Odpowiedni magazyn energii – jak go dobrać?
Wybór właściwego magazynu energii jest kluczowy, jeżeli efektywnie chcemy zarządzać energią elektryczną wytworzoną przez panele fotowoltaiczne. Na samym początku naszego doboru musimy określić z jakiego falownika hybrydowego będziemy korzystać, ponieważ to on determinuje jaki magazyn energii będziemy mogli wykorzystać. Jest to spowodowane tym, że każdy magazyn posiada dedykowany system EMS (system zarządzania energią) oraz swój sposób komunikacji. Jeżeli mamy już dobrany falownik i magazyn, wtedy należy oszacować dzienne zapotrzebowanie na prąd, tak aby baterie mogły zgromadzić prąd na przynajmniej na jeden dzień do przodu.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze magazynu energii?
Przy wyborze systemu magazynowania jest również kluczowe, aby wybrać takie rozwiązanie, które zapewni bezpieczeństwo użytkowania całej instalacji, będzie bezawaryjnie pracować przez długie lata oraz będzie doskonale znane ekipie montażowej. Szczególnie znajomość sprzętu przez instalatora gwarantuje wysoką jakość montaż oraz zgodność z zaleceniami producenta, co przełoży się na utrzymaną gwarancję. Same magazyny co do przeznaczenia można podzielić na trzy grupy:
a) Magazyny małe, dedykowane do domów i małych firm do 20 kWh;
- możliwość skalowania, czyli zwiększenia pojemności (poszczególne moduły bateryjne mają po ok. 5 kWh)
- bieżące monitorowanie pracy, magazynowania – kompleksowa aplikacja;
- typ akumulatora – litowo – żelazowo – fosforowy;
- nominalna/dostępna energia 5120Wh/4600Wh;
- maksymalna efektywność 95,4 %;
- liczba modułów na falownik: do 4 połączonych w układzie równoległym;
- montaż z użyciem uchwytu naściennego;
- instalacja typu plug and play, intuicyjna, z automatyczną konfiguracją przez dedykowaną aplikację;
- zabezpieczanie obudowy przed wilgocią i kurzem
b) Magazyny energii dla firm i obiektów użyteczności publicznej, jako gotowe zestawy zintegrowane z falownikiem hybrydowym 50kW oraz pojemnością baterii do 100 kWh. W tego typu magazynach energii należy również pamiętać o takich aspektach jak odpowiednia podłoga w pomieszczeniu, gdzie taki magazyn ma się znajdować. Urządzenie waży ok. 1,5 tony, zatem podłoga musi taki ciężar bezpiecznie utrzymać. Konieczna jest też możliwość wjazdu wózkiem widłowym, by taki magazyn móc zainstalować.
- typ akumulatora: LFP;
- pojemność akumulatora 5,12 kwH;
- efektywność 97,5%;
- liczba modułów 10 x 2
- całkowita pojemność akumulatora 102,4 kWh;
- stopień ochrony IP65;
- zabezpieczenia: przed odwrotną polaryzacją, przeciwprzepięciowe, wyłącznik DC, przed wysoką temperaturą, przed uszkodzeniami uziemienia oraz monitorowanie stanu izolacji;
- konstrukcja z podwójnym systemem przeciwpożarowym,
- masa powyżej 1,5 T;
- ogniwo akumulatora CALT LFP;
- zasada redundancji 1 + 1;
- zintegrowany BMS/EMS;
- łatwa obsługa, również w chmurze;
- chłodzenie powietrzem;
- montaż na wolnym powietrzu.
c) Trzecim rodzajem są magazyny farmowe. Są to kontenerowe magazyny energii o bardzo dużej pojemności. Tutaj dobór właściwej jednostki wymaga już rozbudowanej analizy dokonanej w każdym przypadku indywidualnie.
Jak wykonać analizę potrzeb odnośnie właściwego magazynu energii
- Wydajność i skalowalność systemu magazynowania energii – należy zrozumieć swoje potrzeby i przewidywaną ilość energii do magazynowania. Pojemność baterii ma fundamentalne znaczenie. Warto postawić na skalowalne rozwiązania, czyli takie pozwalające na swobodną rozbudowę magazynu o dodatkową pojemność. Dla celów prywatnych, mieszkaniowych pojemność magazynowania wynosi obecnie od ok. 3 do 14 kWh;
- Niskonapięciowe (48 V) czy wysokonapięciowe (HV). W przypadku przydomowych instalacji solarnych znaczenie ma kompatybilność danego magazynu energii z falownikiem. Wysokonapięciowe magazyny energii są nowocześniejszą technologią, lepiej wpływają na pracę samego falownika.
- Wybór samej technologii magazynowania
Jakie są rodzaje technologii w magazynach energii?
- Rodzaje baterii w magazynach energii:
- Akumulatory kwasowo-ołowiowe (PbA) – jedna z pierwszych technologii, niestety o stosunkowo krótkiej żywotności i sprawności na poziomie 75–85%;
- Akumulatory litowo-jonowe (Li-ion) – obecnie najpowszechniejsza technologia wielu zastosowań, sprawność na poziomie około 98%, lekka i wysoka gęstość energii, długoterminowe przechowywanie;
- Akumulatory sodowo-jonowe (Na-ion) – nowa technologia z potencjałem, zapewnia stosunkowo krótki czas ładowania, wysoką wydajność nawet w bardzo niskich temperaturach otoczenia, konkurencyjność ceny sodu do litu;
- Akumulatory sodowo-siarkowe (NaS) – kolejna z nowych, rozwijających się technologii;
- Akumulatory przepływowe – zapewniają długoterminowe magazynowanie, niską gęstość energii i długi cykl jej życia. Jest to proces przekształcenia energii chemicznej na elektryczną, magazynowanie energii w roztworach chemicznych.
- Akumulatory cieplne mające szczególne znaczenie w systemach ogrzewania i chłodzenia budynków
- CAES (Compressed Air Energy Storage), czyli magazynowanie energii za pomocą sprzężonego powietrza
- Opłacalność magazynowania w aspekcie ograniczeń budżetowych – należy przy ocenie wziąć pod uwagę cenę początkową, koszty konserwacji i eksploatacji, potencjalne oszczędności energii;
- Wydajność magazynu energii – ważne jest, że z czasem pojemność urządzeń służących magazynowaniu energii może się pogorszyć. Należy więc wziąć pod uwagę, jak szybko wydajność systemu magazynowania słabnie w czasie;
- Bezpieczeństwo systemu magazynowania – zabezpieczenia przed lukami elektrycznymi, odpowiednia izolacja elektryczna i fizyczna, ochrona przeciwpożarowa, inteligentny system kontroli i alarmowania o usterkach itp.
- Możliwość integracji z obecną infrastrukturą, łatwość konfiguracji i działania
- Temperatura i zarządzanie temperaturą i tym samym spowalnianie degradacji. Warto wybierać urządzenia pozwalające na skuteczne zarządzanie temperaturą w celu wydłużenia żywotności baterii
- Odporność mechaniczna i na warunki środowiskowe, czyli odporność struktury baterii na pracę w różnych warunkach środowiskowych – np.: wilgotność, temperatura;
- Łatwość montażu, serwisowania, estetyczny wygląd;
- Dostępne tryby pracy, inteligentne zarządzanie i sterowanie, np.: z wykorzystaniem dedykowanej aplikacji.