Baza wiedzy

Magazyny energii: prosumenckie, w stacji transformatorowej czy wielkoskalowe?

magazyn domowy czy w stacji trafo

Znaczenie magazynów energii dla systemu elektroenergetycznego

Wpływ OZE na sieć elektroenergetyczną

Obecnie funkcjonujący system sieci elektroenergetycznych jest przystosowany do dystrybucji energii produkowanej w dużych elektrowniach. Tymczasem transformacja energetyczna spowodowana dążeniem do zmniejszenia emisji CO2 wymusza korzystanie z odnawialnych źródeł energii, które ze względu na niewielką moc stanowią źródła rozproszone. Są one przyłączane do sieci w różnych miejscach, charakteryzują się również nieregularną pracą zależną od warunków pogodowych. Z tego też powodu przestarzały system elektroenergetyczny jest narażony na wiele niekorzystnych zjawisk, takich jak lokalne wzrosty napięcia powyżej wartości znamionowej i produkcja energii w ilości większej niż zapotrzebowanie w danym momencie. Jest to źródłem częstych wyłączeń instalacji OZE i strat energii (według szacunków latem sięgają one nawet 80%). Natomiast potencjalni prosumenci często spotykają się z odmową przyłączenia instalacji do sieci ze względu na jej ograniczoną przepustowość.

Rozwiązanie problemu – magazyny energii

Aby rozproszona generacja energii mogła być opłacalna i nieszkodliwa dla systemu elektroenergetycznego, potrzebne jest magazynowanie energii. Umożliwia ono wykorzystywanie energii powstałej w czasie nadprodukcji w późniejszym czasie, gdy zapotrzebowanie przewyższa generację. Najbardziej rozwiniętą technologię wykorzystywaną do tego celu stanowią baterie litowo-jonowe. W tym artykule skupimy się na magazynach energii, które je wykorzystują.

Prosumenckie magazyny energii

Prosumenckie magazyny energii to małe zasobniki energii przeznaczone do magazynowania energii z przydomowych instalacji fotowoltaicznych. Ich pojemność waha się zwykle między kilkoma a kilkudziesięcioma kilowatogodzinami. W Polsce najpopularniejszy jest magazyn o zainstalowanej energii 10 kWh. Powodem tego jest najbardziej optymalne dopasowanie tego typu magazynu do instalacji o mocy 5-7 kW, które to najczęściej można spotkać przy domach jednorodzinnych.

prosumencki magazyn energii 10 kWh
Prosumencki magazyn energii produkcji Soltec

Zalety prosumenckich magazynów energii

Uniezależnienie od dostaw energii z sieci

Zastosowanie magazynu energii przy instalacji fotowoltaicznej pozwala na wykorzystanie znacznej części wyprodukowanej przez nią energii. To z kolei umożliwia uniknięcie niekorzystnego oddawania i pobierania energii z sieci. W przypadku posiadania instalacji PV hybrydowej czy off-grid magazyn energii może pozwolić na całkowitą niezależność od innych źródeł.

Mniej odmów przyłączenia instalacji OZE

Obecnie uzyskanie pozwolenia na przyłączenie instalacji fotowoltaicznej do sieci bywa prawdziwym wyzwaniem ze względu na zły stan sieci, do których już teraz przyłączone jest wiele odnawialnych źródeł energii. Zastosowanie prosumenckiego magazynu energii pozwala na uniknięcie przeciążenia sieci generacją rozproszoną, co usuwa najpowszechniejszą przyczynę odmowy.

Prosumenci stają się fleksumentami

Magazyny energii pozwalają na uzyskanie tego, co jest niemożliwe dla samych źródeł odnawialnych, a więc sterowanie ilością energii oddawanej do sieci w danym czasie. Umożliwia to przechowywanie nadwyżek produkowanej energii i uwalnianie ich, kiedy są potrzebne. To ekonomiczne rozwiązanie – właściciel może kumulować energię z OZE lub z sieci gdy jej ceny są niskie, by potem sprzedać ją w szczytowej cenie.

Dofinansowania do prosumenckich magazynów energii w Polsce

W ramach programu Mój Prąd 4.0 rząd planuje dofinansowania magazynów energii o mocy między 2 a 10 kW służących na potrzeby istniejących budynków mieszkalnych w kwocie do 3 tys. zł na jedno przedsięwzięcie.

Wady prosumenckich magazynów energii

Najbardziej kosztowne rozwiązanie w przeliczeniu na jednostkę zainstalowanej energii

Ceny niewielkich magazynów energii są bardzo wysokie w przeliczeniu na jednostkę zainstalowanej energii. Według portalu globenergia.pl koszt magazynu o pojemności 5 kWh wynosi ok. 14 tys. zł, a to bez uwzględniania montażu i dodatkowego osprzętu. Biorąc pod uwagę, że prosumencki magazyn energii jest zazwyczaj dodatkiem do instalacji fotowoltaicznej, której koszt również jest znaczny, planowane dofinansowania mogą nie być wystarczającą motywacją do jego zakupu.

