Magazyn energii 10 kw – na ile wystarczy?

Rozważając zainstalowanie magazynu energii o pojemności 10 kWh, istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę. Przeczytaj dalszą część artykułu, aby dowiedzieć się więcej i sprawdzić, czy taka inwestycja będzie odpowiednia dla Ciebie.

Kilka słów o magazynach energii

Magazyn energii to zaawansowane rozwiązanie, które pozwala przechowywać nadmiar energii elektrycznej, zwłaszcza pochodzącej z odnawialnych źródeł, takich jak panele fotowoltaiczne. Pozwala to na zwiększenie zużycia energii wytworzonej przez fotowoltaikę „na miejscu”, czyli tzw. autokonsumpcję, zamiast oddawania jej do sieci. Wiemy już, że trendy w energetyce zachęcają coraz silniej do takiego podejścia np. poprzez taryfy dynamiczne, czy wprowadzanie godzinowych uśrednionych cen sprzedaży prądu z fotowoltaiki.

Magazyn energii 10 kWh – kiedy warto stosować?

Pojemność 10 kWh w magazynach energii jest najbardziej popularna w Polsce. Wraz z instalacją fotowoltaiczną o łącznej mocy 10 kWh tworzy idealny duet spełniający potrzeby większości domów o klasycznej powierzchni i profilu zużycia energii.

Kiedy zatem sprawdzą się magazyny energii 10 kWh?

• Standardowe gospodarstwa domowe – czyli tak jak wspomnieliśmy, magazyny energii 10 kWh spełniają potrzeby klasycznych gospodarstw domowych tj. dom o powierzchni ok. 150 m2, 4 mieszkańców, którzy zużywają energię głównie rano i wieczorem. Stąd największa popularność magazynów energii o pojemności 10 kWh.
• Restauracje z ogródkiem – restauracje z ogródkami, które cieszą się popularnością zwłaszcza w okresie letnim, często potrzebują energii na oświetlenie i obsługę elektrycznych urządzeń kuchennych. Jednakże w przypadku restauracji funkcjonujących głównie wieczorami lub nocą, zużycie energii może być stosunkowo niskie w ciągu dnia. Magazyn energii o pojemności 10 kWh może pomóc w magazynowaniu nadmiaru energii wytworzonej w ciągu dnia przez fotowoltaikę lub inne źródła, co pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie energii w godzinach wieczornych i nocnych, bez konieczności korzystania z energii z sieci.
• Małe gospodarstwa rolne – wiele małych gospodarstw rolnych wykorzystuje maszyny i urządzenia, które wymagają zasilania elektrycznego, takie jak pompy do nawadniania, agregaty prądotwórcze czy systemy monitoringu i oświetlenia. Magazyn energii o pojemności 10 kWh może być doskonałym rozwiązaniem dla takich gospodarstw, szczególnie jeśli znajdują się w rejonach, gdzie dostęp do stabilnej sieci energetycznej może być utrudniony. Pozwala to na magazynowanie energii wytworzonej przez instalacje fotowoltaiczne lub turbiny wiatrowe i wykorzystywanie jej w momencie, gdy jest najbardziej potrzebna, np. podczas prac polowych w nocy lub w przypadku awarii zasilania. Dzięki temu, gospodarstwa rolne mogą zwiększyć niezależność energetyczną i obniżyć koszty eksploatacji, co ma pozytywny wpływ na ich rentowność.
• Małe zakłady produkcyjne – niektóre małe zakłady produkcyjne, które pracują do późnych godzin wieczornych czy nocnych, takie jak rodzinna produkcja mebli lub warsztaty rzemieślnicze, mogą również skorzystać z magazynu energii o pojemności 10 kWh. W takich zakładach zużycie energii elektrycznej może być związane z pracą maszyn produkcyjnych (przy magazynie energii 10 kWh nie spodziewajmy się jednak bardzo długiej pracy przy maszynach zużywających dużo energii), oświetleniem hal produkcyjnych oraz systemami wentylacji lub klimatyzacji.

Warto wiedzieć, że magazyn energii o pojemności 10 kWh powinien współpracować z fotowoltaiką o mniej więcej tej samej mocy. Jeżeli decydujemy się na większą instalację PV – warto pomyśleć również o pompie ciepła, która może być zasilana nawet przez cały wieczór z energii zgromadzonej w magazynie energii.

