Dlaczego warto magazynować energię z fotowoltaiki?

Instalacja fotowoltaiczna generuje najwięcej energii w ciągu dnia, kiedy słońce świeci najintensywniej. Niestety, właśnie wtedy większość z nas przebywa poza domem, a zużycie energii jest stosunkowo niskie. Z kolei wieczorem, gdy wracamy do domu i włączamy różne urządzenia, nasza instalacja produkuje znacznie mniej energii lub nie produkuje jej wcale.

W starym systemie rozliczeń (net-metering) nie stanowiło to problemu, ponieważ sieć energetyczna działała jak wirtualny magazyn energii. Jednak od wprowadzenia systemu net-billing w 2022 roku, opłacalność fotowoltaiki bez magazynu energii znacząco spadła. Magazyny energii pozwalają na:

  • Zwiększenie autokonsumpcji – wykorzystanie wyprodukowanej energii na własne potrzeby zamiast oddawania jej do sieci po niższej cenie
  • Uniezależnienie się od przerw w dostawie prądu
  • Optymalizację zużycia energii i obniżenie rachunków
  • Stabilizację sieci energetycznej

Rodzaje magazynów energii

Na rynku dostępnych jest kilka typów magazynów energii dla gospodarstw domowych. Każdy z nich ma swoje zalety i ograniczenia.

1. Magazyny energii oparte na akumulatorach litowo-jonowych

To obecnie najpopularniejszy typ magazynów energii dla domów jednorodzinnych. Charakteryzują się one:

  • Wysoką gęstością energii – zajmują stosunkowo mało miejsca w stosunku do ilości magazynowanej energii
  • Długą żywotnością – większość nowoczesnych akumulatorów litowo-jonowych wytrzymuje od 6000 do 10000 cykli ładowania i rozładowania
  • Wysoką sprawnością – straty energii podczas ładowania i rozładowania wynoszą zaledwie 5-10%
  • Minimalnym efektem pamięci – można je doładowywać w dowolnym momencie bez obaw o zmniejszenie pojemności

Przykładowe modele to Tesla Powerwall, LG ESS Home, Huawei Luna czy BYD Battery-Box. Ich pojemności wahają się od 2,5 kWh do nawet 15 kWh w pojedynczym module, z możliwością łączenia kilku jednostek.

2. Magazyny energii z akumulatorami LiFePO4 (litowo-żelazowo-fosforanowe)

To odmiana akumulatorów litowo-jonowych, ale o znacznie lepszych parametrach bezpieczeństwa i dłuższej żywotności:

  • Wyjątkowa żywotność – do 10000 cykli przy dużym (80%) rozładowaniu
  • Wysoki poziom bezpieczeństwa – znacznie bardziej odporne na przegrzewanie i praktycznie niepalne
  • Stabilne napięcie – utrzymują stałe napięcie nawet przy znacznym rozładowaniu
  • Odporność na niskie temperatury – mogą pracować w szerszym zakresie temperatur

Do popularnych modeli należą Pylontech US2000/US3000, SolaX Triple Power czy BYD Battery-Box Premium LVS. Główną wadą tych akumulatorów jest nieco wyższa cena w porównaniu do standardowych litowo-jonowych.

3. Akumulatory kwasowo-ołowiowe

To najstarsza technologia magazynowania energii, wciąż stosowana ze względu na niskie koszty:

  • Niska cena – najtańsza opcja na rynku
  • Dobra dostępność – łatwe do kupienia i wymiany
  • Wysoka odporność na przeciążenia

Niestety, akumulatory kwasowo-ołowiowe mają też poważne wady:

  • Krótka żywotność – zazwyczaj 500-1000 cykli
  • Duże rozmiary i waga – zajmują dużo miejsca
  • Wymagają regularnej konserwacji
  • Niska głębokość rozładowania – najlepiej wykorzystywać tylko 50% pojemności

Ze względu na te ograniczenia, akumulatory kwasowo-ołowiowe są rzadziej stosowane w nowoczesnych instalacjach domowych.

4. Magazyny energii cieplnej

Alternatywnym rozwiązaniem dla magazynów elektrycznych są magazyny energii cieplnej. Mogą one przybierać formę:

  • Zbiorników buforowych – magazynujących ciepłą wodę
  • Grzałek do podgrzewania wody – wykorzystujących nadwyżki energii elektrycznej do ogrzewania wody
  • Systemów ogrzewania podłogowego – akumulujących ciepło w masie betonowej

Magazyny cieplne są często tańszą alternatywą dla akumulatorów elektrycznych i mogą być dobrym uzupełnieniem systemu fotowoltaicznego, szczególnie w domach, gdzie znaczna część energii jest zużywana na ogrzewanie.

Jak dobrać odpowiedni magazyn energii?

Wybór odpowiedniego magazynu energii zależy od kilku kluczowych parametrów:

1. Pojemność użyteczna

To ilość energii, którą można rzeczywiście wykorzystać. Zależy od:

  • Pojemności nominalnej – całkowitej pojemności akumulatora
  • Głębokości rozładowania (DoD) – ile procent pojemności można wykorzystać bez uszkodzenia akumulatora

Dla przeciętnego gospodarstwa domowego w Polsce zaleca się magazyn o pojemności użytecznej 5-10 kWh, w zależności od dziennego zużycia energii.

