Jaki magazyn energii do domu ?

Wybór odpowiedniego magazynu energii do domu jest skomplikowany, tym bardziej jeżeli w grę wchodzi jego specyficzne zastosowanie. W tym artykule pokażę, na jakie parametry magazynu energii należy zwrócić uwagę, żeby nasz zakup był jak najbardziej opłacalny. Już na początku muszę nadmienić, iż nie da się opisać wszystkich parametrów potrzebnych do zrozumienia szczegółów działania magazynu energii. Problem polega na tym, że odpowiednie części układów pochodzą od różnych producentów, a produkt jaki otrzymujemy finalnie to połączenie wielu różnych technologii z wielu krajów i licznych procesów produkcyjnych.

Nie ma jednego standardu budowania magazynów energii. Z tego powodu jeszcze bardziej należy starać się zrozumieć i dobrać ich najważniejsze parametry. Każdy z nas ma swoje potrzeby wzmocnione przez kolorowe reklamy, jednak taka inwestycja wymaga od kupującego rozwagi. Magazyn odpowiedni dla rolnika nie będzie potrzebny dla informatyka lub dentysty. Magazyn dla małego biura będzie miał inne paramenty niż dla chłodni przechowujących produkty spożywcze.

Jaka pojemność magazynu energii ?

Pojemność magazynu energii jest kluczowym czynnikiem przy projektowaniu i wdrażaniu systemów odnawialnych źródeł energii, ponieważ pozwala na dostosowanie dostaw prądu do zmieniających się warunków pogodowych i zapotrzebowania na energię. Wszystkie magazyny energii muszą przechować wystarczająco dużo prądu, aby zaspokoić nasze potrzeby w trakcie przerwy w działaniu instalacji fotowoltaicznych. Pojemność mierzona w kilowatogodzinach pokazuje, ile magazyn energii będzie w stanie maksymalnie jej zatrzymać. Magazyn energii o pojemności baterii 10 kWh będzie w stanie zatrzymać około dziewięciu i pół kWh przez kilka godzin. Sporadycznie zdarzają się sytuacje utrzymania całego naładowania, ale w praktyce nie ma co na to liczyć.
Nieużywany magazyn energii rozładowuje się w różnym tempie, dlatego nie należy się martwić, że nie zatrzymuje przez dłuższy czas pełnej mocy. Magazyn energii ma budowę modułową, a więc jego pojemność możemy w dowolnym momencie regulować dodając lub odejmując kolejne moduły. Pojemność magazynu energii zmniejsza się też z czasem, więc powinniśmy być przygotowani na redukcję jego możliwości, spowodowaną ilością cykli rozładowania i naładowania. Utrata mocy jest związana z jakością użytych materiałów, o czym napiszę za chwilkę. Mając gwarancję sprawdzonego producenta nie musimy się martwić o stratę sprawności urządzenia. Nawet po okresie gwarancyjnym będzie ona wynosić około 90%.

Jeden z popularnych wzorów podpowiada, że magazyn energii powinien mieć do dwóch razy większą pojemność niż zdolności wytwórcze instalacji fotowoltaicznej. Jeśli instalacja posiada 5 kWp mocy, magazyn energii, który wykorzysta jej możliwości mógłby mieć około 7,5 kWh. Ten sposób przeliczenia pojemności daje pewność sprawności naszej inwestycji. Z doświadczenia wiemy jednak, że nie zawsze sprawdza się to w praktyce. Pojemność magazynu energii najlepiej rozpatrzeć indywidualnie z wykorzystaniem wiedzy doświadczonych specjalistów. Niedobrze jest przepłacać za dodatkowe kWh przechowywanej mocy.

Rodzaje magazynów energii

Magazyny energii wykorzystują różne rodzaje baterii do przechowywania energii elektrycznej. Pomiędzy najpopularniejszymi rozwiązaniami nie ma za dużych różnic dla indywidualnego odbiorcy. Różne technologie wciąż walczą o dominację na rynku, dlatego cena samych ogniw u różnych producentów bardzo się od siebie różni. Ilość zapłaconej gotówki może podpowiedzieć z jakim rodzajem ogniw mamy do czynienia (najdroższe są baterie bromowe, wykorzystywane przez zakłady przemysłowe i duże instytucje), choć dużo większe znaczenie ma czas przechowywania energii i eksploatacji baterii. Na tym polu toczy się największa rywalizacja.

Baterie litowo-jonowe (Li-ion) są jednymi z najpopularniejszych rodzajów baterii w magazynach energii. Są wydajne, mają wysoki stosunek mocy do wagi i są stosunkowo trwałe. Są powszechnie używane w zastosowaniach domowych i komercyjnych. Mamy je w telefonach, urządzeniach przenośnych, sprzętach medycznych i rozrywkowych. Do ich największych wad należy spora waga oraz stosunkowo szybka na tle konkurencji utrata pełnej sprawność ogniw.

Baterie ołowiowo-kwasowe (Pb-acid) są stosunkowo tanie i mają długą historię stosowania w magazynach energii. Choć są mniej wydajne i mają niższy stosunek mocy do wagi niż baterie Li-ion, są nadal używane w niektórych zastosowaniach, zwłaszcza w systemach zasilania awaryjnego.

