Przewodnik po magazynowaniu energii
Czytając ten artykuł, poznasz informacje o instalacjach wyposażonych w magazyn energii. Dowiesz się, czym jest instalacja offgridowa i dlaczego nie zawsze instalacja hybrydowa jest instalacją offgridową. Dowiesz się również, na co zwracać uwagę na etapie doboru instalacji i jak prawidłowo dobrać pojemność magazynu energii, aby spełniał twoje oczekiwania.
Słowem wstępu – instalacje hybrydowe potrzebne są tam, gdzie produkcja energii z dowolnego źródła – np. właśnie fotowoltaiki – nie pokrywa się ze zużyciem prądu – np. w gospodarstwie domowym, gdzie produkcja energii ma swój szczyt w południe, a największe zapotrzebowanie na energię jest w godzinach porannych i wieczornych.
Zamiast oddawać energię do wirtualnego magazynu energii, który może być doskonałym rozwiązaniem dla użytkowników, jednak z punktu widzenia dystrybutora energii jest on bardzo problematyczny i przy wielkiej skali przedsięwzięcia wręcz niemożliwy do realizowania, energię zatrzymujemy lokalnie na własne potrzeby i zużywamy ją w 24-godzinnym cyklu ładowania i rozładowania magazynu.
Instalacja hybrydowa i offgridowa – poznaj różnicę
Instalacja hybrydowa to instalacja przeznaczona do zwiększenia stopnia autokonsumpcji. Służy ona ograniczeniu wprowadzania energii do sieci. Ma na celu zatrzymanie jej w miejscu wytworzenia na kilka do kilkunastu godzin tak, aby zacząć ją zużywać tuż po zakończonej produkcji energii z fotowoltaiki.
Instalacja offgridowa to instalacja wyposażona w magazyn energii i działająca tak samo jak instalacja hybrydowa, jednak z możliwością pracy po zaniku pierwotnego zasilania z sieci. Taką możliwość instalacja zyskuje dzięki zastosowaniu rozłącznika, który odcina naszą instalacją od sieci dystrybucyjnej w przypadku braku zasilania.
Wiele falowników hybrydowych musi być doposażonych w zewnętrzne moduły realizujące te funkcje, a niektóre falowniki – np. Hybrydy Azzurro mają ten rozłącznik wbudowany w środku urządzenia i posiadają 2 złącza AC. Jedno normalne, tak jak w zwykłym falowniku, jest ono odłączane w przypadku przerwy w dostawie prądu, a drugie służące zasilaniu awaryjnemu cały czas jest zasilane przez falownik.
Wiele falowników hybrydowych posiada możliwość doposażenia w zewnętrzne urządzenie, które czyni je falownikiem off-gridowym, ale często w takich układach do zasilania awaryjnego mamy dostępną tylko 1 fazę, pomimo 3-fazowej instalacji. Wszystkie falowniki Azzurro realizują zasilania awaryjne zawsze na 3 fazach.
Taki stan rzeczy często wiąże się z modernizacją rozdzielni głównej i wydzieleniu obwodów, które będą podtrzymywane przez falownik – np. światło, lodówka, alarm i inne obwody niezużywające dużych ilości energii. Pompa ciepła, elektryczna sauna czy ładowarka do aut elektrycznych ze względu na bardzo duże zużycie energii mogą szybko rozładować nasz magazyn i w przypadku braku dostaw prądu zostaniemy postawienie w niekomfortowej sytuacji.
Proszę sobie wyobrazić, że w zimową noc linia energetyczna zostaje zerwana. Jej naprawa potrwa do godzin południowych. W trakcie naszego snu falownik zaczął zasilać pompę ciepła, która przez bardzo niską temperaturę w ciągu 2 godzin wykorzystała energię dostępną w magazynie energii, dom się wychładza, a my nad ranem budzimy się i nie mamy nawet możliwości przygotowania kawy. Jeśli pompa ciepła nie będzie zasilana z awaryjnego źródła, to wstając rano będziemy mieć przyjemność przygotować sobie śniadanie, zjeść je przy zapalonym światle a jedynie w domu będzie trochę chłodniej niż zawsze.
