Fotowoltaika z magazynem energii – pełny potencjał OZE

Integracja fotowoltaiki z magazynem energii to krok ku pełniejszej niezależności energetycznej, który pozwala maksymalnie wykorzystać potencjał energii słonecznej. Dzięki takiemu rozwiązaniu właściciele domów oraz firm mogą nie tylko obniżyć rachunki za energię, ale również uniezależnić się od wahań cen prądu i nieprzewidywalnych przerw w dostawie energii. Jak dokładnie działa fotowoltaika wsparta magazynem energii? Jakie są zalety posiadania magazynu energii elektrycznej w swoim systemie OZE? Jakie technologie akumulatorów są dziś najwydajniejsze i pozwolą wyciągnąć maksymalną efektywność z naszej instalacji fotowoltaicznej? No i czy inwestycja w takie combo zawsze i dla każdego będzie opłacalna? Odpowiadamy.

Jak działa fotowoltaika z magazynem energii?

Zacznijmy od podstaw. Jak to wszystko działa i na jakiej zasadzie współpracuje ze sobą? Najprościej rzecz ujmując, fotowoltaika z magazynem energii elektrycznej działa na zasadzie przechowywania nadwyżki energii elektrycznej wygenerowanej przez panele fotowoltaiczne w ciągu dnia. Magazyn energii to nic innego jak system baterii, który gromadzi prąd produkowany przez instalację fotowoltaiczną. 

Aby lepiej zrozumieć, jak działa magazyn energii, warto zwrócić uwagę na mechanizmy ładowania i rozładowania oraz korzyści płynące z jego posiadania, takie jak zwiększenie niezależności energetycznej. W momencie, gdy zapotrzebowanie na energię jest większe niż bieżąca produkcja (np. w nocy lub przy zachmurzonym niebie), energia zgromadzona w magazynie może być używana do zasilania budynku. Taki system zapewnia większą niezależność energetyczną i bezpieczeństwo energetyczne, szczególnie w sytuacji awarii sieci.

W praktyce wygląda to następująco:

1. Dzień słoneczny – panele fotowoltaiczne generują więcej energii, niż wynoszą potrzeby użytkownika. Nadmiar prądu jest przesyłany do magazynu energii, gdzie jest przechowywany.
2. Wieczór/noc – produkcja z fotowoltaiki spada, ale zapotrzebowanie na prąd w domu lub firmie rośnie. W tym momencie magazyn energii elektrycznej przejmuje funkcję zasilania i dostarcza przechowaną energię do sieci wewnętrznej budynku.
3. Awaria sieci – w przypadku przerwy w dostawie prądu, system może działać w trybie zasilania awaryjnego, zapewniając ciągłość dostaw dla najważniejszych urządzeń w domu, takich jak lodówka, pompy ciepła, czy oświetlenie.

Fotowoltaika z magazynem energii – dlaczego warto zainwestować w ten duet?

Inwestycja w fotowoltaikę z magazynem energii przynosi szereg korzyści, które wykraczają poza standardowe obniżenie rachunków za prąd. W dobie rosnących cen energii oraz niestabilności na rynku energetycznym, takie rozwiązanie pozwala na znaczne zwiększenie niezależności od dostawców energii i poprawę komfortu użytkowania. Oto główne powody, dla których warto zainwestować w ten duet:

• Maksymalizacja autokonsumpcji i zmniejszenie zależności od sieci energetycznej – dzięki wykorzystaniu magazynu energii, możliwe jest efektywne zarządzanie nadwyżkami prądu wyprodukowanego przez panele słoneczne. Nadmiar energii gromadzony jest w magazynie, a następnie wykorzystywany w okresach, kiedy instalacja PV nie generuje wystarczającej ilości energii, np. w nocy lub w pochmurne dni. To zmniejsza zużycie energii z sieci, co przekłada się na niższe rachunki oraz większą niezależność od wahań cen prądu.
• Zasilanie awaryjne i zapewnienie bezpieczeństwa zasilania – jedną z kluczowych zalet fotowoltaiki z magazynem energii jest możliwość działania systemu w trybie zasilania awaryjnego. W momencie przerwy w dostawie prądu magazyn energii może zasilić najważniejsze urządzenia w domu, takie jak lodówka, oświetlenie czy pompy ciepła. Dzięki temu, w przypadku awarii sieci, użytkownicy mogą liczyć na zapewnienie bezpieczeństwa zasilania i ciągłość działania kluczowych urządzeń.
• Elastyczność i stabilność pracy instalacji fotowoltaiczne – inwestycja w magazyn energii znacząco zwiększa stabilność i elastyczność działania całego systemu PV. Umożliwia to dostosowanie pracy instalacji fotowoltaicznej do rzeczywistego zapotrzebowania energetycznego budynku, niezależnie od warunków pogodowych. Energia nie jest marnowana, lecz przechowywana na późniejsze potrzeby, co maksymalizuje efektywność całego systemu.
• Zwiększenie niezależności od dostawców energii i sieci energetycznej – połączenie fotowoltaiki z magazynem energii pozwala uniezależnić się od zewnętrznych dostawców energii i ich taryf. Możliwość gromadzenia i późniejszego wykorzystania magazynu energii pozwala na większą autonomię, zwłaszcza w sytuacjach kryzysowych związanych z ograniczeniami w dostawie prądu.

