Nowoczesne magazyny energii fotowoltaicznej – czy firma może być samowystarczalna energetycznie?

Do tej pory pojęcie samowystarczalności energetycznej było najczęściej kojarzone z proekologiczną filozofią życia – filozofią, która polega na ograniczeniu negatywnego wpływu na środowisko w tak dalekim stopniu, jak to tylko możliwe i praktyczne. Pokłosiem nieustannie rosnącej popularności trendu zero waste stał się wyścig o pozyskiwanie energii z odnawialnych źródeł. Z czasem okazało się, że produkcja energii z OZE może być naprawdę opłacalna. Od lat na rynku widzimy zatrzęsienie firm, które zajmują się montażem paneli fotowoltaicznych. Ale czy w przypadku budynku biurowego się to sprawdzi? Czy można zaimplementować te rozwiązania w obiektach przemysłowych i uzyskać niezależność energetyczną?

I tak, i nie. Dlaczego?

Należy pamiętać, że ogromny wzrost popytu na pozyskiwanie energii z promieniowania słonecznego zaowocował powstaniem setek firm świadczących usługi w tej branży. Konkurencja na rynku OZE jest na tyle duża, że firmy walczą o klienta w każdy możliwy sposób. Najpotężniejszym narzędziem od zawsze była cena. Paradoksalnie, to ten czynnik wpływa na niską opłacalność inwestycji. Tanie panele są zawsze gorszej jakości. Rozwiązania dla przemysłu posiadające niezbędne atesty i aprobaty techniczne uzyskane w warunkach konkretnej strefy klimatycznej (wpływ warunków atmosferycznych, różnice temperatur między zimą, a latem) są droższe od rozwiązań dla instalacji przydomowych. Ma to głównie związek z jakością i wytrzymałością zastosowanych komponentów. Wysokiej jakości panele i instalacje pozwalają na bezawaryjne użytkowanie i 25 lat gwarancji producenta.

Sprawdź także Elektroenergetyka w obliczu kryzysu klimatycznego

Jak instalacja fotowoltaiczna wygląda cenowo?

Instalacja fotowoltaiczna o mocy 300 kW to koszt około 840 tys. zł netto. Przy obecnych cenach energii i podwyższonej wydajności przemysłowych paneli instalacja może zapewnić zwrot inwestycji na poziomie 30%, zatem całość zwróci się po około 3,3 latach. Ale czy to wystarczy? Czy samo zainstalowanie paneli fotowoltaicznych jest rozwiązaniem, które uniezależni nas energetycznie?

Niestety nie. Zgodnie z obecnymi przepisami nie jesteśmy w stanie się całkowicie uniezależnić energetycznie – możemy jedynie ograniczyć do minimum pobór prądu od operatora. Stawiając instalację PV rozwiązujemy jedynie problem dostarczania energii do danego obiektu. W pierwszej kolejności powinniśmy zadbać o zmniejszenie zapotrzebowania na media. To powinien być punkt wyjściowy do naszych obliczeń.

Do najprostszych, a zarazem najskuteczniejszych sposobów należy wymiana oświetlenia na ledowe. Obecne diody LED oferowane na rynku cechują się wysoką wydajnością, długowiecznością i niskim poborem mocy. Kolejnym krokiem powinno być wdrożenie inteligentnych systemów sterowania oświetleniem i energooszczędnych systemów HVAC. Tutaj z pomocą przychodzą wyspecjalizowane firmy, które przeprowadzają audyt energetyczny naszego budynku, dokładnie badają pobór mocy w poszczególnych miejscach i pomagają dobrać system zarządzania energią, który w znaczący sposób wpłynie na uzyskanie oszczędności. Przykładem zastosowania takiego systemu może być oświetlony parking i rampa rozładunkowa, które dzięki zastosowaniu czujników na podczerwień oświetlają się dopiero w momencie wjechania samochodu ciężarowego, zaś przy braku aktywności latarnie wprowadzone w tryb czuwania emitują jedynie delikatną poświatę pozwalającą na swobodne poruszanie się po parkingu. Podobne systemy mogą być zastosowane w halach ze zautomatyzowanymi liniami produkcyjnymi, które włączają oświetlenie dopiero w momencie pojawienia się operatora.

Po rozwiązaniu kwestii poboru prądu, warto zredukować straty ciepła do minimum uszczelniając budynek tam, gdzie to konieczne, a następnie obniżyć koszty ogrzewania np. dzięki zastosowaniu solarów słonecznych lub dobrej jakości promienników ciepła. W drugim przypadku, ze względu na wysokie pobory energii, rekomendowane jest korzystanie z paneli fotowoltaicznych jako źródła zasilania.

