Wprowadzenie systemu net-billing w 2022 roku i odejście od korzystnego dla prosumentów systemu opustów spowodowało znaczący wzrost zainteresowania magazynami energii w Polsce. W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej temu rozwiązaniu, jego zaletom, dostępnym technologiom i opłacalności w obecnych warunkach rynkowych.

Dlaczego magazyny energii zyskują na znaczeniu?

W systemie net-billing prosumenci sprzedają nadwyżkę wyprodukowanej energii po cenach rynkowych, a kupują potrzebną energię po cenach detalicznych, które są znacznie wyższe. Taka sytuacja sprawia, że opłacalność instalacji fotowoltaicznej bez magazynu energii znacząco spadła w porównaniu do poprzedniego systemu opustów.

Magazyn energii pozwala zwiększyć autokonsumpcję energii produkowanej przez panele słoneczne, co jest kluczowe dla ekonomiki całego systemu. Dzięki możliwości przechowywania nadwyżek energii z godzin produkcji (głównie dzień) do godzin zwiększonego zużycia (głównie wieczór i poranek), prosument może znacząco ograniczyć ilość energii kupowanej z sieci.

Główne korzyści z instalacji magazynu energii

1. Zwiększenie autokonsumpcji

Standardowa instalacja fotowoltaiczna bez magazynu energii pozwala na bezpośrednie wykorzystanie jedynie około 20-30% wyprodukowanej energii. Pozostała część jest oddawana do sieci. Zastosowanie magazynu energii może zwiększyć ten współczynnik do 60-80%, co przekłada się na mniejsze rachunki za energię.

2. Zabezpieczenie przed przerwami w dostawie prądu

Większość magazynów energii oferuje funkcję zasilania awaryjnego (off-grid), która pozwala na korzystanie z zgromadzonej energii w przypadku awarii sieci. Jest to szczególnie istotne dla osób mieszkających na obszarach, gdzie występują częste przerwy w dostawie prądu.

3. Stabilizacja sieci energetycznej

Magazyny energii pomagają stabilizować system energetyczny poprzez łagodzenie szczytów produkcji i zapotrzebowania. Jest to korzystne zarówno dla prosumenta, jak i dla całego systemu energetycznego.

4. Optymalizacja ekonomiczna przy net-billingu

W systemie net-billing, gdzie cena zakupu energii z sieci jest znacznie wyższa niż cena sprzedaży, magazynowanie energii do późniejszego wykorzystania jest ekonomicznie uzasadnione.

Rodzaje magazynów energii dostępne na rynku

1. Magazyny bateryjne

Najbardziej popularne rozwiązanie, oparte na różnych technologiach bateryjnych:

• Litowo-jonowe (Li-ion) - najpopularniejsza obecnie technologia, oferująca dobry kompromis między ceną, pojemnością i żywotnością. Zalety to wysoka gęstość energii, niewielkie rozmiary i brak efektu pamięci. Żywotność wynosi zwykle 5000-8000 cykli ładowania.
• Litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4) - bezpieczniejsza odmiana baterii litowych, oferująca dłuższą żywotność (7000-10000 cykli), wyższą odporność temperaturową i większe bezpieczeństwo użytkowania, ale przy nieco niższej gęstości energii.
• Kwasowo-ołowiowe - tańsza alternatywa, ale o znacznie mniejszej gęstości energii i krótszej żywotności (500-1000 cykli). Z uwagi na niską sprawność, coraz rzadziej stosowane w nowych instalacjach.

2. Inne typy magazynów

• Przepływowe (redox flow) - technologia oparta na elektrolicie krążącym między zbiornikami. Zaletą jest możliwość niezależnego skalowania mocy i pojemności oraz bardzo długa żywotność. Obecnie stosowane głównie w zastosowaniach przemysłowych.
• Magazyny ciepła - konwersja nadwyżki energii elektrycznej na ciepło, które jest magazynowane np. w zbiorniku wodnym. Rozwiązanie tańsze od magazynów bateryjnych, ale ograniczone do zastosowań grzewczych.

Parametry techniczne magazynów energii istotne przy wyborze

1. Pojemność energetyczna

Wyrażana w kilowatogodzinach (kWh), określa ilość energii, jaką magazyn może przechować. Dla gospodarstwa domowego zazwyczaj wybiera się magazyny o pojemności 5-15 kWh, w zależności od zapotrzebowania energetycznego.

2. Moc wyjściowa

Wyrażana w kilowatach (kW), określa, ile energii magazyn może dostarczyć w jednostce czasu. Dla domów jednorodzinnych typowe wartości to 3-6 kW.

3. Głębokość rozładowania (DoD)

Określa, jaki procent pojemności magazynu może być wykorzystany bez negatywnego wpływu na jego żywotność. Nowoczesne baterie Li-ion i LiFePO4 oferują DoD na poziomie 80-95%.

4. Liczba cykli

Określa ile pełnych cykli ładowania i rozładowania może przeprowadzić magazyn przed utratą nominalnej pojemności (zwykle granicą jest spadek do 70-80% pojemności początkowej).

5. Sprawność

Określa, jaki procent energii zmagazynowanej można odzyskać. Dla baterii Li-ion i LiFePO4 wynosi typowo 90-95%.

Dobór wielkości magazynu energii

Optymalna wielkość magazynu energii zależy od kilku czynników:

1. Profil zużycia energii

Analiza dobowego zużycia energii pozwala określić, ile energii potrzebujemy magazynować. Szczególnie istotne jest zużycie wieczorne i nocne, gdy instalacja fotowoltaiczna nie produkuje energii.

