Magazyn energii – czy to się opłaca ?

Zalety magazynowania energii

Magazyn energii i magazynowanie energii umożliwiają:

• oddzielenie czasu produkcji energii od czasu zużycia wyprodukowanej energii

Jest to kluczowa zaleta, która dotyczy zarówno magazynowania energii elektrycznej jak i cieplnej. Ta zaleta ona istotna szczególnie dla źródeł energii wykorzystujących energie słoneczną czy wiatrową.

Jednak na tym zalety magazynowania się nie kończą.

• Magazynowanie energii pozwoli na jej wykorzystanie w godzinach szczytu, gdy prąd jest najdroższy.
• W perspektywie czaka nas np.: szybko postępująca elektryfikacja transportu samochodowego. Będzie to wymagało nie tylko dodatkowych mocy i rozwoju lokalnej struktury ładowania, ale zwłaszcza możliwości wykorzystania w tym celu lokalnej produkcji energii opartej o OZE.
• Nie bez znaczenia jest też możliwość tworzenia punktowych, systemów funkcjonujących poza siecią energetyczną czy też lokalnych mikro-sieci energetycznych. Mogłyby to być np.: układy oparte o instalacje pv + wiatraki + magazyny.
• Kolejną zaletą jest ograniczenie potrzeby inwestowania  w rozbudowę sieci energetycznych w sytuacji  gdy jesteśmy w stanie produkować, magazynować i zużywać energię lokalnie.
• Ponadto  połączenie magazyn energii + źródło OZE to doskonała alternatywa dla zasilania awaryjnego infrastruktury czy też np.: zasilania placów budowy czy imprez plenerowych.

Magazyn energii 10kw na ile wystarczy

Zestaw akumulatorów – magazyn energii o mocy 10 kW – wielkość ta oznacza, ile mocy akumulator może dostarczyć w danym momencie.  

Ale użytkownicy magazynu energii nie chcą tylko wiedzieć, ile energii wygeneruje on w danym momencie – chcą wiedzieć, jak długo może ona dostarczać tę moc.

Watogodziny (Wh) to miara energii w czasie i wskazanie czasu pracy.

Gdy pojemność akumulatora mamy podaną w ampero-godzinach (Ah) przeliczamy ją na wato-godziny (Wh) w taki sposób (przykład):  4szt * 250 Ah * 12V = 12000 Wh = 12 kWh

W ten sposób otrzymamy ilość mocy, jaką 4 sztuki baterii dostarczą do urządzenia w ciągu godziny.

Parametry dla obliczenia [napięcie (V) i pojemność ogniwa (Ah)] odczytujemy z obudowy lub tabliczki akumulatora – przykład poniżej.

Powyższe przykładowe wyliczenia nie uwzględniają oczywiście sytuacji, gdy nasz magazyn energii na 12V, 24V czy 48V ma zasilać urządzenia prądu zmiennego pracujące na 230V. Wtedy potrzebna będzie dodatkowo przetwornica, która może mieć sprawność 70% – 95%, w zależności od nabytego modelu i jej prawidłowego dobru do danych warunków pracy.

Przykład wykorzystania magazynu energii

Bateria akumulatorów o mocy 10 kW ma zazwyczaj pojemność w zakresie 10–15 kWh.

Czas, przez jaki magazyn energii o mocy 10 kW może zasilać przykładowy dom, zależy od kilku czynników. Należą do nich:

• całkowite zużycie energii w budynku,
• używane urządzenia, np.:  centrala klimatyzacyjna potrafi zużyć znaczne ilości energii – np: moc urządzenia to 1000 W i działa ono ok. 3 godziny dziennie, należy wykonać mnożenie: 1000 W * 3 h = 3 kWh.
• stan naładowania akumulatorów,
• parametru pn: głębokość rozładowania akumulatora (DoD – Depth of Discharge) – wielu producentów baterii podaje maksymalny rekomendowany poziom rozładowania baterii w celu uzyskania optymalnych parametrów pracy. Głębokość rozładowania baterii wpłynie na żywotność naszego magazynu energii, mierzoną liczbą cykli ładowań i rozładowań.

