Chociaż magazyny energii oferują szereg korzyści, ich efektywna praca może być zagrożona przez różnego rodzaju problemy. W tym artykule przyjrzymy się tym wyzwaniom, aby pomóc instalatorom systemów fotowoltaicznych w projektowaniu i instalowaniu wydajnych systemów opartych na magazynach energii.
Wyzwania wpływające na wydajność akumulatorów.
Głębokość rozładowania (Depth of Discharge, DoD).
Stopień rozładowania akumulatora wpływa na jego żywotność. Głębsze rozładowania bardziej obciążają ogniwa, skracając ich ogólną liczbę cykli ładowania i rozładowania. Optymalna wydajność wymaga zarządzania głębokością rozładowania, aby utrzymać równowagę między magazynowaniem energii, a zachowaniem sprawności magazynu.
Ilość cykli pracy i prędkość ładowania.
Każdy magazyn ma ograniczoną liczbę cykli ładowania i rozładowania zanim jego pojemność zacznie spadać. Szybkie ładowanie lub rozładowanie przy wysokich natężeniach prądu może szybciej degradować ogniwa. Aby wydłużyć żywotność magazynu, ważne jest zrównoważenie częstotliwości cykli ładowania i rozładowania oraz zapewnienie kontrolowanego cyklu.
Przeładowanie i głębokie rozładowanie.
Przeładowanie prowadzi do nadmiernego wytwarzania ciepła i może uszkodzić magazyn energii. Podobnie, głębokie rozładowanie może nadwyrężyć ogniwa i zmniejszyć ich pojemność. Wdrożenie skutecznych systemów w celu zapobiegania przeładowaniu lub głębokiemu rozładowaniu jest kluczowe, a za ten cykl odpowiada BMS (Battery Management System).
Starzenie się i degradacja.
Wraz z upływem czasu wydajność magazynu stopniowo maleje. Czynniki, takie jak, sposób użytkowania, warunki środowiskowe i liczba cykli ładowania, wpływają na tempo degradacji. Regularne monitorowanie i konserwacja ogniw magazynu energii w oparciu o ich cykl życia są niezbędne do utrzymania optymalnej wydajności.
Niezgodne komponenty i nieefektywność.
Niezgodność między magazynami, falownikami lub regulatorami ładowania może prowadzić do nieefektywności działania systemu. Niezgodne komponenty mogą nie działać optymalnie razem, co wpływa na ogólną wydajność systemu. Aby uniknąć takich problemów, kluczowe jest zapewnienie zgodności i właściwego projektu systemu.
Kluczowe kwestie dotyczące systemu zarządzania magazynowaniem energii słonecznej
Aby zoptymalizować zarządzanie systemem magazynowania energii, ważne jest odpowiednie dobranie pojemności magazynu. Należy wziąć pod uwagę zapotrzebowanie na energię elektryczną przez użytkownika oraz uwzględnić moc instalacji fotowoltaicznej oraz falownika. Przed wyborem magazynu zalecamy przeprowadzenie audytu zapotrzebowania energii w gospodarstwie domowym. Należy wziąć pod uwagę jakie obwody zasilania mają być zasilane z magazynu po zachodzie słońca. Kluczową kwestią jest również analiza ilości energii elektrycznej zgromadzonej w magazynie energii (wyrażona w kWh). Nie można przekroczyć maksymalnej wydajności magazynu energii, a im więcej urządzeń podłączymy, tym krócej będziemy mogli korzystać z jego zgromadzonych zasobów. Audyt doświadczonego elektryka, jakość instalacji, zrównoważenie faz i wybór obwodów do zasilania + zasilania awaryjnego jest kluczowy, abyśmy mogli efektywnie wykorzystać nasz magazyn.
Wpływ temperatury
Klimat w Europie jest różnorodny, a wahania temperatury mogą wpływać na wydajność magazynu. Niskie temperatury mogą zmniejszyć wydajność urządzenia, natomiast wysokie temperatury mogą przyspieszyć jego degradację.
Obecnie w naszym klimacie, nie zaleca się stosowania do użytku domowego zewnętrznych magazynów energii nawet przy spełnionej normie IP65 chyba, że posiadają podgrzewane ogniwa. Optymalna praca naszego magazynu wraz z zachowaniem wszystkich parametrów podanych w Karcie Produktu będzie zachowana przy 20oC. Należy pamiętać o tym, że podany w Karcie Produktu zakres temperatury pracy od -15 do + 45oC nie oznacza optymalnego środowiska pracy.
Inteligentne systemy zarządzania bateriami (BMS)
Inwestycja w niezawodny system BMS jest kluczowa dla skutecznego zarządzania akumulatorem. BMS monitoruje kluczowe parametry, takie jak: napięcie, prąd i temperaturę, zapobiegając przeładowaniu lub głębokiemu rozładowaniu. Ta technologia pomaga utrzymać dobry stan techniczny, wydłużając żywotność i zapewniając stałą wydajność urządzenia. Większość obecnie produkowanych magazynów energii w oparciu o ogniwa LiFePO4, w tym wszystkie modele oferowane przez V-TAC, mają wbudowane systemy BMS. Niemniej jednak, to falownik zarządza wszelkimi nastawami ładowania, rozładowania oraz zabezpieczeniami naszego magazynu energii. Prawidłowy odczyt danych poprzez porty komunikacyjne, pozwala na bieżącą kontrolę pracy całego systemu i chroni magazyn energii przed niekorzystnymi warunkami pracy.
