Zestaw fotowoltaiczny z akumulatorami i przetwornicą - jak działa i kiedy się opłaca?

Instalacje fotowoltaiczne cieszą się coraz większą popularnością w Polsce. Standardowy zestaw składa się z paneli PV, falownika i okablowania. Jednak coraz częściej dodaje się do niego również akumulatory, dzięki którym można magazynować niewykorzystaną energię. Warto więc dowiedzieć się, jak działają zestawy fotowoltaiczne z akumulatorami i kiedy się opłaca je montować.

Jak działa zestaw fotowoltaiczny z akumulatorami?

Zasada działania instalacji z akumulatorami jest prosta. Nadwyżki energii wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne, zamiast oddawać do sieci energetycznej, magazynowane są w akumulatorach. Energia zgromadzona w akumulatorach może zostać wykorzystana później, np. w nocy, gdy panele nie produkują prądu lub w przypadku awarii zasilania.

Schemat działania wygląda następująco:

• Promieniowanie słoneczne pada na panele fotowoltaiczne, które zamieniają je na prąd stały (DC).
• Prąd stały trafia do falownika, który zamienia go na prąd przemienny (AC).
• Prąd przemienny zasila najpierw urządzenia w domu.
• Niewykorzystana energia trafia do akumulatorów i jest w nich magazynowana.
• W razie potrzeby energia z akumulatorów może z powrotem zasilać urządzenia w domu.

Cały układ jest sterowany za pomocą kontrolera, który decyduje kiedy ładować akumulatory, a kiedy oddawać z nich energię do odbiorników. Kontroler dba również o optymalny stan naładowania akumulatorów.

Kiedy warto zdecydować się na zestaw z akumulatorami?

Zestawy fotowoltaiczne z akumulatorami mają sens przede wszystkim wtedy, gdy chcemy maksymalnie wykorzystać wyprodukowaną energię na własne potrzeby. Akumulatory pozwolą "zatrzymać" nadwyżki energii z paneli PV i zużyć je później, np. wieczorem lub w pochmurne dni.

Montaż akumulatorów warto rozważyć gdy:

• Mamy duże zapotrzebowanie na energię również po zmroku, a nie chcemy oddawać jej do sieci.
• Chcemy uniezależnić się od dostaw energii w razie awarii sieci energetycznej.
• Mamy niskie zużycie energii w ciągu dnia, a jej nadwyżki mogłyby zostać wykorzystane później.

Im większa pojemność akumulatorów, tym więcej energii jest możliwe do zmagazynowania na później. Dobór właściwej wielkości akumulatorów jest kluczowy.

Ile kosztuje kompletny zestaw fotowoltaiczny z akumulatorami?

Cena zestawu fotowoltaicznego z akumulatorami zależy od kilku czynników:

• Mocy paneli PV - im większa moc, tym koszt wyższy.
• Pojemności akumulatorów - decydują o możliwości magazynowania energii.
• Typu akumulatorów - akumulatory litowo-jonowe są droższe niż kwasowo-ołowiowe.
• Mocy falownika.
• Mocy kontrolera do zarządzania akumulatorami.

Przykładowo, dla instalacji o mocy 5 kWp z akumulatorami litowo-jonowymi o pojemności 10 kWh, koszt całkowity może wynieść ok. 35-45 tys. zł brutto.

Koszt samego magazynu energii, czyli akumulatorów z kontrolerem, to ok. 15-25 tys. zł w tym przykładzie. Należy jednak pamiętać, że im większa pojemność magazynu energii, tym większe możliwości jej magazynowania na własne potrzeby.

Jak dobrać pojemność akumulatorów do instalacji fotowoltaicznej?

Aby poprawnie dobrać pojemność akumulatorów, należy wziąć pod uwagę dwa główne czynniki:

• Zapotrzebowanie na energię - im większe jest zużycie energii po zmroku, tym większa pojemność akumulatorów będzie potrzebna.
• Moc instalacji PV - im większa moc paneli, tym więcej energii mogą wyprodukować, którą należy magazynować.

Dobrą praktyką jest, aby pojemność akumulatorów była dostosowana do 1-2 dniowe zapotrzebowanie na energię. Przy większych instalacjach PV warto rozważyć większą pojemność, aby w pełni wykorzystać ich potencjał.

Jakie akumulatory pasują do paneli fotowoltaicznych?