Średnio akumulator o mocy 10 kW ( pojemność: 10–15 kWh) może zasilać mały dom od kilku godzin do trzech dni.  Jednakże czas ten może się znacznie różnić w zależności od indywidualnych potrzeb energetycznych i wzorców użytkowania.

Jak obliczyć wymaganą pojemność magazynu energii

Wymagana pojemność dla akumulatorów w magazynie energii możemy w sposób uproszczony policzyć z poniższego wzoru:

C = 2 × W × F/U

Gdzie mamy:

• W – dzienne zapotrzebowanie na energię [Wh],
• F – współczynnik  – obrazujący zapasu energii na około 2,5 dnia latem oraz 4 dni zimą – czyli 2,5 latem i 4 zimą (jako minimum),
• U – napięcie [V].

Musimy przy tym pamiętać że:

• dodanie akumulatorów i połączenie ich w szereg zwiększa napięcie zestawu akumulatorów, jednakże pojemność pozostaje taka sama.
• dodanie samodzielnych akumulatorów lub ciągów równolegle zwiększa pojemność banku akumulatorów, utrzymując napięcie na tym samym poziomie.

Oczywiście najlepiej posiłkować się fachowcem, nawet gdy mamy pewne pojecie, fachowa weryfikacja będzie jak najbardziej na miejscu.

Magazyn energii cena

Cena magazynu energii zależy od wielu czynników, w tym od rodzaju akumulatorów użytych w magazynie energii:

• Klasyczne  trakcyjne (wykorzystywane m.in. w wózkach transportowych) – z ciekłym elektrolitem. Występują dwa typy: bateria z płytą pastowaną, która osiąga około 500 cykli (cykl to rozładowanie i naładowanie baterii), a bateria z płytą pancerną osiąga żywotność na poziomie 1200–1500 cykli. Tylko ten ostatni nadaje się do instalacji.  Różnica pomiędzy baterią wykonaną na płycie pastowanej a baterią wykonaną na płycie pancernej polega na odmiennej konstrukcji płyty dodatniej.
• Żelowe – elektrolit ma formę żelu.  Maja długą żywotność , producenci oferują nawet 10 letnie gwarancje.
• Litowo-jonowy – maja  lekką konstrukcją, bardzo niski stopień samorozładowania, a także długi cykl życia.
• AGM – (ang. Absorbed Glass Mat). W takich akumulatorach elektrolit stanowią separatory w formie mat z włókna szklanego. Takie akumulatory  wykorzystuje się często w instalacjach fotowoltaicznych. Posiadają wbudowany jednokierunkowy zawór ciśnieniowy (VRLA), który otwiera się wraz z nadmiernym wzrostem ciśnienia gazów wewnątrz akumulatora. Są tańsze od akumulatorów żelowych, ale mają krótszy okres eksploatacji i małą ilość cykli ładowania- rozładowania.
• LiFePO4, czyli litowo-żelazowo-fosforanowe – odporne na rozładowania, nawet do 3000 cykli. Posiadają imponującą długowieczność nawet do 20 lat.

Baterie, które często można rozładować do co najmniej 50%, a nawet 80% więcej %, nazywane są akumulatorami „głębokiego cyklu” i są przeznaczone do stosowania w systemach zasilania energią słoneczną.

Magazyn energii 10kw cena

W 2022 r. Koszt magazynowania energii w przeliczeniu na 1kWh, dla  akumulatorów litowo-jonowych, we wszystkich sektorach,  wyniosła średnio 151 dolarów za kilowatogodzinę (kWh) – za Bloomberg > https://about.bnef.com/blog/top-10-energy-storage-trends-in-2023/

Przed podjęciem decyzji, jakie akumulatory będą najlepsze do magazynowania energii, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

