Akumulatory do fotowoltaiki

Akumulatory fotowoltaiczne umożliwiają magazynowanie wyprodukowanej w dzień i używanie jej nocą. Jak bardzo są praktyczne?

W skrócie: Akumulatory pozwalają na lepsze wykorzystanie produkowanej energii oraz są niezbędne w instalacjach off-grid (bez podłączenia do sieci energetycznej).

Opłacalność akumulatorów omówiona jest pod koniec artykułu. Jeśli rozumiesz zasadę ich działania, możesz, drogi czytelniku, od razu się tam udać.

Jak działają akumulatory do instalacji fotowoltaicznych?

Żeby zrozumieć, jaką rolę spełniają akumulatory, musimy najpierw omówić, jak funkcjonuje standardowa instalacja paneli fotowoltaicznych podpięta do sieci energetycznej i pozbawiona akumulatora.

Panele fotowoltaiczne wykorzystują promienie słoneczne i wytwarzają energię w formie prądu stałego. Prąd stały trafia do inwertera (falownika), gdzie jest przekształcany na prąd przemienny, identyczny z tym w gniazdku elektrycznym. Tutaj zasila wszystkie urządzenia działające w tym momencie – pralkę, lodówkę, komputer itp. Ale słońce nie ogrzewa nas wciąż z tą samą siłą - podobnie panele nie wytwarzają ciągle tyle samo energii.

Dowiedz się w 60 sekund czy fotowoltaika Ci się opłaci

Panele fotowoltaiczne generują więcej prądu latem niż zimą. Gdy dni są pochmurne, wydajność paneli spada, lecz daleko im do bezczynności. Wytwarzane kilowatogodziny są zużywane na bieżąco przez pracujący w ciągu dnia sprzęt. Z kolei naprawdę bezczynne są w nocy. Fotowoltaika, jak widać, nie działa równo, tylko w ciągu dnia bardzo silnie, w ciągu nocy bardzo słabo. Co się dzieje z niewykorzystanym, nadmiarowym prądem wyprodukowanym w dzień? Jak instalacja fotowoltaiczna dostarcza energię w nocy i zimą?

Otóż nadwyżka wyprodukowanego w dzień prądu trafia do sieci energetycznej. Każdy watt „pożyczonej" mocy jest dokładnie policzony, a właściciel instalacji może odebrać jej 80% (w wypadku instalacji do 10 kWp) w ciągu 12 miesięcy. Pozostałe 20% są liczone jako „opłata" dla zakładu energetyki za tę formę przechowywania energii. Licznik prądu w domu / firmie liczy wtedy nie tylko ile energii kupiłeś od energetyki, ale też ile energii jej „sprzedałeś". Prąd wyprodukowany przez panele nie marnuje się – w zamian trafia do innych odbiorców. Jest to z pewnością ekologiczne rozwiązanie.

Jeśli nie wykorzystasz tych 80%, to znaczy jeśli wyprodukujesz więcej energii elektrycznej niż zużyjesz w ciągu roku, nie otrzymasz zwrotu pieniężnego. A co, jeśli zużyjesz jej więcej? Zilustrujmy to przykładem: załóżmy, że pod koniec zimy, w nocy, ładujesz samochód elektryczny. Panele słoneczne nie produkują wtedy prądu, a ty wykorzystałeś już 80% energii wypożyczonej w ciagu ostatniego roku energetyce. W tej sytuacji pobierzesz prąd z sieci i płacisz normalną stawkę.

Nie potrzebujesz akumulatora!

Sieć energetyczna w sieci on-grid działa jak akumulator o sprawności 80% i nieograniczonej pojemności!

Ile prądu staje się nadwyżką? Całkiem sporo, około 70% produkcji. To właściwie wszystko, czego nie wykorzystasz od razu. Jeśli nie przebywasz w domu w ciągu dnia, bo pracujesz, spora większość energii zostanie przekazana energetyce.

Teraz podzielmy nadwyżki na dwa rodzaje – nadwyżkę w skali dnia i nadwyżkę w skali pory roku. Nadwyżka w skali dnia to prąd generowany w godzinach słonecznych, którego 80% zużywamy następnie wieczorem, nocą i wczesnym rankiem. Gdy wstanie słońce, a nam zostanie jeszcze trochę niewykorzystanej energii, zaczna się ona sumować na nadwyżkę w skali pory roku. Przykładem nadwyżki w skali pory roku jest zapas energii „zmagazynowany" ogólnie latem, którego 80% odzyskujemy zimą, gdy panele nie są tak efektywne. Skoro w normalnym układzie mamy możliwość magazynowania energii, to co właściwie zmienia akumulator?

Graf wykorzystania energii w fotowoltaice

Produkcja i konsumpcja energii w typowym domu z instalacją pv

Jeśli do instalacji dodasz akumulator fotowoltaiczny, wtedy nadwyżka prądu nie idzie do sieci, a zostaje zmagazynowana właśnie w nim. Odpowiednio dobrane akumulatory do instalacji fotowoltaicznych są na tyle duże, że zbierają część nadwyżki z cyklu produkcji i mogą oddać ją pod wieczór, w nocy i rankiem, aż do rozpoczęcia kolejnego cyklu.