2. Moc ładowania i rozładowania

Określa, jak szybko magazyn może przyjmować i oddawać energię. Wpływa na to, ile urządzeń może być jednocześnie zasilanych z magazynu oraz jak szybko można go naładować nadwyżką energii z paneli fotowoltaicznych.

3. Żywotność

Mierzona w cyklach (ładowanie-rozładowanie) lub latach. Dobrej jakości magazyn energii powinien działać co najmniej 10 lat lub wytrzymać minimum 4000-5000 cykli.

4. Sprawność (efektywność)

Określa, ile energii "tracimy" podczas procesu magazynowania. Nowoczesne magazyny litowo-jonowe mają sprawność na poziomie 90-95%.

5. Kompatybilność z falownikiem

Nie każdy magazyn energii będzie współpracował z każdym falownikiem. Wyróżniamy:

  • Magazyny AC – uniwersalne, mogą współpracować z praktycznie każdą instalacją fotowoltaiczną, ale mają nieco niższą sprawność
  • Magazyny DC – bardziej efektywne, ale muszą być kompatybilne z konkretnym falownikiem
  • Magazyny hybrydowe – wymagają specjalnego falownika hybrydowego

Koszty i opłacalność magazynów energii

Ceny magazynów energii dla gospodarstw domowych wahają się od 2000 zł/kWh do nawet 5000 zł/kWh pojemności, w zależności od technologii i dodatkowych funkcji. Dla typowego magazynu o pojemności 5-10 kWh oznacza to inwestycję rzędu 15 000 - 40 000 zł.

Czynniki wpływające na opłacalność inwestycji:

  • Różnica między ceną zakupu a sprzedaży energii – im większa różnica, tym bardziej opłacalne magazynowanie
  • Profil zużycia energii – im większa część energii jest zużywana wieczorem i w nocy, tym większe korzyści z magazynu
  • Dostępne dotacje – od 2023 roku w ramach programu "Mój Prąd 5.0" można uzyskać do 7000 zł dofinansowania do magazynu energii
  • Stabilność dostaw energii – jeśli w danym regionie występują częste przerwy w dostawie prądu, magazyn energii stanowi dodatkowe zabezpieczenie

Przeciętny czas zwrotu inwestycji:

W obecnych warunkach rynkowych w Polsce, przy uwzględnieniu dotacji z programu "Mój Prąd 5.0", czas zwrotu inwestycji w magazyn energii wynosi zwykle 7-10 lat. Bez dotacji okres ten może wydłużyć się do 10-15 lat.

Przykładowe modele magazynów energii dostępne w Polsce

1. Huawei Luna 2000

  • Pojemność: 5-30 kWh (modularna)
  • Technologia: LiFePO4
  • Żywotność: >6000 cykli
  • Zalety: Możliwość rozbudowy, wysoka żywotność, integracja z falownikami Huawei
  • Przybliżona cena: od 15 000 zł za 5 kWh

2. LG ESS Home 8/10

  • Pojemność: 8-16 kWh
  • Technologia: Litowo-jonowa NMC
  • Żywotność: 10 lat / 4000 cykli
  • Zalety: Kompaktowy design, wysoka sprawność, renomowany producent
  • Przybliżona cena: od 25 000 zł za 8 kWh

3. Pylontech US3000C

  • Pojemność: 3,5 kWh (możliwość łączenia)
  • Technologia: LiFePO4
  • Żywotność: >6000 cykli
  • Zalety: Atrakcyjna cena, wysoka żywotność, współpraca z wieloma falownikami
  • Przybliżona cena: ok. 10 000 zł za moduł 3,5 kWh

4. Tesla Powerwall 2

  • Pojemność: 13,5 kWh
  • Technologia: Litowo-jonowa NMC
  • Żywotność: 10 lat / 3200 cykli
  • Zalety: Zaawansowane oprogramowanie, możliwość pracy wyspowej (podczas awarii sieci), atrakcyjny design
  • Przybliżona cena: ok. 37 000 zł

Przyszłość magazynowania energii

Technologia magazynowania energii rozwija się dynamicznie. W najbliższych latach możemy spodziewać się:

  • Spadku cen – według prognoz, do 2025 roku ceny magazynów energii mogą spaść o 20-30%
  • Zwiększenia pojemności – dzięki postępom w technologii akumulatorów
  • Nowych technologii – takich jak akumulatory typu solid-state czy wykorzystujące nowe materiały jak grafen
  • Integracji z inteligentnymi systemami zarządzania energią – optymalizującymi wykorzystanie energii w domu
  • Rozwoju współdzielonych magazynów energii – działających na zasadzie społeczności energetycznych

Podsumowanie

Magazyny energii stają się nieodłącznym elementem nowoczesnych instalacji fotowoltaicznych, szczególnie w obliczu zmian w systemie rozliczeń prosumentów. Choć nadal stanowią znaczący koszt, ich ceny systematycznie spadają, a dostępne dotacje zwiększają ich opłacalność.

Wybierając magazyn energii, warto zwrócić uwagę nie tylko na cenę, ale przede wszystkim na parametry techniczne, żywotność i gwarancję. Dobrze dobrany magazyn energii pozwoli maksymalnie wykorzystać potencjał instalacji fotowoltaicznej i znacząco zwiększyć niezależność energetyczną.

W SolarTech Polska oferujemy kompleksowe rozwiązania łączące fotowoltaikę z magazynami energii. Nasi eksperci pomogą dobrać optymalny system dostosowany do indywidualnych potrzeb i uzyskać dostępne dofinansowanie.