Większe zużycie surowców

Magazynowanie energii na mniejszą skalę jest mniej efektywne niż na większą. Do zmagazynowania energii z wielu instalacji osobno jest potrzebna większa łączna pojemność niż dla jednego większego magazynu. Tymczasem wydobycie np. kobaltu i litu niezbędnych do produkcji baterii litowo-jonowych jest szkodliwe dla środowiska. Ponadto zasoby tego ostatniego zmniejszają się w szybkim tempie, grożąc problemami przy przejściu na inne formy magazynowania energii zanim ich technologie zostaną odpowiednio rozwinięte.

Magazyny energii w stacjach transformatorowych

Zasobniki energii mogą być zlokalizowane w stacjach transformatorowych, co oszczędza miejsce oraz upraszcza wykonanie wielu połączeń elektrycznych. Magazyny energii w stacjach transformatorowych mają zazwyczaj od kilkudziesięciu kilowatogodzin pojemności. W celu zmagazynowania większej ilości energii pojedyncze stacje można ze sobą łączyć.

SPS Smart Power Station
Magazyn energii typu SPS produkcji ZPUE

Zalety magazynów energii w stacjach transformatorowych

Tańsze i efektywniejsze niż prosumenckie

Większa pojemność magazynu energii w stacji trafo pozwala na ograniczenie miejsca oraz materiałów użytych do jego produkcji w porównaniu z rozproszonymi systemami magazynowania energii. Jest to źródło oszczędności, a zarazem pozwala na bardziej optymalne wykorzystanie zainstalowanej energii.

Wielość zastosowań magazynów energii w stacjach trafo

Oprócz magazynowania energii z instalacji PV magazyny energii w stacjach transformatorowych mogą służyć nie tylko do magazynowania energii z instalacji PV. Mogą one również pobierać energię z sieci, gdy jej cena jest niska, co pozwala na odsprzedanie jej po wyższej cenie w szczycie zapotrzebowania. Można używać ich do zasilania zakładów przemysłowych i obiektów handlowo-usługowych, takich jak stacje benzynowe czy centra handlowe, a nawet osiedli mieszkaniowych. W przypadku awarii systemu elektroenergetycznego magazyny energii w stacjach transformatorowych mogą posłużyć jako tymczasowe źródło zasilania.

Elastyczność i możliwość rozbudowy

Magazyny energii w stacjach transformatorowych charakteryzują się możliwością dobrania pojemności oraz mocy pod indywidualne potrzeby klienta. Modułowość zarówno pojedynczych baterii jak i całych stacji sprawia, że w razie zwiększenia się ilości energii, którą trzeba zmagazynować, można je bezproblemowo rozbudowywać.

Wady magazynów energii w stacjach transformatorowych

Wyzawania w doborze optymalnego magazynu energii

Inwestorzy często spotykają się z dylematem, jaki magazyn energii będzie najlepszym rozwiązaniem. Odpowiedź na to pytanie nie jest jednoznaczna, gdyż z jednej strony wybudowanie magazynu o większej pojemności oznacza większe koszty, z drugiej natomiast mniejszy magazyn może nie być w stanie zmagazynować znacznej części nadwyżek energii.

Wielkoskalowe magazyny energii

Wielkoskalowe magazyny energii, zwane także hubami, to obiekty o mocy liczonej w setkach megawatów, a nawet w gigawatach, takie jak Tesla Megapack w Australii. Składają się z wielu mniejszych członów rozmieszczonych na dużej powierzchni.

Magazyn energii Tesla
Magazyn energii Tesla Megapack

Zalety wielkoskalowych magazynów energii

Efektywność magazynowania energii

Bardzo duża pojemność i moc hubów oznacza, że rzadziej dochodzi do sytuacji, gdy nie są w stanie zmagazynować nadmiarowej energii. Uzyskiwana z nich moc zwykle jest wystarczająca do pokrycia zapotrzebowania.

Efektywność ekonomiczna

Tak jak powyższe typy, wielkoskalowe magazyny energii można wykorzystywać do kupowania energii po niższych cenach i późniejszego sprzedawania po wyższych. Dzięki skali rozwiązania zyski są często widoczne już po krótkim czasie.

Wady wielkoskalowych magazynów energii

W przypadku awarii większa liczba użytkowników odłączona od sieci

Magazyny energii wykorzystujące baterie litowo-jonowe mogą być narażone na pożary w wyniku ucieczki termicznej wywołanej wadami wyrobu, uszkodzeniami czy niewłaściwą eksploatacją. Problem ten dotyka szczególnie największych magazynów, jako że pożary baterii rozprzestrzeniają się niezwykle łatwo na sąsiednie ogniwa. Jeżeli dojdzie do przegrzania jednego z nich, reakcja łańcuchowa dotknie też kolejne. W takim wypadku nierzadko dochodzi do spalenia całego modułu i czasowego wyłączenia z eksploatacji całego magazynu energii. Zdarzają się też przypadki prewencyjnych wyłączeń magazynów energii z uwagi na to, że w podobnej jednostce miał miejsce pożar. Jest to bardzo niekorzystne zarówno dla właścicieli magazynów, jak i dla odbiorców energii.

