Zastanawiasz się nad inwestycją w magazyn energii, ale paraliżują Cię określenia prosument, net-billing czy peak-shaving? W tej serii artykułów przybliżymy Ci podstawową wiedzę związaną z inwestycjami w przemysłowe magazyny energii. Dzięki naszym wpisom zrozumiesz podstawowe pojęcia, poznasz główne zalety stosowania magazynów energii i podejmiesz bardziej świadomą decyzję, jakie rozwiązanie będzie dla Ciebie odpowiednie.

Magazynowanie energii elektrycznej – kluczowy element w bieżącej transformacji

Rynek energetyczny się zmienia i to w tempie, którego nie notowaliśmy jeszcze nigdy wcześniej. Praktycznie wszystkie państwa na świecie podjęły decyzję, by sukcesywnie odchodzić od paliw kopalnych na rzecz odnawialnych źródeł energii. Przemawiają za tym różne motywacje – zarówno aspekty ekonomiczne, jak i ekologiczne. Należy spodziewać się, że dynamikę tych zmian przyspieszy zastrzyk pieniędzy z KPO (Krajowy Plan Odbudowy), który zmobilizuje państwa i prywatne przedsiębiorstwa do większych inwestycji. Żeby zrozumieć, dlaczego tak ważnym ogniwem całego łańcucha systemu elektroenergetycznego jest magazyn energii, warto wpierw przyjrzeć się temu, jak taki magazyn jest zbudowany i jakie jest jego działanie.

Jak działa magazyn energii?

Magazyn energii zbudowany jest zazwyczaj z ogniw litowo-jonowych, w sposób podobny do konstrukcji baterii samochodu elektrycznego. Magazyn może być ładowany na przykład przez instalację fotowoltaiczną, ale nie jest ona do tego niezbędna – magazyn energii równie dobrze może być ładowany z sieci energetycznej. Ze zgromadzonej energii w magazynie możemy skorzystać praktycznie w każdej chwili i rozładować go na własne potrzeby. Nie jest przy tym konieczne, by w pełni naładować magazyn, zanim będziemy go rozładowywać. Magazyn energii łączony jest z systemem zarządzania energią, który m.in. chroni przed nadmiernym rozładowaniem i przeładowaniem.

Magazyn energii – następny krok po instalacji fotowoltaicznej

Instalację fotowoltaiczną można znaleźć na każdym rogu – montowane są na prywatnych domach, na budynkach ogromnych firm czy na specjalnie wydzielonych terenach pod tak zwane farmy fotowoltaiczne. Z początku rozliczenie fotowoltaiki było stosunkowo proste – praktycznie zerowym kosztem wytwarzany był prąd na potrzeby własne, a ewentualne nadwyżki energii elektrycznej mogły być przesyłane do sieci energetycznej. Wtedy też pojawiło się określenie prosument, będące połączeniem słów producent i konsument. Prosumentem jest dowolny podmiot, w tym osoba fizyczna, który produkuje energię elektryczną na własne potrzeby. Wraz z czasem systemy rozliczeń energii ulegały zmianie, opłacalność inwestycji spadała i stąd właściciele fotowoltaiki zaczęli coraz częściej łączyć instalacje z magazynem energii elektrycznej.

Net-Metering i Net-Billing – o co w tym chodzi?

Prosumenci, którzy oddawali energię do sieci energetycznej, otrzymywali za to różnego rodzaju rekompensaty. Do 2022 roku, dla prosumentów posiadających instalację fotowoltaiczną o mocy do 50 kW, wiodącym sposobem rozliczeń był Net-Metering, czyli sposób rozliczania energii elektrycznej zwany też opomiarowaniem netto. W skrócie polegało to na tym, że prosument, który oddał energię do sieci, mógł ją potem nieodpłatnie odebrać. Nie obywało się to jednak bez straty dla prosumenta – odebrać można było 70-80% energii, którą wcześniej się oddało.

Obecnie Net-Metering zastępowany jest przez Net-Billing, który również obowiązuje prosumentów z instalacją fotowoltaiczną o mocy do 50 kW. Ten sposób rozliczenia z kolei polega na transakcji kupna-sprzedaży. Prosument oddając energię elektryczną do sieci energetycznej, otrzymuje za nią wynagrodzenie w złotówkach. To zasadnicza różnica względem Net-Meteringu, gdzie rozliczenie było w kilowatogodzinach. Prosument w systemie Net-Billing nie otrzymuje jednak gotówki na konto bankowe. Kwoty za sprzedaż energii gromadzone są na osobno wydzielony depozyt, z którego następnie pieniądze mogą być wykorzystane wyłącznie na zakup energii. Net-Billing jest zatem wprost zależny od bieżących cen energii, w przeciwieństwie do Net-Metteringu.