Czy instalacja fotowoltaiczna z magazynem energii jest opłacalna?

Połączenie fotowoltaiki z magazynem energii w większości przypadków jest bardzo opłacalne, ale warto dokładnie przeanalizować wszystkie czynniki wpływające na rentowność inwestycji. Należy dobrać magazyn energii odpowiednio do swoich potrzeb, co pozwala na maksymalizację korzyści i bezpieczeństwa energetycznego. 

Główną zaletą tego rozwiązania jest zwiększenie autokonsumpcji – dzięki magazynowi energii możesz przechowywać nadwyżki prądu wyprodukowane w ciągu dnia i wykorzystać je w nocy lub podczas gorszych warunków pogodowych. Zwiększenie autokonsumpcji oznacza, że mniej energii kupujesz od dostawcy, co prowadzi do niższych rachunków za prąd. Szacuje się, że instalacja magazynu może podnieść autokonsumpcję z około 20% do nawet 50-70%​.

Oczywiście instalacja magazynu energii wiąże się z wysokimi kosztami początkowymi. Koszt instalacji magazynu o pojemności 10 kWh może wynosić od 30 000 do 40 000 zł. Na szczęście dostępne są różne formy dofinansowania, takie jak program Mój Prąd (opiszemy go bardziej szczegółowo nieco dalej). Ostateczna opłacalność zależy zatem od wielu czynników, w tym od kosztów zakupu i instalacji, dostępnych dotacji oraz wzrostu cen energii elektrycznej. 

Czy współpraca fotowoltaiki z magazynem energii może być niewydajna?

Współpraca fotowoltaiki z magazynem energii jest na ogół korzystna, ale nie zawsze jest to rozwiązanie idealne dla każdego. Istnieją pewne czynniki, które mogą wpłynąć na niewydajność tego systemu, co warto uwzględnić przed podjęciem decyzji o inwestycji.

1. Niewłaściwy dobór pojemności magazynu – jednym z kluczowych problemów jest niewłaściwe dopasowanie pojemności magazynu energii do potrzeb energetycznych użytkownika. Zbyt mały magazyn nie będzie w stanie przechować wystarczającej ilości energii, aby zaspokoić zapotrzebowanie domu w okresach, kiedy panele fotowoltaiczne nie produkują energii. Z kolei zbyt duży magazyn może prowadzić do marnowania zasobów, ponieważ część jego pojemności pozostanie niewykorzystana​.
2. Degradacja akumulatorów – magazyny energii, zwłaszcza te oparte na technologiach litowo-jonowych, mogą z czasem tracić pojemność, co jest naturalnym procesem starzenia się akumulatorów. Spadek wydajności akumulatorów prowadzi do konieczności częstszej wymiany, co podnosi koszty eksploatacyjne. Degradacja baterii może wpłynąć na spadek ogólnej wydajności całego systemu​.
3. Wysokie koszty inwestycyjne – chociaż magazyny energii oferują długoterminowe oszczędności, ich koszt początkowy pozostaje istotną barierą dla wielu użytkowników. Instalacja systemu fotowoltaicznego wraz z magazynem energii może zwiększyć całkowity koszt inwestycji o około 30-40%, co sprawia, że okres zwrotu z inwestycji wydłuża się.
4. Brak wydajności przy długotrwałej pracy off-grid – w sytuacjach awaryjnych, kiedy system pracuje w trybie off-grid, niektóre magazyny energii mogą nie dostarczać wystarczającej ilości energii do zasilania wszystkich urządzeń w domu. W takich przypadkach użytkownik może doświadczyć krótkotrwałego braku prądu, co ogranicza funkcjonalność systemu w okresach, gdy najbardziej jest potrzebny​.