Baterie litowo-żelazowo-fosforowe, znane także jako baterie LiFePO4 lub LFP– to rodzaj baterii litowo-jonowych (Li-ion), w których materiałem katodowym jest litowo- żelazowo-fosforan żelaza. Te baterie są szeroko stosowane w elektronice, w tym w magazynach energii, elektromobilności i zastosowaniach przemysłowych. Baterie LiFePO4 są uważane za jedne z najbezpieczniejszych baterii litowo-jonowych dostępnych na rynku. Mają niższe ryzyko przegrzania i zapłonu niż niektóre inne typy baterii Li-ion. W przypadku uszkodzenia baterii, materiał katodowy (fosforan żelaza) jest stosunkowo stabilny chemicznie. Zwiększa to ich trwałość. Baterie LiFePO4 charakteryzują się dużą liczbą cykli ładowania i rozładowywania co oznacza, że ​​mogą być stosowane przez wiele lat bez konieczności wymiany. Są ekologiczne, wolno się rozładowują, ale mają niższą gęstość energii w porównaniu do innych rodzajów baterii Li-ion, co oznacza, że ​​mogą być cięższe i zajmować więcej miejsca przy przechowywaniu tej samej ilości energii.

Baterie przepływowe, takie jak baterie przepływowe vanadynowo-wanadowe(VRB) czy baterie przepływowe cynkowo-bromowe (Zn-Br), są stosowane w dużych systemach magazynowania energii. Mają one potencjał do przechowywania dużej ilości energii przez długi okres czasu, co czyni je odpowiednimi do zastosowań off-gridowych.

Jakość magazynów energii

Na efektywność magazynu energii wpływa też jakość wykorzystywanych komponentów. Same baterie są podzielone na klasy określające wartość, podobnie jak w przypadku innych rozwiązań technicznych. Najwyżej cenione są ogniwa i komponenty typu a+ lub s, tańsze są ogniwa typu b+, samo b, lub minus niezależnie od literki. Choć to parametr pomijany w ogłoszeniach reklamowych, ma on bardzo duże znaczenie dla wytrzymałości i powodzenia inwestycji. Ogniwa litowo -żelazowo -fosforowe lub litowo- jonowe pochodzą od różnych producentów, dlatego też ich jakość może być różna. W magazynach energii często używa się ogniw przetworzonych lub odnowionych. Najłatwiej poznać to po cenie, która jest zwykle niższa. Ogniwa są używane
w wielu urządzeniach, więc te wykorzystywane w naszym magazynie energii wcale nie muszą być nowe. Klasa A+ zapewnia w tym wypadku fakt, że ogniwa wyszły bezpośrednio od producenta, jednak tańsze rozwiązania też są do przyjęcia, jeśli towarzyszy im długoterminowa gwarancja.

Krytyczne parametry pracy magazynu energii

Istnieje przynajmniej kilka wartości, jakie powinniśmy znać i rozumieć w kontekście używania systemów zasilania awaryjnego z wykorzystaniem magazynów energii.

Pierwszym z nich jest czas przełączania na zasilanie z baterii. Im jest krótszy, tym niekoniecznie lepszy. Czas ten mierzymy w
milisekundach, czyli setnych częściach sekundy. Do prawidłowego bezprzerwowego funkcjonowania urządzeń w naszych domach wystarczy czas około 20 milisekund, ale magazyny energii z funkcją UPS osiągają już czas 10ms. Oznacza to tyle, że od momentu odcięcia zasilania np. z fotowoltaiki lub linii energetycznej następuje 10ms do pełnego aktywowania magazynu energii. W tej krótkiej chwili zużywa on znacznie więcej mocy, gdyż musi uruchomić wiele systemów jednocześnie, ale po chwilowym szczycie następuje stabilizacja. Magazyn energii przy rozruchu musi utrzymać stałe napięcie. Nowy, sprawny magazyn energii bez trudu utrzymuje stałe napięcie. Im jest starszy, lub z gorszych komponentów, tym idzie mu to trudniej.

Uwaga !
Zasilanie awaryjne z magazynu energii nie jest zalecane do zasilenia całego domu.

ponieważ bez świadomości o tym że nasz dom jest zasilany z backupu możemy pozbyć się całej energii zgromadzonej w magazynie w przeciągu godziny np. przez piekarnik, czajnik, zmywarkę.

W ustawieniach magazynu energii ( czyli w oprogramowaniu falownika obsługującego instalację fotowoltaiczną z magazynem energii) należy wskazać jaka część w procentach pojemności magazynu energii ma być zarezerwowana na backup czyli zasilanie awaryjne.

Dla przykładu: Posiadając magazyn energii o pojemności 4,6 kWh i wydzielając 50 % na zasilanie awaryjne, pozbywamy się 50 % pojemności przeznaczonej do magazynowania energii na godziny wieczorne czyli 2,3 kWh, ponieważ system rezerwuje nam te 50 % na sytuację awaryjną.

