Energia elektryczna jest potrzebna niemal w każdym obszarze codziennego życia i prowadzenia działalności gospodarczej. Korzystamy z niej do ogrzewania, oświetlenia, zasilania urządzeń, pracy maszyn i obsługi systemów informatycznych. Jednocześnie coraz więcej gospodarstw domowych i przedsiębiorstw inwestuje we własne źródła energii, przede wszystkim w instalacje fotowoltaiczne. Pojawia się jednak ważne pytanie: co zrobić z prądem, który zostaje wyprodukowany w momencie, gdy nie jest potrzebny?
Jednym z rozwiązań jest magazyn energii. Urządzenie pozwala przechować część nadwyżek i wykorzystać je w późniejszym czasie. Dzięki temu energia wyprodukowana w ciągu dnia może zasilać dom lub firmę również wieczorem, nocą albo w okresach mniejszej produkcji z paneli fotowoltaicznych.
Jak działa magazyn energii?
Najprościej mówiąc, magazyn energii jest urządzeniem, które gromadzi energię elektryczną i oddaje ją wtedy, gdy pojawia się zapotrzebowanie. W instalacjach współpracujących z fotowoltaiką nadwyżka prądu wyprodukowanego przez panele może być kierowana do magazynu zamiast trafiać w całości do sieci.
Kiedy produkcja z fotowoltaiki spada, a dom lub przedsiębiorstwo nadal potrzebuje energii, system może pobierać ją z wcześniej naładowanego magazynu. Sposób działania zależy od konfiguracji instalacji, zastosowanego falownika i systemu zarządzania energią.
Magazyn nie produkuje prądu samodzielnie. Jego zadaniem jest przesunięcie w czasie wykorzystania energii, która została wcześniej wytworzona lub pobrana z innego źródła. To ważna różnica, ponieważ pojemność urządzenia, moc ładowania i rozładowania oraz sposób sterowania wpływają na to, jak dobrze będzie ono odpowiadać potrzebom użytkownika.
Magazyn energii w domu jednorodzinnym
W gospodarstwie domowym produkcja i zużycie energii często nie pokrywają się w czasie. W ciągu słonecznego dnia domownicy mogą przebywać poza budynkiem, a największe zapotrzebowanie pojawia się dopiero po południu i wieczorem. W takiej sytuacji część energii z fotowoltaiki może zostać wykorzystana później, jeśli instalacja współpracuje z odpowiednio dobranym magazynem.
Rozwiązanie może być szczególnie interesujące dla osób korzystających z pompy ciepła, klimatyzacji, urządzeń elektrycznych lub ładowarki samochodu. Warto jednak pamiętać, że magazyn nie powinien być dobierany wyłącznie na podstawie liczby domowników czy powierzchni budynku.
Podstawą jest analiza zużycia energii. Znaczenie mają między innymi:
ilość energii pobieranej z sieci w ciągu doby,
godziny największego zapotrzebowania,
moc istniejącej instalacji fotowoltaicznej,
możliwości techniczne falownika,
planowane urządzenia, które mogą zwiększyć zużycie prądu,
oczekiwany zakres zasilania awaryjnego.
Warto również rozróżnić magazynowanie energii na potrzeby codziennego zużycia od funkcji zasilania awaryjnego. Nie każdy system automatycznie zapewnia zasilanie domu podczas awarii sieci. Wymaga to odpowiedniej konfiguracji urządzeń i wydzielenia obwodów, które mają być podtrzymywane.
Magazynowanie energii w przedsiębiorstwie
W firmach potrzeby energetyczne bywają znacznie bardziej zróżnicowane. Mały lokal usługowy, warsztat, magazyn i zakład produkcyjny mają inne profile zużycia oraz odmienne wymagania dotyczące ciągłości zasilania.
Dla przedsiębiorstwa magazyn energii może pełnić kilka funkcji. Jedną z nich jest zwiększenie wykorzystania energii z własnej instalacji fotowoltaicznej. Prąd wyprodukowany w czasie, gdy zapotrzebowanie jest mniejsze, może zostać wykorzystany w późniejszych godzinach pracy.
Drugim zastosowaniem może być wsparcie wybranych odbiorników podczas przerw w dostawie energii, o ile system został odpowiednio zaprojektowany do pracy awaryjnej. W niektórych obiektach ważne jest utrzymanie działania systemów informatycznych, urządzeń sterujących, chłodzenia lub wybranych maszyn. W takich przypadkach kluczowe są nie tylko pojemność magazynu, lecz także jego moc i sposób przełączania źródła zasilania.
