Aby korzystać z samodzielnie wytworzonego prądu ze słońca nie tylko w ciągu dnia, ale także w nocy i w przypadku awarii zasilania, trzeba wziąć pod uwagę nie tylko liczbę modułów PV i rodzaj falownika, ale także to, jaka pojemność magazynu energii jest przydatna i rentowna. Wybór i instalacja magazynu energii słonecznej zależy również od tego, czy jest to nowa instalacja PV z magazynem w kompletnym zestawie, czy modernizacja o rozwiązanie do magazynowania. W poniższym wpisie na blogu opisujemy, jak odpowiedni magazyn energii PV uzupełnia każdą instalację.
Spis treści
Fotowoltaika z magazynem energii jest trendem. Nic dziwnego. W końcu magazyny energii zwiększają zużycie energii na potrzeby własne samodzielnie wytworzonej energii ze słońca i zapewniają, że energia z własnego dachu jest dostępna nie tylko podczas jej wytwarzania, ale także po zachodzie słońca. To znaczy: wieczorem i w nocy, dokładnie wtedy, gdy zapotrzebowanie na energię w wielu gospodarstwach domowych osiąga szczytowe wartości.
Ponadto rozwiązania do magazynowania stanowią istotną gwarancję bezpieczeństwa w obliczu awarii zasilania, które mogą występować także w Europie. Rozwiązanie Full Backup, najbardziej kompleksowa funkcja zasilania rezerwowego instalacji PV, jest w tym kontekście bardziej pożądane niż kiedykolwiek wcześniej.
Jak duży magazyn energii ma sens?
Chcesz zmodernizować istniejącą instalację PV o magazyn energii i przenieść zaopatrzenie w energię na wyższy poziom? A może planujesz zbudować zupełnie nową instalację PV z możliwością magazynowania?
W obu przypadkach prawdopodobnie zastanawiasz się, czy ta inwestycja jest opłacalna dla Twojego gospodarstwa domowego i jaka pojemność magazynu jest do niego odpowiednia.
Aby odpowiedzieć na to pytanie, trzeba najpierw ustalić:
- Ile kWh rocznie zużywa Twoje gospodarstwo domowe?
- Jak duża część zapotrzebowania na energię przypada na czas po zachodzie słońca wieczorem i w nocy?
- Jak duża jest Twoja istniejąca lub planowana instalacja PV?
„Oczywiste jest, że magazyn energii powinien być tym większy, im więcej energii elektrycznej jest wytwarzanej na własnym dachu i im więcej jest zużywane wieczorem i w nocy”, wyjaśnia Maximilian Schett, ekspert ds. energii słonecznej w Fronius International. Ale chociaż wzrost pojemności magazynu idzie w parze ze wzrostem niezależności i zużycia energii na potrzeby własne, nie można lekceważyć początkowej inwestycji w rozwiązanie magazynowe. W końcu każdy kWh pojemności magazynu kosztuje średnio 1000 euro. Okres zwrotu w przypadku instalacji PV ze zbyt dużym magazynem energii jest znacznie wydłużony. Z tego powodu uzasadniony pod względem rentowności jest udział zużycia na potrzeby własne w wysokości ok. 60%.
Schett dodaje: „Jeśli w gospodarstwie domowym mieszkają wyłącznie osoby czynne zawodowo, którzy pracują w ciągu dnia i wracają do domu wieczorem, przydaje się większa pojemność. W końcu w tym przypadku nikt nie zużywa energii elektrycznej w momencie jej powstania. Zamiast tego szczyty przypadają na wieczory i poranki, na przykład podczas gotowania lub ładowania pojazdów elektrycznych”.
Poniższe praktyczne zasady* zapewniają wstępną orientację przy wymiarowaniu magazynu energii w oparciu o zużycie energii w ciągu dnia:
| Średnie zużycie energii w ciągu dnia | Niskie zużycie energii w ciągu dnia |
| Roczne zużycie energii w kWh / 1000 × 1,2 = pojemność magazynu w kWh | Roczne zużycie energii w kWh / 1000 × 1,5 = pojemność magazynu w kWh |
*Pamiętaj: Wszystkie te informacje są jedynie przybliżonymi wytycznymi dotyczącymi wymaganej pojemności magazynu. Twój instalator uwzględni w swojej ofercie indywidualne potrzeby w zakresie energii.
Jeśli instalacja PV generuje nadwyżki energii w ciągu dnia, a wieczorem zużywa się dużo energii, inwestycja w większy magazyn energii ze słońca może okazać się opłacalna.
Nie oznacza to jednak automatycznie, że im większy magazyn energii, tym większy stopień niezależności. Poniższy wykres ilustruje to na przykładzie gospodarstwa domowego z instalacją PV o mocy 10 kWp, pompą ciepła i rocznym zużyciem energii elektrycznej na poziomie 7500 kWh. Bez magazynu energii przykładowe gospodarstwo domowe może pokryć zaledwie 43% rocznego zapotrzebowania z wykorzystaniem energii ze słońca.
Jeśli gospodarstwo domowe zainwestuje w mniejszy magazyn o pojemności 6,3 kWh, wskaźnik samowystarczalności wzrośnie do ponad dwóch trzecich. Wyższa pojemność ładowania 9,5 kWh jeszcze bardziej zwiększa stopień samowystarczalności: dzięki takiemu rozwiązaniu ponad trzy czwarte zapotrzebowania na energię elektryczną może zostać pokryte z samodzielnie wytworzonej energii ze słońca. Z kolei jeszcze większy magazyn energii o pojemności 12,6 kWh tylko nieznacznie zwiększy stopień niezależności.
