Magazynowanie energii z fotowoltaiki - jak to działa?

Magazynowanie energii z fotowoltaiki - jak to działa?
Autor Irena Marciniak
Irena Marciniak15.09.2023 | 5 min.

Magazynowanie energii produkowanej z instalacji fotowoltaicznej stało się w ostatnich latach niezwykle popularnym i pożądanym rozwiązaniem. Pozwala ono na efektywne wykorzystanie wytworzonej energii elektrycznej, zwiększenie autokonsumpcji oraz zapewnienie niezależności energetycznej użytkownikom instalacji PV. Wytworzona energia elektryczna w systemie fotowoltaicznym może być bezpośrednio wykorzystywana na bieżące potrzeby, magazynowana w akumulatorach na później lub oddawana do sieci energetycznej. Jednak ze względu na zmienną produkcję prądu z odnawialnych źródeł, jakimi są panele fotowoltaiczne, pojawia się potrzeba jej magazynowania. Pozwala to na zrównoważenie produkcji i zużycia energii elektrycznej w gospodarstwie domowym czy firmie.

Magazynowanie energii w systemach fotowoltaicznych

Magazynowanie energii z instalacji fotowoltaicznej odbywa się najczęściej z wykorzystaniem akumulatorów i baterii. Umożliwiają one gromadzenie nadwyżek wyprodukowanej energii elektrycznej i ich późniejsze wykorzystanie w momentach zwiększonego zapotrzebowania lub przy braku produkcji z PV. Akumulatory ładują się w ciągu dnia, kiedy jest nadprodukcja prądu, a energia z nich pobierana jest wieczorem i w nocy. Rozwiązanie to pozwala na znaczne ograniczenie ilości energii pobieranej z sieci.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Najpopularniejszym i najczęściej stosowanym typem akumulatorów w systemach fotowoltaicznych są akumulatory kwasowo-ołowiowe. Charakteryzują się stosunkowo niską ceną i prostą budową. Ich żywotność szacowana jest na ok. 5-10 lat. Mają stosunkowo dużą pojemność, sięgającą nawet kilku tysięcy watogodzin (Wh). Są odporne na głębokie rozładowania. Wadą jest stosunkowo niska gęstość energii i duża masa.

Akumulatory litowo-jonowe

Nowszym i coraz częściej stosowanym typem są akumulatory litowo-jonowe. Charakteryzują się znacznie mniejszą masą i gabarytami w stosunku do pojemności. Mają też dłuższą żywotność szacowaną na 10-15 lat. Wadami są wyższa cena oraz wrażliwość na przeładowania i głębokie rozładowania.

Akumulatory sodowo-siarkowe

Rzadziej stosowanym rozwiązaniem są akumulatory sodowo-siarkowe. Odznaczają się bardzo dużą gęstością energii, długą żywotnością nawet 20 lat i niskim kosztem. Jednak ze względu na wysoką temperaturę pracy muszą być ogrzewane, co zwiększa koszty eksploatacji.

Zasada działania magazynów energii

Proces ładowania akumulatorów

Proces ładowania akumulatorów w systemach fotowoltaicznych polega na zamianie nadwyżki wytworzonej energii elektrycznej z ogniw PV w energię chemiczną i zmagazynowaniu jej w akumulatorze. Odbywa się to poprzez przepływ prądu stałego i reakcje chemiczne zachodzące w elektrodach dodatniej i ujemnej.

Proces rozładowywania akumulatorów

Rozładowywanie akumulatora polega na przemianie energii chemicznej zgromadzonej podczas ładowania z powrotem w energię elektryczną. Umożliwia to zasilanie odbiorników prądu w momencie większego zapotrzebowania niż produkcja z fotowoltaiki.

Straty energii podczas magazynowania

Podczas procesu magazynowania energii w akumulatorach dochodzi do pewnych strat spowodowanych oporami wewnętrznymi ogniw oraz samorozładowaniem. Straty te zależą od typu akumulatora i warunków eksploatacji. Typowo wynoszą od kilku do kilkunastu procent miesięcznie.

