Innowacyjne systemy magazynowania: Klucz do niezależności w energii słonecznej

Do tej pory kluczowym wyzwaniem energii słonecznej była możliwość efektywnego przechowywania niewykorzystanej energii i tym samym przetrwania okresów bez słońca. Początkowo było to pole dla entuzjastów i majsterkowiczów, aż w końcu na rynek wkroczyli profesjonalni dostawcy, którzy obecnie są w stanie dostarczyć magazyny energii dla systemów solarnych, które mają sens również z ekonomicznego punktu widzenia.

Oprócz prywatnie wykorzystywanej energii, rynek energetyczny poszukuje ogólnie efektywnych i ekonomicznych możliwości magazynowania energii. Dlatego też efektywne rozwiązania magazynowania energii są interesujące zarówno dla użytkowników prywatnych, jak i komercyjnych. Poniżej skupimy się na prywatnych rozwiązaniach magazynowania energii dla systemów solarnych.

Przegląd aktualnych technologii magazynowania dla systemów solarnych

Aktualnie dla prywatnych użytkowników dostępne są technologie magazynowania energii oparte na akumulatorach litowo-jonowych oraz technologii żelowych lub kwasowo-ołowiowych. Technologia kwasowo-ołowiowa lub żelowa jest starsza i tańsza. Ma jednak tę wadę w porównaniu z technologią litowo-jonową, że jej gęstość energii jest niższa, a liczba cykli ładowania mniejsza. Jedyną zaletą starszej technologii jest cena. Podsumowując, można powiedzieć, że akumulator litowo-jonowy nowej generacji jest w stanie magazynować energię przez około 20 lat. W porównaniu z starszą technologią, akumulatory litowo-jonowe mają również tę zaletę, że są lżejsze i nie dochodzi do tworzenia się kwasów, ponieważ jest to zamknięty obieg. Podczas ładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych i żelowych uwalniane są kwasy, pary i gazy.

Zalety i potencjał magazynów energii w systemach solarnych

Najważniejszą zaletą systemów magazynowania energii dla systemów solarnych jest możliwość przechowywania energii w okresach, gdy instalacja słoneczna produkuje więcej energii, niż jest zużywane. W ten sposób wyprodukowana energia może być wykorzystywana w innym czasie, gdy produkcja energii jest niewystarczająca lub zerowa. Jedynie wymiarowanie instalacji oraz stosunek pojemności magazynu energii do mocy systemu solarnego decydują o tym, jaki procent całkowitego zużycia energii może być pokryty przez system solarny z magazynem energii. Obliczenie instalacji powinno zatem uwzględniać ceny energii, w tym przewidywany rozwój cen energii, koszty instalacji oraz własne zapotrzebowanie na energię, w tym przewidywane przyszłe zakupy, takie jak pojazd elektryczny czy pompa ciepła. Analizując poszczególne komponenty, otrzymujemy wynik opłacalności instalacji oraz stopień autonomii.

Dla wielu ludzi stopień autonomii jest bardzo ważny, ponieważ decyduje on o tym, ile energii trzeba dokupić z sieci publicznej. Celem wielu starań jest pełna, stuprocentowa autonomia. Jednak z dzisiejszą technologią jest to nadal zbyt kosztowne, nawet przy rosnących cenach energii. Powodem jest stosunkowo niska wydajność energetyczna systemów solarnych w chłodnych miesiącach. Szacuje się, że wydajność energetyczna w zimowych miesiącach od października do marca wynosi około 25% rocznej produkcji dla tradycyjnych systemów. Przy bardziej stromych spadkach ten wynik może rzeczywiście się wahać o 30%. Pełna autonomia nie jest jednak konieczna, ponieważ taka instalacja byłaby niewspółmiernie droga. Dlatego opłacalna jest dobrze skalkulowana instalacja, która uwzględnia dodatkowe zużycie z sieci publicznej.

Jednak ceny zarówno systemów solarnych, jak i magazynów energii spadają, co sprawia, że zwiększenie stopnia autonomii na podstawie analizy opłacalności staje się coraz bardziej atrakcyjne.

Studium przypadku: Udana implementacja innowacyjnych systemów magazynowania

Instytut Fraunhofera zajął się pytaniem, czy implementacja systemów magazynowania energii byłaby w stanie zapewnić bezpieczne i niezawodne dostawy energii. Pytanie to zostało uzupełnione o warunek, że może być używana tylko energia odnawialna. Wynik tego badania pokazał, że choć konieczna byłaby szeroko zakrojona i powszechna instalacja magazynów energii, to wynik jest pozytywny. Badanie stwierdza również, że dla transformacji energetycznej ważne są również inne środki, takie jak ładowarki do samochodów elektrycznych, pompy ciepła i inteligentne zarządzanie energią. Ogólnie rzecz biorąc, nic nie stoi na przeszkodzie tej transformacji, a spadające ceny w sektorach systemów solarnych i magazynów energii sprzyjają szybkim zmianom.

Przyszłość: Jak technologie magazynowania zmieniają krajobraz energetyczny

Dzięki ogromnemu wzrostowi liczby magazynów energii w sektorze komercyjnym i prywatnym, magazyny energii w sektorze solarnym stają się coraz bardziej interesujące dla producentów. Według wcześniej wspomnianego badania Instytutu Fraunhofera ISE z 2021 roku w Niemczech zainstalowano 326 048 magazynów energii. Około jedna trzecia z nich została zainstalowana w ciągu 2021 roku. Trend w kierunku niezależności energetycznej dzięki magazynom energii jest wyraźny i prawdopodobnie znacznie się rozszerzy dzięki postępom w sektorze magazynowania energii, między innymi z powodu wymagań związanych z elektromobilnością. Większość instalacji solarnych z magazynami energii przypada na sektor prywatny. Duże magazyny energii o pojemności ponad 30 kWh stanowią jak dotąd niewielki udział w rocznych przyrostach.

Zarówno gospodarstwa domowe, jak i przedsiębiorstwa oraz inne podmioty, zaniepokojone wydarzeniami ostatnich lat, które wpłynęły również na ceny energii, szukają rozwiązań pozwalających na bardziej przewidywalne i niezawodne zarządzanie kosztami energii. Technologia magazynowania energii odnawialnej oferuje dokładnie takie rozwiązania.