Akumulatory do fotowoltaiki – czy to się opłaca?
Opłacalność stosowania akumulatorów do fotowoltaiki od lat stanowi istotne zagadnienie dla osób, które postanowiły zainwestować we własną instalację fotowoltaiczną. Z jednej strony magazynowanie energii elektrycznej pozwala nam zwiększać zużycie wyprodukowanej energii na własne potrzeby oraz zapewnić pewną niezależność od sieci energetycznej w instalacjach off grid oraz hybrydowych. Z drugiej strony zakup magazynu energii wiąże się z dużymi nakładami finansowymi, ze względu na wysokie ceny akumulatorów.
W tym artykule postaramy się odpowiedzieć na pytanie czy warto zainwestować w magazyn energii, szczególnie po zmianach w sposobie rozliczania energii oddanej do sieci, czyli po przejściu z systemu net meteringu na system net-billingu.
Rodzaje akumulatorów do fotowoltaiki
Na magazyn energii elektrycznej pochodzącej z instalacji fotowoltaicznej stosowane są akumulatory kwasowo-ołowiowe, wykonane w technologii AGM lub jako akumulator żelowy, oraz akumulatory litowo-jonowe.
Te pierwsze są historycznie starszym rozwiązaniem. Na magazyn energii w budynkach stosuje się akumulatory AGM. Wyróżniają się dużą trwałością oraz dobrymi parametrami przy pracy cyklicznej, jednak nie lubią głębokiego rozładowania, co oznacza że w celu zapewnienia ich dłuższej trwałości należy zapewnić im minimalny stopień naładowania lub szybko doładować je ponownie po całkowitym rozładowaniu.
Natomiast akumulatory litowo-jonowe cechują się dużą żywotnością ogniw oraz niską masą w stosunku do oferowanej przez nie pojemności. Jednak akumulatory te są droższe w porównaniu z technologią kwasowo-ołowiową.
Należy również wspomnieć, że do przedłużenia żywotności bateria akumulatorów wymaga odpowiedniej temperatury pracy, dlatego pomieszczenie, w którym umieścimy akumulator musi być odpowiednio wentylowane, a sama bateria nie powinna znajdować się blisko źródła ciepła.
Instalacja fotowoltaiczna współpracująca z akumulatorami
Nie każdy falownik może współpracować z akumulatorem. Aby móc magazynować energię pobraną z paneli fotowoltaicznych zakupiony falownik musi być wyposażony w odpowiednie komponenty. Akumulatory fotowoltaiczne mogą być stosowane w instalacjach fotowoltaicznych off grid oraz hybrydowych.
Instalacje off grid
Instalacje off grid są odłączone od sieci energetycznej, zatem energia wyprodukowana przez panele fotowoltaiczne nie jest oddawana do sieci, ale wykorzystywana na bieżące zapotrzebowanie lub magazynowana w akumulatorach do późniejszego wykorzystania.
Instalacje hybrydowe
Instalacje hybrydowe są wyposażone w akumulator, jednak w odróżnieniu od instalacji off grid, sieć energetyczna jest z nimi połączona. Możliwe jest więc oddawanie do niej nadmiaru wyprodukowanej energii oraz pobieranie jej w przypadku gdy produkcja energii elektrycznej jest niewystarczająca do pokrycia zapotrzebowania chwilowego. Dodatkowo, oba typy instalacji fotowoltaicznej mogą wciąż produkować energię elektryczną gdy nastąpi black out sieci, wobec tego działać jako zasilanie awaryjne domu.
Wykorzystanie energii elektrycznej zgromadzonej w akumulatorach
Jak działają akumulatory połączone z instalacją fotowoltaiczną? Zapotrzebowanie na energię elektryczną w typowym gospodarstwie domowym jest największe wczesnym rankiem oraz wieczorem, kiedy to domownicy przebywają w budynku. Jednak to w godzinach słonecznych, czyli południowych, panele fotowoltaiczne produkują najwięcej energii elektrycznej. Wobec tego większość energii produkowanej w ciągu dnia nie jest zużywana na bieżąco tylko oddawana do sieci energetycznej ze stratą zależną od typu rozliczenia energii z operatorem. Wykorzystanie akumulatora wraz z fotowoltaiką pozwala na lepsze wykorzystanie instalacji fotowoltaicznej i zwiększenie autokonsumpcji.
W przypadku firm sytuacja wygląda inaczej. Największe zapotrzebowanie na energię wypada najczęściej w czasie jej największej produkcji przez panele słoneczne, dlatego stopień wykorzystania energii na potrzeby bieżące jest większy. Jednak w przypadku zakładów pracy prąd musi być dostarczany stale nawet, kiedy nikt nie pracuje w biurze. Zazwyczaj konieczne jest podtrzymanie pracy serwerów oraz innego niezbędnego oprzyrządowania. Dzięki akumulatorom, które zostają naładowane w ciągu dnia, możliwe jest dostarczenie darmowej energii do wymagających tego urządzeń.
