Dlaczego moc i pojemność magazynu energii jest ważna? Część 4

Ponieważ w swojej instalacji możesz mieć podłączony magazyn energii, który mimo pełnego naładowania ma wewnętrzne ograniczenia dotyczące maksymalnej mocy, jaką może oddać lub jaka może być ładowany. Zagadnienie wyjaśnię w poniższym artykule.

Moc i pojemność magazynu energii

Każdy dom jest inny, każdy użytkownik ma inne przyzwyczajenia, więc instalacja fotowoltaiczna powinna być dobrana do indywidualnych potrzeb i wymagań użytkowników. Jeśli instalacja PV ma współpracować z magazynem energii, to jej moc musi być tak dobrana, aby dostarczyć energię na bieżące potrzeby i na naładowanie magazynu energii.

Poniższy artykuł jest czwartą częścią opracowania poświęconego bankom energii. W poprzednich częściach omówiłem zagadnienia:

• Jaki magazyn energii wybrać?
• Ile kosztuje inwestycja w magazyn energii do domku lub firmy?
• Czy magazyn energii się opłaca?

Idealna sytuacja jest wówczas, gdy na etapie planowania projektant zna:

• kształt dachu
• lokalizację budynku,
• oczekiwania użytkowników
• wie jakie urządzenia elektryczne (szczególnie te, które zużywają większe ilości „prądu”) będą znajdowały się w budynku.

Na tej podstawie projektant może odpowiednio dobrać moc instalacji PV i pojemność magazynu energii. Realnie, idealne sytuacje zdarzają się niezwykle rzadko. Najczęściej w budynku jest już założona instalacja PV (z inwerterem on-line lub hybrydowym), do której inwestor chce dołożyć magazyn energii.

Niestety na etapie zakładania fotowoltaiki najczęściej elektryk nie zaproponował lub inwestor nie chciał ponosić dodatkowych kosztów, więc w ostatecznie nie założono dedykowanego licznika, w związku z tym nie dysponujemy danymi dotyczącymi produkcji i autokonsumpcji „prądu”. Co prawda w istniejących budynkach często:

• są dane historyczne z aplikacji falownika (dotyczące produkcji)
• zużycie i ilość wprowadzonej do sieci energii możemy odczytać z licznika głównego
• z aplikacji jaką udostępnia nam dostawca energii można pozyskać bardziej szczegółowe dane

Ale realnie w kontekście doboru magazynu energii czy dane te mają dla nas większą wartość? Na ich podstawie nie wiemy jak zużycie „prądu” rozkłada się w trakcie doby, oraz nie wiemy, czy istnieją jakieś okresowe, powtarzalne wzrosty zapotrzebowania na „prąd”.

Dobór magazynu energii na podstawie licznika prądu

Łatwiej rozmawia się na przykładach, dla porównania zamieszczam dane z aplikacji e-licznik Tauron oraz dane z aplikacji falownika PV wyposażonego w licznik energii.

W zestawieniu miesięcznym dane przedstawiają się następująco:

W zestawieniu dziennym:

Jak widać na powyższych przykładach, dedykowane liczniki połączone z falownikiem PV pozwalają na dużo dokładniejszą analizę i mogą dostarczyć danych i umożliwiają podjęcie uzasadnionych decyzji. Tak jak wszystko, takie rozwiązanie ma też wady. Wadą tego rozwiązania jest to, że możliwe jest do wykonania tylko w istniejących instalacjach (wybór magazynu energii opieramy o dane historyczne).

Jeśli jest to nowo budowany obiekt, to realnie wiedza inwestora na temat zapotrzebowania na energię elektryczną jest jak „wróżenie z fusów”. Do tego często inwestor ma ograniczony budżet, co powoduje, że jest „ślepy i głuchy” na rzetelne argumenty. W takich sytuacjach inwestor często próbuje „zniekształcić rzeczywistość”, podejmuje decyzje, które nie mają rzetelnych podstaw technicznych i funkcjonalnych a po jakimś czasie narzeka i powtarza „kto to mógł wiedzieć”…

Realnie w większości przypadków nie ma informacji na temat dobowego zużycia energii elektrycznej, więc dobór pojemności magazynu energii najczęściej powierzany jest sprzedawcy (wierząc w jego wiedzę i doświadczenie).

