Jak działają systemy magazynowania energii z fotowoltaiki?

Jak działają systemy magazynowania energii z fotowoltaiki?
Autor Adam Witkowski
Adam Witkowski18.09.2023 | 5 min.

Rosnące ceny energii elektrycznej oraz chęć uniezależnienia się od sieci zmuszają wielu właścicieli domów do poszukiwania alternatywnych źródeł zasilania. Jednym z najpopularniejszych rozwiązań jest montaż paneli fotowoltaicznych, które pozwalają na produkcję prądu ze słońca. Aby jeszcze bardziej zmaksymalizować korzyści płynące z własnej instalacji PV, warto rozważyć zainstalowanie systemu magazynowania wytworzonej energii. Jak działają systemy magazynowania energii z fotowoltaiki i jakie dają możliwości?

Rodzaje systemów magazynowania energii z fotowoltaiki

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Najpopularniejszym i najtańszym typem akumulatorów stosowanych w systemach magazynowania energii z fotowoltaiki są akumulatory kwasowo-ołowiowe. Charakteryzują się stosunkowo niską ceną oraz dobrą wydajnością przy cyklicznym ładowaniu i rozładowywaniu. Ich główną wadą jest ograniczona żywotność wynosząca zazwyczaj 5-10 lat.

Akumulatory litowo-jonowe

Akumulatory litowo-jonowe cechują się znacznie dłuższą żywotnością sięgającą 15-20 lat. Charakteryzują się również większą gęstością energii, co oznacza mniejszą masę i objętość przy tej samej pojemności. Ich wadą jest na razie dość wysoka cena.

Akumulatory przepływowe

Akumulatory przepływowe bazują na wykorzystaniu specjalnych roztworów elektrochemicznych zamiast stałych elektrod. Umożliwia to magazynowanie dużych ilości energii przy niewielkiej masie i objętości systemu. Jest to technologia wciąż rozwijana i na razie rzadko spotykana w zastosowaniach domowych.

Zasada działania akumulatorów energii

Budowa akumulatorów

Akumulatory energii elektrycznej składają się zazwyczaj z wielu połączonych szeregowo ogniw galwanicznych. Każde ogniwo zawiera elektrody (anodę i katodę) oraz elektrolit, czyli substancję umożliwiającą przepływ prądu. W akumulatorach kwasowo-ołowiowych stosuje się płyty ołowiowe i kwas siarkowy.

Magazynowanie energii elektrycznej

Podczas ładowania akumulatora na elektrodach zachodzą reakcje chemiczne, w wyniku których gromadzony jest ładunek elektryczny. Przy rozładowaniu zachodzą reakcje odwrotne, uwalniające energię elektryczną. Im większa pojemność akumulatora, tym więcej energii może zmagazynować.

Zarządzanie akumulatorami

Aby zapewnić optymalną żywotność akumulatorów, konieczne jest odpowiednie zarządzanie procesami ładowania i rozładowywania. Monitoruje się m.in. stan naładowania, prądy ładowania, temperaturę i napięcia ogniw. Zadania te realizuje układ BMS (Battery Management System).

Instalacja systemów magazynowania energii

Dobór akumulatorów i inwertera

Kluczową kwestią jest odpowiedni dobór pojemności akumulatorów. Musi ona zapewniać magazynowanie produkowanej nadwyżki energii z PV. Ważny jest też dobór mocy i typu falownika, który będzie ładował akumulatory.

Montaż i podłączenie akumulatorów

Akumulatory montuje się w pomieszczeniu technicznym lub garażu. Należy zadbać o wentylację i zabezpieczenia w razie wycieku elektrolitu. Akumulatory łączy się szeregowo i równolegle, by uzyskać wymagane napięcie systemu.

Konfiguracja sterownika i oprogramowania

Sterownik systemu magazynowania energii wymaga odpowiedniej konfiguracji trybów ładowania i rozładowywania akumulatorów. Instalator powinien również skonfigurować system monitorowania pracy instalacji.

Korzyści z magazynowania energii z fotowoltaiki

Jak działają systemy magazynowania energii z fotowoltaiki?

Niższe rachunki za prąd

Dzięki magazynowaniu energii z PV można ją zużywać w godzinach wieczornych i nocnych, kiedy nie świeci słońce. Pozwala to zmniejszyć ilość prądu pobieranego z sieci i rachunki za energię.