Przedsiębiorstwa powinny również analizować profil obciążenia w ciągu dnia, charakter pracy urządzeń i ewentualne ograniczenia przyłączeniowe. Dopiero na tej podstawie można określić, czy magazyn energii będzie uzasadnioną inwestycją i jaką funkcję powinien pełnić.
Jak dobrać pojemność magazynu?
Jednym z częstszych błędów jest wybór magazynu wyłącznie na podstawie jego pojemności wyrażonej w kilowatogodzinach (kWh). To ważny parametr, ale nie jedyny. Równie istotna jest moc, z jaką urządzenie może przyjmować i oddawać energię, oraz sposób współpracy z pozostałymi elementami instalacji.
Przykładowo, duża pojemność nie musi oznaczać możliwości jednoczesnego zasilania wielu energochłonnych urządzeń. Jeśli moc rozładowania jest zbyt niska, magazyn może nie sprostać chwilowemu zapotrzebowaniu budynku.
Przy wyborze warto przeanalizować rzeczywiste dane dotyczące zużycia energii, a nie opierać się wyłącznie na szacunkach. Pomocne są rachunki za prąd, dane z licznika lub systemu monitorującego instalację fotowoltaiczną. W przypadku firm przydatne mogą być również informacje o obciążeniu poszczególnych maszyn i godzinach pracy.
Należy też sprawdzić kompatybilność magazynu z falownikiem, wymagania dotyczące montażu, zabezpieczenia oraz możliwości rozbudowy systemu w przyszłości.
Bezpieczeństwo i zarządzanie energią
Magazyn energii jest elementem instalacji elektrycznej, dlatego jego montaż powinien być poprzedzony oceną warunków technicznych. Ważne są miejsce instalacji, zalecenia producenta, zabezpieczenia, wentylacja i dostęp serwisowy. Urządzenie powinno być zamontowane zgodnie z dokumentacją techniczną oraz obowiązującymi wymaganiami.
Istotną rolę odgrywa również system zarządzania energią, określany skrótem EMS. Może on analizować produkcję z fotowoltaiki, zużycie budynku, poziom naładowania magazynu i zapotrzebowanie poszczególnych odbiorników. Na tej podstawie steruje przepływem energii w ramach możliwości zastosowanej instalacji.
Dobrze skonfigurowany system pomaga lepiej wykorzystywać energię na miejscu. W bardziej rozbudowanych instalacjach może współpracować również z pompą ciepła, ładowarką samochodu elektrycznego lub innymi urządzeniami.
Czy magazyn energii zawsze się opłaca?
Nie w każdym przypadku inwestycja przyniesie takie same korzyści. Opłacalność zależy od ceny urządzenia, kosztów montażu, profilu zużycia, wielkości instalacji fotowoltaicznej, sposobu rozliczania energii i warunków eksploatacji.
Dla jednego gospodarstwa domowego najważniejsze będzie zwiększenie wykorzystania własnego prądu, dla innego możliwość podtrzymania działania wybranych urządzeń podczas awarii. W przedsiębiorstwie znaczenie może mieć ograniczenie poboru energii w określonych godzinach lub poprawa ciągłości pracy.
Dlatego przed zakupem warto porównać kilka wariantów i określić, jaką funkcję magazyn ma rzeczywiście spełniać. Nie zawsze największe urządzenie będzie najlepszym wyborem. Czasem bardziej racjonalny jest system o mniejszej pojemności, ale lepiej dopasowany do profilu zużycia i możliwości instalacji.
Magazyny energii jako element nowoczesnej infrastruktury
Rozwój fotowoltaiki sprawił, że coraz większą uwagę zwraca się na sposób wykorzystania wyprodukowanego prądu. Magazyny energii pozwalają lepiej dopasować moment produkcji do momentu zużycia, a odpowiednio zaprojektowane systemy mogą dodatkowo wspierać zasilanie wybranych odbiorników w sytuacjach awaryjnych.
W przypadku nowych inwestycji warto uwzględnić możliwość montażu magazynu już na etapie projektowania instalacji elektrycznej i fotowoltaicznej. Przy istniejących systemach należy natomiast sprawdzić parametry falownika, zabezpieczenia i warunki techniczne rozbudowy.
KORMAT Energy realizuje rozwiązania z zakresu fotowoltaiki, magazynowania energii i instalacji elektrycznych dla domów oraz przedsiębiorstw. Przy planowaniu inwestycji ważne jest całościowe spojrzenie na system: od źródła energii, przez magazyn i falownik, aż po odbiorniki, które mają z niego korzystać.
Magazynowanie energii nie jest rozwiązaniem identycznym dla każdego budynku. Najlepsze efekty daje wtedy, gdy technologia odpowiada rzeczywistym potrzebom użytkownika, a wszystkie elementy instalacji zostały właściwie dobrane i skonfigurowane.