fbpx

Magazynowanie energii z fotowoltaiki na pochmurne dni

Instalacje fotowoltaiczne zdobywają w Polsce coraz większą popularność. Rośnie liczba osób zainteresowanych tematem generowania własnego prądu na potrzeby własnego gospodarstwa domowego. Za tym rozwiązaniem stoi chęć zaoszczędzenia na rachunkach za prąd, który – jak wiadomo – tani nie jest, ale także dbanie o środowisko naturalne. Poruszymy więc temat, jakim jest magazynowanie energii z fotowoltaiki.




Przyszli prosumenci, szukając porad na temat opłacalności własnej mikroelektrowni, zewsząd bombardowani są sprzecznymi informacjami oraz mitami na temat instalacji fotowoltaicznych. Jednym z najczęściej pojawiających się dylematów, związanych z zainstalowaniem paneli na własnym domu, jest zmienny i kapryśny polski klimat. Trudno się dziwić pojawiającym wątpliwościom, w końcu lata w naszym kraju nie są tak gorące i słoneczne, jak na południu Europy. Jednak nie oznacza to, że inwestycja w panele słoneczne nie zwróci nam się z czasem.

Instalacja fotowoltaiczna z powodzeniem pracuje również w dni pochmurne, a nawet zimą, ponieważ do wytworzenia prądu na domowy użytek potrzebne jest nie ciepło, ale światło. W pochmurne dni ogniwa krzemowe, z których zbudowane są panele, pracują w dalszym ciągu i ani chmury, ani nawet deszcz nie są w stanie tego zatrzymać. Mniejsza jest jedynie efektywność tej pracy. Umiarkowane zachmurzenie powoduje zmniejszenie pierwotnej mocy o około 60-80 procent, a całkowite do około 10 – 20 procent. Instalacja przestaje pracować po zmroku. Należy pamiętać jednak o procesie magazynowania nadwyżek energii wygenerowanej podczas bardzo słonecznych, ciepłych i długich dni. Tą nadwyżkę prosument będzie mógł odebrać np. podczas trwania zimy, gdy zapotrzebowanie na dogrzewanie prądem jest o wiele większe. Bez względu na to, czy jest to instalacja on-grid czy off-grid, nadwyżki są magazynowane i możemy z nich skorzystać. 

On-grid i off-grid – który sposób pozwala na magazynowanie energii z fotowoltaiki?

Na całym świecie używane są dwa systemy instalacji, czyli on-grid i off- grid. Rodzaj systemu jest uzależniony od zastosowanego w nim inwertera. System z inwerterem on–grid jest systemem podpiętym do zewnętrznej sieci energetycznej. Produkuje prąd na bieżąco, a jego nadwyżki są do niej przesyłane. W momencie kiedy prąd nie jest wytwarzany (gdy jest ciemno), można odzyskać nadwyżkę energii w około 80 procentach. Oznacza to, że z każdej wyprodukowanej przez instalację 1 kWh możemy odzyskać 0,8 kWh. 

Skomplikowane?
Doradca Klienta chętnie Ci to wytłumaczy.

Z kolei system off-grid jest systemem nie podłączonym do sieci zewnętrznej, tylko do akumulatora, którego zadaniem jest magazynowanie nadwyżki energii z fotowoltaiki. Taki inwerter off-grid nazywany jest również inwerterem wyspowym. Daje niezależność od zewnętrznych sieci energetycznych i doskonale sprawdza się w miejscach, gdzie zdarzają się częste przerwy w dostawach prądu. Trzeba jednak zauważyć, że jest też instalacją dość kosztowną, droższą nawet o około 40 procent, niż on-grid. 

Dowiedz się więcej o inwerterach w naszym artykule o ich zastosowaniu i rodzajach.

Istnieje również trzeci rodzaj inwerterów – hybrydowe. Jak łatwo się domyślić, łączy on najlepsze cechy on- i off-gridów, a mianowicie pozwala na przesłanie części wytworzonej nadwyżki do sieci, a części – do akumulatora. Jest to jednak dość specjalistyczne, rzadko spotykane rozwiązanie.

