Wprowadzenie

W obliczu dynamicznego rozwoju odnawialnych źródeł energii, szczególnie fotowoltaiki, coraz większą popularność zyskują magazyny energii. Te innowacyjne rozwiązania pozwalają na przechowywanie nadwyżek energii wytworzonej w okresach wysokiej produkcji i wykorzystanie jej w czasie, gdy produkcja jest niska lub zerowa. W tym artykule przyjrzymy się bliżej, jak działają magazyny energii, jakie są ich rodzaje oraz w jakich przypadkach inwestycja w takie rozwiązanie może się opłacać.

Dlaczego magazynowanie energii jest ważne?

Energia odnawialna, jak fotowoltaika czy energia wiatrowa, charakteryzuje się zmienną dostępnością - panele fotowoltaiczne produkują energię tylko w ciągu dnia, a turbiny wiatrowe tylko wtedy, gdy wieje wiatr. Tymczasem zapotrzebowanie na energię w gospodarstwach domowych często jest największe wieczorem, gdy produkcja z fotowoltaiki spada lub ustaje.

W tradycyjnym modelu prosumenckim, nadwyżka energii wprowadzana jest do sieci, a później pobierana z powrotem. Jednak po zmianie przepisów w 2022 roku i wprowadzeniu systemu net-billingu, opłacalność takiego rozwiązania znacząco spadła. Magazyn energii pozwala zwiększyć autokonsumpcję energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną, uniezależniając się od zmiennych cen energii z sieci.

Rodzaje magazynów energii

Na rynku dostępnych jest kilka typów magazynów energii, które różnią się technologią, pojemnością, żywotnością i ceną. Oto najważniejsze z nich:

1. Magazyny energii elektrycznej

To najpopularniejszy typ magazynów energii wykorzystywanych w gospodarstwach domowych. Ich działanie opiera się na akumulatorach, które magazynują energię elektryczną bezpośrednio. Wśród najczęściej stosowanych technologii można wymienić:

  • Akumulatory litowo-jonowe - obecnie najpopularniejsza technologia, oferująca dużą gęstość energetyczną, długą żywotność (nawet 10-15 lat) i wysoką efektywność (ponad 90%). Ich wadą jest wysoka cena.
  • Akumulatory kwasowo-ołowiowe - tańsze od litowo-jonowych, ale mające krótszą żywotność (3-5 lat) i niższą efektywność (około 80%).
  • Akumulatory przepływowe - oferujące bardzo długą żywotność i możliwość niezależnego skalowania mocy i pojemności, ale wciąż stosunkowo drogie i mniej popularne w zastosowaniach domowych.

2. Magazyny energii cieplnej

Te rozwiązania przechowują energię w formie ciepła, które można później wykorzystać do ogrzewania domu lub podgrzewania wody użytkowej. Są szczególnie przydatne w systemach hybrydowych fotowoltaika + pompa ciepła. Do najczęściej stosowanych należą:

  • Zasobniki ciepłej wody - proste i niedrogie rozwiązanie, polegające na podgrzewaniu wody za pomocą nadwyżek energii elektrycznej.
  • Bufor ciepła - większy zbiornik akumulacyjny, który może magazynować ciepło dla systemu centralnego ogrzewania.
  • Magazyny ciepła wykorzystujące materiały zmiennofazowe - oferujące większą gęstość energetyczną, ale wciąż stosunkowo rzadko spotykane w zastosowaniach domowych.

Jak działa domowy magazyn energii?

Typowy domowy magazyn energii elektrycznej składa się z następujących elementów:

  • Akumulatory - główny element systemu, przechowujący energię.
  • Inwerter/falownik - urządzenie konwertujące prąd stały z akumulatorów na prąd przemienny używany w domu.
  • System zarządzania baterią (BMS) - elektronika monitorująca stan akumulatorów, zabezpieczająca je przed przeładowaniem, nadmiernym rozładowaniem i przegrzaniem.
  • System zarządzania energią - inteligentne oprogramowanie optymalizujące wykorzystanie energii.

Domowy magazyn energii zazwyczaj jest zintegrowany z instalacją fotowoltaiczną i działa według następującego schematu:

  1. W ciągu dnia, gdy produkcja energii z paneli fotowoltaicznych przekracza bieżące zużycie, nadwyżka jest kierowana do ładowania akumulatorów.
  2. Gdy akumulatory są w pełni naładowane, a produkcja nadal przekracza zużycie, nadwyżka energii jest wprowadzana do sieci (w systemie net-billing prosument otrzymuje za nią wynagrodzenie).
  3. Wieczorem i w nocy, gdy panele nie produkują energii, dom jest zasilany energią zgromadzoną w akumulatorach.
  4. Gdy akumulatory są rozładowane, energia jest pobierana z sieci.

Kiedy inwestycja w magazyn energii się opłaca?

Choć magazyny energii stają się coraz popularniejsze, ich zakup wciąż stanowi znaczący wydatek. Analizując opłacalność takiej inwestycji, warto wziąć pod uwagę następujące czynniki:

Profil zużycia energii

Magazyny energii są najbardziej opłacalne dla gospodarstw domowych, które:

  • Zużywają większość energii wieczorem i w nocy, gdy panele fotowoltaiczne nie produkują prądu.
  • Mają duże różnice między produkcją a zużyciem w ciągu dnia (np. dom jest pusty w ciągu dnia, gdy produkcja jest największa).