Do współpracy z panelami PV można stosować dwa rodzaje akumulatorów:

• Akumulatory kwasowo-ołowiowe - tańsze, ale mniej wydajne i krótszy czas życia.
• Akumulatory litowo-jonowe - droższe, ale lżejsze, wydajniejsze i dłuższy czas pracy.

W przydomowych instalacjach fotowoltaicznych najczęściej stosowane są akumulatory kwasowo-ołowiowe, ze względu na niższą cenę. Jednak dla lepszego wykorzystania energii z paneli lepszym rozwiązaniem są akumulatory litowo-jonowe.

Niezależnie od typu, akumulatory muszą mieć odpowiednie napięcie (zwykle 48V) i być przystosowane do cykli głębokiego rozładowania, co ma miejsce w instalacjach fotowoltaicznych.

Gdzie kupić dobrej jakości zestawy fotowoltaiczne z akumulatorem?

Kompletne zestawy fotowoltaiczne z akumulatorami i kontrolerami można kupić u renomowanych sprzedawców branży fotowoltaicznej. Warto wybierać firmy, które mają doświadczenie w projektowaniu takich systemów.

Zestaw warto kupić u producenta znanych marek paneli PV lub akumulatorów, gdyż posiadają oni wiedzę niezbędną do poprawnego doboru wszystkich elementów systemu. Montażem i uruchomieniem powinna zająć się wykwalifikowana firma instalatorska.

Jakie problemy mogą wystąpić przy nieprawidłowym doborze akumulatorów?

Niewłaściwy dobór akumulatorów może prowadzić do kilku problemów:

• Zbyt mała pojemność - nie magazynuje całej dostępnej energii z paneli PV.
• Zbyt duża pojemność - generuje zbędne koszty, akumulatory nie są w pełni wykorzystane.
• Nieodpowiednie napięcie - akumulatory nie współpracują z falownikiem i panelem PV.
• Niewłaściwy typ akumulatorów - skrócony czas pracy, słabsze parametry.

Dlatego bardzo ważne jest, aby dobór pojemności i typu akumulatorów został wykonany przez doświadczonego projektanta.

Jak utrzymywać akumulatory w zestawach fotowoltaicznych?

Aby zapewnić jak najdłuższą żywotność akumulatorów, należy:

• Utrzymywać optymalną temperaturę pomieszczenia, zwykle 15-25°C.
• Nie dopuszczać do głębokiego rozładowania poniżej 20%.
• Ładować do maks. 80% pojemności.
• Czyścić zaciski i smarować kleje neutralnym smarem.
• Kontrolować gęstość elektrolitu w akumulatorach kwasowych.
• Wymieniać zużyte akumulatory po 5-10 latach pracy.

Warto też okresowo monitorować parametry akumulatorów za pomocą kontrolera i reagować, gdy odbiegają od normy. Regularna konserwacja wydłuży żywotność magazynu energii.

Podsumowanie

Instalacje fotowoltaiczne z akumulatorami pozwalają maksymalnie wykorzystać wyprodukowaną energię elektryczną na potrzeby własnego gospodarstwa domowego. Dzięki magazynowaniu nadwyżek energii z paneli PV w akumulatorach, możliwe jest korzystanie z niej również w porze nocnej, gdy panele nie pracują. Aby system działał optymalnie, kluczowe jest odpowiednie dobranie pojemności i typu akumulatorów do parametrów instalacji fotowoltaicznej i zapotrzebowania energetycznego budynku.

Najczęstsze pytania

Jak sprawdzić stan naładowania akumulatorów?

Stan naładowania akumulatorów można sprawdzić na wyświetlaczu kontrolera zarządzającego akumulatorami lub z poziomu dedykowanej aplikacji mobilnej.

Jak często trzeba wymieniać akumulatory w instalacji fotowoltaicznej?

Przeciętna żywotność akumulatorów to 5-10 lat. Po tym czasie zalecana jest ich wymiana na nowe.

Czy akumulatory wymagają konserwacji?

Zaleca się okresową konserwację akumulatorów, np. czyszczenie zacisków, kontrolę poziomu elektrolitu oraz monitorowanie parametrów pracy.

Czy można stosować akumulatory samochodowe w fotowoltaice?

Nie jest to zalecane. Akumulatory samochodowe nie są przystosowane do cykli głębokiego rozładowania i dadzą się szybko zniszczyć.

Gdzie najlepiej zamontować akumulatory?

Akumulatory powinny być zamontowane w chłodnym i suchym pomieszczeniu, najlepiej w garażu lub piwnicy. Należy unikać wysokich temperatur.