Magazyny energii do fotowoltaiki – porównanie, ceny

Porównując oferty na montaż instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii, ustalenie, które parametry mają największe znaczenie może być kłopotliwe. Wynika to z faktu, iż branża domowych magazynów energii jest na tyle nowa, że prawdopodobnie nie znasz nikogo, kogo można zapytać o doświadczenia w ich użytkowaniu.

W poniższym artkule przedstawiamy wskazówki na co zwrócić uwagę porównując oferty różnych baterii.

1. Co to jest magazyn energii
2. Systemy magazynowania energii
3. Bateria litowo-jonowa
4. Moc nominalna baterii
5. Pojemność magazynu energii
6. Sprawność magazynu energii
7. Żywotność magazynu energii
8. Na ile wystarczy magazyn energii
9. Jaki wybrać magazyn energii do domu
10. Podsumowanie

Co to jest magazyn energii

Magazyn energii (nazywany również baterią bądź akumulatorem) jest urządzeniem, które przechowuje energię elektryczną do późniejszego wykorzystania, np. gdy wydarzy się awaria sieci elektroenergetycznej. Magazyn energii przydaje się również w systemie rozliczeń zwanym net-billingiem, ponieważ możemy nasz akumulator naładować prądem wyprodukowanym przez instalację fotowoltaiczną w ciągu dnia i wykorzystać w ten sposób zgromadzony prąd wieczorem czy w nocy. Dzięki temu unikamy sprzedaży prądu do sieci po niskich stawkach w ciągu dnia oraz zakupu prądu wieczorem czy w nocy po wysokich stawkach.

Energia elektryczna wytwarzana przez instalację fotowoltaiczną zostanie w pierwszej kolejności wykorzystana do zasilenia urządzeń, które w tym momencie są w domu włączone (np. fotowoltaika zasila pracującą lodówkę). Dzięki temu ograniczamy ilość prądu, który musimy zakupić od elektrowni. Jeśli instalacja fotowoltaiczna wytwarza więcej prądu niż w danym momencie w domu potrzebujemy, wówczas nadwyżka jest eksportowana do sieci. Za tą wyeksportowaną nadwyżkę otrzymujemy zapłatę w wysokości ceny hurtowej, która jest ustalana na giełdzie energii.

Alternatywnie, zamiast sprzedawać nadwyżkę prądu do sieci, jeżeli posiadamy magazyn energii (akumulator) możemy go naładować prądem z instalacji pv, który wykorzystamy później (np. w nocy).

Systemy magazynowania energii

Obecnie coraz częściej dostępne są nie tylko same magazyny energii ale kompletne systemy magazynowania energii. Wiodący producenci tacy jak Tesla czy sonnen eco oferują magazyn energii a wraz z nim system zarządzania, inwerter współpracujący z baterią, ładowarkę a także oprogramowanie umożliwiające kontrolę kiedy ma się odbywać ładowanie a kiedy rozładowywanie.

Bateria litowo-jonowa

Jeszcze kilka lat temu dominującą technologią budowy baterii była technologia kwasowo-ołowiowa. Zajmowały one jednak sporo miejsca i wymagały regularnej konserwacji.

Obecnie na rynku stosuje się niemal wyłącznie baterie litowo-jonowe.

Główną zaletą baterii litowo-jonowej jest jej istotnie większa pojemność w porównaniu do technologii kwasowo-ołowiowej. Wysoka pojemność oznacza, iż bateria o tych samych gabarytach może zmagazynować więcej energii elektrycznej. Dzięki temu mamy możliwość montażu magazynu energii w domu. Ta cecha umożliwiła spopularyzowanie baterii litowo-jonowych również w innych zastosowaniach, takich jak samochody elektryczne, laptopy czy telefony komórkowe. We wszystkich tych zastosowaniach rozmiar ma kluczowe znaczenie.

Występuje sześć rodzajów akumulatoró litowo-jonowych różniących się składem chemicznym. W fotowoltaice najpopularniejsze są dwa z nich:

• akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe – LFP (LiFePO4), oraz
• akumulatory litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe – NMC.

