Magazynowanie energii słonecznej – na czym się opiera?

Magazynowanie energii słonecznej jest ważne szczególnie wtedy, kiedy posiadamy instalację fotowoltaiczną typu off-grid. W tym przypadku, nadwyżki energii elektrycznej, które produkuje nasza instalacja fotowoltaiczna odsyłamy do własnych magazynów energii słonecznej. Alternatywną i również popularną opcją jest odsyłanie nadwyżek energii do sieci elektroenergetycznej – występuje ono w przypadku instalacji on-grid. Tego typu system pozwala na magazynowanie energii w sieci energetycznej.

W tym artykule rozjaśniamy jakie możliwości magazynowania energii słonecznej posiada indywidualny właściciel instalacji fotowoltaicznej. Które rozwiązanie jest najlepsze pod kątem efektywności, a które z nich jest droższe? Zapraszamy do lektury!

Sposoby na magazynowanie energii słonecznej – instalacja off-grid

Jeżeli nasza instalacja fotowoltaiczna produkuje nadwyżki energii elektrycznej, których nie jesteśmy w stanie na bieżąco wykorzystać, a jednocześnie nasze panele fotowoltaiczne nie są podłączone do sieci elektrycznej (typ off-grid), rozwiązaniem jest zastosowanie zewnętrznego urządzenia, które montujemy dodatkowo do instalacji. Urządzeniem, które może służyć do magazynowania energii słonecznej, jest np. akumulator do fotowoltaiki. Na rynku istnieje wiele rozwiązań, jeśli chodzi o magazynowanie energii słonecznej.

Elektromechaniczne magazyny energii – akumulatory do fotowoltaiki

Magazynowanie energii może opierać się o magazyny elektromechaniczne, czyli różnego rodzaju akumulatory czy ładowalne baterie. Jest to popularny rodzaj przechowywania energii słonecznej, który ma wiele zastosowań. Powodem wysokiej popularności tego rozwiązania jest łatwość odzyskania zmagazynowanej energii słonecznej. Podaje się, że możliwe jest odzyskanie 90 proc. włożonej energii elektrycznej. Zdaniem specjalistów najlepiej sprawdzają się akumulatory typu VRLA. Jest to typ akumulatora, który nie szkodzi środowisku, nie wymaga dodatkowej wentylacji pomieszczenia, a także jest samoobsługowy. Nic więc dziwnego, że system ten jest najczęściej wybierany wśród instalacji off-grid w gospodarstwach domowych.

Zobacz również: Farma fotowoltaiczna – czy jest przyszłością energetyczną?

Mechaniczne magazyny energii

Panele fotowoltaiczne, z których powstaje nadwyżka energii mogą oddawać je do specjalnych mechanicznych magazynów. Takim rozwiązaniem jest np. sprężone powietrze, na którym opiera się magazynowanie energii. W zbiorniku powstaje ciśnienie o wartości nawet 300 barów. Niestety, takie układy mają zastosowanie jedynie w przypadku większych instalacji jak np. elektrowni. W przypadku tego typu magazynów energii do sprężania powietrza wykorzystuje się energię elektryczną, która produkowana jest przez elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne.

Chemiczne magazynowanie energii

Nadwyżki energii można magazynować również w bardziej zaawansowany sposób. Mogą do tego posłużyć specjalne ogniwa paliwowe – urządzenia, dzięki którym można zamienić energię chemiczną w energię elektryczną. Całość odbywa się w procesie elektrochemicznym – jest to proces w którym następuje wymiana ładunku na granicy faz pomiędzy elektrodą i elektrolitem.

Zobacz artykuł: Fotowoltaika do grzania wody – czy to się opłaca?

Superkondensatory – elektryczne magazynowanie energii

Superkondensatory zbudowane są w dwóch elektrod – węgla aktywnego i elektrolitu z cienką warstwą materiału separującego. Ten typ magazynowania energii charakteryzuje się wysokimi możliwościami związanymi z wydajnością i pojemnością elektryczną.

Termiczne magazyny energii

Ten typ magazynów energii to nie tylko temperatura, a również część termochemiczna. Magazyny termochemiczne pracują w oparciu o odwracalną reakcję chemiczną, która służy przechowywaniu i uwalnianiu energii elektrycznej.