Ostatnim, a zarazem najważniejszym krokiem, który odciąży nas energetycznie jest stworzenie instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii, która będzie działała nawet w przypadku awarii zasilania. Paradoksalnie, instalacje fotowoltaiczne posiadają zaimplementowane systemy, które wyłączają ich pracę, kiedy w sieci zabraknie prądu. Dzieje się tak ze względu na bezpieczeństwo i wysokie koszty niezbędnego oprzyrządowania takiego jak magazyny energii czy inwertery zamieniające prąd stały na prąd zmienny. Tutaj też nie warto oszczędzać – pomimo tego, że stacje zasilania i magazyny kosztują nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych za sztukę – może się to okazać niewielką ceną w porównaniu do konieczności wstrzymania produkcji, co niemal zawsze skutkuje poważnymi stratami.

Czym są magazyny energii fotowoltaicznej?

Magazyny energii do fotowoltaiki to baterie wyposażone w litowo-żelazowo-fosforanowe ogniwa charakteryzujące się wysoką gęstością energii i niskimi wartościami samorozładowania. Magazyny energii pozwalają – jak sama nazwa wskazuje – na zmagazynowanie prądu wyprodukowanego przez instalację PV. Instalacja nie pozwala na wysłanie wyprodukowanej energii do sieci – co następuje dopiero w momencie wystąpienia niedoboru energii elektrycznej. Nowoczesne magazyny energii fotowoltaicznej pełnią również funkcję awaryjnego zasilania (UPS). Od 1 kwietnia 2022 r. obowiązuje system rozliczania Net-Billing polegający na sprzedaży nadwyżki energii do operatora, bez możliwości magazynowania energii w sieci – jedynym sposobem na magazynowanie energii elektrycznej będą stacjonarne magazyny.

Od czego zależy cena magazynu energii do fotowoltaiki?

Jaka jest cena magazynu energii? To zależy. Kluczowymi czynnikami wpływającymi na cenę powyższych urządzeń są pojemność, gabaryty, rodzaje zastosowanych ogniw, a także rodzaje systemów sterujących gospodarką energetyczną zastosowanych w instalacji.

W przypadku trójfazowego magazynu energii o pojemności 40 kWh, mocy ciągłej 22 kW i chwilowej sięgającej 44 kW trzeba liczyć się z kosztem 200 tys. zł netto. Dla porównania, magazyn energii o podobnych parametrach, lecz z pojemnością 5 kWh to koszt około 15 tys. zł netto. Jak widać na tym przykładzie, nie ma z góry ustalonej ceny magazynów energii. Wartość instalacji jest ściśle zależna od wymogów inwestora.

Warto dodać, że rząd zapowiada dopłaty do magazynów energii w programie Mój Prąd 2022.

Jak podłączyć magazyn energii fotowoltaicznej?

Aby połączyć istniejącą instalację fotowoltaiczną z magazynem energii w pierwszym kroku należy przeprowadzić wcześniej wspomniany audyt energetyczny, aby poznać zapotrzebowanie na energię i wydajność instalacji. Następnie, należy dobrać odpowiednie komponenty niezbędne, aby podłączyć magazyn energii do fotowoltaiki. Wśród nich znajdziemy inwertery, przewody, regulator ładowania zabezpieczający magazyn energii przed przeładowaniem i oprogramowanie zarządzające energią w postaci aplikacji.

Magazyny energii elektrycznej mogą być montowane na ścianach, co pozwala na zaoszczędzenie przestrzeni wewnątrz budynku.

Podsumowując, rozwój technologii pozwala obecnie na częściowe uzyskanie neutralności energetycznej dzięki zastosowaniu instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii. Jako, że to dopiero początki “rewolucji energetycznej” – dostępne na rynku rozwiązania nie należą do tanich, ale w wymierny sposób obniżają koszty utrzymania firmy. Inwestowanie w OZE powinno się traktować jak inwestycję długoterminową. Oczywiście kompleksowe rozwiązania nie są uniwersalne i nie sprawdzą się dla każdego. Warto jednak przeprowadzić audyt energetyczny w swojej firmie i zastanowić się, czy można wdrożyć chociaż część z proponowanych przez nas rozwiązań w celu wygenerowania oszczędności. W przypadku budowy nowych obiektów polecamy uwzględnienie magazynów energii elektrycznej, tj. inteligentnych systemów zarządzania energią i zasilania alternatywnymi źródłami już w fazie projektowej – dzięki temu inwestycja poniesiona na samym początku zacznie na siebie zarabiać już od pierwszego dnia.

Autor: Elżbieta Grosiak-Ignasiak