Dobranie pojemności akumulatorów
Mogłoby się wydawać, że skoro nadmiar wyprodukowanej z fotowoltaiki energii można zachować na później, należałoby zakupić akumulatory do fotowoltaiki o nieograniczonej pojemności. Choć wiemy, że stworzenie takiego magazynu energii jest niemożliwe, to jest ono również nieopłacalne. Należy tu wziąć pod uwagę nie tylko ceny akumulatorów, które na razie są dosyć wysokie, ale i możliwości produkcyjne zamontowanej instalacji fotowoltaicznej. Panele są w stanie wyprodukować tylko określoną ilość energii, która zostanie zmagazynowana, a następnie wykorzystana na użytek własny w czasie gdy nie świeci słońce. Zbyt duży magazyn w stosunku do mocy instalacji fotowoltaicznej sprawi, że nie będzie się dało go napełnić w większość dni w roku, a zatem cała nadmiarowa pojemność będzie nieużyteczna. Zatem podczas doboru akumulatora należy zwrócić szczególną uwagę jak wielka jest nasza instalacja fotowoltaiczna.
Sposób rozliczania nadwyżek energii w systemie net meteringu (do 30 marca 2022 roku) oraz w systemie net-billingu
Do końca marca 2022 roku zasady rozliczania energii pochodzącej z instalacji fotowoltaicznych odbywały się na zasadzie net meteringu. Prosument korzystał z systemu opustów, czyli bezgotówkowego rozliczenia nadwyżek energii. Od energii pobranej z sieci odejmowane było 80% (instalacje do 10kWp) lub 70% (instalacje powyżej 10kWp) energii wyprodukowanej w przydomowej instalacji fotowoltaicznej, a nadwyżka ta mogła być rozliczona w ciągu 12 miesięcy. Prosument nie ponosił kosztów opłaty dystrybucyjnej zmiennej.
Od kwietnia 2022 roku do 30 czerwca 2024 roku cena energii wprowadzanej przez prosumenta do sieci będzie rozliczana na podstawie średniej ceny rynkowej energii z miesiąca poprzedniego. Po tym czasie do użytku wejdzie system rozliczenia na podstawie cen giełdowych godzinowych z Rynku Dnia Następnego (RDN).
Od kwietnia 2022 roku ustawa o OZE wprowadziła rozliczanie nadwyżek energii w systemie net-billingu. W tym systemie rozliczana jest nadwyżka energii nie w postaci jej ilości, ale według jej ceny giełdowej. To znaczy, że za każdą kWh wprowadzoną do sieci otrzymujemy wynagrodzenie na konto prosumenta jako depozyt prosumencki, z którego może być rozliczana kwota wynikająca z zakupu energii podczas braku produkcji z instalacji fotowoltaicznej. Środki te są ważne w ciągu 12 miesięcy od ich zaksięgowania, a ewentualna zwracana nadpłata nie może przekroczyć 20% wartości energii elektrycznej wprowadzonej do sieci w danym miesiącu kalendarzowym. Prosument ponosi koszty opłaty dystrybucyjnej zmiennej.
Obliczenie opłacalności stosowania akumulatorów w instalacjach domowych oraz firmowych
Na podstawie danych dostępnych w rejestrach Polskich Sieci Energetycznych (PSE) dotyczących cen energii godzinowej i miesięcznej na rok 2022 oraz standardowych profili zużycia energii dla taryfy G11 (domowej) i C11 (firmowej) (na podstawie Instrukcji ruchu i eksploatacji sieci dystrybucyjnej firmy Tauron według Karty aktualizacji 22/2021), dokonaliśmy obliczeń rocznych kosztów energii ponoszonych przez użytkowników sieci energetycznej.
Przypadek 1: Instalacja domowa 5,28 kWp
Dane Wejściowe:
- Moc nominalna falownika: 4,5 kW
- Moc nominalna paneli fotowoltaicznych: 5,28 kWp
- Roczne zużycie energii: 6026 kWh
- Roczna produkcja energii z instalacji fotowoltaicznej: 6410 kWh
- Pojemność magazynu energii: 7,1 kWh
- Taryfa energii: G11
- Średnia roczna cena energii: 0,5236 zł/kWh
- Zmienna opłata dystrybucyjna: 0,1824 zł/kWh
Wyniki symulacji rocznych kosztów energii w różnych systemach rozliczeniowych przedstawiono na poniższym wykresie.