2. Wielkość instalacji fotowoltaicznej

Magazyn powinien być dostosowany do mocy instalacji PV. Dla instalacji domowej o mocy 5-6 kWp, typowa pojemność magazynu to 5-10 kWh.

3. Autokonsumpcja

Im większy magazyn, tym wyższy poziom autokonsumpcji można osiągnąć. Jednak przy pewnej wielkości przyrost autokonsumpcji jest coraz mniejszy, a koszt magazynu rośnie liniowo. Warto znaleźć optymalny punkt, uwzględniając aspekt ekonomiczny.

4. Przykładowe obliczenia

Dla czteroosobowego gospodarstwa domowego o rocznym zużyciu 4000 kWh i instalacji fotowoltaicznej 6 kWp:

• Średnie dzienne zużycie: 11 kWh
• Średnie dzienne zużycie wieczorem i w nocy (godz. 17-7): ok. 6 kWh
• Rekomendowana pojemność magazynu: 6-8 kWh

Opłacalność inwestycji w magazyn energii

1. Koszty

Koszt zakupu i instalacji magazynu energii zależy od technologii, pojemności i możliwości:

• Magazyny litowo-jonowe: 2500-3500 zł/kWh pojemności
• Magazyny LiFePO4: 3000-4000 zł/kWh pojemności

Przykładowo, magazyn o pojemności 10 kWh kosztuje obecnie około 25000-40000 zł, w zależności od producenta i funkcji.

2. Analiza opłacalności

Przy obecnych cenach energii i systemie net-billing, czas zwrotu inwestycji w magazyn energii wynosi zazwyczaj 8-12 lat, w zależności od wielkości instalacji, profilu zużycia i lokalnych warunków. Z uwzględnieniem dotacji z programu "Mój Prąd" oraz ulgi termomodernizacyjnej, okres ten może skrócić się do 5-8 lat.

3. Przykładowa kalkulacja

Założenia:

• Magazyn energii 10 kWh: 35000 zł
• Dofinansowanie z "Mój Prąd": 5000 zł
• Ulga termomodernizacyjna (przy stawce 17%): ok. 5100 zł
• Rzeczywisty koszt inwestycji: 24900 zł
• Zwiększenie autokonsumpcji dzięki magazynowi: z 30% do 70% (czyli o 40%)
• Przy instalacji 6 kWp produkującej 6000 kWh rocznie, dodatkowa autokonsumpcja wynosi 2400 kWh/rok
• Przy różnicy między ceną zakupu a sprzedaży energii wynoszącej 0,50 zł/kWh, roczna oszczędność to 1200 zł
• Prosty okres zwrotu: ok. 20,7 lat
• Okres zwrotu z uwzględnieniem dotacji: ok. 8,3 lat

Popularne modele magazynów energii dostępne w Polsce

Na polskim rynku dostępnych jest wiele modeli magazynów energii od różnych producentów. Oto kilka popularnych opcji:

• Huawei LUNA2000 - modułowy magazyn energii o pojemności od 5 do 30 kWh, kompatybilny z falownikami Huawei. Wykorzystuje bezpieczne ogniwa LiFePO4.
• Fronius GEN24 z BYD Battery-Box Premium - popularne połączenie falownika hybrydowego Fronius z magazynem energii BYD, oferujące elastyczną instalację i rozbudowę.
• SolarEdge Energy Bank - magazyn energii o pojemności 10 kWh współpracujący z falownikami SolarEdge, oferujący wysoką sprawność i możliwość zarządzania przez aplikację mobilną.
• Sungrow-Samsung - połączenie falownika Sungrow z baterią Samsung, dostępne w różnych konfiguracjach pojemności.

Przyszłość magazynów energii

Technologia magazynowania energii dynamicznie się rozwija, a jej znaczenie w sektorze energetycznym będzie rosło. Oto główne trendy:

1. Spadek cen

Według prognoz, ceny magazynów energii będą systematycznie spadać, podobnie jak miało to miejsce z panelami fotowoltaicznymi. W ciągu najbliższych 5 lat możemy spodziewać się spadku cen o 20-30%.

2. Nowe technologie

Intensywne prace badawcze prowadzone są nad nowymi typami baterii, takimi jak baterie sodowo-jonowe (tańsza alternatywa dla litowo-jonowych) czy baterie ze stałym elektrolitem (większe bezpieczeństwo i gęstość energii).

3. Integracja z inteligentnymi systemami zarządzania energią

Przyszłością są kompleksowe systemy zarządzania energią (EMS), które integrują fotowoltaikę, magazyn energii, pompę ciepła, ładowarkę samochodu elektrycznego i inne urządzenia domowe, optymalizując zużycie energii w czasie rzeczywistym.

Podsumowanie

Magazyny energii stają się nieodłącznym elementem nowoczesnych instalacji fotowoltaicznych w Polsce, szczególnie w kontekście systemu net-billing. Choć inwestycja w magazyn energii wciąż stanowi znaczący wydatek, dostępne dotacje, długoterminowe oszczędności oraz korzyści pozaekonomiczne (niezależność energetyczna, zabezpieczenie przed przerwami w dostawie) sprawiają, że jest to rozwiązanie warte rozważenia.

W SolarEko oferujemy kompleksowe rozwiązania fotowoltaiczne z magazynami energii dostosowane do indywidualnych potrzeb. Nasi eksperci pomogą w doborze optymalnej pojemności magazynu, wybiorą odpowiednią technologię i przeprowadzą przez proces uzyskania dofinansowania. Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o możliwościach, jakie daje magazynowanie energii!