Największym wyzwaniem dla obecnych systemów solarnych jest kwestia optymalnego podziału energii elektrycznej. Czasy wytworzenia prądu z paneli PV często nie są zsynchronizowane z faktycznymi czasami jego zużycia w domu lub firmie. Wpływa to na konieczność pobierania energii z sieci elektroenergetycznej w momentach jej deficytu i oddawania jej do sieci, gdy występuje nadwyżka w jej produkcji.

Przy rozwiązaniu powyższego problemu z pomocą przychodzą magazyny energii. W odpowiednio zaprojektowanym systemie fotowoltaicznym z bankami akumulatorów, nadwyżka energii powinna zostać zmagazynowana i być gotowa do bieżącego użycia.

Taki sposób magazynowania energii staje się coraz ciekawszą propozycją dla Polaków. Mają na to wpływ prognozowane, a zarazem nieuniknione podwyżki cen prądu.

Wyróżnić można dwa podstawowe rodzaje systemów fotowoltaicznych z bankami akumulatorów:

„Off-grid” jako system bazujący na tzw. pracy wyspowej. W tym trybie zasilany obiekt może być w 100% samowystarczalny, bez konieczności wspomagania się prądem z zewnątrz.
„Backup” jako uzupełnienie systemu „off-grid” o możliwość bieżącej i niezakłóconej współpracy z siecią elektroenergetyczną. Można go nazwać systemem on-grid z magazynem energii.

Poddając bliższej analizie system wyspowy, warto nadmienić, że ma on pewne ograniczenia związane m.in. z zasilaniem jednocześnie wielu urządzeń elektrycznych. Ponadto koszt instalacji wyspowej off-grid szybko rośnie wraz ze wzrostem mocy i wymagań ze strony odbiorników domowych / gospodarczych. Trudno w tym zakresie przewidzieć wszystkie sytuacje w przyszłości związane z eksploatacją budynku i urządzeń tam znajdujących się, jak np. potrzeba dokupienia bardziej energochłonnych odbiorników.

Do tego w przypadku systemów autonomicznych off-grid dochodzi problem stopniowego starzenia się paneli i akumulatorów, a co za tym idzie malejącej dostępnej mocy do wykorzystania. Rozbudowa instalacji jest natomiast skomplikowana, wiąże się z dużymi kosztami oraz może prowadzić do wadliwego jej działania. Wybór instalacji wyspowej (off-grid) musi być więc przemyślany.

Pod kątem maksymalnie zoptymalizowanego zużycia energii to drugie rozwiązanie, z przedstawionych powyżej, wydaje się najbardziej interesujące. Instalacja fotowoltaiczna w formie „backup” z bankami akumulatorów umożliwia jednocześnie produkcję, bieżące wykorzystanie, a zarazem autokonsumpcję wytworzonej z paneli PV energii elektrycznej, jak również tej bezpośrednio z sieci.

Głównym celem i zadaniem instalacji fotowoltaicznych on-grid z magazynem energii powinno być zaspokojenie całkowitych potrzeb energetycznych całego gospodarstwa domowego lub firmy. Dlatego takie systemy są odpowiednio projektowane, aby mogły sobie poradzić w różnych sytuacjach.

Wśród możliwych do zaistnienia skrajnych scenariuszy należą:

• Występujące chwilowo duże obciążenie energetyczne w budynku.
  Rozwiązaniem jest pobór brakującej energii z sieci.
• Brak zdolności do wytwarzania energii w okresach o dużym zachmurzeniu lub naturalnie w nocy.
  Rozwiązaniem jest wcześniejsze zmagazynowanie energii w bankach akumulatorów.
• Chwilowy zanik napięcia w sieci elektroenergetycznej.
  Rozwiązaniem jest poprawnie funkcjonujący system zasilania awaryjnego, który to podczas braku prądu przejmuje zasilanie domowych czy też firmowych urządzeń elektrycznych.

Odpowiednio dostosowany falownik przejmuje zasilanie podłączonych odbiorników w przypadku awarii sieci lub systemu PV. Dzieje się to tak szybko, że nawet komputery i inny sprzęt elektroniczny działają w trybie ciągłym bez zakłóceń. Niemniej jednak są urządzenia na rynku, które potrzebują więcej czasu (kilkadziesiąt sekund), aby przełączyć się na zasilanie z akumulatorów.

Doskonałym dodatkiem są narzędzia do zdalnego monitorowania i diagnostyki. Z wykorzystaniem komputera lub aplikacji mobilnej można m.in. wyświetlać dane związane z przepływem energii w danym budynku lub budynkach. Ustawienia systemowe można zmienić za pośrednictwem portalu, a ewentualne alarmy można odbierać pocztą elektroniczną.

Dostępne są na rynku urządzenia, które dysponują szerokim zakresem kompatybilności z różnymi technologiami i typami akumulatorów. Zatem kupując inwerter, warto wcześniej przemyśleć jego późniejsze zastosowanie pod kątem magazynowania energii.

Rys. 1. Przykładowy schemat instalacji on-grid z magazynem energii

Na rynku znaleźć można coraz to więcej urządzeń umożliwiających tworzenie instalacji fotowoltaicznych wraz ze sprawnie i efektywnie działającymi bankami akumulatorów.

Przekładem są systemy i produkty takich producentów jak:

• Victron Energy
• Fronius
• SMA.

Firma Eco Voltaika z zaangażowaniem pomaga swoim Klientom w zaprojektowaniu odpowiednich systemów fotowoltaicznych, również tych z wbudowanym magazynem energii, pełniących m.in. funkcję zasilania awaryjnego.