Fotowoltaika stała się popularnym źródłem energii odnawialnej. Największym wyzwaniem tego systemu jest jednak niestabilność produkcji energii. To, ile uda się wyprodukować prądu, zależy bowiem od warunków pogodowych i ilości dostarczanej energii słonecznej. W Polsce zwykle w okresie wiosny i lata dochodzi do nadprodukcji energii, natomiast w sezonie jesienno-zimowym właściciele muszą zmagać się z niedoborami. Rozwiązaniem tej sytuacji jest inwestycja w nowoczesne magazyny energii, które umożliwiają efektywne zarządzanie energią elektryczną. W niniejszym artykule przyjrzymy się metodom i technologiom wykorzystywanym podczas magazynowania energii, a także omówimy korzyści z użytkowania magazynów.
Technologie i rodzaje akumulatorów przeznaczonych do magazynowania energii
Współczesne sposoby magazynowania energii z fotowoltaiki można podzielić na:
- elektryczne: superkondensatory i nadprzewodnikowe cewki magnetyczne,
- elektrochemiczne: akumulatory niskotemperaturowe — ołowiowo-kwasowe i litowo-jonowe, akumulatory wysokotemperaturowe, czyli systemy z magazynowaniem wewnętrznym — sodowo-siarkowe, systemy z zewnętrznym magazynowaniem energii — akumulatory przepływowe i wodór/metan,
- termiczne: skupiają się na akumulacji ciepła poprzez wykorzystanie takich mediów jak m.in. woda, kamienie i sól,
- mechaniczne: elektrownie wodne szczytowo-pompowe, magazyny energii sprężonego powietrza, koła zamachowe.
Poniżej opisujemy najpopularniejsze rodzaje akumulatorów fotowoltaicznych, które są najczęściej stosowane w przydomowych instalacjach OZE. Pozostałe technologie i rozwiązania są wykorzystywane głównie na dużą skalę przez elektrownie i farmy fotowoltaiczne.
- Akumulatory litowo-jonowe
To obecnie najpopularniejsza technologia magazynowania energii z fotowoltaiki. Akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się wysoką gęstością energii, długą żywotnością i zdolnością do szybkiego ładowania oraz rozładowywania. Największym zainteresowaniem cieszą się inteligentne baterie typu LiFePO4 — litowo-żelazowo-fosforanowe.
- Akumulatory kwasowo-ołowiowe
Stanowią najstarszą formę magazynowania energii i są powoli wypierane z rynku przez bardziej nowoczesne i efektywniejsze rozwiązania. Akumulatory kwasowo-ołowiowe sprawdzą się w gospodarstwach domowych o stosunkowo niewielkim zapotrzebowaniu na energię. Mają ograniczoną żywotność, jednak cechuje je niska cena.
- Akumulatory żelowe
W technologii wykorzystano elektrolit w formie żelu. Akumulatory żelowe cechuje długa żywotność, wysoka wydajność, szczelność oraz odporność na głębokie rozładowania. Są to bezobsługowe urządzenia.
Wybór odpowiedniego magazynu jest kwestią indywidualną i zależy przede wszystkim od potrzeb gospodarstwa oraz specyfiki użytkowanej instalacji fotowoltaicznej. Strategia magazynowania energii na własne potrzeby opiera się na gromadzeniu wyprodukowanych nadwyżek energii i wykorzystaniu ich w okresie niedoborów (w przypadku niesprzyjających warunków pogodowych) lub w godzinach, w których ceny prądu są wysokie.
Najważniejsze korzyści z magazynowania energii z fotowoltaiki to:
- niezależność energetyczna,
- oszczędność kosztów oraz ciągłość w dostawie energii (mimo awarii czy niesprzyjającej pogody),
- maksymalne wykorzystanie pozyskanej energii,
- działanie ekologiczne, m.in. poprzez ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.
Podsumowanie
Magazynowanie energii z fotowoltaiki jest kluczowym elementem transformacji energetycznej, pozwalającym na maksymalne wykorzystanie OZE i uzyskanie niezależności energetycznej. Nieustanny postęp technologiczny oraz dostępność dotacji i programów rządowych sprawia, że zainteresowanie inwestycjami w magazyny energii będzie z pewnością stale rosnąć.