Z tego artykułu dowiesz się
Co to jest magazyn energii?
Magazyn energii to specjalistyczne urządzenie przeznaczone jak sama nazwa wskazuje do magazynowania energii. Definiowane jest ono przez polskie prawo jako między innymi: instalację służącą do przechowywania energii, przyłączoną do sieci, mającą zdolność do dostawy energii elektrycznej do sieci — według Ustawy o Prawie Energetycznym lub jako: Wyodrębnione urządzenie lub zespół urządzeń służących do przechowywania energii w dowolnej postaci, niepowodujących emisji będących obciążeniem dla środowiska, w sposób pozwalający co najmniej na jej częściowe odzyskanie. — według Ustawy o Odnawialnych Źródłach Energii.
Za pomocą magazynu energii można więc przechować określoną ilość wyprodukowanej energii na przykład za pomocą OZE, a tym samym przesunąć jej zużycie w czasie, kiedy jej zapotrzebowanie będzie zwiększone. Ponadto magazynowanie energii elektrycznej jest także niezwykle istotne z punktu widzenia niezależności energetycznej. Właściciele systemów magazynowania prądu są bowiem w pełni zabezpieczeni przed awariami sieci energetycznej czy też zakłóceniami jej pracy. W związku z tym na tego typu rozwiązania decyduje się coraz więcej rolników, którzy nie mogą sobie pozwolić na przerwy w dostawach energii elektrycznej, które zaburzają pracę ich gospodarstw i przynoszą straty oraz przedsiębiorcy, a nawet osoby prywatne ceniące sobie niezależność lub mieszkający w rejonach, gdzie awarie sieci energetycznych są częstym zjawiskiem. Systemy magazynowania energii są także świetnym rozwiązaniem dla posiadaczy instalacji fotowoltaicznych, gdyż dzięki nim mogą oni przechowywać swój prąd z instalacji PV, bez strat w postaci nawet 30% oddawanej energii dla dystrybutorów w przypadku współpracy z nimi na zasadach prosumenckich.
Jakie są rodzaje magazynów energii?
Magazyny energii można podzielić na kilka rodzajów ze względu na technologię magazynowania w nich prądu. Przy czym należy pamiętać, że rozpropagowane za sprawą odnawialnych źródeł energii systemy magazynowania nie są wcale nowym wynalazkiem. Pierwsze z nich pojawiły się bowiem już 100 lat temu, a wymienione ich poniżej rodzaje są wynikiem rozwoju potrzeb i tamtych technologii. Na rynku producenci magazynów energii obecnie prześcigają się w rozwiązaniach poprawiająych ich wydajność bez względu na to z jakim rodzajem magazynów mamy styczność.
Mechaniczne magazyny energii
Mechaniczne systemy magazynowania energii są jednymi z najpopularniejszych rodzajów magazynów energii, które mają również najdłuższą historię. Dzielą się one dodatkowo na trzy typy, wśród których wyróżnić można:
- elektrownie szczytowo-pompowe — opierające swoje działanie najczęściej na dwóch zbiornikach wodnych znajdujących się na różnych wysokościach, między którymi odbywa się przepompowywanie wody generujące energię elektryczną. Ten rodzaj magazynów energii jest w stanie osiągać sprawność na poziomie około 85%,
- zbiorniki sprężonego powietrza — które działają za pomocą sprężonego powietrza zamykanego w specjalnych pojemnikach, a następnie jest uwalnianego podczas zwiększonego zużycia energii, dzięki temu uwalniany jest z nich prąd,
- koła zamachowe — bazujące na sprzężonym z generatorem kole zamachowym, które magazynują energię oraz uwalniają ją poprzez ich wyhamowywanie.
Mechaniczne magazyny energii ze względu na możliwość kumulowania dużej ilości prądu są najczęściej wykorzystywane przez duże przedsiębiorstwa produkcyjne lub elektrownie.
Elektryczne magazyny energii
Wśród rodzajów magazynów energii można także wyróżnić elektryczne systemy magazynowanie energii, w których skład wchodzą:
- superkondensatory,
- nadprzewodnikowe zasobniki energii.
