Czym są i jak działają magazyny energii?

Coraz częściej możemy usłyszeć o tym, że magazyn energii jest niezbędnym elementem instalacji fotowoltaicznej. Pozwalają odciążyć sieć, podnoszą opłacalność fotowoltaiki i chronią przed przerwami w dostawie energii. To wszystko sprawia, że zainteresowanie obecnych, ale i przyszłych właścicieli fotowoltaiki, przydomowymi magazynami energii, dynamicznie rośnie. Wciąż jednak wielu z nich zastanawia się – co to dokładnie jest, do czego służy i jak działa magazyn energii. Odpowiadamy!

Czym jest magazyn energii?

Magazyn energii jest to urządzenie służące do przechowywania energii. W kontekście OZE jest to urządzenie które  umożliwia przechowywanie prądu, kiedy produkcja energii elektrycznej przez instalację odnawialnych źródeł energii, przeważa nad jej zużyciem. Magazyny energii mogą być wielokrotnie użytkowane – ładowane prądem elektrycznym i rozładowywane. Należy jednak pamiętać, że urządzenia te mają swoją maksymalną żywotność, zależy ona m.in. od budowy elektrod i składu elektrolitu służącego do przechowywania energii, a także od sposobu użytkowania. 

Znaczenie magazynów energii

Magazyny są niezbędnym elementem transformacji i budowie neutralnie klimatycznego miksu energetycznego. Dlaczego? Odnawialne źródła energii są niestabilne, zależą od zmiennej natury energii słonecznej czy wiatru. Kiedy słońce przestaje świecić instalacje fotowoltaiczne przestają produkować prąd, a gdy wiatr przestaje wiać przestają pracować turbiny wiatrowe. Magazyny energii są odpowiedzią na ten problem. Pozwalają na pogodzenie szczytu produkcji ze szczytami zapotrzebowania na energię elektryczną. 

Jeśli chodzi o domowe magazyny energii, pozwalają one na bezpieczne gromadzenie energii z fotowoltaiki. Ich rolą jest głównie zwiększenie autokonsumpcji darmowej energii z instalacji OZE, zabezpieczenie przed awariami sieci i skokami napięcia w szczytach produkcji, powodującymi wyłączenie inwertera i zatrzymanie wytwarzania energii. 

Jak działa magazyn energii?

Jeśli chodzi o magazyn energii zasada działania jest prosta – wyprodukowana energia z instalacji fotowoltaicznej w pierwszej kolejności trafia na Twoje bieżące zużycie, jeżeli produkcja jest większa od zużycia, nadwyżka trafia do magazynu. Dzieje się tak aż do momentu pełnego naładowania urządzenia. Jeżeli magazyn jest już całkowicie naładowany, nadwyżka produkcji  z fotowoltaiki wysyłana jest do sieci. W momencie zaprzestania produkcji z fotowoltaiki, a dalszym poborze energii przez Twój budynek, naładowany magazyn energii zaczyna się rozładowywać zaspokajając zapotrzebowanie na energię. Jeżeli dojdzie do rozładowania magazynu do ustalonej wartości, energia pobierana jest z sieci.

Wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną energia która trafia do magazynu przechowywana jest w postaci substancji chemicznej. Działanie magazynu energii opiera się na czterech głównych elementach:

• anodzie (biegun ujemny) – to podczas procesu rozładowywania dochodzi do reakcji utleniania, 
• katodzie (biegun dodatni) – przebiegają na niej procesy redukcji,
• elektrolicie (substancja chemiczna zdolna do przewodzenia prądu) – tu przebiega transport jonów pomiędzy anodą i katodą,
• separatorze – czyli porowatym materiale nasyconym elektrolitem i umieszczonym pomiędzy katodą i anodą w celu mechanicznego rozdzielenia elektrod i zapobiegania zwarciu ogniwa. Pozwala na transport jonów.

Jak wygląda konwersja zmagazynowanej energii w energię elektryczną? Substancja chemiczna na anodzie powoduje uwolnienie elektronów do bieguna ujemnego i jonów w elektrolicie. Jest to reakcja utleniania chemicznego. Na biegunie dodatnim katoda przyjmuje przepływ elektronów, co zamyka obwód przepływu elektronów. Te dwie reakcje zachodzą jednocześnie: jony przenoszą prąd przez elektrolit, podczas gdy elektrony przepływają w obwodzie zewnętrznym. To z kolei generuje prąd elektryczny.