Akumulator do instalacji fotowoltaicznej

Mimo wielu dostępnych rozwiązań, niezmiennie w przypadku mikroinstalacji fotowoltaicznych, które instaluje się przy gospodarstwach domowych, najpopularniejsze magazyny energii to akumulatory i baterie do fotowoltaiki. Jest to optymalne rozwiązanie, dzięki któremu możemy wykorzystać dużą część nadwyżki prądu. Niestety, aby magazynowanie energii z instalacji fotowoltaicznej było możliwe, konieczne jest powiększenie budżetu na fotowoltaikę o kolejne kilka-kilkanaście tysięcy złotych. Cena akumulatora do fotowoltaiki o mocy od 3 do 10 kW to wydatek rzędu 10 tys. złotych wzwyż.

Magazynowanie energii to jedna z zalet fotowoltaiki – dzięki niemu możemy uniezależnić się od sieci energetycznej. Poznaj wady i zalety fotowoltaiki! Więcej na naszym blogu.

Jak magazynować energię słoneczną?

Instalacja fotowoltaiczna równie dobrze może być podłączona do sieci. Obecnie funkcjonują dwa systemy, według których można odprowadzać energię. Net-billing to system kosztowy, który funkcjonuje dla nowych prosumentów, którzy podłączenie instalacji fotowoltaicznej przeprowadzają po 1 kwietnia 2022 roku. Wszyscy prosumenci, którzy dokonali tego wcześniej rozliczają się o system wartościowy, czyli net-metering.

W przypadku obu systemów magazyn energii stanowi sieć energetyczna. System ten obowiązuje tylko wtedy, jeżeli działają u nas panele fotowoltaiczne w systemie on-grid, czyli podłączone do sieci. Dzięki temu systemowi zyskujemy sieciowy magazyn energii elektrycznej.

Instalacja hybrydowa – magazynowanie energii w połączeniu z siecią

Gromadzenie energii słonecznej na własny rachunek jest możliwe również z podłączeniem do sieci. Możemy magazynować energię słoneczną i posiadać instalację on-grid. Jakie są korzyści z takiego rozwiązania?

Jeżeli panele fotowoltaiczne wyprodukują energię z nadwyżką, może być ona magazynowana w akumulatorze i zużywana na bieżące potrzeby. W przypadku, gdy akumulator osiągnie maksimum swojej pojemności, kolejne nadwyżki energii elektrycznej mogą być oddawane do sieci. W ten sposób ograniczamy ilość oddanej energii elektrycznej bezpośrednio do sieci. Dzięki temu redukujemy koszty związane zarówno z systemem net-meteting, według którego 20 lub 30 procent oddanej energii elektrycznej zostaje w sieci, jak i z systemem net-billing, który jest systemem kosztowym i zawiera w sobie opłaty, które standardowo wchodzą w całkowite opłaty za prąd.

Zarządzania energią w obrębie jednego gospodarstwa staje się coraz popularniejsze – coraz większego znaczenia nabierają systemy zarządzania energią – HEMS i EMS. Na naszym blogu sprawdzisz, czemu służą i ile można otrzymać na nie dofinansowania.

Bieżące zużywanie energii – sposób na alokację nadwyżek

Nadwyżki energii z instalacji fotowoltaicznej można również efektywnie alokować, dzięki czemu, energia zostanie dobrze spożytkowana i realnie przyczyni się do dobrostanu energetycznego. W tym przypadku dobrze sprawdza się wykorzystanie pompy ciepła – instalacji, która odpowiada nie tylko za ogrzewanie pomieszczeń, ale również zapewnia ciepłą wodę użytkową. Właśnie w ten sposób nawet w okresie letnim możliwe jest efektywne alokowanie posiadanych zasobów energetycznych. Wystarczy, że będziemy np. podgrzewać wodę. W ten sposób naszą instalację fotowoltaiczną wykorzystujemy w 100 procentach.

Aby magazynować energię słoneczną potrzebne są nakłady finansowe, które pozwolą nam stworzyć system, który będzie odpowiedzialny za efektywne magazynowanie energii, którą produkują panele fotowoltaiczne. System fotowoltaiczny oparty na akumulatorach przez wielu określany jest jako nieopłacalny i znacznie wydłużający okres zwrotu w instalacje fotowoltaiczne, które w przypadku tej opartej o magazynowanie energii elektrycznej ze słońca stają się droższe o kilka lub kilkanaście tysięcy złotych w zależności od typu i pojemności akumulatora. Jeżeli jednak chcemy stać się niezależni od sieci energetycznej i istniejących systemów, warto wziąć to rozwiązanie pod uwagę. Dodatkowym argumentem za zainstalowaniem magazynu energii są dostępne dofinansowania w ramach programu Mój Prąd 4.0.

Jeżeli chciałbyś jednak, by magazynem Twojej instalacji była sieć energetyczna, przeczytaj nasz artykuł: „Podłączenie fotowoltaiki do sieci – schemat procedury„. Zapraszamy do lektury!