Magazyn energii do fotowoltaiki

Jednym z wyzwań stojących przed fotowoltaiką jest sposób przechowywania energii. W najpopularniejszym obecnie systemie on-grid nadwyżki wyprodukowanego prądu oddawane są do sieci, co wygodne, ale ma kilka wad. Nie dość, że powoduje to sporą stratę energii, to na dodatek prowadzi do lokalnego przeciążenia sieci przesyłowej. Rozwiązaniem tej kwestii jest magazyn energii do fotowoltaiki, czyli wydajnych i pojemnych akumulatorów, do których wędruje niewykorzystana energia.

Zastosowanie magazynów energii ma coraz większe znaczenie. Liczba mikroinstalacji fotowoltaicznych zwiększa się niemal w wykładniczym tempie. O ile w przypadku niewielu instalacji PV nadwyżki mogły być rozłożone na wiele gospodarstw domowych, to w dużym zagęszczeniu domowych elektrowni słonecznych rozdystrybuowanie wytworzonego prądu w godzinach szczytu może być problemem. Z tego względu Ministerstwo Klimatu i Środowiska zapowiedziało już zmiany w dofinansowaniu Mój Prąd 4.0, które kładą większy nacisk na wykorzystanie domowych magazynów energii.

Dlaczego warto magazynować prąd z instalacji fotowoltaicznej?

Podstawowym celem zastosowania magazynów energii jest zwiększenie autokonsumpcji. W obowiązującym systemie opustów (net-metering) prosument wytwarzający energię elektryczną ze słońca może oddać nadwyżki do sieci, a następnie odebrać je w późniejszym czasie. Ten sposób umożliwia uzupełnienie niedoborów energii nocą, w trakcie zimy, czy podczas niesprzyjających warunków pogodowych. Wiąże się to jednak z prowizją dystrybutora, która wynosi 20% oddanej energii lub 30%, w przypadku gdy moc mikroinstalacji fotowoltaicznej przekracza 10 kWp.

Takie rozwiązanie generuje straty, ale zwalnia inwestorów z zakupu magazynów energii. Stąd też znaczna większość budowanych w Polsce mikroinstalacji PV to systemy on-grid, ściśle współpracujące z siecią. Nie mają one możliwości magazynowania wyprodukowanej energii, a rolę wirtualnego magazynu pełni sieć. Mankamentem systemu jest przeciążenie sieci w trakcie wyjątkowo słonecznych dni, gdy chwilowa produkcja jest najwyższa. Może to prowadzić lokalnie do wzrostu napięcia w sieci, a nawet do czasowego odłączenia falowników od sieci.

Własny magazyn energii do fotowoltaiki sprawi, że niewykorzystana w danym czasie energia zasili pojemne akumulatory, które dostarczą prąd w chwilach niedoboru. Zaletą hybrydowej instalacji fotowoltaicznej jest też uniezależnienie od dostaw prądu. W przypadku klasycznej instalacji on-grid podczas awarii sieci przesyłowej dom i tak zostaje odcięty od prądu, a fotowoltaika nie dostarcza energii. Dzieje się tak nawet w słoneczne dni, gdy generowany uzysk wystarczyłby do zaspokojenia całkowitego zapotrzebowania energetycznego budynku. Fotowoltaika z magazynem energii rozwiązuje ten problem, bowiem podczas braku prądu cała energia pochodzi z ogniw fotowoltaicznych i naładowanych wcześniej akumulatorów.

Koniec net-meteringu a inwestycje w magazyny energii do fotowoltaiki

Ważnym czynnikiem wpływającym na korzyści z instalacji magazynów energii jest zmiana przepisów dotyczących OZE. 1 kwietnia 2022 roku przestaje obowiązywać rozliczenie w systemie opustów, a zastępuje je net-billing. To forma, w której nadwyżki odsprzedawane są dystrybutorowi zgodnie z aktualnymi cenami hurtowymi. Wyprodukowana energia nie może więc zostać odebrana w późniejszym czasie – prosument musi zakupić ją w cenie rynkowej. W praktyce cena zakupu prądu jest dwukrotnie wyższa od odsprzedaży, dlatego traktowanie sieci jako wirtualnego magazynu energii staje się nieopłacalne. Byłoby to równoznaczne z możliwością odebrania jedynie ok. 50% wyprodukowanej energii.

