W ostatnich latach odnotowano dynamiczny wzrost instalacji prosumenckich. Według danych PTPiREE na koniec października 2022 do sieci podłączono łącznie 1 191 253 mikroinstalacji fotowoltaicznych. Obecnie sieć dystrybucyjna nie jest przystosowana do tak wielu podłączeń instalacji PV, dlatego coraz częściej pojawiają się problemy techniczne sieci związane z przestarzałą infrastrukturą. Magazyny energii są jednym z rozwiązań, które uodparniają mikroinstalacje na zaniki prądu oraz zwiększają jego autokonsumpcję. Co więcej, są niezbędną częścią zachodzącej transformacji energetycznej w celu budowy zrównoważonych i neutralnych klimatycznie odnawialnych źródeł energii.
W poniższym tekście omawiamy najważniejsze zagadnienia, skierowane do osób zainteresowanych budową domowego magazynu energii. Dowiesz się z niego:
- do czego służą magazyny energii?
- jakie problemy, dotykające przydomową instalację fotowoltaiczną, pozwalają rozwiązać?
- jak działają magazyny energii?
- jak są zbudowane magazyny energii?
- na co zwrócić uwagę wybierając własny magazyn energii?
- ile kosztuje instalacja domowego magazynu energii i czy warto się na nią zdecydować?
- ranking magazynów energii – jakie są polecane modele rozwiązań do przechowywania energii?
- jakie dofinansowanie można uzyskać na magazyn dla własnej instalacji fotowoltaicznej w 2023 roku?
Mikroinstalacje fotowoltaiczne – problemy sieci energetycznej
Rozwiązania z zakresu przechowywania energii, takie jak magazyny, zabezpieczają gospodarstwa przed awariami sieci energetycznej, umożliwiając nieprzerwaną konsumpcję własnej energii. Ze względu na to, że coraz więcej gospodarstw decyduje się na własną instalację fotowoltaiczną oraz ich zagęszczenie na małych obszarach, w sieci dochodzi do skoków napięcia, które mogą spowodować wyłączenie inwertera oraz zatrzymanie zasilania i produkcji. Do tego rodzaju problemów technicznych dystrybucji najczęściej dochodzi w szczytach produkcyjnych energii. W tym przypadku magazyny energii sprawdzają się jako stabilne oraz długoterminowe rozwiązanie.
Oprócz problemów technicznych pojawia się również problem niestabilności energetycznej PV związanej z ograniczeniami fotowoltaiki. Energia słoneczna nie jest dostępna po zachodzie łońca i ze względu na zmienną pogodę, także nie zawsze w momencie zapotrzebowania w ciągu dnia. Co więcej, istnieją gospodarstwa, w których zapotrzebowanie energetyczne występuje głównie w nocy. Magazyny energii to optymalny sposób na przechowywanie wcześniej wytworzonej energii, w celu jej nieprzerwanego użytkowania podczas ograniczeń w dostępie do energii słonecznej. Dzięki magazynom prosument nie traci na sprzedawaniu nadwyżek energii, osiągając nawet 90% samowystarczalności energetycznej, jednocześnie chroniąc się przed zmianami zasad rozliczania prosumentów. W przypadku braku domowego magazynu energii nadwyżka trafia do sieci energetycznej, a jej wartość należy odebrać lub odkupić, w zależności od obowiązującego prosumenta systemu rozliczania.
Na polskim rynku OZE, magazyny energii dopiero powoli popularyzują się, jednak eksperci przewidują, że rok 2023 będzie rekordowy pod względem liczby inwestycji w magazyny energii. Zainteresowanie ma być spowodowane wysokimi cenami, niestabilnością rynku oraz chęcią zabezpieczenia gospodarstwa zarówno wśród konsumentów indywidualnych, jak i komercyjnych.
Jak działa magazyn energii?
Sposób działania domowych magazynów energii jest prosty – ich zadaniem jest magazynowanie nadwyżek wyprodukowanej energii. Najpierw panele fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną, z której nadwyżka przesyłana jest do akumulatorów. Energia przechowywana jest w baterii w postaci chemicznej, co pozwala na gromadzenie prądu, a następnie, po jej przetworzeniu, na ponowne użycie. W momencie pełnego naładowania baterii energia wysyłana jest znów do sieci. Jeśli panele fotowoltaiczne przestaną produkować energię, ale wystąpi pobór mocy, będzie on zasilany magazynem energii, aż do jego rozładowania. Dopiero po wyczerpaniu zapasów energii następuje jej pobór z sieci.
