Wysokiej klasy magazyn energii to znakomite uzupełnienie instalacji fotowoltaicznej, niezależnie od tego, czy pracuje ona w gospodarstwie domowym, czy firmie. Dzięki niemu możesz jeszcze lepiej zabezpieczyć się przed wahaniami cen prądu, a także przerwami w jego dystrybucji. Aby jednak magazyn energii mógł służyć ci latami, musisz wybrać model dostosowany do swoich potrzeb. Dowiedz się, jak to zrobić i jak wybrać najlepsze na rynku urządzenie.
Czym jest i do czego służy magazyn energii?
Magazyn energii to urządzenie służące do gromadzenia nadwyżek energii elektrycznej wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną. Dzięki niemu można je wykorzystać w późniejszym czasie, gdy produkcja prądu z paneli słonecznych jest niewystarczająca, na przykład w nocy lub w pochmurne dni. Za sprawą magazynu energii właściciele instalacji PV mogą zwiększyć swoją niezależność energetyczną, minimalizując konieczność korzystania z energii z sieci.
Standardowe urządzenie tego typu składa się z:
- baterii – główny komponent, w którym przechowywana jest energia, obecnie najczęściej stosowane są baterie litowo-jonowe, ze względu na ich wysoką efektywność i długą żywotność;
- system zarządzania baterią (BMS) – odpowiada za monitorowanie pracy ogniw, zabezpieczenie przed przeładowaniem, nadmiernym rozładowaniem oraz przegrzewaniem, co zwiększa bezpieczeństwo i żywotność magazynu;
- falownika (inwertera) – przekształca prąd stały, przechowywany w baterii, na prąd zmienny, który można wykorzystać w gospodarstwie domowym;
- kontrolera ładowania – reguluje przepływ energii pomiędzy instalacją fotowoltaiczną a baterią, zapewniając optymalne ładowanie i rozładowanie magazynu energii.
Gdy instalacja fotowoltaiczna produkuje więcej energii, niż jest zużywane, nadwyżka trafia do magazynu energii. W momentach, gdy zapotrzebowanie na nią przewyższa produkcję, jest ona wykorzystywana do zasilania domowych urządzeń. Cały system działa automatycznie, dzięki czemu właściciele fotowoltaiki mogą korzystać z prądu z magazynu bez konieczności podejmowania jakichkolwiek działań.
Jak wybrać idealny magazyn energii do Twojego domu?
Wybór odpowiedniego magazynu energii do domu to ważny krok w stronę niezależności energetycznej oraz decyzja, która pozwoli rozwinąć funkcjonalność instalacji PV. Fachowcy zajmujący się montażem podkreślają, że przy zakupie należy uwzględnić kilka istotnych kwestii, które wpłyną na zadowolenie użytkownika oraz pełne wykorzystanie potencjału magazynowania energii.
Pojemność magazynu energii
Jednym z najważniejszych parametrów jest pojemność baterii, czyli ilość energii, jaką magazyn może przechować. W tej kwestii warto wziąć pod uwagę średnie zużycie prądu w domu oraz moc fotowoltaiki. Przykładowo: zbyt duży magazyn w stosunku do instalacji będzie kosztowny, a jego pełne naładowanie może być rzadko możliwe.
Rodzaj baterii
Na rynku dostępne są różne typy baterii, a do najpopularniejszych należą m.in.: modele litowo-jonowe i litowo-żelazowo-fosforanowy. Eksperci sugerują, aby zainwestować w ten drugi rodzaj, gdyż urządzenia te cechują się większą trwałością i lepszymi parametrami użytkowymi.
Kompatybilność z systemem fotowoltaicznym
Magazyn energii powinien być w pełni kompatybilny z istniejącą instalacją fotowoltaiczną. Dlatego należy zwrócić uwagę, czy współpracuje on z falownikiem i może przechowywać nadwyżki prądu pochodzące z modułów oraz domową siecią.
Sprawność systemu magazynowania
Sprawność magazynu energii określa, jaka część zmagazynowanej energii może być wykorzystana w praktyce. Im jest ona wyższa, tym mniejsze będą straty podczas magazynowania i przekształcania. Warto zwrócić uwagę na efektywność zarówno ładowania, jak i rozładowania magazynu – najlepiej wybierać systemy o sprawności powyżej 90%.
Bezpieczeństwo i gwarancja
Dobrej jakości magazyny energii są wyposażone w zaawansowane systemy zabezpieczające, takie jak ochrona przed przeładowaniem, nadmiernym rozładowaniem, czy przegrzewaniem. Istotną funkcją jest również tryb backup, który pozwala na pracę bez napięcia z sieci. Dzięki niemu w razie braku prądu nadal będzie mogła ona dostarczać energię.