Różnica między ceną zakupu a sprzedaży energii

W systemie net-billing, cena, po której prosument sprzedaje energię do sieci, jest znacząco niższa od ceny, po której ją kupuje. Im większa ta różnica, tym bardziej opłacalne staje się magazynowanie własnej energii zamiast wprowadzania jej do sieci.

Dostępne dotacje

W Polsce dostępne są programy dofinansowania zakupu magazynów energii, takie jak "Mój Prąd 5.0", który oferuje dotację do 16 000 zł na zakup i montaż magazynu energii elektrycznej. Takie wsparcie może znacząco poprawić ekonomikę inwestycji.

Niezależność energetyczna i bezpieczeństwo

Poza aspektami ekonomicznymi, magazyn energii zapewnia większe bezpieczeństwo energetyczne, pozwalając na korzystanie z własnej energii nawet w przypadku awarii sieci. Dla wielu osób ta niezależność stanowi istotną wartość, wykraczającą poza czysto finansowe kalkulacje.

Przykładowy rachunek ekonomiczny

Rozważmy przykład domu jednorodzinnego z instalacją fotowoltaiczną o mocy 10 kWp, która produkuje rocznie około 10 000 kWh energii. Dom zużywa rocznie 8 000 kWh, ale tylko 30% tej energii (2 400 kWh) jest zużywane bezpośrednio w momencie produkcji. Pozostałe 7 600 kWh jest wprowadzane do sieci, a 5 600 kWh musi być dokupione z sieci w okresach, gdy instalacja nie produkuje energii.

Przy założeniu, że:

  • Cena zakupu energii z sieci: 0,75 zł/kWh
  • Cena sprzedaży energii do sieci: 0,40 zł/kWh
  • Koszt magazynu energii o pojemności 10 kWh: 25 000 zł
  • Dotacja z programu "Mój Prąd": 16 000 zł
  • Rzeczywisty koszt inwestycji po dotacji: 9 000 zł
  • Dodatkowa autokonsumpcja dzięki magazynowi: 3 000 kWh rocznie

Roczne oszczędności wynikające z magazynu energii wyniosą:

  • Oszczędność na zakupie energii z sieci: 3 000 kWh × 0,75 zł/kWh = 2 250 zł
  • Utracone przychody ze sprzedaży energii do sieci: 3 000 kWh × 0,40 zł/kWh = 1 200 zł
  • Roczna oszczędność netto: 2 250 zł - 1 200 zł = 1 050 zł

Prosty okres zwrotu inwestycji: 9 000 zł ÷ 1 050 zł/rok = około 8,6 roku

Należy jednak pamiętać, że powyższy rachunek jest uproszczony i nie uwzględnia wielu czynników, takich jak wzrost cen energii w przyszłości, degradacja akumulatorów czy koszty utrzymania systemu. W praktyce, przy rosnących cenach energii, okres zwrotu może być krótszy.

Trendy i przyszłość magazynowania energii

Technologia magazynowania energii dynamicznie się rozwija, a koszty systemów magazynowania systematycznie spadają. Eksperci przewidują, że w ciągu najbliższych 5-10 lat, magazyny energii staną się standardowym elementem domowych instalacji fotowoltaicznych, podobnie jak obecnie stają się nim pompy ciepła.

Wśród najważniejszych trendów w tej dziedzinie można wymienić:

  • Spadek cen technologii litowo-jonowej - oczekuje się, że koszty akumulatorów będą nadal spadać o około 8-10% rocznie.
  • Rozwój akumulatorów stałych - nowa generacja akumulatorów o jeszcze większej gęstości energetycznej i bezpieczeństwie.
  • Integracja z inteligentnymi domami - systemy magazynowania będą coraz ściślej zintegrowane z inteligentnymi systemami zarządzania energią w domu.
  • Magazyny społecznościowe - współdzielone magazyny energii dla całych osiedli lub społeczności lokalnych.

Podsumowanie

Magazyny energii to technologia, która może znacząco zwiększyć korzyści płynące z posiadania instalacji fotowoltaicznej, szczególnie w systemie net-billingu. Choć inwestycja wymaga znacznych nakładów, dostępne dotacje oraz rosnące ceny energii sprawiają, że staje się ona coraz bardziej uzasadniona ekonomicznie.

Wybierając magazyn energii, warto dokładnie przeanalizować swój profil zużycia energii, rozważyć dostępne technologie i dobrać rozwiązanie odpowiadające indywidualnym potrzebom. Warto również skonsultować się z ekspertem, który pomoże dobrać optymalną pojemność magazynu i zintegrować go z istniejącą instalacją fotowoltaiczną.

W Sigleadora oferujemy kompleksowe usługi doradztwa, doboru i instalacji magazynów energii dostosowanych do indywidualnych potrzeb naszych klientów. Zapraszamy do kontaktu!

Skontaktuj się z nami