Najpopularniejszym rodzajem magazynów energii są litowo-jonowe.

Czym są litowo-jonowe magazyny energii?

Magazyn energii litowo-jonowy to jeden z najpowszechniej stosowanych obecnie rodzajów akumulatora. Charakteryzują się wysoką gęstością energii, długą żywotnością i brakiem efektu pamięci. Niewielkie ogniwa litowe stosowane są w telefonach komórkowych, laptopach czy innym sprzęcie mobilnym. Jak działa magazyn energii litowo-jonowy? W skrócie – przy ładowaniu akumulatora jony litu przemieszczają się z elektrody dodatniej poprzez elektrolit do elektrody ujemnej, w ten sposób energia zostaje zmagazynowana w elektrolicie. Przy rozładowaniu baterii kierunek ruchu jonów jest odwrotny, dzięki czemu uwalnia się energia elektryczna.

Istnieją różne rodzaje baterii litowo-jonowych, są to np.:

• LFP – baterie litowo-żelazowo-fosforanowe,
• LCO – baterie litowo-kobaltowe,
• LMO – baterie litowo-manganowe,
• NCA – baterie litowo-niklowo-kobaltowo-glinowe.

Różnią się one nie tylko składem, ale i właściwościami.

Magazyn energii i fotowoltaika

Zastanawiasz się jak działa magazyn energii do fotowoltaiki? Instalacja fotowoltaiczna potrzebuje światła, które umożliwia jej działanie. Największa produkcja czystej energii odbywa się w słoneczne dni, gdy promienie słoneczne padają na panele fotowoltaiczne. Produkcja zależy też od pory dnia – szczyt produkcji przypada na południe, rankiem i wieczorem produkcja jest niższa. Korzystanie z wyprodukowanej energii na bieżąco jest najbardziej opłacalne ponieważ wykorzystujesz 100% wytworzonej energii. Jednak nie zawsze jest to możliwe. 

Gdy nie masz magazynu energii, nadwyżki trafiają do sieci:

• jeśli rozliczasz się w usłudze Prąd jak Powietrze odbierasz 100% wartości wysłanych nadwyżek, nic więc nie tracisz,
• jeśli korzystasz z systemu opustów  możesz je odebrać w 70 lub 80%,
• jeśli rozliczasz się w net-billingu, nadwyżki sprzedajesz, a ich wartość zasila Twój depozyt prosumencki, brakującą energię dokupujesz wykorzystując zgromadzone na koncie środki.

Jeśli posiadasz domowy magazyny energii, nadwyżki możesz gromadzić i wykorzystywać je w momencie gdy produkcja jest niewystarczająca lub całkowicie ustaje (np. nocą). W ten sposób nic nie tracisz. Magazyn z funkcją BackUp Ready to również świetny sposób na zabezpieczenie się nad przerwami w dostawie energii. W przypadku jeśli nie posiadasz instalacji hybrydowej z magazynem energii, w momencie braku prądu z sieci, fotowoltaika przestaje działać, a w całym domu nie ma prądu. Gdy Twoja instalacja posiada magazyn, możesz nadal produkować prąd i korzystać ze zgromadzonej energii.

Co zyskujesz z magazynem energii?

Jeśli już wiesz jak działa magazyn energii, sprawdź co zyskasz inwestując w rozwiązanie do przechowywania energii z OZE: 

• jeszcze większą niezależność energetyczną,
• brak przerw w dostawie prądu,
• maksymalne wykorzystanie wyprodukowanej energii elektrycznej,
• ograniczenie skutków przeciążenia sieci energetycznej,
• nowoczesny, samowystarczalny dom. 

Już wiesz jak działa magazyn energii i jakie są jego zalety. Jeśli jesteś zainteresowany tym rozwiązaniem, zachęcamy do kontaktu. Podczas spotkania, nasz doradca przedstawi Ci szczegóły dotyczące urządzenia i dobierze moc dopasowaną do Twoich potrzeb.