Dlaczego w magazynach energii ważna jest nie tylko nominalna pojemność, ale również pozostałe parametry elektryczne?
Coraz więcej domów i przedsiębiorstw decyduje się na instalację paneli fotowoltaicznych w połączeniu z magazynem energii, ponieważ magazyny energii umożliwiają przechowywanie nadwyżek wyprodukowanej energii na późniejsze zużycie. Jednak przy wyborze odpowiedniego magazynu energii warto zwrócić uwagę nie tylko na jego nominalną pojemność, ale także na inne, równie istotne parametry, takie jak prąd i moc rozładowania/ładowania oraz wziąć pod uwagę wpływ temperatury na jego działanie.
Nominalna pojemność magazynu energii (wyrażana w kilowatogodzinach (kWh)) określa jaką maksymalną ilość energii może on przechowywać - czyli pełne naładowanie magazynu, od zera do maksimum jego możliwości. Jest to podstawowy parametr, na który zwraca uwagę większość osób dobierając magazyn energii do swojej instalacji. Warto jednak zwrócić uwagę, że nominalna pojemność to nie to samo co pojemność użytkowa, a to ona tak naprawdę pokazuje nam faktyczną ilość energii którą możemy wykorzystać w codziennym użytkowaniu.
Zazwyczaj, przy najpopularniejszej obecnie technologii ogniw do takich magazynów czyli LFP, pojemność użytkowa to około 90% pojemności nominalnej. Dzieje się tak ponieważ magazyn energii nie może zostać rozładowany do 0. Stąd 10% jest pozostawionych jako "żelazna" rezerwa. Bywa to również określane jako głębokość rozładowania, czyli DoD (Depth of Discharge). Bardzo uproszczając - DoD to procentowo pojemność użytkowa, ale wyrażona w procentach i liczona od pełnego naładowania akumulatorów. Przykładowo dla magazynu energii 10 kWh nominalnie pojemności - DoD 85% to znaczy, że z 10 kWh możemy pobrać 8,5 kWh (85%), a pozostałe 1,5 kWh (15%) jest traktowane jako nienaruszalna rezerwa.
Warto również mieć z tyłu głowy, że magazyn energii również potrzebuje się "jakoś" zasilić. Większość magazynów energii zasila się sama, z tego co ma w magazynie energii. Jednak w przypadku kiedy już dojdzie do "żelaznej rezerwy" zacznie pobierać energię ze strony AC. Jest to konieczne, aby magazyn sam nie rozładował się do 0 czyniąc go de facto uszkodzonym, niezdatnym do użytku i wymagającym wymiany. Na całe szczęście, są to wartości rzędu parudziesięciu watów i nie trzeba mieć obaw, że jego autokonserwacja znacznie podniesie rachunek za energię elektryczną.
Jednak sama pojemność nie daje pełnego obrazu efektywności magazynu energii w praktycznym zastosowaniu.
Prąd oraz powiązana z nią moc ładowania i rozładowania magazynu energii określa, jak szybko energia może być wprowadzana do magazynu i z niego pobierana. Jest to kluczowa wartość, szczególnie w przypadku zmiennych warunków pracy instalacji fotowoltaicznych, kiedy to walczymy, aby zmaksymalizować autokonsumpcję, jak również, aby jak najwięcej energii z nadwyżek zebrać do magazynu energii.
Moc ładowania/rozładowania wskazuje na maksymalną ilość energii, która może być dostarczona lub odebrana przez magazyn i jest wyrażana w kW. Co ciekawe, nie zawsze musi być ona taka sama. Wiele magazynów energii może mieć różną moc ładowania w stosunku do rozładowania, jednak nie są to wielkie różnice (większość zamyka się w około 10% na korzyść rozładowania). Z mocą nierozłącznie powiązany jest prąd ładowania/rozładowania.
Jeśli falownik do którego jest przyłączony magazyn energii ma niski prąd lub moc ładowania/rozładowania, może to prowadzić do sytuacji, w której nie będzie w stanie szybko dostarczyć wystarczającej ilości energii podczas wysokiego zapotrzebowania, ponieważ magazyn energii będzie ograniczany przez falownik. Może to również wpływać na efektywność ładowania magazynu podczas słonecznych dni, gdy produkcja energii z paneli fotowoltaicznych jest najwyższa, część energii będzie eksportowana do sieci, zamiast trafić do magazynu.
Falownik 10 kW o mocy ładowania i rozładowania 10 kW oraz maksymalnym prądzie z/do magazynu 20A, połączony z magazynem o prądzie ładowania i rozładowania 25A/25A i napięciu znamionowym 400V DC.
W takim przypadku wydaje się że moc ładowania/rozładowania magazynu energii będzie wynosiła 10 kW (25A * 400V) i całość energii falownik będzie mógł przekazać do magazynu. Jednak max. prąd falownika do/z magazynu to 20A. Zatem maksymalna moc ładowania/rozładowania wynosić będzie 8 kW.
W momentach szczytowej produkcji (10 kW) nie będzie w stanie w całości przyjąć produkcji z DC i pozostałe 2 kW zostaną wyeksportowane do sieci (o ile nie będzie żadnych dodatkowych odbiorów).
Należy również wspomnieć parę słów o napięciu magazynu energii. Jest to o tyle istotne, że przy niewłaściwym doborze napięcia różne falowniki mają różne zakresy napięć wejściowych, co może definiować nam pojemność magazynu. Jeżeli chcemy przyłączyć magazyn wysokonapięciowy łączonymi szeregowo, gdzie napięcie pojedynczego bloku magazynu energii wynosi 52V, a zakres napięć wejściowych DC bat do falownika wynosi 120-800V, to nie wystarczy nam jeden "bloczek". Aby osiągnąć wymagane napięcie przy połączeniach szeregowych, musimy zainstalować co najmniej 3 takie moduły. Oraz w drugą stronę - nie można przekroczyć maksymalnego napięcia z magazynu energii. O ile zbyt małe napięcie nie zostanie wykryte przez falownik bądź potraktowane jako błąd i zgłosi problem, o tyle za wysokie może doprowadzić do uszkodzenia falownika, co niestety przez żadnego producenta nie jest objęte gwarancją.