Warto podkreślić, że dla instalacji wybudowanych i zgłoszonych przed 1 kwietnia 2022, system rozliczeń pozostaje bez zmian jeszcze przez długi czas. Dotychczasowi użytkownicy fotowoltaiki mają gwarancję korzystania z systemu opustów przez 15 lat od momentu podłączenia instalacji do sieci. Prosumenci decydujący się na instalację po 31 marca mogą jednak zdecydowanie podwyższyć opłacalność inwestycji, rozbudowując fotowoltaikę o magazyny energii. Wówczas nadwyżki prądu nie będą odsprzedawane, a gromadzone w akumulatorach. Dzięki temu w późniejszym czasie gospodarstwo domowe wykorzysta 100% darmowej energii ze słońca. Oczywiście nie zmienia to zasad rozliczeń i prosument może w dalszym ciągu odsprzedawać energię po zapełnieniu magazynów. Może ją także kupować po wyczerpaniu akumulatorów. To kluczowa przewaga instalacji hybrydowej nad fotowoltaiką off-grid, bazującą w całości na bankach energii.

Jak magazynować prąd z fotowoltaiki?

Istnieje wiele sposobów na magazynowanie energii z odnawialnych źródeł. Energia produkowana przez panele fotowoltaiczne, elektrownie wodne czy farmy wiatrowe może być kumulowana w elektrowniach szczytowo-pompowych, kopalniach zamienianych na zbiorniki ciśnieniowe czy na dnie akwenów. Te formy magazynowania energii dotyczą jednak dużych elektrowni i odpowiadają za przemysłową skalę. W gospodarstwie domowym wyprodukowana energia gromadzona jest głównie w cieple (gorąca woda), a także w akumulatorach, czyli magazynach energii.

Akumulatory do fotowoltaiki współpracują z hybrydowym falownikiem, który kieruje do nich niewykorzystany prąd ze słońca. Magazyny mogą pracować w różnych trybach, np. backupu lub wsparcia zmniejszającego zużycie energii z sieci. W akumulatorach stosuje się różnego rodzaju ogniwa, np. żelazowe, kwasowo-ołowiowe czy litowo-jonowe, znane chociażby ze smartfonów, laptopów czy tabletów. Najlepszym wyborem do fotowoltaiki są jednak ogniwa litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4). Charakteryzują się dużą trwałością, umożliwiają głębokie rozładowywanie i nie mają efektu pamięci obniżającego sprawność. Dodatkowo zapewniają nawet 6-8 tys. cykli ładowania bez znaczącej utraty pojemności.

Akumulatory LiFePO4 cechują się też niskimi wartościami samorozładowania, co oznacza, że mogą przechowywać energię przez dłuższy czas. Pracują w szerokim zakresie temperatur, od -10 do 45 stopni Celsjusza, dlatego chętnie wykorzystywane są też na łodziach lub w kamperach. Produkuje się je z metali lekkich i nie zawierają toksycznych związków chemicznych, więc są bezpieczne dla zdrowia domowników oraz dla środowiska. Ułatwia to także ich późniejszy recykling.

Magazyn energii dla domowej fotowoltaiki – jaki wybrać?

Wybór magazynów energii do instalacji fotowoltaicznej nie powinien być podyktowany wyłącznie ceną. Ogniwa o dużej mocy muszą posiadać certyfikaty i atesty zaświadczające o bezpieczeństwie oraz trwałości parametrów, np. EN50549, NCRFG czy 62109. Każdy magazyn energii musi mieć także fabryczne zabezpieczenie zapobiegające przegrzewaniu baterii oraz porażeniu prądem. Wysokie standardy bezpieczeństwa idą zazwyczaj w parze z niezawodnością urządzenia, dlatego czołowi producenci magazynów energii obejmują urządzenia 10-letnią gwarancją. Krótka gwarancja na akumulatory do fotowoltaiki powinna być sygnałem ostrzegawczym. Warto również rozróżnić gwarancję na działanie urządzenia oraz na utrzymanie wysokiej sprawności.

Dobór własnego magazynu energii do fotowoltaiki musi uwzględnić także zapotrzebowanie energetyczne budynku. Zakup zbyt pojemnych akumulatorów nie ma ekonomicznego sensu, bowiem w większości przypadków wykorzystywany będzie jedynie niewielki procent pojemności. Z drugiej strony zbyt mały magazyn energii nie dostarczy energii na długo i może zmusić do oszczędnego gospodarowania prądem. Warto podkreślić, że liczy się nie tylko pojemność baterii, ale i dostarczana moc. O ile jednofazowa instalacja pobiera ok. 7,5 kW, instalacje trójfazowe mogą w jednej chwili konsumować nawet 15 kW.