Magazyny energii: o czym nie mówią sprzedawcy?

Prawdą jest, że o wszystkim nie da się powiedzieć, ale są rzeczy podstawowe, które mają wpływ na codzienne użytkowanie produktu i o tych zagadnieniach przyszły użytkownik powinien być informowany jeszcze przed dokonaniem zakupu. Niestety życie pokazuje, że tematy te najczęściej są pomijane milczeniem, czego kosztowne konsekwencje ponosi inwestor.

O co chodzi?

Decydując się na magazyn energii, koncentrujemy się na jego pojemności podanej w kWh, czyli na tym ile energii elektrycznej możemy w nim zgromadzić. Natomiast nie mówi się o maksymalnej ilości energii podawanej w kW jaką w danym momencie można z magazynu energii pobrać.

Zagadnienie omówię na przykładzie, Fronius, ale pamiętaj, że zagadnienie dotyczy każdego producenta magazynów energii.

Zwróć uwagę na powyższy wykres produkcji i zużycia energii elektrycznej. Wyraźnie widać, że co jakiś czas są duże piki poboru prądu (załącza się elektryczne ogrzewanie domu). W związku z tym w omawianym przypadku z magazynu energii chciałbym móc pobrać moc około 12 kW.

Dobór magazynu energii, który współpracuje z falownikiem

Posiadam falownik hybrydowy naturalnym i pozornie najkorzystniejszym rozwiązaniem wydaje się dobór magazynu energii, który będzie współpracował z posiadanym już falownikiem.

Do mojego falownika można zamontować kilka rodzajów magazynów energii, ale na potrzeby tego opracowania rozważymy najnowszy model Reserva 9.5, który ma znamionową pojemność 9,5 kWh.

Zwróć uwagę, że w zależności od falownika, do jakiego zostanie podłączony omawiany magazyn energii można z niego maksymalnie pobrać od 3,84 do 9,83 kW. I tu dochodzimy do zagadnienia, o którym bardzo rzadko mówią sprzedawcy.

ZAPAMIĘTAJ! Ograniczeniem maksymalnej mocy, z jaką można ładować i rozładowywać magazyn energii może być falownik lub bank energii, dlatego wartości te należy rozpatrywać w zestawieniu wybrany magazyn z wybranym falownikiem.

W moim przypadku, jeśli do falownika Symo GEN24 10.0 Plus o mocy 10 kW założę magazyn energii Reserva 9,5, będę mógł z magazynu maksymalnie pobrać 6,75 kW. Dla mnie jest to zdecydowanie za mało, więc chcąc większej mocy, muszę zdecydować się na inny model magazynu energii Reserva 15.8 o pojemności 15,8 kWh.

Chyba nikogo nie zaskoczę, jeśli powiem, że żaden sprzedawca i żaden instalator, z którym rozmawiałem na temat zakupu i montażu magazynu energii nie zwrócił mi uwagi na to zagadnienie. Przeciwnie, zapewniali mnie, że ogranicza mnie tu tylko moc falownika, a w banku energii powinienem interesować się jedynie jego pojemnością, która oznacza, jak dużo prądu mogę zmagazynować.

Jakie konsekwencje ma zły dobór maksymalnej mocy magazynu energii w stosunku do zapotrzebowania?

Należy pamiętać, że większa pojemność magazynu znacznie podnosi jego cenę, więc na potrzeby tego artykułu wróćmy do omawianej Reserva 9.5. Jakie konsekwencje dla użytkownika ma opisywane zagadnienie?

Przeanalizujmy sytuację, w której w instalacji mamy: 10 kW falownik Symo GEN 24 10.0 Plus z podłączonymi panelami PV o mocy 12 kWp i podłączonym magazynem energii Reserva 9.5 o pojemności 9,5 kWh.

Przyjmijmy, że w omawianej sytuacji budynek pobiera maksymalnie 11 kW, więc w okresie najlepszego nasłonecznienia falownik może dać maksymalnie 10 kW energii pozyskanej z paneli PV, więc 1 kW będziemy musieli pobrać z sieci zasilającej.

