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
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
Jak długo mogę magazynować energię w akumulatorach?
Zgromadzona energia może być wykorzystana nawet do kilku dni po naładowaniu akumulatorów. Jednak im dłużej jest magazynowana, tym większe są straty.
Jakie akumulatory są najlepsze do magazynowania energii z PV?
Najczęściej stosuje się akumulatory kwasowo-ołowiowe lub litowo-jonowe. Te drugie cechują się dłuższą żywotnością, ale są droższe.
Czy mogę podłączyć akumulatory bezpośrednio do paneli PV?
Nie, akumulatory muszą być podłączone poprzez dedykowany sterownik i falownik, który optymalizuje procesy ładowania i rozładowywania.
Gdzie najlepiej zamontować akumulatory?
Akumulatory montuje się zazwyczaj w garażu, piwnicy lub innym suchym i wentylowanym pomieszczeniu technicznym.
Jak dbać o akumulatory, by zachowały trwałość?
Należy przestrzegać optymalnych parametrów pracy, monitorować stan naładowania i temperaturę oraz wykonywać okresowe przeglądy serwisowe.
Tagi
Udostępnij