Jak zbudowany jest magazyn energii?
Metoda budowy magazynu energii jest wykorzystywana od lat w innych urządzeniach elektrycznych. W magazynach energii najczęściej stosuje się akumulatory litowo-jonowe, które są najbardziej wydajne i cechują się długą żywotnością. W porównaniu z innymi akumulatorami, ich sprawność (ilość traconej energii) wynosi aż 95%, czyli na każde 10 kWh dostarczone do baterii można odebrać 9,5 kWh na zasilenie gospodarstwa. W przypadku innego rodzaju baterii sprawność jest niższa. Technologię ogniw litowych wykorzystuje się na co dzień także w laptopach czy telefonach komórkowych.
Istnieje wiele różnych rodzajów akumulatorów i baterii różniących się składem oraz właściwościami. Ich rodzaj należy dostosować do indywidualnych potrzeb gospodarstwa oraz wcześniej zamontowanej instalacji fotowoltaicznej. Warto mieć na uwadze, że akumulatory posiadają terminy żywotności uzależnione od właściwości urządzenia oraz sposobu użytkowania. Żywotność wyliczana jest w latach gwarancji lub w liczbie pełnych cykli ładowania i rozładowania, w zależności od tego, która wartość skończy się szybciej. Istnieje jeszcze jeden aspekt, o którym trzeba pamiętać podczas wyboru urządzenia - głębokość baterii, czyli poziom rozładowania, poniżej którego nie należy schodzić, określany przez producenta.
Istotnym uzupełnieniem domowej instalacji fotowoltaicznej jest działający z magazynem energii oraz panelami PV system zarządzania energią. To stosunkowo nowe rozwiązanie, które dopiero zyskuje na popularności. System zarządzania energią, czyli HEMS (od angielskiego Home Energy Management System) to układ, którego główne zadania stanowią monitoring produkcji i zużycia energii elektrycznej w danym budynku oraz optymalizacja zużycia tej energii.
Kluczowym elementem całego układu produkcji i przechowywania energii elektrycznej ze Słońca jest także inwerter hybrydowy, który optymalnie łączy zarówno instalację fotowoltaiczną, magazyn energii i domowe urządzenia. Wybierając inwerter, należy zwrócić uwagę na jego kompatybilność z baterią akumulatora, do której zostanie podłączona. W skład systemu zarządzania energią wchodzi oprogramowanie oraz dodatkowe urządzenia pomiarowe, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania całej instalacji wraz z magazynem energii. Umożliwiają one zautomatyzowanie procesu przepływu energii w całym systemie PV, bez konieczności ingerencji w przypadku jej zaników.
Magazyn energii powinien zostać zamontowany w pobliżu instalacji fotowoltaicznej, czyli najczęściej na ścianach kotłowni lub w garażu.
Zalety montażu magazynów energii
Magazyn energii to przede wszystkim zabezpieczenie płynności poboru energii podczas awarii sieci oraz w momencie ograniczenia dostępu do źródła mocy, jakim jest słońce. Zainteresowanie fotowoltaiką wśród prosumentów stale rośnie i według szacunków ekspertów ten trend utrzyma się w nadchodzących latach. Obecnie jednak infrastruktura elektroenergetyczna nie jest odpowiednio modernizowana względem rosnącego zapotrzebowania. W konsekwencji braków technicznych sieci, musimy przygotować się, że awarie będą występować coraz częściej.
Posiadanie własnego magazynu energii rozwiązuje ten problem, od strony prosumenckiej uodparniając gospodarstwo domowe w perspektywie długoterminowej. W przypadku braku magazynu gospodarstwo zostaje pozbawione prądu wraz z zaprzestaniem działania paneli fotowoltaicznych oraz brakiem dostępu do prądu z sieci.