Sytuacja zmienia się np. w nocy lub gdy nie ma słońca, bo przy tym samym zapotrzebowaniu na „prąd” rzędu 11 kW ten sam falownik, nawet jeśli magazyn energii jest w pełni naładowany, możemy maksymalnie z niego pobrać 6,75 kW (z magazynu Reserva 9.5), więc pozostałe 4,25 kW będziemy musieli pobrać z sieci energetycznej.

Więc jeśli celem montażu magazynu energii było zwiększenie autokonsumpcji, to powinniśmy dążyć do sytuacji, w której będzie on mógł pokryć zapotrzebowanie budynku na moc.

Pobór prądu nie jest jedynym ograniczeniem. Przeanalizujmy teraz inną sytuację. Piękny słoneczny dzień, nasz budynek ma minimalne zapotrzebowanie na energię elektryczną wynoszące 0,5 kW.

Magazyn energii naładowany w 30% i falownik daje nam pełną moc 10 kW. W takiej sytuacji 10 kW produkowanej energii odjąć 0,5 kW zapotrzebowania na prąd budynku więc pozostaje nam 9,5 kW, które inwestor chce przekierować do naładowania magazynu energii.

I co? Okazuje się, że magazyn (w omawianym przypadku Reserva 9.5) można maksymalnie ładować mocą 6,75 kW, więc 2,75 kW inwestor musi wprowadzić do sieci energetycznej lub kupić inny magazyn np. Reserva 15.8, który z omawianego falownika można ładować i rozładowywać mocą 10 kW.

Czy opisywane zagadnienie jest realnym problemem, czy tylko akademickim rozważaniem?

Na to pytanie każdy indywidualnie musi udzielić odpowiedzi, ponieważ jest ona uzależniona od konkretnego przypadku a w szczególności od: mocy instalacji PV, celu zamontowania magazynu energii, chwilowego maksymalnego powtarzającego się zapotrzebowania budynku na energię elektryczną.

Aby łatwiej można było zrozumieć zagadnienie, poniżej zamieszczam wybrane dzienne wykresy produkcji i zużycia energii elektrycznej w moim domu. Przed ich analizą przypomnę, że magazyny energii mają taką samą maksymalną moc ładowania i rozładowywania.

Porównując poniższe sześć przykładowych dni, zastanów się jaką maksymalną moc powinien móc oddać magazyn energii, aby ze zgromadzonej energii i pokryć zapotrzebowanie budynku na prąd?

Przypominam, każda instalacja jest inna. Każdy budynek ma inne zapotrzebowanie na energię elektryczną i każda instalacja PV ma inną produkcję, więc powyższe dane należy potraktować poglądowo i odnieść do swoich realnych potrzeb.

Ekonomicznie może okazać się, że montaż magazynu energii jest również korzystny dla osób, które nie mają zainstalowanej fotowoltaiki.

Czy magazyn energii to tylko dodatek do fotowoltaiki? Niekoniecznie!

W tym kolejnym artykule zatytułowanym: W jaki sposób magazyn energii może przyczynić się do uzyskania oszczędności? Odkryjesz, jak magazyn energii może generować realne oszczędności – nawet jeśli nie masz paneli PV. Dowiesz się, jak różne taryfy energetyczne wpływają na opłacalność inwestycji, kiedy warto ładować magazyn tanim prądem z sieci, a kiedy go rozładowywać.

Poruszam też temat taryf dynamicznych, automatyzacji zarządzania energią i zagrożeń, o których rzadko się mówi – jak cyberbezpieczeństwo czy niezawodność infrastruktury IT. To praktyczny przewodnik dla każdego, kto myśli o inteligentnym zarządzaniu energią w domu.

Wszystkie części z serii artykułów o magazynach energii:

1. Jaki magazyn energii wybrać?
2. Ile kosztuje inwestycja w magazyn energii do domku lub firmy?
3. Czy magazyn energii się opłaca?
4. Dlaczego moc i pojemność magazynu energii jest ważna?
5. W jaki sposób magazyn energii może przyczynić się do uzyskania oszczędności?