Magazyn energii do fotowoltaiki – jak dobrać pojemność do domu i instalacji PV?

Magazyn energii pozwala zatrzymać nadwyżki prądu wyprodukowanego przez fotowoltaikę i wykorzystać je wtedy, gdy instalacja PV produkuje niewiele lub wcale – przede wszystkim wieczorem i w nocy. Dzięki temu można zwiększyć autokonsumpcję własnej energii i ograniczyć ilość prądu pobieranego z sieci.

Przy wyborze urządzenia szybko pojawia się jednak pytanie: jaką pojemność magazynu energii wybrać? 5, 10, a może 15 kWh? Nie istnieje jedna wartość odpowiednia dla każdego domu. Moc fotowoltaiki jest ważna, ale jeszcze większe znaczenie ma rzeczywiste zużycie energii i to, o jakich porach domownicy wykorzystują najwięcej prądu.

Na początku warto rozróżnić dwa parametry.

kWp określa moc instalacji fotowoltaicznej, natomiast kWh określa ilość energii, którą może zgromadzić magazyn.

Instalacja fotowoltaiczna o mocy 10 kWp nie oznacza więc automatycznie, że należy zastosować magazyn 10 kWh. Dwie rodziny posiadające identyczne instalacje PV mogą potrzebować zupełnie innych magazynów, jeśli inaczej korzystają z energii.

Przykładowo w domu, który jest pusty od rana do późnego popołudnia, duża część produkcji PV powstaje wtedy, gdy zapotrzebowanie jest niewielkie. Magazyn może przejąć tę nadwyżkę i oddać ją wieczorem. Jeśli natomiast większość energii zużywana jest na bieżąco w ciągu dnia, zapotrzebowanie na pojemność baterii może być mniejsze.

Punktem wyjścia powinny być rachunki za energię oraz profil dobowego zużycia. Warto sprawdzić nie tylko roczne zużycie w kWh, ale przede wszystkim ilość energii pobieranej po zakończeniu największej produkcji z fotowoltaiki.

Przykład: dom zużywa średnio 12 kWh energii na dobę, ale 5 kWh przypada na godziny, w których fotowoltaika pokrywa zapotrzebowanie bezpośrednio. Do zagospodarowania wieczorem i nocą pozostaje około 7 kWh. W takiej sytuacji magazyn o pojemności użytkowej zbliżonej do tego zapotrzebowania może być bardziej racjonalny niż automatyczny zakup baterii 15 czy 20 kWh.

Jako bardzo orientacyjny punkt wyjścia spotyka się zasadę około 1–1,5 kWh pojemności magazynu na 1 kWp instalacji PV, ale nie należy traktować jej jako uniwersalnego wzoru.

Dla typowej domowej instalacji 5 kWp punktem wyjścia może być magazyn około 5–7,5 kWh.

Mniejsza pojemność może wystarczyć w domu o niewielkim zużyciu wieczornym. Jeśli natomiast mieszkańcy wracają do domu po pracy i właśnie wtedy uruchamiane są pralka, zmywarka, piekarnik czy inne urządzenia, warto przeanalizować większą pojemność.

Nie warto jednak kupować dużego magazynu tylko „na zapas”. Jeżeli przez znaczną część roku instalacja nie będzie w stanie regularnie go naładować albo dom nie będzie wykorzystywał zgromadzonej energii, część dostępnej pojemności pozostanie niewykorzystana.

Przy instalacji 8 kWp często naturalnym punktem odniesienia staje się magazyn około 8–12 kWh.

Taka instalacja może obsługiwać gospodarstwo o większym zapotrzebowaniu, dlatego szczególnie istotne jest sprawdzenie profilu zużycia. Innego rozwiązania może potrzebować czteroosobowa rodzina wykorzystująca głównie standardowe urządzenia AGD, a innego dom z klimatyzacją, ogrzewaniem elektrycznym czy innymi większymi odbiornikami.

W praktyce bardzo popularnym rozwiązaniem w tej klasie instalacji może być magazyn około 10 kWh, ale jego dobór zawsze powinien wynikać z konkretnych danych dotyczących domu.

Przy fotowoltaice 10 kWp warto rozważać magazyny w okolicach 10–15 kWh, a przy wysokim zapotrzebowaniu również większe. W przypadku domu z pompą ciepła, klimatyzacją czy dużym zużyciem wieczornym zapotrzebowanie może uzasadniać pojemność 15–20 kWh.

Ponownie – 10 kWp fotowoltaiki nie oznacza automatycznie 10 kWh baterii. Znacznie ważniejsze jest ustalenie, ile nadwyżek PV rzeczywiście powstaje i ile energii dom potrzebuje po zachodzie słońca.

Orientacyjnie można więc przyjąć:

Są to wartości poglądowe, a nie gotowa recepta dla każdego budynku.

Porównując magazyny energii, warto sprawdzić, czy producent podaje pojemność nominalną, czy użytkową.

Pojemność nominalna informuje o całkowitej ilości energii, jaką teoretycznie może przechować bateria. Pojemność użytkowa określa natomiast ilość energii rzeczywiście dostępną do wykorzystania.

Dlatego dwa magazyny opisane jako „10 kWh” nie zawsze muszą oferować dokładnie taką samą ilość energii do dyspozycji użytkownika.

Pojemność mówi, ile energii możemy zgromadzić. Moc ładowania i rozładowania określa natomiast, jak szybko możemy ją pobierać lub oddawać.

Ma to znaczenie, gdy jednocześnie pracuje kilka urządzeń o dużej mocy. Magazyn może mieć dużą pojemność, ale jeśli jego moc wyjściowa jest niewystarczająca, nie będzie w stanie samodzielnie pokryć chwilowego zapotrzebowania wszystkich odbiorników.

Przy wyborze trzeba więc sprawdzić zarówno kWh, jak i kW.

Kolejną kwestią jest kompatybilność. Nie każdy magazyn może współpracować z każdym falownikiem hybrydowym.

Trzeba uwzględnić m.in. napięcie pracy, sposób komunikacji BMS z falownikiem, dopuszczalne prądy ładowania i rozładowania oraz możliwość późniejszego zwiększenia pojemności.

Dlatego przy budowie nowej instalacji wygodnym rozwiązaniem może być gotowy zestaw fotowoltaiczny z magazynem energii, w którym panele, falownik hybrydowy i bateria są dobrane jako jeden współpracujący system.

Nie należy zaczynać od pytania: „mam fotowoltaikę 8 kWp, więc jaki magazyn kupić?”. Lepsza kolejność to:

ile produkuję → ile zużywam na bieżąco → ile zostaje nadwyżki → ile energii potrzebuję wieczorem i w nocy.

Dopiero na tej podstawie można dobrać pojemność magazynu.

W Solfox.eu gotowe zestawy fotowoltaiczne pozwalają dobrać rozwiązanie do różnych wielkości instalacji oraz planowanego sposobu wykorzystania energii. Przy wyborze zestawu warto od razu zastanowić się również nad przyszłością – pompą ciepła, samochodem elektrycznym, klimatyzacją czy innymi urządzeniami, które mogą zwiększyć zapotrzebowanie domu.

Dobrze dobrany magazyn energii nie powinien być ani największy, ani najmniejszy. Powinien być taki, który dom będzie w stanie regularnie ładować i efektywnie wykorzystywać.