W jaki sposób można magazynować energię z fotowoltaiki?

W jaki sposób można magazynować energię z fotowoltaiki?
14 kwietnia, 2021

W jaki sposób można magazynować energię z fotowoltaiki?

Praca modułów fotowoltaicznych zależy od ilości dostępnej energii słonecznej. Zwykle zimą nie dają rady wyprodukować takiej ilości prądu, która pokryłaby zapotrzebowanie budynku. Natomiast latem zwykle mamy do czynienia z nadprodukcją. Nadwyżki energii można zagospodarować na wiele sposobów, a ten temat w ostatnim czasie cieszy się dużym zainteresowaniem. Jakie są sposoby magazynowania energii z fotowoltaiki i jaki warto wybrać?

Fotowoltaika – magazynowanie energii poprzez net-metering

Najprostszym sposobem na „magazynowanie” energii wyprodukowanej przez moduły fotowoltaiczne jest jej oddawanie do sieci w ramach umowy prosumenckiej z zakładem energetycznym. Ustawa o OZE, która weszła w życie w 2016 roku, daje możliwość stosowania tzw. net-meteringu osobom prywatnym, a po nowelizacji także małym firmom, które produkują prąd na własne potrzeby, a nie w celach zarobkowych.

Umowa prosumencka wymaga montażu licznika dwukierunkowego, który mierzy ilość oddanej i pobranej energii. Wszelkie nadwyżki są wówczas automatycznie oddawane do sieci. Rozliczenie odbywa się w formie bilansowej, co oznacza, że oddany prąd można odebrać wtedy, gdy zaistnieje taka potrzeba. Stosuje się przy tym określone przeliczniki. Za każdą 1 kWh oddaną do sieci można odebrać:

  • 0,8 kWh, jeśli instalacja ma moc do 10 kW,
  • 0,7 kWh, jeśli instalacja ma moc powyżej 10 kW.

Jest to z pewnością wygodne rozwiązanie, ale czy korzystne? Tutaj zdania są podzielone. Odpowiednio dobrane parametry instalacji fotowoltaicznej pozwalają – w połączeniu z umową prosumencką – obniżyć rachunki za prąd nawet o 90% i doprowadzić do zwrotu nakładów na inwestycję w fotowoltaikę w zaledwie kilka lat. Niektórzy jednak wolą korzystać z magazynowania energii na własną rękę. Inni po prostu nie mogą zostać prosumentami w świetle ustawy o OZE. Dla nich dostępne są inne metody magazynowania energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej.

Magazynowanie energii w akumulatorach

Instalacja fotowoltaiczna najczęściej działa w systemie on-grid – jest podłączona do sieci elektroenergetycznej. Możliwe jest jednak również korzystanie z instalacji off-grid. Wówczas oddawanie nadwyżek przekraczających własne potrzeby do sieci nie jest możliwe. Oznacza to, że trzeba posiłkować się innymi metodami magazynowania energii elektrycznej wyprodukowanej z energii słonecznej. Najpopularniejsze magazyny energii dla instalacji off-grid to po prostu akumulatory.

Nadwyżki prądu są odprowadzane z falownika nie do sieci, a do akumulatorów o określonych parametrach czy pojemności. Umożliwiają one przechowywanie konkretnych ilości prądu i korzystanie z niego w przypadku niemożności pokrycia bieżącego zapotrzebowania z energii słonecznej. Najczęściej stosuje się akumulatory kwasowo-ołowiowe oraz litowo-jonowe. Niekiedy stosuje się też nowoczesne akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe, które zapewniają dłuższy okres użytkowania, są bardziej wydajne i bezpieczniejsze od innych rodzajów baterii.

Do stworzenia instalacji off-grid korzystającej z akumulatorów w roli magazynów energii potrzebne są:

  • moduły fotowoltaiczne,
  • akumulator (lub akumulatory),
  • regulator ładowania lub inwerter, który zapobiega nadmiernemu naładowaniu, przeładowaniu oraz cofaniu się prądu z akumulatora do ogniw solarnych,
  • inwerter wyspowy.

Taki system pozwala oczywiście zachować niezależność i uniknąć strat energii związanych z net-meteringiem. Wymaga jednak zastosowania dodatkowych urządzeń oraz wygospodarowania specjalnego miejsca na magazyn energii. Akumulator zwykle montuje się w piwnicy lub w pomieszczeniu gospodarczym.

Magazynowanie energii w superkondensatorach

Możliwe jest również zastosowanie magazynu energii w postaci superkondensatora. To system podobny do tego powstającego z wykorzystaniem akumulatorów, jednak superkondensator umożliwia przechowywanie energii o większej gęstości. Oznacza to, że może oddać energię o dużej mocy. Tego typu urządzenia są też bardzo trwałe. Co więcej, z upływem czasu tracą swoje właściwości użytkowe jedynie w niewielkim stopniu. Tymczasem każdy akumulator z roku na rok jest coraz mniej wydajny.

Inne sposoby na zużycie energii wyprodukowanej w nadmiarze

Nie zawsze trzeba budować magazyn energii, by z pożytkiem wykorzystać jej nadmiar. Można również w taki sposób zmodyfikować domowe lub firmowe instalacje, by wykorzystywały prąd wyprodukowany przez panele fotowoltaiczne. Do najczęściej wykorzystywanych pomysłów należy podgrzewanie wody użytkowej dla domu lub np. zasilanie systemu klimatyzacji czy pompy ciepła.

Coraz częściej stosuje się również rozwiązania polegające na ładowaniu samochodów elektrycznych energią pozyskaną z instalacji fotowoltaicznych. Korzystają z nich szczególnie firmy, choć niewykluczone, że w przyszłości tego typu systemy będą też stosowane w domu.

Magazynowanie energii – czy to się opłaca?

Pozostaje zadać sobie pytanie: czy to się opłaca? Wiele zależy od indywidualnych parametrów systemu. Warto jednak wiedzieć, że zakup akumulatorów zwykle jest dość kosztownym przedsięwzięciem i dodatkowo wydłuża czas zwrotu kosztów budowy instalacji fotowoltaicznej. Biorąc pod uwagę fakt, że z biegiem lat żywotność akumulatora maleje, inwestycję trudno zaliczyć do szczególnie opłacalnych.

Najlepsze okazuje się wykorzystywanie jak największych ilości prądu z własnej produkcji na bieżąco – wówczas eliminuje się wszelkie straty. Dlatego też fotowoltaika zawsze powinna być dobrana do zapotrzebowania użytkownika.