Słowem, akumulatory ograniczają straty wynikające z nadwyżek w skali dnia, co też w pewnym (niedużym) stopniu przekłada się na nadwyżkę w skali pory roku.

Akumulatory do fotowoltaiki mogą też magazynować energię pobraną z sieci. Jest to korzystne wtedy, gdy kupujesz tańszą energię w nocy, a potem zużywasz ją w godzinach szczytu, gdy prąd jest wyraźnie droższy. Jeśli jednak masz odpowiednią ilość paneli słonecznych, to taka sytuacja może jedynie zajść zimą, albo gdy zwiększysz zapotrzebowanie na energię.

Powyżej omówiony układ instalacji fotowoltaicznej podłączonej do sieci energetycznej nazywa się on-grid, czyli w-sieci. Ale z własną małą elektrownią możliwe jest funkcjonowanie całkowicie niezależnie od energetyki. Taki układ nazywa się off-grid.

Instalacje off-grid – co to?

W instalacji off-grid sieć energetyczna i ta w budynku nie są ze sobą fizycznie połączone. Nie istnieje możliwość sprzedaży prądu, zmagazynowania go tam, ani dokupienia większej jego ilości. Kiedy stosuje się system off-grid? Jakie ma zalety?

Off-grid

Off-grid oznacza poza-siecią. W tym układzie panele fotowoltaiczne są jedyną elektrownią, a urządzenia w domu jedynym odbiorcą prądu.

Fotowoltaika Off-grid ma zastosowanie wszędzie tam, gdzie nie sięga energetyka. W USA, Australii i innych krajach z dużymi, niezagospodarowanymi przestrzeniami system ten umożliwia postawienie w pełni funkcjonalnego domu z energią elektryczną praktycznie pośrodku pustkowia. W Europie takich obszarów nie jest za wiele, stąd też w Polsce ten system sprawdza się przede wszystkim w domkach letniskowych.

Oczywiście akumulatory są w systemie off-grid absolutnie niezbędne.

Instalacja off-grid kusi pełną niezależnością, ale ma to swój koszt. Jeśli nie masz koniecznej potrzeby, nie zalecamy systemu off-grid z następujących powodów:

  • Ceny akumulatorów spadają o około 20% rocznie. Podczas gdy ceny paneli fotowoltaicznych w 2018 roku ustabilizowały się po kilku latach widocznych obniżek, wszystko wskazuje na to, że akumulatory będą w nadchodzących latach znacznie tańsze. Według badań może to się stać w 2019-2020 roku.
  • Nie możesz przechowywać nadwyżek w skali pory roku. Ogólnie w słoneczne dni instalacja produkuje zbyt dużo energii, by móc ją całą zmagazynować w akumulatorach. Tylko podłączenie do sieci energetycznej pozwala na „zmagazynowanie" mocy rzędu kilkuset kWh latem i korzystanie z nich zimą. Jeśli chcesz wygodnie korzystać z energii elektrycznej off-grid nie tylko latem, to...
  • Wymagana jest większa ilość paneli. Są potrzebne, by móc zimą wychwycić wystarczająco dużo energii w ciągu tych kilku słonecznych godzin i zmagazynować ją w akumulatorach na całą dobę

Skoro rozumiemy już rolę akumulatorów w instalacji, omówmy bliżej ich rodzaje, ceny i przyszłość.

Typy akumulatorów

Ze względu na skład chemiczny możemy rozróżnić kilka rodzajów akumulatorów, między innymi:

  • Akumulatory litowo-jonowe: Ten rodzaj akumulatorów bardzo dobrze nadaje się do intalacji fotowoltaicznych. Mają korzystny stosunek pojemności do wagi, szybko się ładują i umożliwiają regularne głębokie rozładowania. Akumulatory litowo-jonowe są oferowane przez znane marki akumulatorów, takie jak Tesla Powerwall 2 czy Enphase.
  • Akumulatory kwasowo-ołowiowe: To najstarszy rodzaj akumulatorów. W porównaniu wypadają bardzo tanio, kosztują mniej więcej o połowę mniej, niż akumulatory litowo-jonowe. Niestety, tak naprawdę połowa ich pojemności jest bezużyteczna – psują się przy regularnym rozładowywaniu poniżej 50%. Wskutek tego instalacja z takich akumulatorów musiałaby być dość spora. Powinny też być przechowywane w wentylowanym pomieszczeniu.

Cena i opłacalność

Ile kosztują akumulatory?

Ceny akumulatorów stale się zmieniają i generalnie idą w dół. Obecnie orientacyjne ceny to:

  • Tesla PowerWall 2 - cena: 26 500 PLN
  • LG Chem RESU10 - cena: 23 000 PLN

Czy akumulatory są niezbędne w instalacji fotowoltaicznej?

Nie są, fotowoltaika może normalnie funkcjonować bez akumulatora.

Czy akumulatory są opłacalne w instalacjach on-grid?

