Kluczowe wnioski jak dobrać pojemność magazynu energii
Aby nie czytać całości, najważniejsze zasady dotyczące doboru pojemności magazynu energii są następujące:
- pojemność minimalna: powinna być nie mniejsza niż dzienne zużycie energii w gospodarstwie domowym
- pojemność optymalna (szacunkowa): powinna być około 4 razy większa niż moc zainstalowanej instalacji fotowoltaicznej (PV)
Szacunkowe zapotrzebowanie na pojemność magazynu:
- dom nieogrzewany elektrycznie: około 30 kWh
- dom ogrzewany elektrycznie (np. pompą ciepła): około 60–90 kWh
Rekomendowana technologia i konfiguracja
W chwili powstawania artykułu, najbardziej bezpieczną, sprawdzoną i opłacalną jest technologia niskonapięciowych magazynów energii LFP (litowo-żelazowo-fosforanowych) o pojemności modułu równej 15 kWh.
- dla domów nieogrzewanych elektrycznie: efektywne są 2 moduły po 15 kWh (razem 30 kWh)
- dla domów ogrzewanych elektrycznie: efektywne jest 4 do 6 modułów po 15 kWh (razem 60–90 kWh)
Czynniki wpływające na dzienne zużycie energii
Zużycie energii zależy przede wszystkim od zainstalowanych urządzeń, a także od indywidualnych przyzwyczajeń domowników.
Urządzenia o największym wpływie na rachunek
Wbrew powszechnym opiniom, lodówki czy czajniki elektryczne mają znikomy udział w dobowym bilansie (nowoczesne lodówki są energooszczędne, a czajniki działają krótko).
Największy wpływ mają:
- ogrzewanie elektryczne: pompy ciepła i grzejniki elektryczne
- gotowanie i pieczenie: płyty ceramiczne, indukcyjne oraz piekarniki
- transport: samochody elektryczne – szacuje się, że ładowanie auta na 100 km może zużyć tyle energii, ile cały dom w ciągu 24 godzin
Indywidualne przyzwyczajenia
- temperatura: utrzymywanie temperatury powyżej 22-23°C, szczególnie przy słabej izolacji budynku, znacznie podnosi zużycie w okresie grzewczym
- długotrwałe gotowanie/pieczenie: procesy te również znacząco obciążają bilans energetyczny
W ten sposób sprawdzisz dzienne zużycie energii
Istnieją trzy główne metody sprawdzenia zużycia, różniące się dokładnością i nakładem pracy
Szacowanie na podstawie faktury (metoda prosta, obarczona błędem)
- proces: sprawdź odczyty licznika z ostatnich 12 miesięcy na fakturach, odejmij od ostatniego stanu licznika ten sprzed 12 miesięcy, a następnie podziel wynik (roczne zużycie w kWh) przez 365 dni
- wady: Jest to wartość uśredniona i szacunkowa. błąd będzie większy, jeśli zużycie jest nieregularne (np. duże wahania między sezonem grzewczym a letnim lub częste wyjazdy)
Wykorzystanie kalkulatora PV (metoda prosta, dająca przybliżenie)
- proces: użycie kalkulatorów instalacji fotowoltaicznej (najlepiej niezależnych, które nie wymagają podawania danych kontaktowych) – sprawdź ten kalkulator
- kluczowe czynniki, które kalkulator powinien uwzględniać:
- źródło ogrzewania (w tym kubatura i izolacja budynku przy pompach ciepła).
- sposób gotowania (indukcja, gaz, ceramiczna).
- sposób ogrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU).
- posiadanie klimatyzacji lub auta elektrycznego.
- proces: najdokładniejsze jest zainstalowanie dodatkowego licznika energii elektrycznej w rozdzielnicy (lub sumienne spisywanie stanów licznika od zakładu energetycznego)
- zalety dodatkowego licznika: często oferują funkcję podłączenia do Internetu i aplikacji, pozwalając na szczegółową analizę zużycia z podziałem na fazy, z rozdzielczością 10-15 minut. Taka precyzja umożliwia dokładny dobór pojemności magazynu i wyliczenie realnych zysków
Dwa główne cele dla których magazynujemy energię elektryczną
Magazynowanie energii ma na celu maksymalizację korzyści finansowych i bezpieczeństwa energetycznego.
