Magazyny energii zdobywają coraz większą popularność wśród prosumentów i stają się standardowym wyposażeniem instalacji fotowoltaicznych. W przeciągu roku moc magazynów w Polsce wzrosła niemal pięciokrotnie. Tempo rozwoju segmentu magazynów domowych przewyższa tym samym rozwój instalacji fotowoltaicznych w swoich początkowych stadiach w Polsce, a prognozy są jeszcze bardziej rozwojowe. Powodów takiej sytuacji jest wiele, a najważniejsze z nich omówimy w niniejszym artykule.
Podstawową funkcją magazynu energii jest generowanie przez niego znacznych oszczędności, zwłaszcza w aktualnym systemie rozliczeniowym net-billing. Nie da się ukryć, że obecnie eksport energii do sieci jest nieopłacalny – cena, po której sprzedajemy energię jest wielokrotnie niższa od ceny jej zakupu. Wobec tego głównym celem prosumenta w systemie net-billing jest maksymalizacja autokonsumpcji. Magazyn energii jest na to najlepszym sposobem. Nadwyżki energii zostają zmagazynowane, a następnie wykorzystane na bieżące zapotrzebowanie domu na energię w godzinach, gdzie instalacja PV nie jest już w stanie go zapewnić. Nie sprzedajemy więc prądu do sieci wtedy, kiedy jego produkcja z paneli fotowoltaicznych jest największa a cena za niego najniższa, tylko magazynujemy go i wykorzystujemy na własne cele, kiedy produkcja energii spada.
Typowe zużycie energii w budynku ma swój szczyt zapotrzebowania w godzinach porannych oraz wieczornych. Instalacja fotowoltaiczna opiera się jednak na słońcu, które najmocniej świeci w samo południe, gdy większość z nas jest w pracy. W godzinach, gdy energii zużywamy najwięcej, słońca przez większość roku jest zbyt mało. Magazyn pozwala na zapełnienie tych luk poprzez przechowanie nadwyżek energii.
Odciążenie systemu energetycznego
W poprzednim punkcie skupiliśmy się na aspekcie oszczędności, natomiast harmonogram zużycia i produkcji energii jest powiązany z niesamowicie istotną kwestią jaką jest stabilność systemu energetycznego. Tak jak pisaliśmy wcześniej, szczyt produkcji z instalacji fotowoltaicznej przypada na południe, gdy większość z nas jest w pracy. Energia wyprodukowana przez instalację bez magazynu trafia więc do sieci energetycznej. Ta energia jednak musi być przez kogoś wykorzystana. Co, jeśli takiego odbiorcy nie ma?
Taką sytuację najlepiej zobrazować na przykładzie układu hydraulicznego. Załóżmy, że mamy zbiornik, do którego pompujemy wodę za pomocą bardzo silnej pompy. Zbiornik reprezentuje sieć energetyczną, pompa to instalacja fotowoltaiczna, natomiast woda to energia przez nią produkowana. Na bieżąco ktoś tę wodę wykorzystuje, więc system działa poprawnie. Jeśli jednak nie ma odbiorcy to pompa generuje coraz większe ciśnienie, które finalnie jest tak duże, że rozsadza zbiornik. Ciśnienie w tej wizji to napięcie prądu w sieci. Problem wysokiego napięcia w sieci dotyka coraz większą ilość mikroinstalacji. Objawia się to zanikiem pracy instalacji, ponieważ falowniki mają wbudowane zabezpieczenia, które wyłączają instalację, aby nie doszło do „rozsadzenia zbiornika”.
Problem z wysokim napięciem w sieci wynika z faktu, iż w wielu miejscach w Polsce sieć przesyłowa nie jest jeszcze przystosowana do coraz większej ilości instalacji fotowoltaicznych. Na obszarze jednej stacji transformatorowej często jest zbyt dużo instalacji o zbyt dużej mocy, a przewody na słupach mają zbyt małe przekroje.
W marcu 2023 Urząd Regulacji Energetyki opublikował artykuł, który porusza szczegółowo ten problem.
Wśród podanych możliwych rozwiązań na pierwszym miejscu jest właśnie magazyn energii. URE określiło magazyny energii jako najlepsze i najbardziej skuteczne rozwiązanie problemu z działaniem przydomowych źródeł energii. Problem ten będzie tylko narastał, ponieważ liczba mikroinstalacji rośnie, a modernizacja sieci przesyłowych wymaga czasu i ogromnych nakładów finansowych. W tej sytuacji magazyny energii pełnią rolę nie tylko bufora dla prosumenta, ale również wsparcia dla całego systemu elektroenergetycznego. Przechowując energię w miejscu jej wytworzenia i zużycia, odciążają lokalne linie przesyłowe, zmniejszają ryzyko przeciążeń i pomagają stabilizować napięcie w sieci.
Wsparcie dla transformacji energetycznej
Nie bez znaczenia jest również fakt, że magazyny energii są jednym z filarów zielonej transformacji energetycznej. Rosnące znaczenie odnawialnych źródeł energii (OZE) wymusza elastyczne zarządzanie produkcją i zużyciem prądu. Źródła takie jak fotowoltaika czy wiatr charakteryzują się niestabilnością – produkują energię wtedy, gdy pozwalają na to warunki pogodowe, a niekoniecznie wtedy, gdy jest ona najbardziej potrzebna. Magazyn energii jest naturalnym rozwiązaniem tego problemu, ponieważ pozwala „odłączyć” czas produkcji od czasu zużycia.
Dzięki temu możliwe jest bardziej racjonalne i zrównoważone wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, bez ryzyka destabilizacji systemu. To szczególnie istotne w kontekście celów klimatycznych oraz polityki energetycznej Unii Europejskiej, która coraz mocniej stawia na rozwój prosumenckich systemów wytwórczych i lokalnych źródeł energii.
Elastyczność, skalowalność i bezpieczeństwo
Na korzyść magazynów energii przemawia również ich uniwersalność. W zależności od potrzeb można je dopasować do różnej skali instalacji – od małych systemów domowych po magazyny przemysłowe. Co więcej, systemy te można rozbudowywać w przyszłości, np. o kolejne moduły, większe falowniki czy integrację z pompą ciepła lub ładowarką do samochodu elektrycznego.
Nie należy też zapominać o aspekcie bezpieczeństwa energetycznego. W czasach, gdy rosnące napięcia geopolityczne oraz zmieniające się ceny energii budzą niepokój, możliwość niezależnego zasilania swojego domu, czy firmy choćby przez kilka godzin jest atutem nie do przecenienia.
Podsumowując, magazyny energii przestały być nowinką technologiczną czy dodatkiem „na później”. Obecnie stają się niezbędnym elementem dobrze zaprojektowanej instalacji fotowoltaicznej. Nie tylko pozwalają zwiększyć opłacalność inwestycji poprzez wzrost autokonsumpcji, ale także chronią instalację przed skutkami przeciążenia sieci i zapewniają realne bezpieczeństwo energetyczne.
W dobie dynamicznych zmian na rynku energii, coraz mniej korzystnych warunków rozliczeniowych i wyzwań związanych z transformacją energetyczną, inwestycja w magazyn energii to nie tylko krok naprzód – to krok w stronę stabilności, niezależności i odpowiedzialności. Warto więc rozważyć ten kierunek już dziś, zanim stanie się on nie opcją, ale koniecznością.