W skrócie – współpraca fotowoltaiki z magazynem energii może być niewydajna, jeśli nie dopasujemy odpowiednio pojemności magazynu, nie uwzględnimy naturalnej degradacji akumulatorów, czy też nie przemyślimy całkowitych kosztów inwestycji. Przed podjęciem decyzji warto dokładnie przeanalizować swoje potrzeby energetyczne i skonsultować się z ekspertami​

Net-billing w kontekście instalacji PV wspartej magazynem energii

Od lipca 2024 roku w Polsce obowiązuje nowy sposób rozliczania energii wprowadzanej do sieci w ramach systemu net-billingu, który rozlicza prosumentów na podstawie rynkowej ceny godzinowej energii. W tym systemie prosumenci, którzy dysponują nadwyżkami energii wyprodukowanej przez instalacje fotowoltaiczne, wprowadzają energię do sieci, a jej wartość pieniężna trafia na depozyt prosumencki. Z depozytu pokrywane są koszty zakupu energii pobieranej z sieci, jednak opłaty za dystrybucję nadal muszą być pokrywane osobno​.

Magazynowanie energii w systemie net-billingu zyskuje dodatkowe znaczenie, gdyż pozwala na zwiększenie autokonsumpcji energii. Zamiast sprzedawać nadwyżki energii po często niższej cenie rynkowej, energia może być przechowywana w magazynie energii i wykorzystywana w momentach większego zapotrzebowania. Dzięki temu użytkownicy minimalizują straty finansowe, które wynikałyby z konieczności zakupu energii po wyższych cenach w godzinach szczytu​.

Jak połączyć fotowoltaikę z magazynem energii?

Połączenie fotowoltaiki z magazynem energii wymaga odpowiedniego planowania i doboru komponentów, aby system działał sprawnie i efektywnie. Istnieją dwie główne opcje: instalacja magazynu energii wraz z nowym systemem PV lub dołączenie magazynu do istniejącej instalacji fotowoltaicznej.

Nowy zestaw: fotowoltaika + magazyn energii

Jeśli planujesz budowę nowego systemu PV od podstaw, warto rozważyć instalację inwertera hybrydowego, który umożliwia jednoczesne zarządzanie energią z paneli oraz z magazynu energii. 

Jak już wspomnieliśmy, ważne jest również, aby dobrać magazyn energii odpowiednio do indywidualnych potrzeb użytkownika, co pozwoli na maksymalizację efektywności systemu. Odpowiednio dobrany magazyn oraz inwerter hybrydowy to kluczowe elementy dla zwiększenia autokonsumpcji energii elektrycznej, co czyni system bardziej wydajnym i ekonomicznym​.

Integracja magazynu energii z istniejącą instalacją

Dodanie magazynu energii do już istniejącej instalacji PV może być bardziej skomplikowane. W większości przypadków konieczne będzie zainstalowanie dodatkowego inwertera, który będzie odpowiedzialny za zarządzanie energią przepływającą pomiędzy panelami fotowoltaicznymi a magazynem. Sam montaż magazynu energii jest kluczowy dla poprawnego wdrożenia systemu magazynowania energii, dlatego powinien być przeprowadzany przez wyspecjalizowany zespół oraz doradcę techniczno-sprzedażowego. Jeśli w pierwotnej instalacji zastosowano inwerter hybrydowy, integracja magazynu z fotowoltaiką będzie łatwiejsza​.

Ponadto ważnym aspektem jest dobór pojemności magazynu energii tak, aby pasował on do mocy instalacji PV i pokrywał rzeczywiste zapotrzebowanie energetyczne budynku. Instalacja magazynu pozwala zwiększyć niezależność od sieci, a w przypadku przerw w dostawach prądu system może pracować w trybie zasilania awaryjnego​.

Zwiększenie pojemności magazynu energii w przyszłości

Wybierając magazyn energii do swojej instalacji fotowoltaicznej, warto przewidzieć możliwość zwiększenia jego pojemności w przyszłości. Wzrost zapotrzebowania na energię w domu, np. w wyniku zakupu nowych urządzeń elektrycznych lub rozbudowy instalacji PV, może wymagać większej przestrzeni do przechowywania nadwyżek prądu.

Wiele nowoczesnych systemów magazynowania energii umożliwia łatwą rozbudowę pojemności poprzez dodanie kolejnych modułów baterii. Dzięki modułowej konstrukcji można elastycznie dopasować system do rosnących potrzeb energetycznych, bez konieczności wymiany całego magazynu. Warto przy wyborze systemu magazynowania upewnić się, że umożliwia on późniejsze rozszerzenie modułów, aby zapewnić przyszłą skalowalność.

