Budownictwo / Technologia · 18 maja 2022

Jak duży magazyn energii do fotowoltaiki?

Jak duży magazyn energii do fotowoltaiki?

Jak duży magazyn energii do fotowoltaiki? Globalne ocieplenie to jeden z największych problemów XXI wieku. W szczególności na pogorszenie sytuacji duży wpływ ma niezrównoważona produkcja energii elektrycznej, której często towarzyszą duże emisje gazów cieplarnianych. Ale mamy pod ręką czyste źródło energii o niemal nieskończonym potencjale energetycznym dla naszych potrzeb. Fotowoltaika zapewnia produkcję energii ze słońca, która pokrywa dzienne zapotrzebowanie na prąd a nawet generowane są nadwyżki, które można przechowywać w magazynach energii.

Jaki magazyn energii do fotowoltaiki?

Technologie fotowoltaiczne opierają się na wykorzystaniu specjalnych paneli z ogniwami składającymi się z dwóch warstw różnych materiałów półprzewodnikowych (np. krzemu), za pomocą których światło słoneczne zamieniane jest na energię elektryczną, która jest następnie przekazywane do sieci energetycznej. A do stacji autonomicznych, dzięki zainstalowaniu baterii, mają możliwość gromadzenia energii elektrycznej. Elektrownie słoneczne składają się z modułów fotowoltaicznych podłączonych do jednego obwodu, falowników i innych urządzeń.

Od tego momentu pojawienia się sieci elektrycznych naukowcy zaczęli szukać sposobów gromadzenia i przechowywania energii elektrycznej. Możliwość zbierania nadwyżki wytworzonej energii w okresach niskiego zapotrzebowania i zwracania jej w okresach wysokiego zapotrzebowania pomaga wygładzić szczyty produkcji i zużycia.

W ciągu ostatnich 100 lat wynaleziono i nadal wynajdowano wiele odmian magazynów energii. Przekształcają one energię elektryczną w energię mechaniczną, jak np. stacje pompowo-pompowe i koła zamachowe, inne przekształcają energię elektryczną w energię chemiczną substancji znajdujących się w akumulatorach, takich jak: akumulatory kwasowo-ołowiowe, niklowo-kadmowe, sodowo-siarkowe, litowo-jonowe itp.

Jak duży magazyn energii do fotowoltaiki – jakie parametry?

Jak duży magazyn energii do fotowoltaiki?

Jak duży magazyn energii do fotowoltaiki?

Baterie elektrochemiczne różnią się pojemnością energetyczną, mocą, liczbą cykli ładowania/rozładowania, obecnością lub brakiem efektu pamięci, szybkością z jaką bateria pochłania energię i oddaje ją. W zależności od cech, różne typy służą różnym celom. Np. akumulator nikiel-kadm znalazł niszę w lotnictwie ze względu na swoją niską odporność, zdolność do dostarczania dużej mocy bez przegrzewania, stabilną pracę w temperaturze -60°C – 60°C. Pomimo kosztownej utylizacji baterii ze względu na toksyczność i lotność kadmu podczas wytapiania, baterie te nie znalazły zamiennika do zastosowań, w których wymagany jest wysoki poziom niezawodności.

Najpopularniejsza i najbardziej wszechstronna bateria elektrochemiczna stała się akumulatorem litowo-jonowym. Charakteryzuje się dużą liczbą cykli ładowania/rozładowania – do 10 tys., dobrą gęstością energii. Wysokim napięciem w porównaniu do innych akumulatorów, możliwością szybkiego ładowania oraz znikomym efektem pamięci.Ten typ akumulatora jest często wykorzystywany na magazyn energii do fotowoltaiki. Aby się dowiedzieć jak duży magazyn energii jest potrzebny do fotowoltaiki, trzeba wziąć pod uwagę zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na prąd oraz generację energii elektrycznej w instalacji fotowolaticznej w ciągu doby. A także średnie zapotrzebowanie na prąd w skali roku.

Na co zwrócić uwagę obliczając wielkość magazynu energii do fotowoltaiki?

Wybierając wielkość magazynu energii do instalacji fotowolticznej nie można opierać się tylko na szczycie sezonu poboru energii ze słońca, gdy można gromadzić wyprodukowaną energię. Dla instalacji o mocy 6-7 kW byłaby to moc kilkudziesięciu kilowatogodzin, a to wymaga dużego magazynu energii. Dlatego należy uwzględniać jedynie wartości uśrednione dla wszystkich dni słonecznych w ciągu roku. Magazyn energii musi działać cały czas, aby można było go nazwać opłacalnym.

Dla przeciętnego domu jednorodzinnego wielkość magazynu energii wyniesie 10 kWh. Kto pomoże określić prawidłowe zapotrzebowanie energetyczne. Na pewno instalator fotowoltaiki i magazynu energii, który powinien wykonać audyt energetyczny łącznie ze sprawdzeniem obciążenia domu. Trzeba wziąć pod uwagę takie elementy jak: pompa ciepła, elektryczny bojler, płyta indukcyjna itd. Rodzina składająca się z czterech osób przeciętnie zużywa 4500 kWh w ciągu roku i optymalnym magazynem energii będzie akumulator o pojemności od 5 do 8 kWh. Prawidłowy dobór jest niezwykle ważny, aby nie ponosić dodatkowych kosztów.

Akumulatory do magazynów energii

Od kilku lat problematyka użytkowania urządzeń magazynujących, głównie litowo-jonowych, jest intensywnie wykorzystywana obok odnawialnych źródeł energii: elektrowni słonecznych i wiatrowych. W nocy, w pochmurne dni w elektrowniach słonecznych lub w spokojne dni na farmach wiatrowych, gdy produkcja energii spada, urządzenie magazynujące oddaje zmagazynowaną energię elektryczną do sieci. Zapewnia to nieprzerwane zasilanie. Wydawać by się mogło, że jest to sposób na zniwelowanie wad odnawialnych źródeł energii i wykorzystanie wyłącznie energii elektrycznej przyjaznej środowisku. Akumulatory energii elektrycznej odpowiadają za magazynowanie całej energii elektrycznej wytworzonej przez panele fotowoltaiczne, co pozwala na przechowywanie niezbędnej energii, co zapewnia prawidłowe działanie zainstalowanych urządzeń.