Cztery najczęstsze błędy przy integracji instalacji PV z magazynem energii (i jak ich uniknąć)

Czas czytania: 9 minut

Integracja przemysłowej instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii to decyzja, która ma wpływ nie na kilka miesięcy, lecz na kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt lat funkcjonowania zakładu.

Na papierze wygląda to prosto: mamy panele, mamy falowniki, dokładamy baterię i cieszymy się niższymi rachunkami za energię oraz większą niezależnością od sieci.

W praktyce okazuje się jednak, że to nie układanka dla dzieci, ale skomplikowany projekt inżynierski, gdzie jeden źle dobrany element potrafi wywrócić rachunek ekonomiczny do góry nogami.

Na świecie, niezależnie od szerokości geograficznej, inwestorzy i projektanci powtarzają te same błędy. Widzimy je w Polsce, gdzie dynamicznie rozwija się rynek fotowoltaiki, ale także w Niemczech czy Hiszpanii, które mają dłuższą historię integracji PV z magazynami. Najczęściej pojawiają się cztery problemy.

Zbyt mała pojemność magazynu energii, brak inteligentnego systemu zarządzania EMS, niedoszacowanie chłodzenia baterii oraz pomijanie formalności związanych z operatorem sieci. Wystarczy uniknąć tych czterech przeszkód, aby inwestycja miała szansę na bezproblemowe działanie przez kolejne dwie dekady.

W tym artykule przyjrzymy się każdemu z tych błędów osobno.

Nie po to, by kogokolwiek straszyć, ale aby pokazać realne ryzyka i sposoby, jak je ominąć.

Bo dobrze zaplanowany system PV z magazynem energii to narzędzie, które zwiększa konkurencyjność firmy, daje oszczędności i realnie wpływa na bezpieczeństwo energetyczne przedsiębiorstwa.

 

1. Zbyt mały magazyn energii – kiedy „średnia" pojemność staje się pułapką

To najczęstszy i najłatwiejszy do zrozumienia błąd, a mimo to powtarza się w tysiącach inwestycji. Firmy często wybierają magazyn o pojemności 200 czy 300 kilowatogodzin, bo wydaje się, że to „optymalna wielkość" dla średniego zakładu. Problem w tym, że realne zużycie energii w przemyśle potrafi być kilkukrotnie wyższe.

Przykładowo, zakład produkcyjny o mocy przyłączeniowej 1 MW w ciągu dnia zużywa około 800 do 1200 kilowatogodzin. Jeśli podłączymy do takiego zakładu magazyn o pojemności 200 kWh, to rozładuje się on w ciągu mniej niż jednej godziny.

Efekt? Zamiast oszczędzać, przedsiębiorstwo ma dodatkowy element infrastruktury, który nie spełnia swojej funkcji.

Można to porównać do kupna małego powerbanku do telefonu. Na półce wygląda atrakcyjnie, bo jest tani i kompaktowy. Ale jeśli Twój smartfon rozładowuje się dwa razy dziennie, to taki powerbank wystarczy tylko na jedno awaryjne doładowanie. Potem i tak wracasz do gniazdka.

W skali przemysłowej oznacza to stratę pieniędzy i brak realnych efektów optymalizacji.

Dlatego fundamentem każdego projektu jest analiza profilu zużycia energii w zakładzie.

Nie wystarczy spojrzeć na faktury z jednego miesiąca. Trzeba zebrać dane z co najmniej dwunastu miesięcy i przeanalizować je godzinę po godzinie. Wtedy okazuje się, że w jednym miesiącu średnie zużycie wynosi 600 kWh, ale w okresie letnich upałów albo w czasie intensywnej produkcji sięga nawet 1500 kWh.

Dobór magazynu energii powinien odpowiadać na pytanie: ile godzin pracy zakładu przy średnim obciążeniu chcemy pokryć z baterii?

Praktyka pokazuje, że minimalnym standardem jest pojemność odpowiadająca dwóm lub trzem godzinom pracy zakładu. Dopiero wtedy magazyn spełnia swoje zadania: pozwala łagodzić szczyty mocy, zasila zakład w krytycznych momentach i umożliwia optymalizację kosztów przy zmiennych cenach energii.

 

2. Brak systemu EMS – czyli dlaczego magazyn bez mózgu to tylko akumulator

Drugi błąd nie jest tak widoczny jak za mała pojemność, ale w dłuższej perspektywie okazuje się jeszcze bardziej kosztowny.

Chodzi o brak systemu EMS, czyli Energy Management System. Bez tego inteligentnego sterownika magazyn energii ładuje się wtedy, kiedy świeci słońce, a rozładowuje wtedy, gdy akurat występuje zapotrzebowanie. Na pierwszy rzut oka wygląda to logicznie.

Ale w praktyce prowadzi do absurdów.

Wyobraźmy sobie, że słońce świeci mocno w południe, więc magazyn zapełnia się do pełna. Tymczasem energia jest w tym czasie tania, bo wszyscy producenci PV dostarczają ją do sieci.

Późnym wieczorem zakład pobiera energię z magazynu, ale cena energii z sieci jest równie niska. Efekt: zamiast oszczędzać, przedsiębiorstwo ponosi dodatkowe koszty związane z obsługą baterii.

EMS działa jak mózg całego systemu. Uwzględnia nie tylko bieżącą produkcję i zużycie, ale także prognozy pogody, ceny energii na giełdzie i indywidualny profil zużycia zakładu.

Dzięki temu magazyn ładuje się wtedy, gdy energia jest naprawdę tania, a rozładowuje wtedy, gdy jej koszt rynkowy rośnie.

