet kilkaset megawatów, a one same mogą magazynować duże ilości energii. Oznacza to więc, że opcja ta sprawdzi się z powodzeniem także w przypadku posiadaczy fotowoltaiki o dużej mocy, np. rolników czy przedsiębiorców, którzy chcą magazynować nadwyżki energii ze względu na bezpieczeństwo energetyczne, a następnie wykorzystywać je jako zasilanie awaryjne.

Jak działają magazyny energii?

Magazynowanie prądu produkowanego przez panele fotowoltaiczne za pomocą akumulatorów opiera się na podobnej zasadzie jak w przypadku baterii w telefonach czy innych urządzeniach elektronicznych. Nadwyżki energii odprowadzane są więc za pomocą specjalnego falownika nie do sieci energetycznej, a do akumulatorów, gdzie następnie jest ona przechowywana oraz pozyskiwania w razie wystąpienia zapotrzebowania na prąd, którego nie jest w stanie zaspokoić instalacja fotowoltaiczna.

Aby móc więc stworzyć instalację produkującą prąd z promieni słonecznych połączoną z magazynem energii, należy zastosować odpowiednie urządzenia, takie jak:

• akumulatory, które za pomocą ładowania kumulują prąd z promieni słonecznych,
• inwerter zapobiegający przeładowaniu akumulatorów oraz cofaniu się prądu do paneli,
• inwerter wyspowy w przypadku instalacji on-grid.

Przy czym największym kosztem są same akumulatory. Ich ceny potrafią bowiem wynosić nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych. Istnieje jednak szansa, że Polska pójdzie w ślad za chociażby naszymi zachodnimi sąsiadami i wprowadzi dotacje na montaż tego typu technologii, dzięki której energia produkowana w czasie największego nasłonecznienia będzie mogła być kumulowana, obniżając tym samym koszt takich inwestycji.

Wady i zalety składowania prądu z użyciem magazynów energii

Podstawową wadą magazynów energii, w których urządzeniem magazynującym ją jest akumulator, jest wspomniana już wcześniej cena, a także konieczność wygospodarowania odpowiedniego miejsca na ich montaż. Dodatkowo stosując akumulator, należy pamiętać również, że wydajność jego pracy jest w pewien sposób ograniczona. W związku z tym z roku na rok jego pojemność może spadać. Pomimo to tego typu urządzenie wciąż posiada więcej zalet niż chociażby najpopularniejsze obecnie na rynku rozwiązanie będące net-meteringiem. Ponieważ kumulując energię za pomocą ładowania akumulatorów dodatkowo można:

• regulować moc bierną oraz napięcie elektryczne,
• kontrolować poziom zużycia energii,
• zlikwidować zakłócenia wpływające na jakość prądu,
• zmniejszać skutki niebezpiecznych przepięć oraz przeciążeń sieci energetycznej,
• kumulować nadwyżki z fotowoltaiki bez strat w postaci 20 lub 30% oddawanego prądu dla dystrybutora.

Innowacyjna polska metoda na wykorzystywanie nadwyżek energii elektrycznej pochodzącej z energii słonecznej

Ciekawym rozwiązaniem, choć nie związanym stricte z magazynowaniem prądu pochodzącego z fotowoltaiki jest natomiast wykorzystanie technologii opracowanej przez firmę ze Zgorzelca, dzięki której energię elektryczną produkowaną w szczytowych godzinach można zamienić na gotówkę. Polega ona bowiem na zamienieniu energii produkowanej za pomocą paneli fotowoltaicznych w moc obliczeniową, która następnie jest przesyłana do miejsc, w których w danym czasie jest na nią największe zapotrzebowanie na przykład do wyliczania danych podczas procesów badawczych na uniwersytetach, za co wypłaty mają dostawać osoby, których systemy biorą udział w tym procesie. Technologia ta nie weszła jeszcze na rynek, jednak obecnie stale trwają prace nad jej udoskonaleniem. Oznacza to więc, że w przyszłości właściciele urządzeń fotowoltaicznych zyskają jeszcze jedną opcję na wykorzystanie nadwyżek z własnych elektrowni słonecznych. Na razie jednak obecny rynek pozwala na magazynowanie energii przede wszystkim na dwa wymienione w tym artykule sposoby.

Magazyn energii czy net-metering? Co bardziej się opłaca?

Jak więc widać osoby, których fotowoltaika produkuje energię w nadwyżkach, mogą ją magazynować poprzez zastosowanie specjalnych urządzeń oraz akumulatorów lub rozliczenia z siecią energetyczną, którą dysponuje dystrybutor, z którym mają podpisaną umowę. Ranking magazynów energii to miejsce gdzie znajdziecie najlepsze na rynku rozwiązania. Aby móc wobec tego określić, które z tych rozwiązań jest lepsze, należy przede wszystkim dokładnie przeanalizować wady i zalety obu z nich. Systemy z magazynami energii wymagają bowiem zastosowania specjalnego urządzenia, którego koszt jest dla wielu osób wydatkiem ponad ich budżet, jednak zapewniają pełną niezależność energetyczną oraz brak strat, jeśli chodzi o samo wykorzystywanie mocy. Z kolei systemy oparte na net-meteringu są wygodną opcją, z której mogą również skorzystać firmy posiadające niewielką instalację fotowoltaiczną. Dodatkowo nie potrzebują do swojej pracy specjalnego urządzenia, oprócz licznika dwukierunkowego. Jednak sieć wykorzystywana jako magazyn do kumulowania energii z fotowoltaiki to nawet jej 30% straty podczas odbioru.