Autokonsumpcja (optymalizacja kosztów)
Polega na zużywaniu energii wyprodukowanej przez PV bez konieczności jej odsprzedawania i późniejszego odkupowania z sieci. Energia ta jest najtańsza, ponieważ nie jest obciążona podatkami, opłatami dystrybucyjnymi ani innymi współczynnikami.
- zasada: magazynuje się energię tylko na jedną dobę, tj. nadwyżkę wyprodukowaną w ciągu dnia przeznacza się na zużycie od popołudnia do następnego poranka.
- wymiarowanie magazynu dla autokonsumpcji: Należy policzyć zużycie w godzinach, gdy PV nie produkuje energii i dodać do tej wartości około 20% zapasu.
przykład: jeśli dobowe zużycie poza produkcją PV wynosi 12 kWh, to magazyn powinien mieć pojemność 12 kWh + 20% = 14,40. W praktyce wybiera się model o pojemności 15 kWh.
Depozyt prosumencki – zarządzanie nadwyżkami i zakupem
W obecnym systemie prosumenckim nadwyżka niewykorzystanej energii jest sprzedawana do sieci po dynamicznych stawkach RCE (Rynkowa Cena Energii), a uzyskane środki trafiają na „wirtualny rachunek” (depozyt prosumencki) i są przeznaczane na zakup prądu w mniej słoneczne dni.
- optymalizacja depozytu: stawki RCE są zwykle bardzo niskie (nawet 0 zł lub ujemne) w godzinach największej produkcji PV (12-14), ale najwyższe wieczorem (19-22), często przekraczając 1,1 zł/kWh.
- rola magazynu: magazyn pozwala zatrzymać energię wyprodukowaną w południe (niskie RCE) i sprzedać ją do sieci wieczorem (wysokie RCE), maksymalizując zysk w depozycie.
- wymiarowanie magazynu dla depozytu: należy dobrać pojemność tak, aby zmagazynować całą nadwyżkę energii wyprodukowaną w słoneczny dzień.
- szacunkowa pojemność: około 4–5 razy moc instalacji PV.
- przykład: Dla instalacji 8 kWp, która produkuje około 40 kWh, a dzienne zużycie to 8 kWh, nadwyżka do zmagazynowania wynosi 32 kWh. Po doliczeniu 20% zapasu, nominalna pojemność magazynu powinna wynosić około 38 kWh.
Dlaczego magazyn jest przewymiarowany o 20%?
Pojemność użyteczna magazynu jest mniejsza niż jego pojemność nominalna z powodu zaleceń producentów baterii LiFePO4 (Litowo-Żelazowo-Fosforanowych).
- zalecany zakres użytkowania: baterie powinny być użytkowane w zakresie od 20% do 100% naładowania.
- ryzyko rozładowania poniżej 20%:
- znacznie szybsze starzenie się baterii i utrata pojemności.
- ryzyko wyłączenia baterii z powodu zbyt niskiego napięcia przy dużym obciążeniu.
- brak bezpieczeństwa: w przypadku awarii sieci, magazyn utrzymywany w stanie rozładowanym nie będzie w stanie zasilić urządzeń domowych.
Zarządzanie magazynem energii – algorytmy AI maksymalizują korzyści
Nawet optymalnie dobrany magazyn wymaga inteligentnego zarządzania, aby przynieść maksymalne zyski.
- problem: niezarządzany magazyn może sprzedawać energię do sieci w godzinach szczytu produkcji (niskie RCE), zamiast magazynować ją i sprzedawać wieczorem (wysokie RCE).
- kluczowe funkcje zarządzania:
- przewidywanie produkcji: Na podstawie prognozy pogody.
- analiza giełdy: sprawdzanie stawek RCE, aby dobrać najlepszy moment na sprzedaż.
- przewidywanie zużycia: Precyzyjne określenie, ile energii należy zmagazynować na autokonsumpcję, a ile sprzedać.
Wszystkie te funkcje są realizowane przez Sztuczną Inteligencję (AI), która np. wbudowana jest w aplikację Power Wallet, oferując w pełni automatyczne i optymalne zarządzanie energią – przeczytaj o tym EMS tutaj