• Cena. Gdy zużycie energii ogranicza się do kilku urządzeń o niskim poborze mocy, opłacalnym rozwiązaniem może być użycie akumulatora od wózka widłowego.
• Pojemność. Pamiętajmy, biorąc pod uwagę starzenie się akumulatorów, że należy wybrać akumulatory o pojemności nieco większej niż obliczona. Niższe temperatury środowiska pracy powodują spadek wydajności.
• Długość życia. Lepsze akumulatory charakteryzują się większą liczbą cykli ładowania i rozładowania. Temperatura pracy ma wpływ na pojemność i żywotność akumulatora.
• Konserwacja. Tańsze akumulatory mogą być kosztowne w utrzymaniu, ale  akumulatory bezobsługowe, będą zawsze droższe w zakupie.
• Mobilność. Akumulatory kwasowo-ołowiowe nie nadają się  do zastosowania w przyczepie kempingowej, jachcie czy kamperze, ponieważ nie są one odporne na przechylania.
• Rozmiar. Sprawdźmy pojemność pomieszczenia, w którym chcemy zainstalować naszą baterię akumulatorów.
• Dostępność. Zamawiaj na lokalnym rynku, a nie z zagranicy, co bywa kosztowne, jak i czasochłonne.
• Gwarancja. Okres gwarancji to istotna sprawa przy planowanym długoterminowym użytkowaniu naszego magazynu energii.
• Recenzje i opinie. Zobacz jakie opinie mają dotychczasowi użytkownicy.

Jak w praktyce kształtują się ceny magazynów energii ?

Rozrzut cen będzie dość duży. Na chińskich portalach typu alibaba.com ceny dla magazynu 10kW / 10 kWh (prąd wyjściowy 1 fazowy, 63A, certyfikat CE i ROHS) zaczynają się na poziomie 3-4 tysięcy USD (bez kosztów transportu do Polski i oczywiście bez montażu).

Musimy oczywiście pamiętać, że gwarancja przy takim zakupie jest raczej iluzoryczna.

Dla porównania produkt korporacji E. Muska pn: Tesla Powerwall 3, który ma mieć pojemność użytkową na poziomie 13,5 kWh i pracować z ciągłą mocą wynoszącą 11,5 kW. Koszt tego produktu przy dostawie na terenie USA wynosi średnio 11,7 tysięcy USD (na 02 kwietnia 2024, za: ThisOldHouse).

Cena przemysłowego magazynu energii

Kontener wyposażony w system magazynowania energii 100 kWh i 50 kW oparty o baterie LiFePO4 to wydatek rzędu 43 tysiecy USD na wspomnianym portalu alibaba.com

Dofinansowanie unijne do magazynu energii dla firm

Jakie mamy możliwości w zakresie dofinansowania inwestycji w magazyny energii ze środków unijnych ?

• Pomoc inwestycyjna na środki wspierające efektywność energetyczną w budynkach – w oparciu o art. 38a ust. 7 Rozporządzenia Komisji 651/2014, stanowi :

Pomoc przyznaną na poprawę efektywności energetycznej budynku można łączyć z pomocą na (…) :

b) instalacje urządzeń do magazynowania energii wytworzonej przez miejscowe instalacje wytwarzające energię ze źródeł odnawialnych. Urządzenia do magazynowania muszą odbierać co najmniej 75 % energii z bezpośrednio podłączonej instalacji wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych w skali roku;

• Pomoc inwestycyjna na propagowanie energii ze źródeł odnawialnych (…) – w oparciu o art. 41 ust. 1a Rozporządzenia Komisji 651/2014, stanowi:

Pomoc inwestycyjna na projekty dotyczące magazynowania energii elektrycznej (…) jest przyznawana na połączone projekty w zakresie energii odnawialnej i projekty dotyczące magazynowania („za licznikiem”), jeżeli oba elementy są częściami składowymi jednej inwestycji lub jeżeli magazynowanie jest połączone z istniejącą instalacją do produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Część związana z magazynowaniem musi odbierać co najmniej 75 % energii z bezpośrednio podłączonej instalacji wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych w skali roku.

f

---

Oprócz w/w programów dotacyjnych, oferujących dotacje na poziomie 50-80%, Firmy maja też do dyspozycji programy regionalne (w niektórych województwach). Ponadto warte uwagi są środki z pożyczek, również częściowo umarzalnych.

---