Optymalny magazyn energii w zależności od zastosowania

Magazyn energii dobiera się do indywidualnych potrzeb obiektu, z którym będzie współpracować. Jeżeli występuje w nim niewielka generacja energii, to najprawdopodobniej najlepszą opcją będzie magazyn prosumencki. Taki magazyn może również pomóc w uniezależnieniu się od dostaw energii z sieci odbiorcy o niewielkich potrzebach energetycznych. W największych przedsięwzięciach sprawdzą się huby. Jednak uniwersalnym rozwiązaniem mogą okazać się magazyny energii w stacjach transformatorowych. Choć ich głównym przeznaczeniem jest współpraca z obiektami średniej wielkości, można je wykorzystać także do zasilania wielu mniejszych odbiorów. Magazyny energii w stacjach trafo mogą też stanowić alternatywę dla większych magazynów, będąc połączone np. w mikrosieć czy elektrownię wirtualną.

Najnowsze

PARTNER STRATEGICZNY PORTALU

Krzysztof Wojtysiak

Krzysztof Wojtysiak: Rynek OZE na świecie dynamicznie się rozwija i nie zamykamy się na...

Rozmowa z Krzysztofem Wojtysiakiem, Prezesem Zarządu Qair Polska, o tym, że rynek stawia na OZE i o ciekawych projektach OZE realizowanych przez firmę w...
Szymon Witoszek

Szymon Witoszek: Energia z OZE staje się tańsza. Czy zacznie dominować?

Rozmawiamy z Szymonem Witoszkiem, Dyrektorem Rozwoju ONDE S.A., o liberalizacji zasady 10H, trendach na Towarowej Giełdzie Energii oraz o podejściu do wielkości i dyspozycyjności...
Arkadiusz Marat

Arkadiusz Marat: Magazyny energii znaczącym elementem transformacji energetycznej

Rozmowa z Arkadiuszem Maratem, Prezesem Zarządu ELMECH-ASE o rozwoju polskiego rynku magazynowania energii. Czym zajmuje się Państwa firma? Zajmujemy się projektowaniem i produkcją elektroniki i energoelektroniki od ponad 30...
Maciej Mazur

Maciej Mazur: Naszą misją jest zdynamizowanie rozwoju zeroemisyjnego transportu

Rozmowa z Maciejem Mazurem, Dyrektorem Zarządzającym Polskiego Stowarzyszenia Paliw Alternatywnych (PSPA), o rozwoju zeroemisyjnego transportu w Polsce i w Europie oraz o inicjatywach PSPA...
Stanisław Toborek, ZPUE S.A.

Stanisław Toborek: Stacje ładowania pojazdów – gdy technologia spotyka design

Rozmowa ze Stanisławem Toborkiem, Dyrektorem Departamentu Sprzedaży Krajowej ZPUE S.A., o roli jaką ZPUE planuje odegrać w elektromobilnej rewolucji.   Co spowodowało, że ZPUE, producent stacji...

BĄDŹMY W KONTAKCIE

zielona energia w służbie przedsiębiorczości

Zielona energia w służbie przedsiębiorczości

Polskie Stowarzyszenie Magazynowania Energii oraz Energetyczny Klaster Oławski EKO zapraszają do udziału w konferencji poświęconej tematowi: Zielona energia w służbie przedsiębiorczości. Program konferencji Konferencja odbędzie się w...
Lublin Konferencje techniczne

Poznaj efektywne strategie dla działów Utrzymania Ruchu – Konferencja Techniczna w Lublinie!

Agenda Konferencji Technicznej „Niezawodność i Utrzymanie Ruchu w zakładach produkcyjnych” wypełniona w 100%. Spotkanie specjalistów z działów Utrzymania Ruchu już 21 czerwca w Lublinie...
konferencje techniczne Lublin

Cyfryzacja procesów produkcyjnych i integracja systemów – przegląd najnowszych trendów

Już 22 czerwca w Lublinie (Hotel Focus Premium Lublin Conference & Spa) odbędzie się wydarzenie skierowane do specjalistów szukających innowacji i kreatywnych rozwiązań w...
Czas na ESG

Czas na ESG!

W dniach 28-29 września 2022 r. zapraszamy Państwa do udziału w wyjątkowym wydarzeniu – konferencji „Czas na ESG!”, która odbędzie się w Centrum Konferencyjnym...
smart cities

Energetyczny rozwój Smart Cities

Idea Smart Cities opiera się na rozwoju inteligentnych miast, w których ważnym elementem jest zero emisyjność i wykorzystywanie nowoczesnych technologii w różnych obszarach. Na...

Baza wiedzy