Fotowoltaika z magazynem energii czy bez? Czy inwestycja w magazyn energii jest naprawdę opłacalna? Przeczytaj artykuł i dowiedz się czym jest, jak działa i czy opłaca się kupno magazynu energii.

Magazyn energii — co to jest?

Chcąc wytłumaczyć czym jest magazyn energii, porównamy go do baterii w telefonie. Magazyn energii to urządzenie, które umożliwia przechowywanie prądu, a następnie — wykorzystywanie go, np.: w domu. Posiadanie magazynu energii to korzystne rozwiązanie zarówno dla właścicieli domowych, małych instalacji fotowoltaicznych, jak i tych, wykorzystywanych do celów przemysłowych.

Magazyny energii charakteryzują się tym, iż mogą być wielokrotnie ładowane i rozładowywane. Należy pamiętać jednak, że ich żywotność jest ograniczona. Producenci zazwyczaj udzielają kilkuletniej gwarancji na magazyn energii, ale nie uwzględnia ona standardowego zużycia produktu. W zależności od rodzaju magazynu, producenta, zastosowanej technologii itp. magazyn energii średnio wymaga wymiany raz na 10 lat.

Na rynku dostępnych jest kilka rodzajów magazynów energii: 

• litowo-jonowe,
• kwasowo-ołowiowe,
• przepływowe,
• wodorowe.

Obecnie najpopularniejsze są akumulatory litowo-jonowe, które wyróżniają się:

• sprawnością na poziomie ok. 90%,
• możliwością rozładowania prawie do 0%,
• wysokim poziomem bezpieczeństwa.

Magazyny kwasowo-ołowiowe to starsza technologia, która charakteryzuje się:

• odpornością na zimno, przez co często wykorzystywane są np.: na działkach letniskowych,
• niskim poziomem sprawności,
• koniecznością zamontowania ich w oddzielnych, dobrze wentylowanych pomieszczeniach,
• możliwością rozładowania do ok. 50%.

Magazyny litowo-jonowe są droższe niż kwasowo-ołowiowe, ale bardziej polecane są właśnie te pierwsze. Głównie ze względów bezpieczeństwa, ale również wydajności. W przypadku magazynu kwasowo-ołowiowego o pojemności 9kWh w praktyce możliwe jest wykorzystanie mocy do ok. 5kWh.

Przepływowe magazyny energii są uznawane za najbardziej ekologiczne, są również tańsze niż magazyny litowo-jonowe. Charakteryzują się one niskim poziomem mocy i dużymi rozmiarami. Ich wielkość sprawia, że nie mogą być montowane w każdym miejscu i są popularniejsze w warunkach przemysłowych, niż w domowych.

Wodorowe magazyny energii również uznaje się za przyjazne i bezpieczne dla środowiska. Ich największą zaletą jest żywotność, która dorównuje panelom fotowoltaicznym. Najczęściej wykorzystuje się je w przemyśle.

Jak działa magazyn energii?

Energia wyprodukowana dzięki fotowoltaice jest na bieżąco wykorzystywana. Jeśli natomiast więcej energii jest produkowane niż wykorzystywane — magazynowana jest ona w magazynie energii. W momencie, kiedy większa ilość energii będzie wykorzystywana niż produkowana - prąd pobierany będzie z magazynu. Dzięki temu nie ma konieczności dokupowania prądu z sieci. Mechanizm ten obniża wysokość rachunków za prąd.

Magazyn zbiera energię do momentu całkowitego naładowania, po czym nadwyżka wyprodukowanej energii sprzedawana jest do sieci.

Magazyn przechowuje wyprodukowaną energię w postaci substancji chemicznej, która powstaje na skutek reakcji chemicznych. Rodzaj substancji, która znajduje się w magazynie, zależy od rodzaju magazynu. Działanie magazynu opiera się na 4 reakcjach chemicznych:

• anodzie (biegun ujemny) — utlenienie w trakcie procesu rozładowywania,
• katodzie (biegun dodatni) — proces redukcji,
• elektrolicie — transport jonów dodatnich i ujemnych dzięki substancji chemicznej, która znajduje się w magazynie,
• separatorze — transport jonów, dzięki porowatemu materiałowi, który znajduje się między anodą a katodą oraz który zapobiega zwarciom ogniwa.