Na dodatek najpopularniejszą praktyką jest zasilanie tylko niektórych obwodów elektrycznych z magazynu energii – tych kluczowych np. kuchnia czy łazienka.

Na jak długo wystarczy magazyn energii 10 kWh?

Udzielenie odpowiedzi wymaga uwzględnienia kontekstu tego pytania. Pytając o to, na ile wystarcza magazyn energii 10 kWh, możemy więc ocenić dwa aspekty:

• W pierwszym przypadku analizujemy szybkość, z jaką energia elektryczna jest oddawana z magazynu do budynku, czyli czas, w którym odbywa się jeden cykl rozładowywania.
• Natomiast drugi kontekst dotyczy trwałości magazynu energii, czyli jego zdolności do efektywnego funkcjonowania przez określony okres, liczony w latach.

Aby udzielić pełnej odpowiedzi w tych dwóch aspektach, należy uwzględnić przynajmniej kilka scenariuszy. Przedstawiamy je poniżej dla lepszego zrozumienia na ile starcza magazyn energii o pojemności 10 kWh!

W kontekście jednego rozładowywania – różne scenariusze

Rozważając, jak długo wystarczy magazyn energii o mocy 10 kWh, musimy wziąć pod uwagę kilka istotnych czynników. Przede wszystkim ważne jest średnie codzienne zużycie energii oraz specyficzne warunki korzystania z niej.

Przedstawimy różne scenariusze, które pokazują, jak efektywnie działa magazyn energii o mocy 10 kWh w praktyce, uwzględniając różne poziomy zużycia prądu i warunki użytkowania.

Nie tylko wskażemy, kiedy taki magazyn jest optymalnym rozwiązaniem, ale także dowiesz się, w których sytuacjach może nie spełniać oczekiwań. Warto zauważyć, że wzorce zużycia energii elektrycznej mogą się różnić w zależności od budynku lub gospodarstwa domowego.

Dlatego głównie skupimy się na zapotrzebowaniu na energię w godzinach szczytu, które zazwyczaj przypada na poranek i wieczór dla większości gospodarstw domowych.

Zanim przejdziemy dalej musimy jeszcze wspomnieć o ważnej rzeczy – pojemność nominalna i użytkowa to dwie różne pojemności. Aby zachować dobrą kondycję magazynu i uniknąć przedwczesnego zużycia – baterii nie powinno ładować się ani do końca, ani całkowicie jej rozładowywać. Najbardziej optymalne jest ładowanie do około 90% i rozładowywanie do maksymalnie 10%. To dużo zmienia.

Scenariusz 1: Gospodarstwo domowe z wykorzystaniem magazynu energii 10 kW i instalacji fotowoltaicznej

Załóżmy, że mamy do czynienia z gospodarstwem domowym o niskim zużyciu energii, które wykorzystuje zarówno instalację fotowoltaiczną, jak i magazyn energii o pojemności 10 kW.

W ciągu dnia, gdy słońce świeci najjaśniej, energia elektryczna jest generowana i zużywana na bieżąco, głównie do zasilania urządzeń elektrycznych i innych potrzeb domowych. Nadwyżki produkcji najpierw ładują magazyn energii, a pozostała energia przekazywana do sieci.

Rano i wieczorem, gdy zapotrzebowanie na energię rośnie, a produkcja energii słonecznej spada lub ustaje, magazyn energii wchodzi do akcji – w przypadku tego budynku nie ma pompy ciepła, ani wymagających energetycznie urządzeń elektrycznych, dlatego magazyn energii może zasilać wszystkie obwody.

Założenia:

• średnie zużycie energii w ciągu dnia: 0,35 kWh/h
• średnie zużycie energii rano i wieczorem: 0,75 kWh/h
• pojemność magazynu energii: 10 kWh

Przyjmując, że czas użytkowania energii rano i wieczorem wynosi razem około 10 godzin (5 godzin rano i 5 godzin wieczorem), łączne dzienne zużycie energii wynosi:

0,75 kWh/h × 10 h = 7,5 kWh.

Oznacza to, że pojemność magazynu 10 kWh pozwala na pokrycie dziennego zapotrzebowania na energię rano i wieczorem przez około 8h – ze względu na wspomnianą wcześniej pojemność użytkową, która wynosi 80% z 10 kWh. Magazyn energii jest więc dobrze dopasowany do instalacji fotowoltaicznej i zapotrzebowania budynku.