Przydomowy magazyn energii to w dłuższej perspektywie także forma oszczędności, dzięki temu, że umożliwia zachowanie nadwyżek energii na własny użytek i ogranicza konieczność jej kupowania po wyższych cenach. Dla przykładu: magazyn o pojemności 10kWh, z którego korzystamy od zachodu do wschodu słońca i wtedy, gdy w ciągu dnia brakuje energii, pozwala w skali roku oszczędzić nawet 3 000 złotych. Budowa magazynu energii jest dodatkową inwestycją, jednak oszczędności przyspieszają okres jej zwrotu.
Podsumowując, instalacja magazynu energii to przede wszystkim: niezależność energetyczna, zabezpieczenie płynności poboru prądu oraz ekologiczne i samowystarczalne gospodarstwo.
Wybór urządzenia, koszty montażu i integracji magazynu energii z systemem PV
O tym, jaki magazyn energii będzie dla nas najlepszy decyduje kilka czynników. Do najważniejszych należą: pojemność urządzenia, pobór mocy poza siecią czy wspierające nasz magazyn oprogramowanie.
Przy wyborze magazynu energii dla własnego gospodarstwa należy zwrócić uwagę na pojemność magazynu, która określa jaką ilość energii jest w stanie przechowywać jego bateria. Wartość ta wyrażana jest w kilowatogodzinach (kWh), co oznacza iloczyn napięcia, w jakim pracuje urządzenie magazynujące i pojemność baterii w amperogodzinach. Na rynku dostępne są różne baterie w zależności od zapotrzebowania, wydajności oraz rodzaju gospodarstwa – od małego urządzenia dla przeciętnego domu, po magazyn wielkości budynku dla gospodarstwa rolniczego. Warto wiedzieć, że większość magazynów energii umożliwia rozbudowę baterii o kolejne moduły w razie większego zapotrzebowania.
Podczas wyboru domowego magazynu energii trzeba również pamiętać o poborze mocy poza siecią. Moc znamionowa magazynu jest wyrażana w kilowatogodzinach. Od jej poziomu zależy ilość energii, którą może dostarczyć w danej chwili, czyli jaką liczbę urządzeń będzie można zasilić. Niektóre urządzenia w trybie pracy w sieci (on-grid), generują kilkukrotnie mniejszą moc niż w trybie pracy poza siecią (off-grid), co może za skutkować dostarczeniem niewystarczającej ilości energii do funkcjonowania gospodarstwa np. podczas awarii sieci.
To samo dotyczy oprogramowania, które jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania systemu. Cena będzie różniła się, chociażby w zależności od poziomu zintegrowania nowego układu z już istniejącym systemem PV. W zależności od wymogów instalacji fotowoltaicznej oraz wybranego przez klienta usługodawcy, koszt magazynu energii powinien wynosić około 10-15% kosztów całej instalacji PV, czyli od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy. Oczywiście są przypadki, w których koszt będzie znacznie wyższy. W przypadku uzyskania dofinansowania przewiduje się zwrot inwestycji w magazyn energii po około 5-7 latach, a bez dofinansowania, do 10 lat w zależności od użytkowania oraz całkowitych kosztów instalacji. Należy również pamiętać, że magazyn energii jest inwestycją długoterminową wymagającą fachowego montażu, szczególnie w celu zachowania norm bezpieczeństwa przeciwpożarowego.
Na wybór magazynu energii składa się wiele kluczowych aspektów, takich jak zapotrzebowanie energetyczne gospodarstwa, wybór producenta i odpowiedniej technologii. Przed ostatecznym wyborem należy je szczegółowo określić w celu optymalnego rozwiązania. Ceny znacząco wahają się, dlatego większość producentów stosuje indywidualną wycenę kosztów instalacji. Ile może zatem kosztować magazyn energii?