Po zmagazynowaniu wyprodukowanej energii magazyn musi ją przetworzyć w energię elektryczną, z której można korzystać. Proces ten jest odwrotny do opisanego wyżej procesu magazynowania energii, czyli:

1. Elektrony uwalniane są do bieguna ujemnego i elektrolitu — utlenianie chemiczne.

2. Katoda przyjmuje elektrony na biegunie dodatnim — zamknięcie przepływu elektronów.

3. Obie te reakcje zachodzą w tym samym czasie, co generuje powstanie prądu elektrycznego.

Opłacalność magazynu energii

Magazynowanie energii sprawia, że nie ma konieczności kupowania energii z sieci, kiedy warunki atmosferyczne nie pozwalają na produkcję wystarczającej ilości prądu. Jest to korzystne dla konsumenta, ponieważ fotowoltaika jest najbardziej efektywna w godzinach popołudniowych. W tym czasie zazwyczaj domownicy są poza domem. Nadwyżka energii jest więc sprzedawana po niższych cenach (uwarunkowanych giełdowo) do sieci. Wieczorem i rano natomiast, kiedy cena energii na giełdzie jest wyższa, mniejsza ilość energii jest produkowania. Konsumenci muszą więc kupować prąd z sieci, co może okazać się dla nich nieopłacalne. W takich sytuacjach magazyn energii umożliwia:

• niezależność energetyczną,
• okresową samowystarczalność energetyczną,
• większy poziom oszczędności.

Szczególnie w miesiącach letnich posiadanie magazynu energii jest opłacalne, a wyżej opisane korzyści można odczuć w największym stopniu. Jeśli wielkość instalacji fotowoltaicznej i magazynu energii jest odpowiednio dostosowana do potrzeb budynku — możliwe jest osiągnięcie w tym czasie niezależności energetycznej oraz zminimalizowanie ilości kupowanego prądu do 0.

Dokładne wyliczenia należałoby zrobić indywidualnie dla poszczególnych instalacji. Możliwe jest jednak obniżenie rachunków za prąd nawet do 10-krotności na przestrzeni roku.

Magazyn energii dla firm

Magazyn energii nie jest rozwiązaniem, z którego mogą skorzystać jedynie klienci indywidualni. Montaż magazynu energii w firmie umożliwia:

• utrzymanie ciągłości pracy, np.: w razie wystąpienia awarii,
• uniezależnienie przedsiębiorstwa pod względem energetycznym,
• obniżenie kosztów utrzymania firmy,
• handel energią, jeśli cały wyprodukowany prąd nie jest wykorzystywany,
• działalność proekologiczną, co może zwiększyć wartość oferowanych produktów i usług,
• zwiększenie elastyczności — magazyn energii umożliwia dostosowanie procesów związanych z wykorzystywaniem prądu do pracy przedsiębiorstwa,
• optymalizację parametrów jakości energii — możliwe jest ograniczenie negatywnych skutków pobierania energii z sieci (np.: przerw w dostawie prądu).

Opłacalność magazynu energii w 2023 r. i 2024 r.

Prawdą jest, że posiadanie fotowoltaiki obniża rachunki za prąd. Magazyn energii wartość owych oszczędności zwiększa. Konsumenci zastanawiają się jednak czy te oszczędności będą na tyle wysokie, że zrekompensują zakup magazynu energii.

Obecnie w systemie Net-billingu fleksumenci rozliczają się, za oddaną do sieci energię, na podstawie aktualnych cen giełdowych. Ceny te są uzależnione od poziomu podaży i popytu na energię. Cena energii spada, kiedy warunki atmosferyczne sprzyjają produkcji dużej ilości energii, a podaż na prąd jest na wysokim poziomie. Cena energii wzrasta w odwrotnej sytuacji.

Najkorzystniejszym rozwiązaniem dla fleksumenta będzie więc sytuacja, kiedy wyprodukowana energia jest magazynowana i sprzedawana w momencie największych wartości cen. Takie rozwiązanie w pełni będzie miało zastosowanie od 2024 r., kiedy w życie wejdzie godzinowy system rozliczeń Net-billing. Więcej na ten temat przeczytasz tutaj. Obecnie jednak cenę, za którą sprzedaje się energię, oblicza się na podstawie średniej miesięcznej ceny energii na giełdzie.

Zmienna sytuacja geopolityczna sprawia, że sprzedaż energii do sieci, pod względem opłacalności, jest porównywalna do autokonsumpcji. Dla przykładu — fotowoltaika o mocy 5 kWh i magazyn energii o tej samej pojemności obecnie generuje oszczędności na poziomie ok. 4,5 tys. zł rocznie. Taka sama instalacja fotowoltaiczna bez magazynu energii jest w stanie wygenerować ok. 3,5 tys. oszczędności rocznie.

Niewielka różnica w poziomie oszczędności może zniechęcać do kupna magazynu energii. Warto jednak śledzić na bieżąco możliwości, które oferują dofinansowania na OZE, np.: program Mój Prąd w najnowszej edycji (do marca 2023 r.) umożliwiał otrzymanie nawet do 26 tys. dofinansowania na instalację fotowoltaiczną z magazynem energii.