Zasilanie awaryjne całego domu powinno być ostatecznością i należy odpowiedzieć sobie na pytanie czy aby napewno warto za wszelką cenę “przetrzymywać ” energię w magazynie tylko po to aby przez 2-4 godziny , raz na miesiąc, mieć możliwość podtrzymać np. piekarnik.

Do zasilania awaryjnego z magazynu energii należy wydzielić strategiczne obwody typu oświetlenie, pompkę obiegu grzewczego, zasilenie lodówki, 2-3 gniazdka w domu, bramę garażową.

Dlatego dobór magazaynu energii to sprawa bardzo indywidualna. A zasilanie awaryjne możemy zrealizować w zupełnie inny sposób. Opisywaliśmy to w artykule o zasilaniu awaryjnym.

Kolejnym parametrem przydatnym dla niektórych użytkowników jest potrzebna ilość faz. Dom jednorodzinny potrzebuje zwykle jedynie jednej lub dwóch faz do prawidłowego funkcjonowania, ale małe i średnie firmy, oraz różni rzemieślnicy mogą
potrzebować też fazy trzeciej, najczęściej zapewniającej moc maszynom i urządzeniom służącym do wytwarzania lub przetwarzania różnych materiałów. Obsługa trzeciej fazy nie znajduje się we wszystkich magazynach energii. Rozpatrując zakup musimy rozważyć, czy ta dodatkowa opcja będzie nam w ogóle potrzebna. Do trzech faz podłączamy np. maszyny stolarskie, wszelkie młynki, ubijarki do peletu, lub inne tego typu konstrukcje. Jeśli nie planujemy używania urządzeń zużywających masę energii, trzecia faza nie będzie nam do końca potrzebna. Takie podsumowanie zależy tylko i wyłącznie od analizy indywidualnych przypadków.

Każdy zaś musi zrozumieć znaczenie cykli ładowania baterii. W zależności od użytych technologii mogą one się znacznie różnić. O jednym cyklu mówimy, gdy mamy na myśli pełne rozładowanie i naładowanie magazynu energii, co w praktyce nie jest
zalecane. Właściwie wykonane urządzenie potrafi bez utraty efektywności przejść około 5 tys. cykli, czyli 5 tys. razy będzie ono rozładowane i naładowane do pełna. Jest to możliwe tylko dzięki zastosowaniu wysokiej klasy komponentów, o czym pisałem chwilę wcześniej. Na te dane należy szczególnie uważać, gdyż nie każdy producent podaje ten parametr zupełnie uczciwie. Trudno jest też dokładnie zmierzyć ilość ładowania i rozładowania poszczególnych ogniw, dlatego ilość cykli bardziej przypomina
przewidywanie statystyczne, niż ścisłe dane. Im rozsądniej korzystamy z naszego magazynu energii, tym dłużej będzie on nam służył przy pełnej wydajności.

Ostatnim, mniej istotnym zagadnieniem, jakie też należy rozważyć przy zakupie magazynu energii jest sam aspekt estetyczny urządzenia. Mniejsze magazyny – do 5kWh mieszczą się w niewielkiej skrzynce, przypominającej szafkę łazienkową. Większe magazyny energii mają kształt i rozmiary lodówki. Jeśli zależy nam na wkomponowaniu magazynu energii w strukturę pomieszczenia, czasem lepiej wybrać dwa mniejsze magazyny połączone szeregowo, niż jeden duży.

W tym momencie poruszamy też jeszcze jeden ważny temat, a mianowicie możliwość rozbudowy. Tańsze magazyny energii z mniej znanych firm, nie mają możliwości rozbudowy w sensowny sposób. Jeżeli skupimy się na sprawdzonych
rozwiązaniach np magazynach energii Solaredge, będziemy mogli kupować kolejne moduły bez trudu, nawet w dalekiej przyszłości. Nasz magazyn energii ma też parametry określające wartość podobną do innych urządzeń elektronicznych. Należy umieszczać go w określonej temperaturze i w określonej wilgotności. Ma też swój poziom hałasu, który zależy od użytych technologii chłodzenia. Przed zakupem takiego urządzenia najlepiej jest sprawdzić, jak ono pracuje i jak wygląda, zanim podejmie się decyzję zakupową. Istnieją bowiem magazyny energii, które mają dość ascetyczny wygląd, przypominający wnętrza urządzeń elektronicznych. Są też takie, które wyposażono w bardzo atrakcyjne obudowy, nie różniące się wyglądem ani funkcjonalnością od innych sprzętów RTV i AGD.
Magazynu energii zwykle nie trzeba schładzać, ani tym bardziej w jakiś inny sposób konserwować. Nawet najtańsze rozwiązania są bezobsługowe, więc pod tym względem nie musimy martwić się o zapewnienie dogodnych warunków w pomieszczeniu i
serwisu. Niektóre magazyny energii można przechowywać na zewnątrz, choć ich naturalnym miejscem przeznaczenia jest piwnica lub inny budynek gospodarczy, taki jak garaż czy przybudówka.

Szukasz wykonawcy instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii ? Jesteśmy lokalną firmą, obsługujemy całe województwo podlaskie. Zapraszamy do kontaktu.

Tel: 660906906