Integracja z siecią i falownikami
Płynna integracja akumulatorów z siecią i falownikami jest niezbędna dla efektywnego przepływu energii. Zalecamy zastosowanie inteligentnych falowników, które mogą komunikować się z systemem zarządzania magazynem, umożliwiając dostosowanie ustawień w czasie rzeczywistym w oparciu o zapotrzebowanie i dostępność energii. Obecnie najpopularniejszym rozwiązaniem są falowniki hybrydowe, przystosowane do pracy z magazynami energii różnych producentów, w tym falowniki hybrydowe V-TAC / DEYE lub rozwiązania oparte na hermetycznym systemie, gdzie falowniki współpracują z magazynami energii tego samego producenta. Na stronie https://www.vtacexports.com/poland/ na Karcie Produktu każdego magazynu, w sekcji Do Pobrania, znajduje się plik z listą kompatybilnych urządzeń.
Niekontrolowane nagromadzenie lodu może prowadzić do uszkodzeń mechanicznych, takich jak pęknięcia komponentów czy zwiększone zużycie elementów ruchomych. Regularne odszranianie zapobiega tym problemom i przyczynia się do dłuższej żywotności całego systemu.
Wysoko czy niskonapięciowe magazyny energii?
Magazyny niskonapięciowe
Magazyny niskonapięciowe przechowują energię elektryczną w niskich napięciach. Zazwyczaj wykorzystują akumulatory o niskiej mocy, takie jak ołowiowo-kwasowe baterie, litowo-jonowe ogniwa lub super kondensatory. Charakteryzują się stosunkowo niskimi kosztami instalacji i utrzymania, co czyni je popularnymi rozwiązaniami zarówno w gospodarstwach domowych, jak i w mniejszych budynkach komercyjnych. Obecnie jest to jedno z najtańszych rozwiązań oferowanych na rynku. Magazyny niskonapięciowe są tańsze w zakupie i instalacji, niż ich odpowiedniki wysokonapięciowe, dzięki wykorzystaniu mniej zaawansowanych technologii i tańszych ogniw. Łatwa instalacja – dzięki niskiemu napięciu, instalacja i konserwacja tych magazynów jest znacznie prostsza, a cały system jest bardziej elastyczny. Bezpieczeństwo – magazyny niskonapięciowe są bezpieczne w obsłudze i mogą być stosowane w bliższym sąsiedztwie ludzi, co jest kluczowe w przypadku magazynów stosowanych w budynkach mieszkalnych. Magazyny niskonapięciowe mają jednak zdecydowanie niższą wydajność niż magazyny wysokonapięciowe.
Magazyny wysokonapięciowe.
Magazyny wysokonapięciowe operują na znacznie wyższych napięciach, zaczynających się od 160-200V. Oparte są na zaawansowanych technologiach, takich jak: przetwornice, ogniwa paliwowe, czy super kondensatory o większej pojemności. Te magazyny energii charakteryzują się większą wydajnością ale zwykle są bardziej skomplikowane i kosztowne w zakupie oraz utrzymaniu. Magazyny wysokonapięciowe mają zazwyczaj większą pojemność, umożliwiając przechowywanie większej ilości energii, co jest szczególnie ważne w dużych systemach elektroenergetycznych. Magazyny wysokonapięciowe są zwykle bardziej wydajne, co przekłada się na mniejsze straty energii podczas procesu magazynowania i oddawania jej do sieci.
Obecnie w komercyjnych rozwiązaniach domowych, głównie z uwagi na cenę, gdzie technologia magazynowania energii staje się coraz bardziej dostępna dla konsumenta, stosuje się niskonapięciowe magazyny energii. Są one odpowiednie dla małych instalacji, gospodarstw domowych i mniejszych budynków, ze względu na niższe koszty, łatwiejszą instalację i bezpieczeństwo
Analiza ekonomiczna
Ocena opłacalności ekonomicznej magazynowania energii jest kluczowa. Inwestorzy powinni przeanalizować koszty i korzyści wynikające z wdrożenia w połączeniu z instalacją fotowoltaiczną. Należy wziąć pod uwagę takie czynniki jak dotacje rządowe, regulacje rynku energii oraz możliwość uzyskania niezależności od sieci.
W ofercie V-TAC obecnie znajduje się szeroki asortyment niskonapięciowych magazynów energii od 5kWh do 61,44 kWh, szczególnie dedykowanych do niskonapięciowych inwerterów hybrydowych DEYE, znajdujących się w ofercie pod marką własną V-TAC.
Jako jeden z kluczowych importerów marki DEYE na rynek europejski wraz z zacieśnianiem współpracy z naszym Partnerem stworzyliśmy markę własną OEM V-TAC / DEYE dedykowaną dla gospodarstw domowych lub firm oraz znajdujemy się na liście rekomendacyjnej DEYE.
W celu zapoznania się ze szczegółową ofertą odwiedź nasz sklep B2B lub napisz na bok@vtac.com.pl
Autorzy: Sebastian Lachowski, Marek Kotecki
