Czy warto łączyć panele fotowoltaiczne z magazynem energii? Plusy i minusy

Fotowoltaika z magazynem energii to rozwiązanie, które zyskuje coraz większą popularność wśród polskich prosumentów. W dobie rosnących cen energii elektrycznej i zmieniających się zasad rozliczania z operatorami sieci, coraz więcej osób zastanawia się, czy warto zainwestować w system magazynowania energii do swojej instalacji fotowoltaicznej. Ta decyzja wymaga dokładnej analizy korzyści, kosztów oraz indywidualnych potrzeb energetycznych.

Jak działa fotowoltaika z magazynem energii – podstawy technologii

Fotowoltaika z magazynem energii to system pozwalający na gromadzenie nadmiaru wyprodukowanej energii słonecznej w bateriach tak, aby można było z niej korzystać również wtedy, gdy panele fotowoltaiczne nie produkują prądu. Kluczowym elementem systemu jest układ zarządzania energią (BMS – Battery Management System), który kontroluje procesy ładowania i rozładowywania akumulatorów, optymalizując ich wydajność oraz zapewniając długą żywotność.

W praktyce system zarządzający magazynem energii monitoruje ilość dostępnej energii oraz aktualne zapotrzebowanie w budynku. Gdy produkcja z paneli fotowoltaicznych przekracza bieżące potrzeby, nadwyżka trafia do akumulatora zamiast do sieci. Wyprodukowana energia z ogniw fotowoltaicznych najpierw zostaje zużyta na bieżące potrzeby domowników, a jej nadwyżki trafiają do owego magazynu, aż do momentu, kiedy naładuje się on do pełna.

Magazyn energii przy fotowoltaice działa na zasadzie konwersji i przechowywania nadwyżek energii elektrycznej wytwarzanej przez instalację fotowoltaiczną, a następnie jej uwalniania w momencie wzrostu zapotrzebowania lub ograniczonej produkcji. W systemach on-grid nadwyżki energii są kierowane do magazynu zamiast do sieci, co umożliwia zwiększenie autokonsumpcji i uniezależnienie od dynamicznych taryf energii elektrycznej.

Typy instalacji fotowoltaicznych z magazynem energii

Systemy ON-GRID z magazynem energii

Systemy ON-GRID to instalacje podłączone do sieci energetycznej, w których nadwyżki wyprodukowanej energii z reguły możemy jako prosumenci oddać do naszej wybranej sieci energetycznej oraz odebrać w momencie większego zapotrzebowania na prąd. W przypadku dodania magazynu energii do takiego systemu, nadwyżki są najpierw kierowane do akumulatora, a dopiero po jego naładowaniu do sieci.

Instalacje fotowoltaiczne mogą być wyposażone w akumulatory korzystające z energii prądu stałego podłączonych do inwerterów hybrydowych. W instalacjach ongridowych również możemy wykorzystać akumulatory na kilka sposobów:

• zmieniając falownik na hybrydowy
• dokładając akumulatory po stronie AC (prądu zmiennego)
• dokładając akumulatory z własnym układem BMS sterującym pracą całego układu fotowoltaicznego

Systemy OFF-GRID z magazynem energii

W instalacjach typu OFF-GRID nadwyżki energii są magazynowane w akumulatorach i mogą być wykorzystane w nocy lub podczas awarii sieci. Nie ma potrzeby wysyłania ich do sieci energetycznej, ponieważ systemy OFF-GRID nie są do niej podłączone. Dzięki temu dają możliwość stworzenia własnej, mini-elektrowni i zyskania niezależności energetycznej.

W instalacjach off-grid magazyn pełni funkcję głównego źródła zasilania, zapewniając ciągłość dostaw prądu bez potrzeby korzystania z sieci energetycznej. To rozwiązanie jest szczególnie popularne w miejscach, gdzie dostęp do sieci elektroenergetycznej jest ograniczony lub niemożliwy.

Główne zalety fotowoltaiki z magazynem energii

Zwiększenie autokonsumpcji energii – klucz do oszczędności

Jedną z kluczowych zalet magazynu energii jest maksymalizacja wykorzystania energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną na potrzeby własne. Korzystając z hybrydowych systemów fotowoltaicznych, możemy znacznie podnieść efektywność wykorzystania wyprodukowanej na miejscu energii i zadbać o zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego naszej instalacji.

Przy standardowej małej instalacji hybrydowej zainstalowanie magazynu jest w stanie podnieść autokonsumpcję o 20%-40%. W systemach bez magazynu nadwyżki energii są oddawane do sieci, często po niekorzystnych stawkach, a następnie ponownie kupowane, co zmniejsza opłacalność całego systemu. Obecny system rozliczeń promuje jak największe wykorzystanie energii na własne potrzeby, aby ograniczyć jej wysyłkę do sieci.