Moc nominalna baterii

Moc nominalna magazynu energii jest oznaczana w kilowatach (kW) i informuje o mocy jaką bateria może dostarczyć w sposób ciągły. Innymi słowy moc magazynu energii mówi nam ile odbiorników i jakie odbiorniki możemy równocześnie zasilać.

Moc jest wyrażana w kilowatach (kW) lub w watach (W) i różne odbiorniki potrzebują różnych ilości watów aby mogły funkcjonować. Na przykład typowej mocy lampa LED potrzebuje 10 W (0,01 kW) podczas gdy czajnik elektryczny potrzebuje np. 2 kW (2000 W). Większość dostępnych obecnie na rynku magazynów energii charakteryzuje się mocą ciągłą o wartości 5 kW.

Co istotne, magazyny energii często charakteryzują się dwoma rodzajami mocy: mocą ciągłą oraz mocą szczytową. Ta druga oznacza moc dostępną w okresie kilku sekund.

Pojemność magazynu energii

Pojemność baterii oznacza ilość energii (prądu) jaką bateria jest w stanie zgromadzić i jaką można później wykorzystać w domu. Podczas gdy wcześniej omawiana moc baterii jest wyrażana w kW, pojemność magazynu energii jest wyrażana w kilowatogodzinach (kWh) i oznacza moc kW pomnożoną razy czas w godzinach (h). A zatem pojemność akumulatora mówi nam o tym przez jak długi czas może on zasilać urządzania w naszym domu. Należy przy tym zwrócić uwagę na użyteczną pojemność baterii, gdyż to ta wartość informuje nas o tym ile energii w rzeczywistości możemy uzyskać.

Aby ustalić jak długo będziemy mogli zasilać odbiorniki w domu z naszego akumulatora musimy pomnożyć moc odbiorników razy ilość czasu przez jaki będą zasilane. Jeśli potrzeba więcej mocy (np. więcej włączonych odbiorników) to szybciej zużyje się prąd zgromadzony w magazynie energii. Z drugiej strony, jeśli zasilamy jedynie jeden odbiornik o małej mocy wówczas można go zasilać przez dłuższy czas. To może wprowadzać nieco zamieszania, ponieważ ilość czasu przez jaką można korzystać z baterii będzie zależała od mocy jaką bateria dostarcza.

Możemy sobie wyobrazić różnice w czasie zasilania żarówki i czajnika elektrycznego. Jeżeli mamy magazyn enegii 5 kWh, możemy zasilać czajnik elektryczny przez 2,5 godziny (2 kW x 2,5 godziny = 5 kWh). Z drugiej strony ta sama bateria może zasilać 10 żarówek LED przez dwie doby (0,01 kW x 10 żarówek x 50 godzin = 5 kWh).

Sprawność magazynu energii

Sprawność magazynu energii jest parametrem, który opisuje jak skutecznie bateria magazynuje energię elektryczną. W systemach elektrycznych występują straty związane z magazynowaniem prądu oraz jego późniejszym wykorzystaniem. Sprawność baterii oznacza ile jednostek energii elektrycznej można odebrać z baterii w stosunku do ilości jednostek energii elektrycznej jaką się do baterii wprowadziło.

Żywotność magazynu energii

Okres eksploatacji magazynu energii jest określany trzema parametrami: spodziewanym okresem eksploatacji, spodziewaną wydajnością energetyczną oraz spodziewaną liczbą cykli ładowania. Wydajność energetyczna i liczba cykli ładowania przypominają gwarancję na przebieg samochodu. Wydajność energetyczna umożliwia oszacowanie ile energii elektrycznej można „przepuścić” przez baterię w czasie jej całego okresu eksploatacji. Liczba cykli ładowania określa ile razy można naładować i rozładować magazyn energii.