Inwertery dzielą się na on-grid, off grid oraz hybrydowe

Nasłonecznienie i kąt nachylenia dachu

Na ilość wytworzonej i zmagazynowanej energii wpływ ma wiele czynników, w tym również nasłonecznienie w regionie, w którym mieszkamy oraz warunki, jakie spełnia budynek, na którym chcemy założyć panele fotowoltaiczne. Do najbardziej nasłonecznionych terenów w naszym kraju, zaliczają się miasta: Kraków, Tarnów, Rzeszów, Lublin oraz wiele niewielkich miejscowości na południowo – zachodnim terenie Polski. Na odcinku między Gdynią a Szczecinem moc promieniowania słonecznego spada poniżej 1000 kWh/m2, a w pozostałej części kraju moc promieniowania wynosi od 1000 do 1160 kWh/m2. 

Kąt nachylenia dachu również ma znaczenie, ale na to możemy mieć wpływ tylko wtedy, gdy decydujemy się na panele fotowoltaiczne dopiero zaczynając budowę domu. W przeciwnym razie, jeśli nasz dach jest płaski, panele powinny być na podpórkach. Bardzo dobrze, jeżeli kąt nachylenia naszego dachu wynosi 35 stopni. Według wyliczeń ekspertów, prosument, który posiada instalację fotowoltaiczną na dachu o kącie nachylenia 35 stopni na stronę południową, może przy średnim koszcie instalacji od około 15 – 30 tysięcy, zaoszczędzić prądu na ok. 43 – 52 tys. zł. 

Niebieskie panele fotowoltaiczne na spadzistym dachu domu
35 stopni to optymalny kąt nachylenia dachu, na którym znajdzie się instalacja fotowoltaiczna

Akumulatory i superkondensatory, czyli magazynowanie energii z fotowoltaiki

Odpowiednio rozmieszczone i zamontowane panele fotowoltaiczne mogą uzupełniać lub zaspokajać zapotrzebowanie na energię w ciągu słonecznych dni. Ale rodzi się pytanie – co z nocami oraz wyjątkowo pochmurnymi i deszczowymi dniami, których w naszym klimacie nie brakuje? Instalacje, które nie mogą oddawać energii do sieci zewnętrznej, posiłkują się magazynami energii. Oto kilka sposobów na magazynowanie energii. Magazynowanie energii z fotowoltaiki może być : 

  • mechaniczne (elektrownie szczytowo pompowe, magazyny sprężonego powietrza) 
  • elektryczne (superkondensatory) 
  • elektrochemiczne ( akumulatory, ładowalne baterie) 
  • termiczne ( akumulacja ciepła).

Najczęściej spotykanym sposobem magazynowania energii w domach i w przypadku małych instalacji są akumulatory. Najprościej mówiąc akumulatory wykorzystuje się do magazynowania energii pozyskanej z OZE („Odnawialne Źródła Energii”) i zasilania urządzeń elektrycznych. Zmagazynowana w akumulatorach energia jest wykorzystywana dla naszych późniejszych potrzeb energetycznych. Moc akumulatorów, które łączone są w grupy szeregowo–równoległe (dla uzyskania odpowiedniego napięcia), może sięgać nawet do kilkudziesięciu megawatów. Z upływem czasu akumulatory mogą jednak zmniejszać swoją pojemność. Dość długi jest również czas ich ładowania.

Superkondensatory marki Skelcap

Superkondesatory – nieco przewyższają akumulatory większą gęstością gromadzonej w nich energii, co oznacza, że oddają zmagazynowaną energię o dużej mocy. A ich pojemność jest większa dzięki zastosowaniu specjalnych nanorurek węglowych. Superkondensatory są cenione za swoją sprawność – nie zużywają się szybko, dlatego w miarę eksploatacji nie tracą odczuwalnie swoich właściwości. Jak oceniają to na podstawie testów eksperci, superkondensatory mogą działać przez około 20 lat. 

Magazynowanie energii w domu – jak i gdzie?

Nadwyżka wyprodukowanej energii może być magazynowana w domu – zazwyczaj baterie do magazynowania montowane są w piwnicy. Daje to prosumentom całkowitą niezależność od publicznej sieci energetycznej i – w przeciwieństwie do instalacji powiązanej z siecią, gdzie możemy odebrać około 80 procent nadwyżki – tutaj odzyskujemy całą wyprodukowaną i możemy spożytkować ją na własne potrzeby. Wadą tego rozwiązania jest oczywiście wzrost kosztów instalacji, ale z biegiem czasu takie pozwala nam to na naprawdę spore – i co najważniejsze – odczuwalne oszczędności.

