Magazynowanie energii elektrycznej w Polsce

Instalacje fotowoltaiczne – magazynowanie energii elektrycznej w Polsce

 Od samego początku istnienia energetyki, jednym z podstawowych zagadnień, które zajmowało inżynierów na całym świecie, były sposoby jej magazynowania. Na szczęście technologia – zwłaszcza w ostatnich latach – idzie naprzód w zawrotnym tempie, a problem magazynowania pomału odchodzi już do przeszłości. Dotyczy to nie tylko energii wyprodukowanej w tradycyjnych elektrowniach, ale także pochodzącej z odnawialnych źródeł energii.

Otwarte drzwi dla rozwoju OZE

Rynek odnawialnych źródeł energii rośnie w zawrotnym tempie – zarówno na świecie, jak i w naszym kraju. Moc fotowoltaiki w Polsce wzrosła do 1,3 GW według raportu Polskich Sieci Elektroenergetycznych na grudzień 2019 roku. Nic dziwnego, skoro na instalację PV decydują się wszyscy: gospodarstwa domowe, przemysł oraz instytucje publiczne. Większość z nich przyłączana jest do sieci w tzw. systemie on-grid. Nadwyżki energii w tym wypadku fizycznie płyną do sąsiadów i pobliskich firm. Rozliczenie tej energii polega na tym, że prosumenci mogą bezpłatnie odebrać 70 lub 80 proc. wysłanej do sieci energii. Ale oznacza to pewne straty. Dlatego magazyny energii są idealnym rozwiązaniem dla tych, którzy chcą być samowystarczalni i/lub nie mogą odprowadzić nadwyżek do sieci.

Jak magazynuje się energię w systemie off-grid?

Obecnie wiodącą technologią jest ta elektrochemiczna, czyli oparta na magazynach bateryjnych. Największe magazyny bateryjne o pojemności ok. 180 MW zbudowała w Australii firma TESLA. W Polsce duży projekt z myślą o własnych farmach wiatrowych i stabilizacji systemu tworzy spółka Energa wraz z PSE i Grupą Hitachi.

Do zastosowania w przydomowych elektrowniach dostępne są różne systemy, składające się z różnych podzespołów. Do wyboru są obecnie baterie kwasowo-ołowiowe i litowe. Coraz powszechniej stosowane są akumulatory z zagęszczonym elektrolitem – żelowe. Są one bezpieczniejsze, nie niosą ryzyka, że wycieknie z nich żrący kwas. Równie dobre do zastosowań wyspowych off-grid w fotowoltaice są akumulatory z matami szklanymi nasączonymi elektrolitem – AGM, ale nie stosuje się ich powszechnie. Barierą jest cena.

Taka sama sytuacja dotyczy znakomitych technicznie baterii litowo-polimerowych (LiPo), które jednak dzięki braku tzw „efektu pamięci” są najbardziej optymalnym rozwiązaniem dla osób mających u siebie w domu panele fotowoltaiczne.

„Efekt pamięci” natomiast występował w starszych typach akumulatorów jak niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH) i niklowo-kadmowych (NiCd), które wymagały od użytkownika pełnych cykli ładowania i rozładowania dla optymalnego działania. W największym stopniu dotyczyło to typu akumulatorów niklowo-kadmowych (NiCd).

Przydatność akumulatora do pracy w systemie fotowoltaicznym

Bateria jest niezbędna, aby możliwe było zasilanie urządzeń, których działanie jest potrzebne nie tylko w momentach silnego nasłonecznienia. Najważniejsze parametry to pojemność i odporność na częste cykle naładowania i rozładowania. Pojemność baterii determinuje faktyczną ilość energii, którą uda się odebrać z fotoogniw, a tym samym przekłada się też na wydajność całego systemu. Jeśli chodzi o rozładowywanie, to im niższy jest jego próg, tym lepiej. Dlatego w fotowoltaice idealnie sprawdzają się wspomniane wcześniej akumulatory trakcyjne (ogniw litowo-jonowe Li-ion) – takie jak w pojazdach elektrycznych. Dlaczego? Bo można je rozładować praktycznie do zera.

Warto pomyśleć o rozwiązaniach modułowych

Opierając się na modułach w tworzeniu własnej elektrowni, użytkownik w każdym dowolnym dla siebie momencie może powiększać swój magazyn na zasadzie plug and play. A to jeszcze nie wszystko. Jadąc na wakacje, może wypiąć z systemu jednostkę centralną i zabrać ją ze sobą. Dzięki temu, znajdując się w dowolnym miejscu na świecie, będzie w stanie korzystać z prądu, który wyprodukowały jego panele fotowoltaiczne.