Przy wyborze konkretnego rodzaju baterii warto się również sugerować żywotnością akumulatora. W zależności od modelu, może ona wynosić od kilku do nawet kilku tysięcy cykli. Warto pamiętać, że wpływ na żywotność mają także czynniki środowiskowe, w tym m.in. miejsce pracy baterii. Z tego powodu magazyny energii wymagają instalacji w pomieszczeniu ze sprawną wentylacją, aby zapewnić odpowiednie chłodzenie i zapobiegać przegrzewaniu urządzenia podczas pracy.
Jeśli chodzi o gwarancję, zazwyczaj obejmuje ona okres od 5 do 10 lat. Warto jednak zwrócić uwagę nie tylko na czas trwania gwarancji, ale również na liczbę gwarantowanych cykli ładowania, co może być równie istotnym wskaźnikiem trwałości sprzętu.
Koszt instalacji i zwrot z inwestycji
Cena magazynu energii zależy od jego pojemności, technologii i marki. Warto jednak uwzględnić nie tylko koszty początkowe, ale również oszczędności, jakie przyniesie urządzenie w długim okresie. Należy rozważyć, ile energii zmagazynowanej można wykorzystać, a ile byłoby odprowadzane do sieci bez systemu magazynowania. Dla wielu użytkowników, szczególnie mieszkających w miejscach, gdzie ceny prądu są wysokie, inwestycja zwraca się w ciągu kilku lat.
Przeczytaj także: Ulga termomodernizacyjna a magazyny energii – czy to się opłaca?
Porównanie technologii magazynowania energii – co wybrać dla siebie?
Istnieje kilka technologii magazynowania energii, jakie stosują producenci urządzeń łączonych z instalacjami PV. Różnią się one od siebie pod względem efektywności, kosztów, trwałości oraz przeznaczenia. Każda z nich ma swoje mocne i słabe strony, dlatego warto dokładnie przeanalizować możliwości, zanim zdecydujesz się na konkretny system.
Baterie litowo-jonowe (Li-ion)
Baterie litowo-jonowe są obecnie najpopularniejszym rozwiązaniem stosowanym w systemach magazynowania energii domowej. Technologia ta opiera się na zastosowaniu litu, który pozwala na gęste przechowywanie energii przy relatywnie niewielkich rozmiarach baterii.
Zalety:
- wysoka efektywność – sprawność magazynowania i rozładowywania energii na poziomie 90–95%;
- długa żywotność – baterie te mogą przepracować nawet do 10 000 cykli ładowania, co przekłada się na 10–15 lat pracy;
- niewielkie straty energii – w procesie ładowania i rozładowania straty energii są minimalne;
- szybki czas ładowania – w porównaniu do innych technologii, baterie litowo-jonowe ładują się stosunkowo szybko.
Wady:
- wyższa cena – koszt początkowy zakupu baterii litowo-jonowych jest wyższy niż innych technologii;
- wrażliwość na wysokie temperatury – baterie te mogą być mniej wydajne w warunkach ekstremalnych temperatur, co wymaga odpowiedniego systemu chłodzenia.
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4)
To nowoczesna technologia magazynowania energii, charakteryzująca się wysoką trwałością i bezpieczeństwem. Dzięki stabilnej chemii są idealnym rozwiązaniem w systemach fotowoltaicznych, pojazdach elektrycznych i magazynach energii.
Zalety:
- długa żywotność – baterie te mogą wytrzymać od 2000 do 4000 cykli ładowania, a to daje nawet 10 lat pracy;
- wysokie bezpieczeństwo – stabilność chemii LiFePO4 zmniejsza ryzyko zapłonu, nawet w trudnych warunkach;
- niska degradacja – baterie wolniej tracą swoją pojemność w porównaniu do innych technologii;
- wysoka efektywność – sprawność magazynowania energii wynosi nawet 90-98%, co przekłada się na mniejsze straty energii;
- szeroki zakres temperatur – baterie te mogą pracować w szerszym zakresie temperatur, to zaś zwiększa ich uniwersalność.
Wady:
- wyższy koszt – początkowy koszt zakupu baterii LiFePO4 jest wyższy niż dla starszych technologii, np. kwasowo-ołowiowych;
- większe gabaryty – mimo że są bardziej kompaktowe od kwasowo-ołowiowych, są nieco większe i cięższe niż baterie litowo-jonowe;
- niższa gęstość energii – baterie te przechowują mniej energii na jednostkę masy niż tradycyjne litowo-jonowe, co może być ograniczeniem w zastosowaniach wymagających małych rozmiarów.