W celu przeliczenia spodziewanej wydajności energetycznej na żywotność baterii, należy podzielić wydajność energetyczną (wyrażoną w kWh) przez jej nominalną pojemność, w ten sposób uzyskując liczbę pełnych cykli ładowania i rozładowania baterii. Obliczoną liczbę pełnych cykli dzielimy następnie przez liczbę dni w roku. Na przykład wydajność energetyczna w wysokości 20.000 kWh podzielona przez moc nominalną magazynu energii o wartości 10 kWh oznacza 2000 pełnych cykli ładowania lub 5,5 roku zakładając codzienne naładowanie oraz rozładowanie akumulatora.

Przeczytaj jak wydłużyć eksploatację magazynu energii.

W celu przeliczenia spodziewanej liczby cykli ładowania na żywotność magazynu energii w latach, należy podzielić liczbę cykli przez liczbę dni w roku. Na przykład 5 000 cykli ładowania oznacza niecałe 14 lat eksploatacji dla codziennego cyklu ładowania / rozładowania.

Na ile wystarczy magazyn energii

Temat liczby cykli ładowania nieco komplikuje utrata sprawności baterii z upływem czasu. Powiedzmy, że mamy litowo-jonowy magazyn energii o pojemności 10 kWh oraz 5 000 cyklach ładowania. O ile przez pierwsze tysiąc cykli bateria magazynuje i dostarcza deklarowane 10 kWh o tyle ostatni tysiąc cykli prawdopodobnie nie uzyska już tej wartości. W rzeczywistości magazyn energii być może będzie w stanie zmagazynować 70% ilości energii z początku okresu eksploatacji, co oznacza, że będziemy mieli do dyspozycji 7 kWh zamiast początkowych 10 kWh.

Z tego powodu wydajność energetyczna baterii może być parametrem, który lepiej określa jej żywotność ponieważ znana jest wartość energii, jaką może ona zmagazynować w całym okresie eksploatacji.

Jaki wybrać magazyn energii do domu

Dokonaliśmy oceny magazynów energii do fotowoltaiki pod względem parametrów opisanych powyżej. Każdy z nich posiada swoje zalety i wady, dlatego bateria zamontowana u sąsiada nie musi być najbardziej odpowiednią dla Ciebie.

LG Chem RESU

LG to jeden z największych producentów branży elektronicznej, posiadający w swojej ofercie również magazyny energii sprzedawane pod marką LG RESU. Magazyny energii LG Chem RESU oferują pojemności od 6,5 kWh do 13 kWh oraz od niedawna 16 kWh (Prime RESU).

Ceny magazynów energii LG RESU wynoszą od 21.600 zł do 35.900 zł w zależności od modelu oraz pojemności.

Pełna ocena baterii LG Chem RESU jest dostępna tutaj.

Huawei Luna2000

Wprowadzony na rynek w 2021 roku magazyn Luna2000 można elsatycznie rozbudowywać od 5 kWh do 30 kWh. Baterie umożliwiają rozładowywanie niemal w 100% dzięki czemu pojemność użytkowa odpowiada nominalnej.

Szczegółowy opis Luna2000 jest dostępny tutaj.

Tesla Powerwall

Tesla wkroczyła na rynek domowych magazynów energii po wypuszczeniu w 2015 roku na rynek modelu Tesla Powerwall. Bateria Powerwall charakteryzuje się ładnym wzornictwem oraz głębokością rozładowania wynoszącą 100%.

sonnen eco

Sonnen, jeden z najbardziej renomowanych producentów magazynów energii, w 2016 roku wypuścił na rynek model sonnen eco. Model eco wykorzystuje technologię LFP, która jest znana z wysokich mocy oraz długiej żywotności. Dzięki temu jeden z modeli sonnen eco charakteryzuje się mocą 8 kW oraz bardzo dużą pojemnością wynoszącą 20 kWh oraz głębokością rozładowania wynoszącą 100%.

Podsumowanie

• Porównanie magazynów energii wymaga trochę czasu ale warto go poświęcić aby znaleźć odpowiedni dla siebie model
• Ważnym parametrem jest wydajność energetyczna, którą można porównać do gwarancji na przebieg w samochodzie
• Po wprowadzeniu net-billingu, domowy akumulator jest dobrym sposobem na zwiększenie zysków z instalacji fotowoltaicznej.