Dobór pojemności magazynu energii

Uwzględnienie zapotrzebowania na energię

Aby poprawnie dobrać wielkość magazynu energii dla danej instalacji PV, należy w pierwszej kolejności określić zapotrzebowanie na energię elektryczną w gospodarstwie domowym lub firmie. Pozwoli to dostosować pojemność magazynu do realnych potrzeb.

Bilansowanie produkcji i zużycia energii

Kluczowe jest też zbilansowanie produkcji energii z instalacji fotowoltaicznej i jej zużycia na miejscu. Analiza profilu produkcji i konsumpcji pozwoli określić optymalną wielkość magazynu energii.

Optymalizacja pojemności magazynu

Zbyt mały magazyn spowoduje marnotrawstwo nadwyżek energii, a zbyt duży - zbędne koszty inwestycji. Stąd celowe jest dobranie pojemności zapewniającej możliwie wysoki poziom autokonsumpcji przy racjonalnych nakładach.

Korzyści z magazynowania energii z fotowoltaiki

Magazynowanie energii z fotowoltaiki - jak to działa?

Zwiększenie autokonsumpcji energii

Magazyn energii pozwala na akumulowanie nadwyżek produkcji z instalacji PV i wykorzystanie ich wtedy, gdy panele nie pracują. Dzięki temu rośnie autokonsumpcja "zielonej energii".

Oszczędność kosztów energii

Większa autokonsumpcja przekłada się bezpośrednio na mniejsze rachunki za prąd z sieci. Magazyn energii to inwestycja, która się zwraca w określonym czasie.

Zwiększenie niezależności energetycznej

Posiadanie własnego magazynu energii zapewnia większą niezależność od dostaw z sieci i wahań cen prądu. To także zabezpieczenie na wypadek awarii zasilania.

Wyzwania związane z magazynowaniem energii

Wysokie koszty magazynów energii

Mimo spadku cen w ostatnich latach, magazyny energii nadal stanowią znaczną część kosztów inwestycji w fotowoltaikę z akumulacją. Ogranicza to popularność tego rozwiązania.

Ograniczona żywotność akumulatorów

Typowy okres eksploatacji akumulatorów to 10-15 lat. Konieczna jest ich wymiana, co generuje dodatkowe koszty. Istotne jest stosowanie wysokiej jakości akumulatorów.

Bezpieczeństwo użytkowania magazynów

Akumulatory mogą być potencjalnie niebezpieczne, jeśli są nieprawidłowo eksploatowane. Wymagają zapewnienia odpowiednich warunków pracy i użytkowania. Należy przestrzegać zasad bezpieczeństwa.

Podsumowanie

Magazynowanie energii z instalacji fotowoltaicznych stało się niezwykle popularnym rozwiązaniem, które zapewnia szereg korzyści. Pozwala maksymalizować wykorzystanie wytworzonego prądu, ograniczyć rachunki za energię i zwiększyć niezależność energetyczną użytkowników. Kluczowe jest odpowiednie dobranie typu i pojemności magazynu do potrzeb i charakterystyki systemu PV. Mimo pewnych wyzwań, magazyn energii to inwestycja, która znacząco poprawia efektywność instalacji fotowoltaicznej.

5 Podobnych Artykułów:

  1. Ile kosztuje 1 kWh energii z fotowoltaiki w 2023 roku?
  2. Optymalizatory fotowoltaiczne: kluczowe fakty o energii słonecznej.
  3. Jak dobrać optymalną moc instalacji fotowoltaicznej? Poradnik
  4. Oszczędzanie wody - jak to robić skutecznie w domu i ogrodzie?
  5. Magazynowanie energii z fotowoltaiki - jakie rozwiązania wybrać w 2023?
tagTagi
shareUdostępnij
Autor Irena Marciniak
Irena Marciniak

Jako pasjonatka ekologii i zielonej energii, na blogu publikuję artykuły na temat najnowszych rozwiązań w fotowoltaice i technologiach opartych o OZE. Dzielę się wiedzą ekspercką w zakresie paneli słonecznych i sposobów na zielone oszczędzanie. Chcę edukować i promować ekologiczny styl życia.

Oceń artykuł
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

Komentarze (0)

email
email

Polecane artykuły