Baterie przepływowe (redoks)
Baterie przepływowe działają na zasadzie wymiany jonów pomiędzy dwoma roztworami, co pozwala na magazynowanie dużej ilości energii.
Zalety:
- bardzo długa żywotność – te baterie mogą pracować przez dziesięciolecia bez znaczącego spadku efektywności, co czyni je dobrym wyborem dla dużych instalacji;
- możliwość magazynowania dużych ilości energii – baterie przepływowe nadają się do dużych systemów fotowoltaicznych, magazynujących znaczne ilości energii;
- łatwa skalowalność – w prosty sposób można zwiększać pojemność magazynowania przez dodanie większej ilości roztworów.
Wady:
- wysoki koszt początkowy – inwestycja w baterie przepływowe jest bardzo kosztowna, co sprawia, że rzadko są stosowane w domowych systemach.
- składniki chemiczne – technologia ta wymaga użycia specjalnych chemikaliów, które mogą być trudne w przechowywaniu i serwisowaniu w warunkach domowych.
Superkondensatory
Superkondensatory to zaawansowane urządzenia magazynujące energię, które przechowują ją w polu elektrycznym, a nie w procesach chemicznych jak w bateriach.
Zalety:
- szybki czas ładowania i rozładowania – superkondensatory mogą niemal natychmiast ładować i rozładowywać energię;
- bardzo długa żywotność – są praktycznie niezniszczalne, mogą działać przez setki tysięcy cykli ładowania;
- bezpieczeństwo – nie ma ryzyka eksplozji czy przegrzania, jak w przypadku innych technologii.
Wady:
- niska pojemność magazynowania – superkondensatory są świetne do krótkoterminowego magazynowania energii, ale nie nadają się do przechowywania jej na dłuższe okresy;
- wysoki koszt – mimo że technologia ta staje się coraz bardziej dostępna, jej koszt wciąż jest wysoki.
Wybór odpowiedniej technologii zależy od wielu czynników, takich jak budżet, potrzeby energetyczne domu oraz planowane zastosowanie. W większości gospodarstw domowych sprawdzą się baterie litowo-jonowe, które są wydajne i trwałe. W przypadku dużych instalacji PV, np. firmowych, lepszym rozwiązaniem mogą być baterie przepływowe i superkondensatory.
Przed podjęciem decyzji, warto skonsultować się ze specjalistą, który pomoże dobrać odpowiedni system do specyfiki danego gospodarstwa domowego. Najlepiej zrobi to ekipa odpowiedzialna za pierwotny system PV.
Najważniejsze parametry, na które powinieneś zwrócić uwagę
Jeśli masz na oku konkretny magazyn energii, koniecznie zapoznaj się z jego parametrami technicznymi. Ta wiedza pozwoli ci na optymalne dopasowanie baterii do potrzeb domu, a tym samym uniknięcie zbyt wysokich kosztów.
- Pojemność (kWh)
Pojemność to jeden z najważniejszych parametrów, określający ilość energii, jaką magazyn może przechować. Wyrażana w kilowatogodzinach (kWh), oznacza, ile prądu można zmagazynować i później wykorzystać do zasilania domu. Sprawdzając parametry sprzętu, możemy spotkać sięz dwoma oznaczeniami: pojemnością nominalną i użyteczną.
Ta pierwsze określa całkowitą ilość energii, którą magazyn jest w stanie przechować. Dla przykładu, urządzenie o pojemności 10 kWh może zasilić sprzęty zużywające 1 kW przez 10 godzin. W przypadku drugiego oznaczenia mowa o ilość energii, którą można pobrać z magazynu. Zwykle pojemność użyteczna jest mniejsza od nominalnej, ponieważ magazyny energii nigdy nie rozładowują się całkowicie, aby chronić baterie przed uszkodzeniem.
- Moc wyjściowa (kW)
Moc wyjściowa magazynu energii, wyrażona w kilowatach (kW), określa, jaką maksymalną ilość energii magazyn jest w stanie dostarczyć w danym momencie. W praktyce oznacza to, jakie urządzenia mogą być jednocześnie zasilane. Moc wyjściowa wpływa na to, czy magazyn będzie w stanie obsłużyć duże obciążenia, takie jak systemy grzewcze, klimatyzacyjne czy urządzenia AGD.
Oprócz tego możemy spotkać się z dwoma innymi oznaczeniami: mocą ciągłą (oznaczającą maksymalną moc, jaką magazyn może dostarczać przez dłuższy czas) oraz szczytową (ile energii jest w stanie dostarczyć urządzenie w krótkim czasie, np. podczas uruchamiania lodówki czy pompy).