Niezależność energetyczna – wolność od wahań cen prądu

Posiadanie magazynu energii redukuje zależność od operatorów sieci elektroenergetycznej. Instalacja fotowoltaiczna pozwala na produkcję własnej energii elektrycznej, co oznacza mniejszą zależność od tradycyjnych dostawców energii. Dodatkowo, dodanie magazynu energii umożliwia przechowywanie nadmiaru wyprodukowanej energii na późniejsze wykorzystanie, co pozwala na większą niezależność w przypadku niekorzystnych warunków atmosferycznych lub awarii sieci.

W gospodarstwach domowych wyposażonych w systemy off-grid lub hybrydowe, magazynowanie energii pozwala na funkcjonowanie nawet w przypadku awarii sieci. To szczególnie istotne na terenach narażonych na częste przerwy w dostawie prądu.

Oszczędności finansowe – długoterminowa inwestycja

Fotowoltaika pozwala na znaczne obniżenie rachunków za energię elektryczną. Magazyn energii dodatkowo umożliwia optymalne wykorzystanie wyprodukowanej energii, co przynosi większe korzyści finansowe oraz dodatkowo pozwala ograniczyć wzrastające napięcie w sieci.

Dzięki takim systemom, możliwe jest znaczące ograniczenie potrzeby zakupu energii od zewnętrznych dostawców, co nabiera szczególnego znaczenia w kontekście nieustannie rosnących cen prądu. Magazynowanie energii kiedy jest najtańsza i użytkowanie jej w godzinach szczytu, kiedy cena energii z sieci jest najwyższa, pozwala na oszczędności.

Zasilanie awaryjne – bezpieczeństwo energetyczne

W przypadku awarii sieci dystrybucyjnej, magazyn energii jest zdolny do pracy w trybie zasilania awaryjnego. To pomaga w zachowaniu ciągłości dostaw energii, co jest szczególnie ważne w sytuacjach kryzysowych. Zapewnienie bezpieczeństwa zasilania w przypadku awarii sieci jest możliwe właśnie poprzez magazynowanie energii.

W sytuacji, gdy dochodzi do przerwy w dostawie prądu, magazyn może automatycznie przejąć zasilanie budynku, zapewniając nieprzerwaną pracę kluczowych urządzeń. To szczególnie istotne w domach korzystających z ogrzewania elektrycznego, systemów wentylacyjnych czy automatyki domowej.

Ochrona środowiska – wkład w walkę ze zmianami klimatycznymi

Energia ze źródeł odnawialnych, takich jak fotowoltaika, przyczynia się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i zmniejsza negatywny wpływ na środowisko. Inwestowanie w takie rozwiązania wspiera walkę z globalnym ociepleniem i zmianami klimatycznymi, same magazyny energii są w stanie globalnie przyczynić się do redukcji emisji CO2, ponieważ dzięki nim jesteśmy w stanie „ustabilizować” źródło energii jakim jest słońce i zwiększyć udział odnawialnych źródeł energii w miksie energetycznym.

Optymalizacja obciążenia sieci elektroenergetycznej

Instalacja fotowoltaiczna z magazynem energii przyczynia się do zmniejszenia ryzyka przeciążenia sieci energetycznej, przez co staje się niezawodna. W dodatku jest to dobre rozwiązanie, aby zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne całego systemu.

Wady i ograniczenia magazynów energii

Wysoki koszt początkowy – główna bariera inwestycyjna

Inwestycja w fotowoltaikę z magazynem energii wiąże się z pewnym kosztem początkowym. Chociaż ceny paneli fotowoltaicznych spadły w ciągu ostatnich lat, wciąż może to być znaczna inwestycja. Dodatkowo, koszt magazynu energii zwiększa wielkość początkowej inwestycji.

Spadające ceny magazynów energii spowodowały rosnące zainteresowanie instalacjami fotowoltaicznymi z magazynami energii, jednak nadal stanowią one znaczną część kosztów całego systemu. Wadę tą można zminimalizować dzięki programowi dofinansowań Mój Prąd 5.0, co pozwala otrzymać nawet do 16 000 zł na sam magazyn oraz do 31 000 zł na całość instalacji.

Ograniczona żywotność akumulatorów

Okres gwarancji zależy od producenta, ale generalnie jest to 10 lat. Efektywność magazynowania zależy od sprawności cyklu ładowania i rozładowywania, a także od rodzaju zastosowanych akumulatorów. Litowo-jonowe magazyny energii cechują się wysoką sprawnością i dużą liczbą cykli pracy, co sprawia, że są obecnie najczęściej stosowanym rozwiązaniem.