Autokonsumpcja – jej zwiększenie polega na ładowaniu akumulatorów, kiedy produkujemy więcej energii niż zużywamy w danym momencie oraz na ich rozładowywaniu, kiedy zużycie energii zaczyna przewyższać produkcję energii z modułów PV.
Magazyn energii pełni też rolę stabilizowania off-gridowego źródła zasilania. Chwilowe zacienienia, a co za tym idzie spadek dostępnej energii z PV, skutkowałoby przerwami w zasilaniu. Jest to niezbędna część instalacji offgridowej.
Różne pojemności akumulatorów – nominalna i użytkowa
Producenci magazynów energii podają ich pojemność na 2 sposoby. Jedni chwalą się pojemnością nominalną magazynu, a inni od razu podają pojemność użytkową. Akumulatory LiFePO4 obniżają swoje początkowe parametry w sytuacji pełnego ładowania i rozładowywania do końca, więc aby wydłużyć ich żywotność, wykorzystuje się około 80 proc. pojemności nominalnej.
Oczywiście trzeba to sprawdzić w karcie katalogowej, najczęściej podana jest wartość nominalna i dopiero pod sam koniec dokumentu jest uwaga mówiąca o warunku pełnej gwarancji. Żywotność ponad np. 5000 cykli jest możliwa do uzyskania tylko kiedy będziemy wykorzystywać 80% pojemności. Inni producenci podający pojemność użyteczną nie umieszczają takich adnotacji. Sterownik w baterii zabezpiecza ją przed pracą w skrajnych warunkach napięciowych przy maksymalnym rozładowaniu i naładowaniu.
Dla przykładu pojedynczy moduł systemu weco charakteryzuje się 6 kWh pojemności nominalnej. Bateria pozwala na pracę na 100 proc. zakresu pojemności, jednak aby osiągnąć żywotność >7000 cykli, producent informuje, że nie można wykorzystywać więcej niż 80% pojemności tej baterii, czyli w praktyce, aby bateria pracowała długo, mamy pojemność użyteczną na poziomie 4,8 kWh.
Żywotność baterii wyrażona w cyklach to pełne naładowanie i rozładowania baterii. Jeśli przez 2 dni bateria zostanie naładowania i rozładowana o 50%, to przez te dwa dni wykona jeden cykl ładowania. Ze względu na charakter pracy instalacji hybrydowej od świtu do świtu dziennie taka bateria wykonuje maksymalnie jeden cykl ładowania. Wolumen 7000 cykli pomnożony przez ilość dni w roku daje nam ponad 19 lat pracy takiego magazynu. Aby uzyskać więcej informacji o bateriach, kliknij w ten link.
Moc rozładowania magazynu energii
Przy dobieraniu instalacji hybrydowej bardzo ważne jest zdefiniowanie naszych potrzeb. Co będzie dla nas najważniejsze: czy będzie to kierowanie się ceną instalacji i lekkie zwiększenie autokonsumpcji? Może dobranie optymalnej pojemności do profilu zużycia energii w celu maksymalizacji autokonsumpcji, a może bezpieczeństwo zasilania i kierowanie się mocą ciągłą rozładowania magazynu?
Kierując się optymalną pojemnością magazynu energii, musimy przeprowadzić chociaż wywiad energetyczny i spróbować ustalić profil zużycia energii. Bazując na tych szacunkach, stwierdzamy, czy magazyn jest potrzebny lub nie i jak duży powinien być. Wszystko zależy od tego, ile energii będzie magazynowane, a ile jest zużywane od razu.
Stawiając na moc rozładowania magazynu energii, często trzeba trochę przewymiarować jego pojemność. Moc rozładowania magazynu jest bardzo łatwo policzyć. Wystarczy sprawdzić w karcie katalogowej falownika maksymalny prąd na wejściu baterii.
Należy to sprawdzić, ponieważ czasami falownik ma mniejszą wartość mocy od baterii. Następnie sprawdzamy w karcie katalogowej napięcie baterii. Powinniśmy odczytać wartość napięcia przy maksymalnym naładowaniu jak i rozładowaniu. W efekcie możemy pomnożyć prąd razy napięcie i otrzymujemy moc rozładowania dla dwóch przypadków: baterii rozładowanej i naładowanej. Teraz możemy zdecydować, czy system jest odpowiedni do naszych potrzeb i czy spełni nasze oczekiwania.
artykuł sponsorowany