Jak dobrać pojemność magazynu energii do mocy instalacji?

Jak już wspominaliśmy w sekcji dotyczącej wydajności, dobrać magazyn energii do systemu fotowoltaicznego to kluczowy element, który wpływa na efektywność i opłacalność całej instalacji. Główna zasada mówi, że pojemność magazynu energii powinna być dopasowana do mocy instalacji oraz dziennego zużycia energii w danym budynku. Oto kilka podstawowych wytycznych:

1. Zasada 1:1 – w wielu przypadkach magazyn energii jest dobierany zgodnie z regułą, że na 1 kW mocy instalacji PV przypada 1 kWh pojemności magazynu. Oznacza to, że np. dla instalacji o mocy 5 kW rekomendowana pojemność magazynu wynosi 5 kWh​.
2. Zakres od 0,8 do 1,3-krotności mocy instalacji – w praktyce częściej stosowana jest jednak zasada, zgodnie z którą pojemność magazynu energii powinna liczyć 0,8-1,3 razy tyle, ile wynosi moc instalacji PV. Przykładowo, dla instalacji o mocy 10 kW powinniśmy wybrać magazyn energii o pojemności między 8 kWh a 13 kWh, co zapewni optymalne działanie systemu, bez przewymiarowania​.
3. Dzienna konsumpcja energii – alternatywnie, pojemność magazynu można określić na podstawie średniego dziennego zużycia energii w budynku. Magazyn nie musi pokrywać w 100% zapotrzebowania, gdyż celem jest przede wszystkim zwiększenie autokonsumpcji. W praktyce magazyn pokrywający 50-70% dziennego zużycia już znacznie zwiększa niezależność energetyczną​.
4. Unikanie przewymiarowania – zbyt duży magazyn energii może nie zostać w pełni wykorzystany, co nie tylko podnosi koszty inwestycyjne, ale również wydłuża okres zwrotu z inwestycji. Przewymiarowanie może prowadzić do niepotrzebnych wydatków, więc kluczowe jest optymalne dopasowanie pojemności magazynu do rzeczywistych potrzeb​.

Warto też pamiętać o technologii akumulatorów – warto poświęcić im osobną sekcję.

Najlepsze technologie magazynów energii do współpracy z PV

Wybór odpowiedniej technologii magazynu energii do współpracy z instalacją fotowoltaiczną jest kluczowy dla optymalnego wykorzystania systemu. Obecnie na rynku dostępnych jest kilka zaawansowanych technologii magazynowania energii. Do najpopularniejszych rodzajów akumulatorów należą:

1. Akumulatory litowo-jonowe (Li-ion) – najczęściej stosowane ze względu na swoją wysoką gęstość energii, długą żywotność i niskie koszty eksploatacji. To najbardziej wszechstronna opcja, która dobrze sprawdza się zarówno w domowych instalacjach, jak i na większą skalę. Jednakże, akumulatory litowo-jonowe mogą mieć ograniczenia przy niskich temperaturach, co może wpływać na ich wydajność w zimnych klimatach​.
2. Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4) – uważane za jedne z najwydajniejszych rozwiązań do magazynowania energii. Charakteryzują się długą żywotnością (nawet do 6000 cykli ładowani, co przekłada się na ok. 15-20 lat użytkowania), wysoką stabilnością i bezpieczeństwem użytkowania. Baterie te mają nieco niższą gęstość energii niż standardowe litowo-jonowe, ale za to oferują lepszą odporność na wysokie temperatury i większą niezawodność​.
3. Akumulatory kwasowo-ołowiowe – choć są to jedne z najstarszych technologii magazynowania energii, wciąż znajdują zastosowanie, głównie ze względu na niskie koszty początkowe. Mają jednak krótszą żywotność i wymagają regularnej konserwacji, co w dłuższej perspektywie czyni je mniej opłacalnym rozwiązaniem.
4. Akumulatory przepływowe – innowacyjna technologia, która pozwala na niezależne skalowanie mocy i pojemności magazynu. Choć akumulatory przepływowe są droższe i mają niższą gęstość energii, oferują wyjątkowo długą żywotność i mogą być atrakcyjną opcją dla dużych instalacji​.

Każda z tych technologii ma swoje zalety i wady, a wybór odpowiedniego magazynu zależy od indywidualnych potrzeb, dostępnego budżetu i warunków instalacji. Na ten moment akumulatory LiFePO4 stanowią bezsprzecznie najlepszą opcję dla użytkowników poszukujących najwyższej wydajności i długowieczności.