Warto także zwrócić uwagę na maksymalne obciążenie na fazę, szczególnie w systemach trójfazowych, gdyż wpływa ono na to, ile energii może być dostarczone równomiernie do poszczególnych urządzeń. Ma to znaczenie przy zasilaniu większych instalacji elektrycznych.
- Sprawność (Efficiency)
Określa ona, jaka część zmagazynowanej energii może zostać odzyskana w momencie jej wykorzystania. Wyrażana w procentach (%), sprawność określa, ile prądu tracimy w procesie magazynowania i rozładowywania. Na przykład, jeśli magazyn ma sprawność na poziomie 90%, oznacza to, że 10% energii jest tracone, a 90% można odzyskać i wykorzystać do zasilania urządzeń.
W kontekście tego parametru można spotkać się również z określeniem sprawności ładowania (jak efektywnie magazyn pochłania energię z instalacji fotowoltaicznej) i rozładowywania (ile energii tracimy procesie poboru z magazynu).
- Żywotność (Life Cycle)
Żywotność magazynu energii mierzona jest w cyklach ładowania-rozładowania. Określa ona, ile razy urządzenie może zostać naładowane i rozładowane, zanim jego pojemność spadnie do nieakceptowalnego poziomu. Każdy cykl ładowania i rozładowania zmniejsza pojemność baterii, co po pewnym czasie prowadzi do jej zużycia.
Producenci stosują również oznaczenie żywotności cykli. Jest to liczba pełnych cykli, jaką bateria może wytrzymać, zanim jej efektywność spadnie np. do 80% początkowej pojemności. Typowe baterie litowo-jonowe są w stanie działać efektywnie na poziomie od 5 000–10 000 cykli.
Oprócz tego, w instrukcji magazynu energii możemy spotkać sięz pojęciem okresu eksploatacyjnego. Jest to czas, przez jaki urządzenie może efektywnie działać. Zwykle wynosi on od 10 do 15 lat, zależnie od jakości baterii i sposobu ich użytkowania.
- Głębokość rozładowania (DoD – Depth of Discharge)
Jest to procent pojemności magazynu, który można wykorzystać bez ryzyka uszkodzenia baterii. W skrócie, określa, jak bardzo urządzenie może zostać rozładowany w danym cyklu. Przykładowo: jeśli DoD wynosi 90%, oznacza to, że możesz wykorzystać 90% pojemności magazynu, a 10% pozostanie niewykorzystane, aby chronić baterię. Większa głębokość rozładowania oznacza większą użyteczność baterii. Warto jednak pamiętać, że zbyt głębokie rozładowanie może skrócić jej żywotność.
- Czas ładowania i rozładowania
Czas ładowania określa, jak długo trwa ładowanie magazynu energii do pełna przy określonej mocy. Ten parametr jest istotny, zwłaszcza gdy urządzenie ma być szybko naładowane w ciągu dnia, aby wieczorem dostarczać energię. Z kolei czas rozładowania zależy od tego, jak szybko energia jest zużywana przez sprzęty domowe codziennego użytku. Magazyny o wyższej mocy wyjściowej są w stanie dostarczać więcej energii w krótszym czasie.
- Temperatura pracy
Parametr ten odnosi się do zakresu temperatur, w których magazyn może działać bez utraty wydajności. Większość baterii, szczególnie litowo-jonowych, najlepiej działa w temperaturze od 10°C do 30°C. Ekstremalne, zarówno wysokie, jak i niskie, mogą negatywnie wpływać na wydajność oraz żywotność magazynu.
- Zabezpieczenia i system zarządzania baterią (BMS)
System zarządzania baterią to układ elektroniczny, który monitoruje i kontroluje pracę baterii, zapewniając bezpieczeństwo i optymalne działanie. Do głównych funkcji BMS należy m.in. ochrona przed przeładowaniem, nadmiernym rozładowaniem czy kontrola temperatury.
Szukaj dobrej klasy magazynu energii, dopasowanego do Twojej instalacji fotowoltaicznej? Postaw na prawdziwych fachowców, którzy zajmą się tym za ciebie! Twoja Energia Sp. z o.o. to firma działająca na rynku OZE od 2014 roku, zajmująca się kompleksową realizacją instalacji fotowoltaicznych, pomp ciepła oraz magazynów energii. Nie tylko projektujemy systemy OZE, ale również wspieramy prosumentów w wyborze najlepszych komponentów. Skontaktuj się z nami już dziś i postaw na sprawdzone rozwiązania z zakresu magazynowania energii!
Sprawdź także aktualnie dostępne dotacje na fotowoltaikę
