14/09/2022

Dlaczego warto magazynować energię?

Co to jest magazyn energii?

Magazyn energii jako system zasilania awaryjnego

Wzrost popularności odnawialnych źródeł energii (OZE)doprowadził do gwałtownego rozwoju sektora magazynów energii – rozwiązań dodatkowo sprzyjających osiągnięciu samowystarczalności energetycznej, zarówno przez prosumentów indywidualnych, jak i biznesowych. Ustawa Prawo energetyczne definiuje magazyn energii jako: „instalację służącą do przechowywania energii, przyłączoną do sieci, mającą zdolność do dostawy energii elektrycznej do sieci”. Ustawa o OZE dodatkowo uzupełnia powyższe o: „[…] wyodrębnione urządzenie lub zespół urządzeń, […] niepowodujące emisji będących obciążeniem dla środowiska […]”. Podsumowując, magazyn energii to rozwiązanie umożliwiające przechowywanie prądu w momencie, gdy produkcja energii elektrycznej przez fotowoltaikę przeważa nad jej zużyciem.

Posiadacze PV bez dodatkowego magazynu energii oddają nadwyżki bezpośrednio do sieci energetycznej, gdzie w razie potrzeby wraca do nich jedyne 80% mocy. Omawiana instalacja pozwala zatrzymać całą nadprogramową energię w domu i wykorzystać ją w momentach zwiększonej konsumpcji. Nietrudno zauważyć, że magazyn energii sprzyja niezależności energetycznej prosumenta i zabezpiecza go przed przerwami w dostawie energii.

Rodzaje magazynów energii

Wyróżnia się pięć rodzajów magazynów energii, w zależności od technologii jej magazynowania.

1.    Mechaniczne magazyny energii (koło zamachowe, elektrownia szczytowo-pompowa, diabatyczny zbiornik sprężonego powietrza, adiabatyczny zbiornik sprężonego powietrza).

2.    Termiczne/Termochemiczne magazyny energii (akumulacja ciepła jawnego/utajonego – magazyn gorącej wody, magazyn pary wodnej, magazyn ciepła utajonego, sorpcja/wiązania odwracalne).

3.    Chemiczne magazyny energii (ogniwa paliwowe, wodór, synteza gazu ziemnego).

4.    Elektrochemiczne magazyny energii (akumulatory i baterie ładowalne).

5.    Elektryczne magazyny energii (kondensator, nadprzewodnikowy zasobnik energii).

Literatura przedmiotu wyróżnia również inne podziały magazynów energii np. ze względu na magazynowanie bezpośrednie (pole elektryczne i pole magnetyczne) i pośrednie (konwersja energii elektrycznej w inną).Najpopularniejszym rozwiązaniem stosowanym w gospodarstwach domowych jest elektrochemiczny sposób przetwarzania energii – w postaci baterii bądź akumulatorów. Jeśli chodzi o duże farmy fotowoltaiczne, dominuje chemiczny oraz mechaniczny sposób magazynowania energii.

Sposób działania magazynu energii

Jako że najpowszechniejszym sposobem magazynowania pozyskanej ze słońca energii są akumulatory, skupimy się wyłącznie na ich działaniu. Ogniwa wtórne wielokrotnego użytku, charakteryzujące się możliwością ładowania prądem elektrycznym, gromadzą, a następnie uwalniają energię elektryczną, dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w środku – zarówno w elektrolicie, jak i na jego styku z elektrodami. Każde kolejne użycie akumulatora powoduje jego stopniową degradację skutkującą utratą dotychczasowych właściwości. Do magazynowania energii można używać różnych akumulatorów, jednakże w tym przypadku dominują rozwiązania kwasowo-ołowiowe(akumulator Plantego) oraz litowo-jonowe (Li-Ion).

Zalety magazynów energii

Domowe magazyny umożliwiają przechowywanie nadwyżek energii, wyprodukowanych dzięki instalacjom fotowoltaicznym, a następnie zużywanie ich w okresach zmniejszonej aktywności systemu np. zimą czy w porze nocnej. Rozwiązanie to ułatwia osiągnięcie samowystarczalności energetycznej na poziomie 90%. Dodatkowo, magazyny energii zapewniają stały dostęp prądu w czasie awarii zasilania.

Dużą popularnością cieszą się magazyny energii dedykowane dla gospodarstw rolnych – urządzenia zapewniają stałe zasilanie najbardziej wymagających systemów np. chłodniczego. W przypadku firm odpowiednio dobrane rozwiązanie sprzyja optymalizacji mocy na skutek niestabilnej pracy źródeł odnawialnych, pokrywa zapotrzebowanie na energię w szczytowych momentach, a także likwiduje ewentualne zakłócenia obniżające jakość energii. Ponadto, magazyn energii znacząco ogranicza skutki przeciążeń w sieci i przerw w dostawie prądu oraz pozwala efektywnie regulować napięcia i zarządzać mocą bierną.