Pierwsze z elektrycznych magazynów energii bazują, jak sama nazwa wskazuje na superkondensatorach mających wysoką pojemność do tysiąca razy większą niż zwykły kondensator. Energia gromadzona jest w nich za pomocą statycznego ładunku w polu elektrycznym, dzięki temu mogą być one często rozładowywane i ładowane. Wobec tego coraz częściej stosowane są jako magazyny energii w przypadku instalacji PV o dużej mocy. Z kolei drugie z nich do magazynowania energii elektrycznej wykorzystują prąd stały przepływający przez cewkę z materiału nadprzewodzącego i w ten sposób energia magazynowana jest w polu magnetycznym powstającym przez schładzanie danego materiału.
Elektrochemiczne magazyny energii
Ostatnim z rodzajów najpopularniejszych magazynów energii są natomiast, powszechnie stosowane w przypadku odnawialnych źródeł energii, magazyny elektrochemiczne. Składają się one najczęściej z akumulatorów na przykład kwasowo-ołowiowych, do których trafia prąd wyprodukowany przez panele fotowoltaiczne zamiast do sieci elektroenergetycznej. W zależności od magazynowanej w nich ilości energii stosowane w tym przypadku akumulatory litowo jonowe lub kwasowo ołowiowe mają różną pojemność, a więc także cenę.
Aby móc za pomocą tego typu magazynu energii kumulować energię pochodzącą z odnawialnych źródeł niezbędne jest podłączenie ich do paneli fotowoltaicznych za pomocą specjalnych inwerterów, które nie tylko przekazują do baterii nadwyżki energii, ale także zapobiegają ich cofnięcia, a tym samym uszkodzeniom całej fotowoltaiki. Pomimo to są one jednak wciąż jednym z najpopularniejszych systemów magazynowania wykorzystywanych przez właścicieli instalacji fotowoltaicznych, gdyż pozwalają na przechowywanie energii bez strat, a także współpracują z instalacjami off-grid (niepodłączonymi do zasilania elektrycznego), przez co mogą być z powodzeniem wykorzystywane jako zasilanie awaryjne.
Jaki rodzaj magazynów energii jest najlepszy dla gospodarstw domowych?
Nadwyżki prądu generowane przez instalacje fotowoltaiczne w ciągu dnia lub słonecznych miesięcy oraz częste awarie sieci energetycznej sprawiają, że właściciele domów posiadających tego typu rozwiązanie na swoich dachach coraz częściej rozważają montaż magazynu energii. Wśród wymienionych rodzajów magazynów najlepszym rozwiązaniem jest więc dla nich system z wykorzystaniem baterii litowo jonowych mocy do maksymalnie 10 kWh, który jest w stanie zmagazynować taką ilość prądu, aby móc w pełni zaspokoić ich poziom zapotrzebowania na energię w czasach jej zmniejszonej produkcji przez panele czy też awarii i to nawet przez kilka dni, o ile ich moc będzie odpowiednio dobrana. Magazyny mechaniczne są bowiem zbyt duże dla ich potrzeb, z kolei wykorzystanie systemu elektrycznego sprawdzi się raczej w przypadku produkcji prądu przez farmy fotowoltaiczne, a nie przydomowe instalacje. Przy czym należy pamiętać, że koszty tego typu magazynu energii podłączonego do instalacji są obecnie wciąż wysokie. Dlatego też, aby inwestycja ta była w pełni opłacalna, dobrane akumulatory w magazynie powinny być o właściwej pojemności, tak aby przechowywanie w nich prądu było korzystniejsze od rozliczania jego nadwyżek w elektrowni.
Podsumowując, magazyny energii to rozwiązanie, które stosowane jest w branży energetycznej od lat. W związku z tym wśród nich wyróżnia się trzy najpopularniejsze rodzaje wyszczególnione na podstawie technologii przechowywania energii elektrycznej. Przy magazynowaniu energii z produkcji przez instalacje fotowoltaiczne najlepiej natomiast postawić na modele wyposażone w system baterii — akumulatorów, o odpowiedniej mocy, które są najlepszymi magazynami energii obecnie na rynku dla tego typu przeznaczenia.