Jak widać: mały – w zasadzie zbyt mały – magazyn energii może już zauważalnie zwiększyć zużycie energii na potrzeby własne, jednak stopień niezależności przy adekwatnym lub zbyt dużym magazynie wzrasta tylko nieznacznie – a od indywidualnie różnej liczby kWh nie wzrasta w ogóle.
Późniejsze wyposażenie w magazyn energii
Jeśli jesteś jedną z osób, których instalacje PV już generują nadwyżkę energii ze słońca, ale nie mogą jej nigdzie przechowywać, nie ma powodu do rozpaczy: w wielu przypadkach można rozbudować instalacje o nowoczesną technologię solarną. Obecnie istnieją dwie podstawowe możliwości:
Wysokonapięciowe akumulatory DC
Magazyny energii połączone z siecią DC znajdują się w obwodzie przed falownikiem i mogą być ładowane energią słoneczną bezpośrednio z dachu. W połączeniu z kompatybilnym falownikiem hybrydowym umożliwiają kompleksowe monitorowanie instalacji. Ponadto są to często magazyny energii z funkcją zasilania rezerwowego: oznacza to, że mogą dostarczać gospodarstwu domowemu nadwyżki energii fotowoltaicznej w trybie Full Backup w przypadku awarii zasilania, a czasami są nawet w stanie wykonać „czarny rozruch”. O tym, co należy rozumieć pod pojęciem „Full Backup” i „zdolność do czarnego rozruchu”, można dowiedzieć się w tym wpisie na blogu.
„Magazyny energii PV tego typu najlepiej komunikują się z falownikiem hybrydowym i optymalizują zużycie energii na potrzeby własne. Przykładem magazynu połączonego z siecią DC jest Fronius Reserva”, mówi ekspert ds. energii słonecznej Schett. Poza tym: Fronius Reserva zapewnia dalsze korzyści, takie jak 10 lat gwarancji wydajności, wspomniana wyżej funkcja Black Start i bezpieczeństwo danych zgodne z europejskimi standardami. Ponadto falowniki Fronius są kompatybilne z różnymi współpracującymi akumulatorami.
Magazyny energii AC
Z kolei magazyny połączone z siecią AC są podłączone za falownikiem PV po stronie prądu przemiennego. Oznacza to, że muszą przekształcać energię ze słońca już przekształconą w prąd przemienny z sieci domowej z powrotem w prąd stały. Ponieważ tylko on nadaje się do przechowywania w magazynie energii. W związku z tym do magazynowania energii wymagane są dwa przekształcenia: z prądu stałego w prąd przemienny w falowniku PV, a następnie ponownie z prądu przemiennego w prąd stały w falowniku magazynu. Przy każdej następuje utrata około dwóch procent nadwyżki PV. Dodatkowo magazyn energii podłączony do sieci AC nie obsługuje technologii Full Backup i monitorowania. Największą zaletą sprzężenia AC jest to, że istniejące instalacje PV nie wymagają wymiany falownika.
Z aktualizacją oprogramowania do falownika hybrydowego
Jeśli chcesz zamontować magazyn energii, ale Twoja instalacja PV nie zawiera falownika obsługującego magazyn akumulatorowy, możesz skorzystać z następujących możliwości:
Z jednej strony, jak opisano w poprzednim rozdziale, można wybrać magazyn podłączony po stronie prądu przemiennego.
Kolejna możliwość jest dostępna, jeśli instalacja jest wyposażona w falownik Fronius GEN24. Do tych urządzeń jest bowiem dostępna opcja Fronius UP.storage – aktualizacja oprogramowania, która w mgnieniu oka przemienia Fronius GEN24 w hybrydowy falownik Fronius GEN24 Plus. Maximilian Schett wskazuje zalety aktualizacji: „Eliminuje to potrzebę wymiany urządzenia, co pozwala zaoszczędzić koszty i zasoby. Fronius UP.storage jest dostępne w naszym narzędziu do monitorowania Fronius Solar.web”.
Interesuje Cię Fronius UP.storage? Więcej informacji można uzyskać w sklepie Solar.web oraz u instalatora.
Podsumowanie
Magazyn energii zwiększa poziom zużycia energii na potrzeby własne i stopień samowystarczalności, ale zawsze wiąże się ze znaczną inwestycją finansową. Właśnie z tego powodu ważne dobranie odpowiednich parametrów. Można je określić na podstawie rocznego zużycia energii i indywidualnych zachowań konsumentów, aby ostatecznie zapewnić wystarczającą pojemność magazynu dla własnego gospodarstwa domowego i dostępnej instalacji PV.
Właściciele systemów osiągają optymalne zużycie energii na potrzeby własne dzięki odpowiednio zwymiarowanemu magazynowi energii podłączonemu po stronie DC w połączeniu z kompatybilnym falownikiem hybrydowym. Nowo budowane instalacje PV osiągają dzięki temu wysoką sprawność i wskaźnik zużycia energii na potrzeby własne ok. 60%. Przykładem takiego rozwiązania magazynowego jest Fronius Reserva.
Jeśli chcesz zamontować magazyn energii bez falownika hybrydowego, nie musisz wymieniać falownika przy podłączaniu go po stronie AC, ale wiąże się to z koniecznością rezygnacji z funkcji monitorowania i Full Backup.
