Rosnące znaczenie autokonsumpcji energii oraz zmiany w systemach rozliczeń prosumenckich sprawiają, że magazyny energii stają się naturalnym rozszerzeniem instalacji fotowoltaicznych w sektorze residential.
W praktyce nie jest to jednak wyłącznie „bateria do domu”, lecz zintegrowany system zarządzania energią, który wpływa na bilans energetyczny całego obiektu.
W tym artykule wyjaśniamy, jak działa magazyn energii w domu jednorodzinnym oraz jakie procesy zachodzą w systemie podczas codziennej pracy.
Typowy system magazynowania energii składa się z kilku podstawowych komponentów:
W rozwiązaniach oferowanych przez dystrybutorów takich jak G-Volt systemy te konfigurowane są jako kompletne rozwiązania gotowe do integracji z instalacją klienta końcowego.
Energia wyprodukowana przez instalację PV w pierwszej kolejności pokrywa bieżące zapotrzebowanie budynku. Bezpośrednie zużycie energii pozwala ograniczyć straty konwersji i przesyłu.
W przypadku nadwyżek produkcji energii – najczęściej między godziną 10:00 a 15:00 – energia kierowana jest do magazynu. Proces ładowania polega na konwersji energii elektrycznej na energię chemiczną w ogniwach baterii.
System BMS kontroluje poziom naładowania (State of Charge) oraz parametry pracy baterii, takie jak temperatura, napięcia i prądy.
Na tej podstawie EMS podejmuje decyzje dotyczące dalszego ładowania lub przejścia systemu w tryb oczekiwania.
Po spadku produkcji energii z PV – wieczorem lub w nocy – magazyn energii oddaje zgromadzoną energię do instalacji domowej.
Energia przechodzi ponownie przez falownik (DC → AC), zasilając odbiorniki w budynku.
W sytuacji niedoboru energii system automatycznie pobiera energię z sieci elektroenergetycznej.
W modelu net-billing eksport energii do sieci odbywa się dopiero po pełnym naładowaniu magazynu.
W praktyce magazyn energii może działać w kilku trybach:
Dobór trybu pracy zależy od konfiguracji systemu oraz potrzeb użytkownika końcowego.
Całkowita sprawność cyklu (round-trip efficiency) wynosi zazwyczaj:
Straty wynikają głównie z:
Nominalna pojemność baterii nie jest w pełni dostępna. Systemy pracują zazwyczaj w zakresie 10–90% SoC, co pozwala wydłużyć żywotność ogniw.
Dla typowego domu jednorodzinnego:
Z perspektywy rynku OZE magazyny energii:
Dla instalatorów oznacza to konieczność:
Magazyn energii w domu jednorodzinnym to zaawansowany system elektroenergetyczny, którego zadaniem jest optymalizacja wykorzystania energii produkowanej lokalnie.
System zarządza przepływem energii pomiędzy instalacją PV, magazynem, odbiornikami i siecią elektroenergetyczną.
W praktyce oznacza to większą niezależność energetyczną, lepsze wykorzystanie instalacji fotowoltaicznej oraz możliwość aktywnego zarządzania kosztami energii.