Zwiększenie autokonsumpcji

Akumulatory umożliwiają wykorzystanie nadwyżek produkcji energii z paneli PV zamiast oddawania jej do sieci. Zwiększa to poziom autokonsumpcji, czyli zużycia własnej energii.

Zasilanie awaryjne

System z akumulatorami stanowi zabezpieczenie na wypadek awarii sieci elektroenergetycznej. Zgromadzona energia pozwala na podtrzymanie zasilania najważniejszych urządzeń.

Wady i zagrożenia systemów magazynowania energii

Wysokie koszty inwestycji

Kompletny system magazynowania energii jest kosztowną inwestycją, która może zwrócić się dopiero po kilku latach. Należy więc dokładnie przeanalizować opłacalność takiego rozwiązania.

Ograniczona trwałość akumulatorów

Typowy okres eksploatacji akumulatorów to 5-15 lat. Po tym czasie wymagana jest ich wymiana, co również wiąże się z dodatkowymi kosztami.

Zagrożenia związane z akumulatorami

Akumulatory mogą być źródłem zagrożeń, takich jak pożar czy porażenie prądem. Dlatego ważne jest przestrzeganie zasad bezpieczeństwa i regularne przeglądy systemu.

Przyszłość magazynowania energii z OZE

Nowe technologie akumulatorów

Intensywne prace rozwojowe mogą zaowocować nowymi typami akumulatorów o lepszych parametrach i niższej cenie. Przykładem są akumulatory sodowo-jonowe czy litowo-powietrzne.

Integracja z siecią elektroenergetyczną

W przyszłości systemy magazynowania energii w domach mogą być zintegrowane z inteligentną siecią elektroenergetyczną i służyć do stabilizacji pracy całego systemu.

Magazynowanie energii w skali krajowej

Rozwój OZE wymagać będzie magazynowania ogromnych ilości energii także w skali całych krajów. Może temu służyć np. wykorzystanie tłoczni wodnych czy wyrobisk solnych do budowy gigantycznych magazynów.

Podsumowanie

Systemy magazynowania energii z fotowoltaiki to nowoczesne rozwiązanie pozwalające optymalnie wykorzystać potencjał instalacji PV. Dzięki zastosowaniu akumulatorów można znacznie zredukować rachunki za prąd i uniezależnić się od sieci elektroenergetycznej. Rosnąca popularność tego typu systemów oraz postęp technologiczny z pewnością przyniosą w najbliższych latach dalszy rozwój i upowszechnienie magazynowania energii nie tylko w budynkach, ale również w skali całego kraju.

Najczęściej zadawane pytania

Zgromadzona energia może być wykorzystana nawet do kilku dni po naładowaniu akumulatorów. Jednak im dłużej jest magazynowana, tym większe są straty.

Najczęściej stosuje się akumulatory kwasowo-ołowiowe lub litowo-jonowe. Te drugie cechują się dłuższą żywotnością, ale są droższe.

Nie, akumulatory muszą być podłączone poprzez dedykowany sterownik i falownik, który optymalizuje procesy ładowania i rozładowywania.

Akumulatory montuje się zazwyczaj w garażu, piwnicy lub innym suchym i wentylowanym pomieszczeniu technicznym.

Należy przestrzegać optymalnych parametrów pracy, monitorować stan naładowania i temperaturę oraz wykonywać okresowe przeglądy serwisowe.

5 Podobnych Artykułów:

  1. Jakie firmy montują najlepsze instalacje fotowoltaiczne? Ranking 2023
  2. Właściciele małych instalacji OZE muszą złożyć sprawozdanie do URE
  3. Jak działa i do czego służy licznik energii z fotowoltaiki?
  4. Jakie formalności przy montażu instalacji fotowoltaicznej?
  5. Jak przebiega odbiór techniczny instalacji fotowoltaicznej?
tagTagi
shareUdostępnij
Autor Adam Witkowski
Adam Witkowski

Jako pasjonat fotowoltaiki, przemierzam promieniste szlaki słoneczne w poszukiwaniu wiedzy i innowacyjnych rozwiązań. Na blogu odkryjecie nie tylko techniczne aspekty paneli fotowoltaicznych, ale także inspiracje, jak integrować zrównoważoną energię słoneczną z codziennym życiem.

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

Komentarze (0)

email
email

Polecane artykuły