Nadwyżkę produkowanej energii przekażesz sieci energetycznej, a potem odbierzesz jej 80% w ciagu 12 miesięcy. Ten układ sprawia, że sieć energetyczna działa jak akumulator o sprawności 80% i nieograniczonej pojemności. Jak w porównaniu prezentują się akumulatory proponowane m.in. przez Teslę?

Najlepsze z nich mają sprawność od 90% (Tesla Powerwall 2) do 96% (Enphase) a magazynują około kilku-kilkunastu kWh, co wystarcza na dobę, maksymalnie dwie – trzy. Czyli zwiększają sprawność instalacji w skali dnia o dodatkowe 11-13%, a w skali roku – o kilka procent. To raczej niedużo. Pamiętaj też, że gwarancja na nie obowiązuje na około 10 lat.

Ze względu na dość duże ceny akumulatorów oraz prawdopodobne obniżki w przyszłości radzimy wstrzymać się z zakupem akumulatorów. Jeśli potrzebujesz zwiększyć sprawność instalacji, może warto zainwestować te pieniądze w kilka dodatkowych paneli?

Za co płacę, kupując Tesla PowerWall 2 oraz podobne produkty?

Pamiętaj jednak, że popularne teraz produkty, na przykład Tesla PowerWall 2, to nie tylko akumulator, ale też przetwornica (która sama w sobie kosztuje kilka[naście] tysięcy) oraz system, który umożliwia szybkie „odłączenie się" od sieci, czyli zmianę on-grid w off-grid.

Popularne marki alumulatorów

Jacy producenci akumulatorów są obecnie najbardziej popularni?

Tesla

Tesla z serią PowerWall 2 i doskonałym marketingiem niesamowicie rozbudziła apetyt na domowe akumulatory. Ich produkt jest kompletny, łączy akumulator (produkcji Panasonic) z przetwornicą i spełnia też inne funkcje. Charakteryzuje się wysoką wydajnością rzędu 90% oraz możliwością całkowitego, 100% rozładowania codziennie przez 10 lat. Tesla twierdzi, że rynek akumulatorów będzie większy niż cały rynek paneli fotowoltaicznych w ciągu najbliższych kilku lat.

Wygląd Tesla Powerwall 2

Tesla Powerwall

Mercedes Benz

Od połowy 2016 Mercedes Benz ma własną linię akumulatorów do instalacji fotowoltaicznych. Ich pojedyńcza bateria ma 2,5 kWh pojemności i łącznie można połączyć w jeden zespół do 8 akumulatorów tego rodzaju.

Akumulator fotowoltaiczny Mercedes-Benz mb-4

Akumulator Mercedes-Benz

SMA

SMA znane jest głównie z solidnych przetwornic, teraz zintegrowane mogą być z akumulatorem. Ich produkty to Sunny Boy Storage oraz większy Sunny Island. W zależności od konfiguracji oferują pojemność do 25 kWh.

alt-here

Bateria SMA

LG

LG to elektroniczny gigant, który opracował również własną serię akumulatorów o nazwie LG Chem RESU. Sprawność około 90%.

alt-here

Bateria LG

Enphase

Marka znana z solidnych mikroinwerterów oferuje teraz małe akumulatory o pojemności 1,2 kWh. Ich ogromną zaletą jest wysoka sprawność, sięgająca 96% oraz możliwość głębokiego rozładowania powyżej 95%. Dzięki temu stanowią konkurencję dla Tesli.

alt-here

Bateria Enphase

Akumulatory do instalacji fotowoltaicznych wciąż nie są zbyt popularne w Europie, ale ten stan rzeczy powoli się zmienia. Tesla PowerWall 2 staje się znane na całym świecie, z pewnością dotrze też do Polski. Dla wielu atrakcyjna jest też idea całkowitej niezależności od sieci (off-grid), a to ze względu na rosnące koszty energii. Ponadto akumulatory mogą ładować nocą samochody elektryczne, przy użyciu energii słonecznej pozyskanej w dzień.

W Stanach Zjednoczonych oraz w Australii montuje się więcej instalacji wykorzystujących akumulatory, niż tych, które są ich pozbawione. Spodziewamy się większej konkurencji i niższych cen, w efekcie czego w ciagu następnych lat ten trend może przyjąć się też w Europie.

Dowiedz się w 60 sekund czy fotowoltaika Ci się opłaci

Opublikowane przez Dawid Kaczmarczyk Redaktor fotowoltaikaonline.pl

Pasjonuje się sprytnymi sposobami pozyskiwania zielonej energii. W wolnych chwilach uczy się chińskiego.

Powiązane artykuły, które mogą Ci się spodobać

Oszczędź do 30% na fotowoltaice!

Wypełnij krótki formularz i otrzymaj oferty od sprawdzony firm

  • Do 3 darmowych wycen na adres email
  • Firmy z latami doświadczenia na rynku
  • Ocena min. 4.5/5
  • Zupełnie za darmo i bez obligacji zakupu!
Porównaj oferty

Zdobądź oferty od najlepszych w branży!

Copyright 2019 Wszystkie prawa zastrzeżone