Warto również podkreślić, że takie instalacje są idealnym rozwiązaniem w miejscach, gdzie zdarzają się awarie i przerwy w dostawie prądu oraz lokalizacjach oddalonych od sieci energetycznej. Magazynowanie nadwyżek energii z fotowoltaiki w akumulatorach i superkondensatorach to idealna opcja dla gospodarstw, gdzie potrzebne są duże zasoby energii, a wspomniane przerwy w dostawie prądu nie powinny się przytrafiać (np. jeśli w energię zaopatrywane są systemy chłodnicze). 

Rozwiązania polegające na gromadzeniu nadwyżek energii w akumulatorach dotyczą głównie systemów off-grid, których zamontowanie generuje (jak często jest to podkreślane) dość wysokie koszty, wyższe, niż w przypadku on-grid. Jednak czy zdecydujemy się na dany system, to zarówno w przypadku instalacji on–grid jak i of-grid, możemy ubiegać się o dofinansowanie do inwestycji w ramach programu „Mój Prąd”.

Oddawanie nagromadzonych nadwyżek energii do sieci, a następnie odzyskiwanie jej w razie potrzeb, czyli właśnie podczas pochmurnych, zimnych dni, to domena systemów on-grid. Energia generowana przez instalację fotowoltaiczną w pierwszej kolejności przeznaczana jest na potrzeby domowe, a nadwyżka – dzięki inteligentnemu licznikowi dwukierunkowemu – oddawana jest do sieci. W czasie, gdy zapotrzebowanie na energię jest większe, prosument odbiera z sieci około 80 procent zgromadzonej tam nadwyżki energii. Właściwie można powiedzieć, że 20 procent energii jest swoistym „kosztem” jaki ponosi użytkownik instalacji. Dwukierunkowy licznik podlicza energię wytworzoną przez instalację oraz tą pobraną z sieci. Na tej podstawie prosument rozlicza się z siecią energetyczną. W ciągu dnia, kiedy instalacja na bieżąco produkuje energię ze słońca, prąd na użytek domowy jest pobierany wprost z falownika, czyli inwertera. Nocą, kiedy panele nie pracują, energię odbieramy z sieci. Nadwyżki wyprodukowane przez instalację mogą być jesienią i zimą wykorzystywane do dogrzewania domu lub ogrzania wody. 

Niestety, polskie prawo nie przewiduje możliwości odsprzedawania nadwyżek wytworzonej przez instalacje fotowoltaiczną energii zakładowi energetycznemu lub innym użytkownikom sieci. Taka możliwość istnieje wyłącznie w przypadku farmy fotowoltaicznej, jednak jest to inwestycja rzędu kilku milionów złotych, która zwraca się po minimum 10 latach, a więc nie na kieszeń „przeciętnego Kowalskiego” – w przeciwieństwie do instalacji fotowoltaicznej.

Przewrócony słoik z rozsypanymi monetami
Według polskiego prawa nie ma możliwości odsprzedaży nadmiaru wyprodukowanej energii elektrycznej

Czy warto magazynować energię?

Na to pytanie nie ma, niestety, jednoznacznej odpowiedzi. Zależy ona bowiem od takich czynników, jak zapotrzebowanie danego gospodarstwa energetycznego na energię elektryczną, a także jego lokalizację. Jak wspomniano wcześniej – warto polecić gromadzenie energii w domach oddalonych od sieci energetycznych lub tam, gdzie występują problemy z regularnym dopływem prądu. Może być to także godne uwagi rozwiązanie, gdy ma się dostęp do sieci, ale chce być od niej bardziej niezależnym – i zaoszczędzić. Z kolei jeśli gospodarstwo domowe nie wymaga dużych ilości energii, a użytkowników zaspokaja możliwość odzyskania do 80% przesłanej do sieci nadwyżki, wówczas magazynowanie energii z fotowoltaiki nie jest w praktyce do niczego potrzebne.

Masz problem z decyzją?
Skontaktuj się z naszym Doradcą Klienta.

/**/