Jak można zauważyć, najniższe opłaty za energię elektryczną poniesie prosument rozliczający się według systemu net-meteringu. W przypadku systemu net-billingu o stawkach miesięcznych czy godzinowych koszty rocznej energii wynoszą mniej więcej tyle samo. Wykorzystanie akumulatorów obniża koszty energii o mniej więcej połowę.
Jednak w tym przypadku należy zwrócić uwagę na czas zwrotu z inwestycji w magazyn energii. Korzystając z dofinansowania z programu Mój Prąd (nabór wniosków od 15.04.2022 do 31.03.2023) można uzyskać do 16 000 zł za zakup magazynu energii do instalacji fotowoltaicznej. Biorąc pod uwagę wspomniane dofinansowanie szacowany zwrot z inwestycji w magazyn energii został przedstawiony na poniższym wykresie.
Czas zwrotu z inwestycji, dla przedstawionych danych, jest wyjątkowo wysoki. Oczywiście, jest to obliczone według kosztu magazynu jednego z renomowanych producentów akumulatorów. Na rynku można również znaleźć tańsze pozycje magazynów energii, w których to przypadkach czas zwrotu z inwestycji będzie zapewne niższy.
Przypadek 2: Instalacja firmowa 22,05 kWp
Dane Wejściowe:
- Moc nominalna falownika: 20 kW
- Moc nominalna paneli fotowoltaicznych: 22,05 kWp
- Roczne zużycie energii: 21 576 kWh
- Roczna produkcja energii z instalacji fotowoltaicznej: 22 520 kWh
- Pojemność magazynu energii: 35,5 kWh
- Taryfa energii: C11
- Średnia roczna cena energii: 2,1 zł/kWh
- Zmienna opłata dystrybucyjna: 0,1446 zł/kWh
Wyniki symulacji rocznych kosztów energii w różnych systemach rozliczeniowych przedstawiono na poniższym wykresie.
Również w tym przypadku najkorzystniejszym systemem rozliczania okazuje się net-metering. W przypadku systemu net-billingu rozliczenie według stawek miesięcznych jest o około 1000 zł tańsze niż według stawek godzinowych. Koszt energii elektrycznej zmniejsza się o około połowę przy wykorzystaniu magazynów energii.
Dla firm koszt energii jest znacznie większy niż w przypadku prywatnych użytkowników, dlatego magazyny energii mogą okazać się lepszą inwestycją. Firmy jednak nie mogą liczyć na dofinansowanie z programu Mój Prąd. Szacowany zwrot z inwestycji w magazyn energii dla firm został przedstawiony na poniższym wykresie.
Instalacja ta uzyskała lepszy czas zwrotu z inwestycji niż instalacja dla domu. Tu również został wzięty pod uwagę magazyn oferowany przez renomowanego producenta, zatem możliwe byłoby osiągnięcie szybszego zwrotu.
Wnioski
Na podstawie przedstawionych przypadków można zauważyć, że mimo zmiany sposobu rozliczania wyprodukowanej energii z net-meteringu na net-billing, instalacja fotowoltaiczna dla domu lub firmy wciąż jest opłacalna i może znacznie obniżyć koszty energii. W przedstawionej instalacji domowej obniżenie kosztu energii będzie wynosiło około 75% początkowej ceny, natomiast dla firmy około 61%. Należy również zauważyć, że koszty związane z zakupem energii wciąż rosną, dlatego przedstawiony bilans powinien wyglądać jeszcze korzystniej dla użytkowników zasilających domy własną małą elektrownią fotowoltaiczną.
Opłacalność stosowania magazynów energii jest zależna od wielu czynników, między innymi cen prądu jak i skali instalacji. Dofinansowania mogą wpłynąć na większą chęć konsumentów do zakupu fotowoltaiki wraz z magazynami energii. Nie można również pominąć faktu, że dzięki bateriom akumulatorów użytkownicy mogą stać się niezależni od dostaw prądu od dystrybutora i nawet w przypadku zaniku napięcia w sieci wciąż móc zasilać swoje domy czy firmy. Dlatego nie należy patrzeć jedynie na czas zwrotu z inwestycji.
Przedstawione dane dotyczą tylko dwóch konkretnych instalacji i mogą znacznie różnić się dla innych przypadków zużycia energii oraz możliwości produkcji fotowoltaicznej. Są to też obliczenia przedstawione na podstawie danych z 2022 roku i w kolejnym roku mogą ulec modyfikacji. Jeśli chcą Państwo uzyskać podobny bilans dostosowany dla waszego budynku, zachęcamy do kontaktu z naszymi handlowcami z prośbą o dołączenie takich prognoz do oferty na waszą instalację.