Scenariusz 2: Dom z zaawansowanym systemem ogrzewania

Przyjrzyjmy się domowi, który korzysta z fotowoltaiki, magazynu energii o pojemności 10 kWh oraz pompy ciepła i rekuperacji. Pamiętajmy, że sama pompa ciepła powoduje zwiększenie autokonsumpcji z fotowoltaiki – pompa ciepła zasilana z fotowoltaiki, może przekazywać ciepło do bufora ciepła, który następnie dostarcza ciepło do co lub cwu na wieczór i rano.

Magazyn energii o pojemności 10 kWh nie powinien zasilać obwodu elektrycznego, do którego podłączona jest pompa ciepła. Powód jest prosty – wysoki pobór elektrycznej takiego urządzenia, wyładowałby cały magazyn już nawet w dwie godziny.

Z tego powodu magazyn energii podłącza się w takim przypadku do krytycznych obwodów elektrycznych. Dlatego pompę ciepła możemy faktycznie zasilić z fotowoltaiki bezpośrednio, lecz wieczorne czy poranne zasilanie tego urządzenia elektrycznego z baterii, jest po prostu nieekonomiczne.

Pamiętajmy, że pompa ciepła ma na celu zwiększanie autokonsumpcji, co najbardziej przekłada się na ograniczenie rachunków za prąd – magazyn energii ma podobny cel. Niestety jednak oba te rozwiązania zwiększają autokonsumpcję niezależnie od siebie. Dlatego też w takim scenariuszu magazyn energii 10 kWh również wystarczy na około 8h, zakładając ze zużycie prądu (bez uwzględnienia pompy ciepła) jest takie samo jak w pierwszym scenariuszu.

Scenariusz 3: Mała firma z ciągłą, wysoką konsumpcją energii

Załóżmy, że mała firma zużywa średnio 20 kWh energii na dzień, co przekłada się na około 1,25 kWh na godzinę w ciągu 16-godzinnego dnia pracy.

Przy takim poziomie zużycia, magazyn o pojemności 10 kWh jest w stanie pokryć zapotrzebowanie firmy na energię przez około 6-7 godzin pracy przy pełnym naładowaniu.

W perspektywie trwałości magazynu energii – różne warianty

Współczesne magazyny energii, niezależnie od ich typu czy technologii, ulegają stopniowej degradacji w trakcie użytkowania, co wpływa na ich wydajność w przechowywaniu energii. Przyjmując standardowy wskaźnik degradacji na poziomie 20% w ciągu 15-20 lat, prezentujemy scenariusze ukazujące, jak ten proces wpływa na efektywność i żywotność tych urządzeń.

Scenariusz 1: Konwencjonalny magazyn energii z gwarancją na 6000 cykli

Założenia:

• Liczba gwarantowanych cykli: 6000
• Średnia liczba cykli ładowania rocznie: 300
• Degradacja: 20% po 15-20 latach

Magazyn energii osiągający 6000 cykli przy rocznej liczbie cykli na poziomie 300 będzie prawdopodobnie funkcjonować przez około 20 lat. Degradacja o 20% oznacza, że po upływie tego czasu magazyn będzie posiadał jedynie 80% swojej pierwotnej pojemności, co należy już uznać za usterkę magazynu kwalifikującą do jego wymiany.

Scenariusz 2: Zaawansowany magazyn litowo-żelazowo-fosforanowy z gwarancją na 8000 cykli

Założenia:

• Liczba gwarantowanych cykli: 8000
• Średnia liczba cykli ładowania rocznie: 300
• Degradacja: 20% po 15-20 latach

Magazyn litowo-żelazowo-fosforanowy z 8000 cyklami i roczną liczbą cykli na poziomie 230 wydłuża swoją teoretyczną żywotność do około 26 lat.

Podsumowanie

Wykorzystanie energii z magazynu o pojemności 10 kW zależy od wielu czynników, takich jak instalacja fotowoltaiczna czy charakter pracy. Dynamiczne taryfy energii pozwalają na jeszcze lepszą optymalizację kosztów dzięki magazynom energii. Zalecamy konsultację z ekspertami w celu wyboru optymalnego magazynu dla Twoich potrzeb!