W obu tych przypadkach prosument nie jest w stanie bez dopłacania odebrać takiej samej ilości energii, jaką wcześniej wprowadził do sieci. Rozwiązaniem tego problemu stały się domowe magazyny energii. Magazyn energii podłączony do instalacji fotowoltaicznej pozwala zachować nadwyżki energetyczne i niemal bezstratnie wykorzystać je w przyszłości. Dzięki temu prosument nie jest zdany na niekorzystne dla niego systemy rozliczeń.

Nadmiar energii z instalacji fotowoltaicznej – skąd się bierze?

Produkcja energii z fotowoltaiki zazwyczaj jest najwyższa w godzinach 10-14, a jednocześnie w tych godzinach zużycie energii jest przeważnie niskie. Stąd z instalacji fotowoltaicznej wytwarzana jest większa ilość energii, niż prosument jest w stanie wykorzystać na bieżące potrzeby. Instalacja fotowoltaiczna sprzężona z magazynem energii pozwala na znacznie efektywniejsze wykorzystanie wyprodukowanej energii elektrycznej. Sprawia to również, że w mniejszym stopniu występuje zjawisko przewymiarowania instalacji fotowoltaicznej – nawet teoretycznie zbyt duża fotowoltaika przy wsparciu ze strony magazynu energii będzie pracowała w sposób wydajny.

Magazyn energii – sposób na niezależność energetyczną?

Magazyn energii to również pomysł na zapewnienie bezpieczeństwa zasilania i to nie tylko w instalacjach domowych, ale także i przemysłowych. Magazyny energii często łączone są z funkcją zasilania awaryjnego – zmagazynowana energia może na jakiś czas w pełni pokryć zapotrzebowanie energetyczne i podtrzymać zasilanie wtedy, gdy dojdzie do awarii sieci energetycznej lub z jakiegoś innego powodu nastąpi przerwa w dostawie prądu. Co więcej, magazyn energii jest też odpowiedzią na pojawiające się problemy z dostępnością mocy przyłączeniowej. Jeśli dany zakład tylko sporadycznie przekraczałby ustalony pobór mocy, to te nadwyżki mogą być pokrywane właśnie magazynem energii.

Przemysłowy magazyn energii – rozwiązanie dla przedsiębiorstw

Podstawowym parametrem magazynu energii jest jego wielkość, określana w ilości zgromadzonych kilowatogodzin (kWh). W instalacjach domowych sprawdzają się stosunkowo małe magazyny energii, których pojemność użytkowa wynosi kilka-kilkanaście kWh. W zastosowaniach przemysłowych natomiast wielkość magazynu energii często sięga pojemności kilku GWh, a tworzone są też całe kompleksy magazynów, które gromadzą setki MWh. W takim rozwiązaniu magazyn energii nie tylko sprawdza się w dużych instalacjach fotowoltaicznych, ale również umożliwia dodatkowe oszczędności, a nawet pozwala zarabiać na energii elektrycznej, ale o tym napiszemy w osobnej serii artykułów.

Montaż magazynu energii – co jest potrzebne?

Przy projektowaniu magazynów energii uwzględnia się zastosowanie zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne. Magazyny są odporne na warunki atmosferyczne takie jak deszcz, śnieg czy mróz. Magazyn energii do fotowoltaiki może być podłączony do istniejącej instalacji fotowoltaicznej lub konstruowany równolegle z nią. Jeśli chodzi o dodatkowe urządzenia, to magazyn powinien być wyposażony w system zarządzania energią, system zarządzania baterią (BMS), falownik (inaczej inwerter) oraz przewody o odpowiednich właściwościach elektrycznych, cechujące się przy tym odpornością na wilgotność, temperaturę czy zapłon.

Magazyny energii – podsumowanie

Magazyn energii świetnie uzupełnia instalację fotowoltaiczną, powoduje zwiększenie autokonsumpcji energii i sprawia, że zarządzanie energią staje się bardziej opłacalne dla prosumenta. Jednocześnie magazyny energii zapewniają niezależność energetyczną, oferując zasilanie w przypadku awarii sieci. To bezpieczne i praktycznie bezobsługowe rozwiązanie. Popularność magazynów energii będzie rosła wraz z rozwojem OZE (odnawialnych źródeł energii), które z natury są niestabilne i potrzebują uregulowania. Nawet w tym roku były sytuacje, gdy odnotowywano ujemne ceny energii właśnie z powodu ich chwilowo zbyt dużych ilości w sieci. W bieżącej transformacji energetycznej funkcja magazynów energii będzie kluczowa i na rynku widać, że w sektor ten inwestowane są potężne nakłady finansowe.