W Niemczech czy Hiszpanii EMS coraz częściej współpracuje z agregatorami usług elastyczności, czyli systemami, które pozwalają zarabiać na udostępnianiu energii do bilansowania sieci.

Dla inwestora oznacza to dodatkowe przychody, które mogą wynieść nawet kilkanaście procent rocznie. W Polsce te rozwiązania dopiero się rozwijają, ale trend jest nieunikniony.

Bez EMS magazyn energii jest tylko drogim akumulatorem. Z EMS staje się narzędziem optymalizacji, które wydłuża żywotność baterii i pozwala realnie zarabiać.

 

3. Niedoszacowanie chłodzenia – cichy zabójca ogniw litowo-jonowych

Trzeci błąd jest ukryty głębiej i nie widać go od razu.

Ogniwa litowo-jonowe są bardzo wrażliwe na temperaturę. Badania pokazują, że każdy wzrost średniej temperatury o 10 stopni Celsjusza może skrócić żywotność baterii nawet o połowę.

Jeśli więc projektujemy magazyn o pojemności powyżej 500 kWh, to musi on mieć system aktywnego chłodzenia i kontroli wilgotności.

Wyobraźmy sobie halę produkcyjną, gdzie latem temperatura sięga 35 stopni.

W zamkniętej obudowie baterii robi się jeszcze cieplej. Bez dedykowanego systemu chłodzenia ogniwa nagrzewają się do poziomu krytycznego. Rezultat to szybsza degradacja, a w skrajnych przypadkach ryzyko pożaru.

Wiele projektów zakłada, że naturalna wentylacja wystarczy. Ale to błąd.

Magazyn o dużej pojemności przypomina serwerownię - i tak samo jak w serwerowni, potrzebuje aktywnego systemu HVAC, czyli chłodzenia i kontroli wilgotności powietrza. To nie dodatkowy koszt, ale inwestycja w bezpieczeństwo i dłuższą żywotność.

Normy, takie jak IEC 62933, jasno wskazują minimalne wymagania dla dużych magazynów energii. Czujniki temperatury w każdym module, systemy klimatyzacji z redundancją, monitoring wilgotności – to nie zawracanie sobie głowy, ale konieczność. Regularny serwis HVAC pozwala wydłużyć żywotność baterii nawet o 20 czy 30 procent.

W praktyce oznacza to kilka dodatkowych lat bezawaryjnej pracy i lepsze ROI z całej inwestycji.

 

4.Nieuwzględnienie formalności z operatorem sieci – próg mocy, którego nie wolno przegapić

Ostatni błąd ma charakter biurokratyczny, ale potrafi sparaliżować cały projekt.

W Polsce granicą jest moc przyłączeniowa 50 kW, w Hiszpanii 100 kW, a w Niemczech 135 kW. Każda instalacja przekraczająca ten próg musi być uzgodniona z operatorem sieci dystrybucyjnej. Jeśli inwestor pominie ten etap, uruchomienie systemu może zostać wstrzymane nawet o pół roku.

Zdarza się, że przedsiębiorca buduje instalację, inwestuje w magazyn i dopiero na końcu dowiaduje się, że operator nie wyda zgody na pracę systemu. To jak kupić samochód, zapłacić za ubezpieczenie i paliwo, ale nie mieć prawa jazdy.

Rozwiązanie jest proste, choć wymaga dyscypliny. Procedury związane z operatorem sieci trzeba włączyć do harmonogramu inwestycji już na etapie projektowania. Dokumentacja powinna być przygotowana zgodnie z normą PN-EN 50549, a operator powinien mieć możliwość opiniowania układu jeszcze przed montażem.

Dzięki temu unikamy opóźnień, dodatkowych kosztów i niepotrzebnych nerwów.

Co więcej, wczesna współpraca z operatorem sieci buduje relację opartą na zaufaniu i daje większą elastyczność w przyszłości, gdy zakład będzie chciał rozbudować instalację.

______________________________________________________________________________________

Cztery opisane błędy odpowiadają za ponad 70 procent problemów przy wdrażaniu magazynów energii w przemyśle. Zbyt mała pojemność, brak EMS, niedoszacowanie chłodzenia i nieuwzględnienie formalności z operatorem sieci - to podstwowa lista, którą każdy inwestor powinien sprawdzić, zanim podpisze kontrakt.

Dobra wiadomość jest taka, że wszystkie te problemy można przewidzieć i wyeliminować.

Wystarczy rzetelny audyt energetyczny, planowanie oparte na danych i współpraca z doświadczonymi dostawcami technologii. Dzięki temu instalacja PV z magazynem energii nie stanie się kosztowną lekcją, ale inwestycją, która zwróci się szybciej, niż zakładał biznesplan.

• Dla osób, które chcą zgłębić temat jeszcze szerzej, przygotowaliśmy przewodnik:

           Jak przygotować instalację PV do współpracy z magazynem energii?

 

Jeśli szukasz rozwiązań dostępnych od ręki, sprawdź nasz sklep z transformatorami dośtępnymi od ręki, objętymi gwarancją na 60 miesięcy. Zachęcamy też do zapoznania się z pełną ofertą transformatorów Energeks.

Zapraszamy także do dołączenia do naszej społeczności na LinkedIn, gdzie dzielimy się wiedzą, praktyką i inspiracjami z placów budowy.

Dziękujemy, że poświęciłeś czas na lekturę tego artykułu. Wspólnie możemy tworzyć energetykę, która jest niezawodna, zrównoważona i gotowa na wyzwania przyszłości.

 

Źródła:
International Renewable Energy Agency (IRENA), „Electricity Storage and Renewables: Costs and Markets"
Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, „Battery Storage for Renewables Integration"