Uważa się, że dla przeciętnego domu jednorodzinnego o powierzchni 130m2 należałoby wybrać magazyn pomiędzy 7 a 15 kWh. Najczęściej wybieraną pojemnością jest jednak 10 kWh. Według ekspertów jest to optymalny wybór dla przeciętnego gospodarstwa domowego żyjącego w modelu 2+2. Analiza ofert najpopularniejszych w Polsce magazynów energii przeprowadzona pod koniec 2022 r. wykazała, że:
- małe domowe magazyny energii o pojemności 5 kWh kosztują od 15 000 około 20 000 zł
- średniej wielkości magazyny energii o pojemności 10 kWh kosztują od 25 000 do 33 000 zł
- duże domowe magazyny o pojemności 20 kWh kosztują od 47 000 do 64 000 zł
Magazyny energii – ranking najpopularniejszych modeli
Magazynowanie energii daje wiele korzyści. Najpierw jednak należy określić szczegółowe wymagania gospodarstwa domowego, aby zasilanie energią z magazynu było optymalne i opłacalne. Po ustaleniach przychodzi czas na wybór konkretnego modelu, co również nie jest najprostszym zadaniem. W zależności od wymogów domostwa, budżetu oraz zastosowanej technologii istnieje wiele różnych modeli magazynów energii. Producenci z roku na rok produkują magazyny energii z zastosowaniem coraz nowszych technologii, które wydłużają żywotność baterii, zwiększają kompatybilność oraz bezpieczeństwo. Nowe modele najczęściej uwzględniają najnowsze trendy fotowoltaiczne oraz nowe zapotrzebowania sektora prywatnego i komercyjnego. Do najpopularniejszych producentów magazynów energii, dostępnych na polskim rynku należą: Blue Planet Energy, Victron Energy, BMZ, Goodwe, BYD, Sungrow.
W naszej ofercie znajdą Państwo domowe magazyny energii firmy BYD i Sungrow wraz z systemami PV o mocy od 5 kWh do 10 kWh. BYD jest jedną najpopularniejszych firm produkujących akumulatory, nie tylko do domowych magazynów energii, ale też samochodów czy smartfonów. Produkty łączą w sobie wysoką żywotności i bezpieczeństwo baterii ze stosunkowo niską ceną.
Dofinansowanie mikroinstalacji fotowoltaicznej i magazynów energii
Wysokie zainteresowanie instalacją we własną instalację fotowoltaiczną oraz magazynami energii wśród prosumentów jest również spowodowane różnymi programami dopłat do tego rodzaju inwestycji. Po pierwszych dwóch edycjach programu Mój Prąd pełnomocnik Rządu ds. OZE przyznał, że "transformacja zmierzająca w kierunku neutralności klimatycznej jest priorytetem polskiego rządu", czego skutkiem są kolejne edycje dopłat do inwestycji fotowoltaicznych.
Na początku roku prosumenci mogli skorzystać z 7,5 tys. dofinansowania z programu priorytetowego Mój Prąd “4.0”. Po zmianach programowych w 2023 roku program oferował do 16 tys. dofinansowania magazynów energii, ze względu na trudną sytuację gospodarczą. Osoby produkujące prąd na własne potrzeby mogły przeznaczyć środki zarówno na zakup magazynu, jego montaż, oprogramowanie czy transport. Inwestorom, którzy złożyli wnioski przed zwiększeniem dopłat, również przeliczono kwoty wsparcia, uwzględniając wyższe dofinansowania. Ze względu na wysokie zainteresowanie program zamknięto w marcu, 2 tygodnie przed oficjalnym zakończeniem naboru.
Chęć transformacji energetycznej jest wysoka, dlatego w kwietniu Ministerstwo Klimatu i Środowiska wraz z Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej otworzyło rozszerzoną, piątą edycję programu Mój Prąd 5.0. W ramach programu można uzyskać dopłatę również do pomp ciepła i kolektorów słonecznych. Wnioski można składać do końca roku. W programie Mój Prąd mogą wziąć udział prosumenci wytwarzający energię na potrzebę własnych gospodarstw domowych, posiadających mikroinstalację fotowoltaiczną o mocy od 2 kWh do 10 kWh i rozliczających się w systemie net-billing. Kwota dofinansowania fotowoltaiki wraz z magazynem energii wciąż wynosi 16 tys. i możną ją przeznaczyć zarówno na montaż, transport czy odbiór magazynu. Domowy magazyn energii to inwestycja w bezpieczeństwo energetyczne domu oraz dodatkowe źródło oszczędności. Jednak należy pamiętać, że inwestycja w magazyn energii jest kosztowna, a dofinansowanie nie pokrywa wszystkich kosztów związanych z instalacją, nawet w przypadku magazynów o najniższej pojemności.