Wielkość magazynu energii dobierana jest najczęściej na podstawie łącznej mocy najważniejszych urządzeń, takich jak: lodówka, kuchenka elektryczna, pompa obiegowa ogrzewania, pompa ciepła, router, oświetlenie, systemy bezpieczeństwa itd. Dobrze dobrany magazyn energii do fotowoltaiki powinien także umożliwiać swobodne korzystanie z urządzeń RTV i AGD, tj. komputera, telewizora, pralki czy zmywarki. Jeśli magazyn ma pełnić rolę backupu na wypadek przerw w dostawie prądu, warto dobrać taką moc, która zapewni energię przez kilkanaście godzin. Jeśli jednak magazyn ma jedynie wspierać instalacje w momentach niedoboru, dobrym pomysłem jest instalacja akumulatorów o mocy 30% średniego rocznego zużycia energii.

Dofinansowanie do magazynów energii 2022

Pozostała najważniejsza kwestia dotycząca magazynów energii – cena. Koszt instalacji akumulatorów do fotowoltaiki gromadzących prąd z OZE jest stosunkowo wysoki i wynosi ok. 2-5 tys. zł za 1 kWh. Zakup magazynów o pojemności 10 kWh, gwarantujący zasilanie przez kilkanaście godzin, to wydatek rzędu 20-40 tys. zł netto, w zależności od rodzaju ogniw. Dodatkowo należy doliczyć koszt wymiany falownika na hybrydowy lub dostosowania instalacji do obsługi akumulatorów. Niektóre magazyny mają wbudowany inwerter, który rozwiązuje ten problem.

Na szczęście koszty instalacji z magazynami energii nie muszą być w 100% pokrywane przez inwestora. Na zakup i montaż komponentów można uzyskać dofinansowanie z programu Mój Prąd. Czwarta odsłona programu dopłat do instalacji OZE wyróżnia się skupieniem na autokonsumpcji energii, co zachęca do zakupu magazynów energii. To również najlepszy czas na zakup systemów magazynowania ciepła, punktów ładowania samochodów elektrycznych czy inteligentnych systemów sterowania prądem w domu.

Według zapowiedzi NFOŚiGW zakup instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii będzie premiowany, a dopłata może wynieść do 50% kosztów kwalifikowanych. Wysokość dopłat na magazyny energii w 2022 roku nie jest jeszcze znana, ale z pewnością będą one przyjęte korzystniej niż chociażby nieoprocentowane pożyczki. Jeśli dopłata wyniesie ok. 25 do 50% kosztów, wzbogacenie instalacji o magazyn energii stanie się bardzo korzystne, zwłaszcza wobec rosnących cen prądu. Z rządowych dopłat będzie można pokryć nie tylko same urządzenia, ale projekt systemu, przygotowanie wniosku, montaż instalacji czy doradztwo technologiczne.

Oprócz programu Mój Prąd 4.0, inne dostępne dofinansowania zakupu magazynów energii to Fundusz Modernizacyjny czy Agroenergia, adresowana do rolników. Instalacja magazynów gromadzących energię na terenach wiejskich jest szczególnie ważna, a powodem jest zły stan sieci energetycznej.

Przygotowania na przyszłość

Na fotowoltaikę z magazynami energii warto zdecydować się już teraz. To inwestycja, która nie tylko pozwoli uniezależnić się od wysokich i ciągle rosnących cen prądu, ale i zabezpiecza przed blackoutem. Przerwy w dostawie prądu to coraz bardziej realny scenariusz, który mocno zaszkodzi gospodarstwom domowym uzależnionym od energii elektrycznej. Domy ogrzewane pompą ciepła powinny mieć zabezpieczenie na wypadek awarii. Dotyczy to zwłaszcza nieruchomości, które leżą na obszarze obsługiwanym przez przestarzałą sieć przesyłową, niedostosowaną do współczesnych wymagań. Należy też pamiętać, że wsie i przedmieścia mają najczęściej niższy priorytet podczas napraw, więc przerwy mogą trwać nawet kilkanaście godzin. Aby dobrać optymalną pojemność akumulatorów i przeanalizować scenariusze dla Twojego domu, skontaktuj się z doradcą Solmix – Hurtownia magazynów energii do fotowoltaiki.

Chcesz dowiedzieć się więcej na temat magazynów energii? Sprawdź najlepsze magazyny energii w 2022 roku.

Napisz do nas i zapytaj o ofertę magazynów energii do fotowoltaiki.