Rozmowa z Bogdanem Szymańskim, współzałożycielem i prezesem Stowarzyszenia Branży Fotowoltaicznej POLSKA PV.
Coraz więcej mówi się obecnie o magazynach energii, premiuje je także nowa edycja rządowego programu dotacyjnego Mój Prąd. Jak działają i co mogą zapewnić mieszkańcom, którzy zainwestowali w Odnawialne Źródła Energii?
Na wstępie należy wyjaśnić, że magazyn gromadzący energię w ogniwach litowo-jonowych – a takie magazyny obecnie dominują na rynku – wymaga do pracy falownika, który przekształci prąd stały z ogniw na prąd przemienny wykorzystywany w domu. Dostępne są także na rynku urządzenia „all in one”, które łączą w jednej obudowie zarówno falownik, jak i akumulatory, niemniej jednak w magazynie energii zawsze będą występować te dwa urządzenia. Najbardziej ergonomicznie jest wybrać uniwersalny falownik, nazywany często hybrydowym, który może obsłużyć zarówno moduły fotowoltaiczne jak i magazyn energii. Jeżeli z kolei posiadamy już instalację fotowoltaiczną i chcemy ją rozbudować o magazyn energii, to zamiast wymieniać falownik, można zastosować dodatkowy tzw. falownik retrofitowy. Będzie on pracował równolegle z falownikiem fotowoltaicznym i całą instalacją.
Podstawową rolą magazynów energii w domu posiadającym także instalację fotowoltaiczną jest zwiększenie bieżącej autokonsumpcji energii produkowanej przez wspomnianą instalację. Chodzi o to, aby tzw. uzysk energetyczny nie był wprowadzany do sieci w czasie wysokiej dziennej produkcji, lecz mógł zostać zmagazynowany i wykorzystany po zachodzie słońca. W gospodarstwach domowych najwięcej energii zużywa się właśnie po południu i wieczorem, czyli w okresie małej lub zerowej produkcji energii z instalacji fotowoltaicznej. Z tego też powodu fotowoltaika bez magazynu energii charakteryzuje się niską autokonsumpcją (na poziomie 20-25%). Oznacza to że 75-80 % energii jest oddawane do sieci i musi później zostać z niej pobrane. Nawet relatywnie niewielkiej pojemności magazyn energii pozwala zwiększyć wskaźnik autokonsumpcji do poziomu 50 procent.
Lokalna produkcja i konsumpcja energii ma dwie korzyści. Pierwsza to korzyść dla sieci energetycznej: gospodarstwo domowe wyposażone w magazyn energii wymienia jej znacznie mniej z siecią. Druga to korzyść dla samego posiadacza magazynu energii, gdyż uzyskując możliwość późniejszego wykorzystania wytworzonej z OZE energii oszczędzamy zarówno na jej koszcie, jak i na dystrybucji oraz podatkach i opłatach jakimi jest obłożona. Z kolei wprowadzając energię do sieci, otrzymamy jej giełdową wartość (rozliczenie na zasadach netbilingu). Magazyny energii mogą dawać także dodatkowe korzyści w postaci zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego budynku. Należy jednak nadmienić, że taka funkcjonalność wymaga często modernizacji instalacji elektrycznej w budynku.
Z czego wynika potrzeba magazynowania energii? Czy ta tendencja będzie się rozwijać?
Podstawowa konieczność magazynowania energii wynika z niedopasowania produkcji energii przez instalację fotowoltaiczną czy inną instalację OZE do jej lokalnej konsumpcji. Fakt ten powoduje dużą wymianę energii między siecią i prosumentem (producentem i jednocześnie konsumentem energii). Zarówno konsumpcja energii w domach jednorodzinnych, jak i jej produkcja przez lokalne instalacje OZE, charakteryzuje się dużymi lecz chwilowymi szczytami, które są problematyczne dla sieci energetycznej, gdyż musi ona zapewniać potencjalnie dużą przepustowość przesyłu dla krótkiego czasu wykorzystania. To generuje duże koszty, które można ograniczyć właśnie za pomocą magazynów energii.
Ważna jest też ekonomika, o której już wspomniałem wcześniej. Udział kosztów dystrybucji energii w całym rachunku za prąd jest bardzo wysoki i sięga 40% w taryfie G. Do tego dochodzą podatki i opłaty doliczane do ceny energii. Z tego powodu bardziej uzasadnione ekonomicznie jest zgromadzenie wyprodukowanej przez mikroinstalację energii w ciągu dnia i wykorzystanie jej wieczorem. Oczywiście te korzyści ekonomiczne są znacznie większe w nowym systemie prosumenckim, nazywanym netbilingiem, który opiera się na rozliczaniu wartości energii pobranej i wprowadzonej do sieci. W przyszłości, w której czekają nas taryfy dynamiczne, gdzie cena energii będzie zmieniać się co godzinę, z pewnością otworzy się nowy rynek dla magazynów energii. Duże różnice w cenie między tanią energią w nocy lub w słoneczny dzień, a drogą popołudniami, będzie uzasadniać inwestycję w magazyn energii. Działanie takiego magazynu opiera się na ładowaniu akumulatora tanim prądem, w celu wykorzystania go w godzinach obowiązywania wysokich stawek.
Jakie są ceny (i rodzaje) magazynów energii dla przeciętnego gospodarstwa domowego?
Rynek magazynów jest zdominowany rozwiązaniami opartymi o ogniwa litowo-jonowe. Wciąż bardzo popularne na rynku są magazyny niskonapięciowe (do 96 V). To historycznie najstarsze rozwiązania, ich główną wadą są wysokie prądy pracy, które przekładają się na konieczność zastosowania przewodów o dużym przekroju poprzecznym. Ponadto tak niskie napięcie pracy jest nieoptymalne dla falowników, co skutkuje ich niższa sprawnością.
Nowszym rozwiązaniem są magazyny o podwyższonych napięciach, rzędu kilkuset woltów. Tego typu magazyny charakteryzują się wyższa sprawnością, dlatego wielu producentów idzie w kierunku wyższych napięć. Magazyny energii mogą występować we wspomnianej formie „all in one” (czyli w jednej obudowie znajduje się zarówno akumulator, jak falownik i zabezpieczenia) lub w formie rozdzielonej, która dominuje na rynku, gdzie falownik występuje jako oddzielne urządzenie.
Ceny zestawu falownik fotowoltaiczny oraz magazyn energii – bo tylko tak trzeba je rozpatrywać – w dużej mierze zależą od pojemności magazynu. Pojemności dedykowane dla domów jednorodzinnych zaczynają się od ok. 5 kWh, a taki magazyn energii w raz z usługą montażu to wydatek ok 30 000 zł brutto. W typowym domu jednorodzinnym rzadko dobiera się magazyny energii o pojemności większej niż ok. 10 kWh, a to z kolei wydatek ok. 45 000 zł. Te dwa przykłady pokazują też uniwersalną zależność, że im pojemność magazynu energii jest większa, tym cena jednostkowa niższa.
Artykuł powstał w ramach działania C5 projektu LIFE EKOMALOPOLSKA „Wdrażanie Regionalnego Planu Działań dla Klimatu i Energii dla województwa małopolskiego” (LIFE-IP EKOMALOPOLSKA / LIFE19 IPC/PL/000005) dofinansowanego ze środków programu LIFE Unii Europejskiej oraz NFOŚiGW.