Konieczność odpowiedniego doboru wielkości magazynu

Magazyn energii powinno się dobrać, do potrzeb zużycia energii w przypadku braku zasilania z sieci. Najistotniejszym elementem jest, to aby dobrać wielkość magazynu do mocy instalacji fotowoltaicznej. Niewłaściwy dobór może prowadzić do nieoptymalizacji kosztów lub niewystarczającej pojemności.

Kiedy warto zainwestować w magazyn energii?

Profile zużycia energii sprzyjające magazynowaniu

Magazyn energii to rozwiązanie, które sprawdza się tam, gdzie liczy się maksymalne wykorzystanie własnej energii i uniezależnienie się od wahań cen prądu. Jego montaż jest szczególnie korzystny dla osób, które chcą zwiększyć autokonsumpcję i ograniczyć ilość energii oddawanej do sieci. Im więcej prądu zostaje wykorzystane na miejscu, tym szybciej inwestycja w magazyn się zwraca.

Lokalizacje z częstymi awariami sieci

W miejscach narażonych na częste przerwy w dostawie prądu, magazyn energii stanowi szczególnie wartościowe rozwiązanie. W miejscach gdzie nie ma sieci energetycznej niższe koszta w porównaniu do agregatu prądotwórczego, a dodatkowo zapewnia bezobsługowość.

Gospodarstwa z wysokim zużyciem energii w godzinach wieczornych

Dla gospodarstw domowych, które zużywają dużo energii w godzinach wieczornych i nocnych, gdy panele fotowoltaiczne nie produkują prądu, magazyn energii pozwala na wykorzystanie energii wyprodukowanej w ciągu dnia.

Nowoczesne technologie w magazynach energii

Inteligentne systemy zarządzania energią

Nowoczesne magazyny energii wykorzystują technologie inteligentnego zarządzania, które analizują prognozy zużycia oraz warunki pogodowe, dostosowując sposób gospodarowania energią. Systemy te mogą również współpracować z dynamicznymi taryfami energetycznymi, co pozwala na ładowanie akumulatorów w godzinach niskich cen energii i wykorzystanie ich w momentach szczytowego obciążenia sieci.

Technologie akumulatorów

Litowo-jonowe akumulatory są obecnie najczęściej stosowanym rozwiązaniem ze względu na wysoką sprawność i dużą liczbę cykli pracy. TAURON odpowiedzialnie dobiera komponenty i partnerów. Nasi partnerzy dbają, aby każda instalacja miała jakościowe panele, firmowy, dobrze ustawiony inwerter hybrydowy i litowo-jonowy akumulator dobrej jakości.

Inwertery hybrydowe

Przepływem energii między panelami, magazynem energii a siecią domową zarządza zwykle tzw. inwerter hybrydowy. Energia zachowana w akumulatorze może być wykorzystana w późniejszym czasie, np. w nocy, podczas awarii zasilania czy w mniej słoneczne dni.

Czy warto inwestować w magazyn energii?

Fotowoltaika z magazynem energii oferuje wiele korzyści, takich jak niezależność energetyczna, oszczędności finansowe i ochrona środowiska. Jednak inwestycja ta wiąże się również z wysokim kosztem początkowym, ale dzięki pakietowi dofinansowań inwestycja zwraca się szybciej.

Połączenie paneli fotowoltaicznych z magazynem energii to rozwiązanie, które pozwala w pełni wykorzystać potencjał odnawialnych źródeł energii. Bez akumulatora większość energii wyprodukowanej w ciągu dnia trafia do sieci, a właściciel instalacji musi ją później odkupić po mniej korzystnych stawkach. Magazynowanie energii umożliwia jej późniejsze wykorzystanie, co znacząco zwiększa oszczędności.

Przed podjęciem decyzji o inwestycji w fotowoltaikę z magazynem energii, warto dokładnie ocenić własne potrzeby, budżet oraz prognozowane korzyści finansowe i ekologiczne. Konsultacja z profesjonalistami w tej dziedzinie może pomóc w podjęciu decyzji oraz odpowiednim doborze.

Główne zalety to niezależność od sieci energetycznej, możliwość wykorzystania energii słonecznej 24/7, obniżenie rachunków za prąd oraz zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego. W kontekście rosnących cen energii i zmieniających się zasad rozliczania prosumentów, magazyn energii staje się coraz bardziej atrakcyjną inwestycją dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych.

Decyzja o zakupie magazynu energii powinna być poprzedzona szczegółową analizą indywidualnych potrzeb energetycznych, profilu zużycia prądu oraz możliwości finansowych. W większości przypadków fotowoltaika z magazynem energii daje użytkownikowi większą kontrolę nad kosztami i zużyciem prądu, co w długoterminowej perspektywie przekłada się na znaczące oszczędności i zwiększenie komfortu życia.