Ile wynosi żywotność magazynu energii w systemie fotowoltaicznym?

Żywotność magazynu energii w systemie fotowoltaicznym zależy od technologii zastosowanych baterii oraz warunków ich eksploatacji. Średnio magazyny energii wytrzymują od 10 do 20 lat. Nowoczesne systemy, takie jak wspomniane akumulatory LiFePO4, charakteryzują się dłuższą żywotnością, sięgającą nawet 15-20 lat, z możliwością realizacji od 5000 do 6000 cykli ładowania i rozładowania. W przypadku innych technologii, takich jak litowo-jonowe, można spodziewać się żywotności rzędu 10-15 lat.

Warto również pamiętać, że regularne użytkowanie oraz głębokość rozładowania (DOD) wpływają na długość życia akumulatorów – im mniej głęboko rozładowywany jest magazyn, tym dłużej będzie on sprawnie funkcjonował​.

Gwarancja i serwis magazynu energii – zwróć na nie uwagę

Gwarancja i serwis magazynu energii to ważne aspekty, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniego systemu. Producenci magazynów energii oferują różne rodzaje gwarancji, które mogą obejmować zarówno czas trwania, jak i zakres ochrony. Długa gwarancja jest wskaźnikiem jakości i niezawodności produktu.

Równie istotny jest serwis i wsparcie techniczne. Wybierając magazyn energii, warto zwrócić uwagę na dostępność serwisu oraz jakość obsługi posprzedażowej. Dobry serwis zapewnia szybką reakcję na ewentualne problemy i minimalizuje przestoje w działaniu systemu. Wybierając ofertę KOBO Energy, zawsze możesz liczyć na wsparcie dla Twojej instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii.

Opcje dofinansowania na fotowoltaikę wraz z magazynem energii

Dofinansowanie na instalacje fotowoltaiczne z magazynami energii w 2024 roku w Polsce jest dostępne w ramach kilku programów, z których najważniejszy to Mój Prąd 6.0. Program ten oferuje wsparcie dla prosumentów chcących zainwestować w mikroinstalacje fotowoltaiczne oraz magazyny energii, co znacznie poprawia opłacalność takich inwestycji.

Mój Prąd 6.0 zapewnia dofinansowanie w wysokości:

• 7 000 zł dla mikroinstalacji fotowoltaicznych o mocy od 2 kW do 20 kW,
• 16 000 zł na magazyn energii elektrycznej o pojemności co najmniej 2 kWh,
• 5 000 zł na magazyn ciepła.

Całkowity budżet programu wynosi 400 mln zł, a dofinansowanie może pokryć do 50% kosztów kwalifikowanych inwestycji. Maksymalna kwota, jaką można uzyskać na jeden punkt poboru energii (PPE), wynosi 28 000 zł. Warunkiem koniecznym do uzyskania wsparcia jest rozliczanie się w systemie net-billing​.

Dla rolników oraz innych beneficjentów dostępne są dodatkowe programy, takie jak Agroenergia oraz Energia Dla Wsi, które oferują dotacje na magazyny energii elektrycznej zintegrowane z OZE. Mogą one pokrywać nawet do 20% kosztów inwestycji​.

Program Czyste Powietrze jest także opcją dla tych, którzy chcą skorzystać z dofinansowania przy modernizacji systemów grzewczych, a ulga termomodernizacyjna pozwala na dodatkowy zwrot w formie odliczeń podatkowych, do 53 000 zł na podatnika​.

Zainwestuj w instalację fotowoltaiczną z magazynem energii

Fotowoltaika z magazynem energii to przyszłość nowoczesnych systemów energetycznych, która oferuje nie tylko większą niezależność od sieci, ale także optymalizację zużycia energii. Dzięki możliwości przechowywania nadwyżek energii wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne użytkownicy mogą korzystać z niej w dowolnym momencie, co znacznie zmniejsza zapotrzebowanie na energię z sieci oraz obniża rachunki za prąd.

Współczesne technologie magazynowania energii oferują wysoką wydajność, trwałość i bezpieczeństwo, co czyni je doskonałym wyborem dla instalacji PV. Ponadto dostępne programy dofinansowań znacznie poprawiają opłacalność inwestycji, umożliwiając zwrot nawet 50% kosztów instalacji magazynu energii. Tym samym, mimo niemałych kosztów inwestycyjnych, połączenie fotowoltaiki z magazynem energii to niezmiennie najwydajniejszy i najbardziej opłacalny sposób na wprowadzenie zielonej energii do swojego domu, firmy czy gospodarstwa rolnego.