Magazyny energii – dzienne, tygodniowe, sezonowe, roczne nierównomierne wytwarzanie energii słonecznej w instalacjach można skompensować przez zastosowanie urządzeń do magazynowania energii. Jakie nowoczesne rozwiązania techniczne nadają się do magazynowania energii słonecznej, a jakie systemy najlepiej nadają się do domowych systemów fotowoltaicznych? Infrastruktura sieci energetycznej się zmienia. Szybki rozwój różnych źródeł odnawialnych, a mianowicie fotowoltaiki słonecznej i generacji wiatrowej, przyspieszył wysiłki na rzecz modernizacji infrastruktury systemu dostaw energii elektrycznej w różnych krajach.
Magazyny energii wsparciem dla sieci energetycznej
Wraz z rozwojem odnawialnych źródeł energii i wzrostem poziomu ich penetracji w systemie energetycznym oraz udziału energii przez nie wytwarzanej, wzrasta zapotrzebowanie na zasoby, które przyczyniają się do elastyczności systemu energetycznego. Zapewnia to utrzymanie jego stabilności dzięki szybkiemu dopasowaniu zapotrzebowania i podaży energii elektrycznej oraz szybkiemu kompensowaniu skoków zużycia zarówno nadwyżki, jak i niedoboru energii. Magazyny energii, które przechowują energię na różnych poziomach, są zaprojektowane tak, aby szybko reagować na system elektroenergetyczny i szybko kontrolować wahania mocy w sekcjach sieci energetycznej.
Istnieje szereg rozwiązań technicznych, które są stosowane w systemach magazynowania działających na terenie całego kraju, dla regionalnego systemu elektroenergetycznego aż do kompensacji zużycia indywidualnego gospodarstwa domowego. Stopień ich stosowalności oceniany jest mocą oraz czasem ich ładowania/rozładowania (a raczej szybkością przekazywania energii i szybkością pochłaniania jej nadmiaru w układzie).
Funkcje baterii dla domowych systemów fotowoltaicznych
Magazyny energii zwiększają własne zużycie z małych instalacji fotowoltaicznych w instalacjach komercyjnych i/lub domowych oraz zwiększają stopień lokalnej penetracji sieci lokalnej. Akumulator pomaga również zmniejszyć wpływ ograniczeń mocy na lokalną sieć energetyczną. Osiąga się to poprzez wykorzystanie magazynowania do wyrównania zapotrzebowania na energię elektryczną dostarczaną do sieci przez właściciela instalacji fotowoltaicznej w taryfie gwarantowanej – wyładowanie do sieci może być ograniczone, jeśli nie pokrywa się z okresami szczytowego zapotrzebowania.
Optymalizacja własnego zużycia energii fotowoltaicznej to tylko jeden z aspektów domowego systemu baterii. Aby odnieść korzyść zarówno dla właściciela instalacji fotowoltaicznej, jak i systemu zasilania, należy uwzględnić harmonogram lokalnego zapotrzebowania na energię w lokalnej sieci elektroenergetycznej.
Szczyt oświetlenia słonecznego z reguły występuje w południe. Jeśli nie kontrolujesz profili mocy fotowoltaicznej i ładowania baterii, to przede wszystkim od samego rana bateria zacznie się ładować aż do pełnego naładowania, a następnie dostępna nadwyżka energii elektrycznej o mocy maksymalnej będzie eksportowana do ogólnej sieci w szczytowym okresie produkcji energii słonecznej.
Takie eksportowe uwolnienie energii może nie odpowiadać okresowi szczytowego zapotrzebowania w sieci lokalnej. Prowadzi to do nadwyżki energii z OZE w stosunku do zapotrzebowania, zwłaszcza w sieciach rozproszonych, co może potencjalnie prowadzić do przepięć sieciowych i awarii.
Systemy magazynowania pozwolą na dokładniejsze obliczenie liczby paneli (i mocy wszystkich elementów systemu), w oparciu nie o minimalną średnią dobową produkcję energii elektrycznej przez moduły fotowoltaiczne, ale z uwzględnieniem całkowitego rzeczywistego zużycia energii zgodnie z wymagania rodziny. Oznacza to, że przy odpowiedniej kombinacji mocy fotowoltaicznej i pojemności baterii zużycie energii słonecznej może być co najmniej dwukrotnie wyższe.
Ogólny wniosek jest taki, że zastosowanie magazynów energii zwiększa atrakcyjność wykorzystania energii słonecznej na potrzeby bytowe oraz przyczynia się do większej penetracji energetyki słonecznej na danym obszarze, przy jednoczesnym zapewnieniu stabilności lokalnej sieci energetycznej. Magazyny energii mogą zwiększyć rzeczywistą wydajność modułów fotowoltaicznych, a nawet obniżyć całkowity koszt instalacji fotowoltaicznych.
Wykorzystanie magazynów energii w przesyle i dystrybucji energii
Odpowiednio zlokalizowane systemy magazynowania energii w infrastrukturze przesyłowej mogą działać jako bufor energii, zmniejszając przeciążenie i pomagając firmom odroczyć kosztowną modernizację sieci energetycznej. Podczas szczytowego zapotrzebowania istniejące linie przesyłowe mogą nie obsługiwać wszystkich podłączonych odbiorców. Przeciążenie sieci może zwiększyć koszty energii. Systemy magazynowania energii pozwalają to zrekompensować. Zainstalowanie magazynu energii po przeciążonym węźle może opóźnić potrzebę modernizacji linii elektroenergetycznej o pewien okres, na przykład kilka lat. Takie systemy mogą być w podobny sposób stosowane w sieciach dystrybucyjnych, stanowiąc doskonałą alternatywę dla wymiany głównych komponentów.
