Zanim przejdziemy do „nudnych” zagadnień technicznych, przyjrzyjmy się dwóm scenariuszom, które pokazują, jak bardzo rzeczywistość potrafi odbiegać od oczekiwań klienta.

W budynku jednorodzinnym, w okresie wiosennym, oszacowano dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną na poziomie około 15 kWh. Aby ograniczyć koszty zakupu energii z sieci, właściciel zdecydował się zwiększyć autokonsumpcję. Zainstalowano instalację fotowoltaiczną o mocy 12 kWp, hybrydowy falownik o mocy 10 kW oraz magazyn energii o pojemności 10 kWh.

Na papierze wszystko wygląda dobrze. Ale jak taki system działa w praktyce?

Spójrzmy na dwa typowe scenariusze, które pokazują, gdzie najczęściej pojawiają się rozbieżności między oczekiwaniami klienta a rzeczywistym działaniem instalacji:

1. Piękny, słoneczny dzień. W budynku działa instalacja fotowoltaiczna oraz magazyn energii. Falownik hybrydowy o mocy 10 kW pracuje z pełną wydajnością. Magazyn energii o pojemności 10 kWh jest niemal pusty. Dlaczego więc przyjmuje tylko 5 kW, a pozostała energia jest za grosze oddawana do sieci?
   
2. Noc. W budynku zainstalowano falownik hybrydowy 10 kW i w pełni naładowany magazyn energii o pojemności 10 kWh. Załącza się pompa ciepła o mocy 8 kW. Dlaczego falownik (mimo zapasu energii i mocy) pozwala na pobór maksymalnie 5 kW, a pozostałe 3 kW są pobierane z sieci energetycznej? Przecież magazyn jest pełny, a hybrydowy falownik może przetworzyć nawet 10 kW!

Co stoi za tymi ograniczeniami? W tym artykule przyjrzymy się najczęstszym przyczynom, które sprawiają, że zakupiony magazyn energii i falownik nie działają tak, jak klient się spodziewa.

Krótko omówię zależność pomiędzy pojemnością magazynu energii a maksymalną mocą, z jaką można go ładować i rozładowywać, oraz kilka powiązanych z tym zagadnień.

W dokumentacji technicznej lub podczas spotkań handlowcy i producenci podają mnóstwo parametrów technicznych. Nic dziwnego, że nieświadomy inwestor nie wie, na czym się skupić i o co dopytać. Handlowiec lub instalator… chce sprzedać a w przypadku instalatora również zarobić na montażu, więc prowadzą rozmowę tak, by odpowiadać na pytania klienta, ale jednocześnie doprowadzić do finalizacji transakcji.

Z całego gąszcza danych technicznych, w kontekście omawianego zagadnienia, kluczowe jest oznaczenie np. 0,5C – parametr, który większość czytelników zignoruje, bo w tabeli wygląda jak nic nieznaczący skrót kojarzony również z błędem w „druku” dotyczącym temperatury podanej w ^oC.

Co oznacza „C”?

Parametr C, a właściwie C-rate (Charge/Discharge Rate), określa, z jaką mocą akumulator jest ładowany lub rozładowywany w odniesieniu do jego pojemności nominalnej.

W praktyce, jeśli magazyn energii ma pojemność 10 kWh, to:

• 2C pełne ładowanie lub rozładowanie w 30 minut,
  czyli w naszym przypadku z 10 kWh magazynu możemy go ładować i rozładowywać z mocą 20 kW,
• 1C pełne ładowanie lub rozładowanie w 1 godzinę,
  czyli w naszym przypadku z 10 kWh magazynu możemy go ładować i rozładowywać z mocą 10 kW,
• 0,5C pełne ładowanie lub rozładowanie w 2 godziny,
  czyli w naszym przypadku z 10 kWh magazynu możemy go ładować i rozładowywać z mocą 5 kW,

Większość domowych magazynów energii pracuje właśnie w zakresie 0,3 – 0,6C, z dominującą wartością około 0,5C. Są też modele z wyższym C-rate (nawet 0,7 – 1C), ale… tu często ograniczeniem staje się falownik.

Niestety, podanie konkretnych przykładów jest bardzo pracochłonne, ponieważ dane dotyczące wartości C-rate (czyli prędkości ładowania/rozładowania wyrażanej jako ułamek pojemności baterii na godzinę) dla większości magazynów energii nie są łatwo dostępne w publicznych dokumentacjach. Producenci w publicznie dostępnych dokumentach podają tę informację w różny sposób np. jako moc w kW, wartość prądu, lub samo oznaczenie np. 0,5C, bez bezpośredniego odniesienia do C-rate.

Teraz widzisz, dlaczego parametr oznaczony literą C, np. „0,5C”, jest tak istotny w późniejszej eksploatacji i dlaczego powinieneś o tym porozmawiać na etapie zakupu magazynu energii.

W dalszej części artykułu podpowiem co możesz zrobić, jeśli w swoim budynku już posiadasz magazyn energii i chciałbyś go ładować lub rozładowywać z większą mocą. Ale po kolei.

Jaki parametr C-rate wybrać do domowego lub biurowego użytku?

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że najlepszym rozwiązaniem dla inwestora jest jak najwyższy parametr C. Ale to pułapka, bo zbyt wysoka wartość C-rate może prowadzić do:

• przegrzania ogniw,
• skrócenia żywotności magazynu energii,
• wyłączania wewnętrznego systemu BMS, a w skrajnych przypadkach nawet pożaru.

Z drugiej strony, zbyt niska wartość parametru C również nie jest korzystna, bo może ograniczać funkcjonalność magazynu, np. podnieść koszty rachunków za prąd poprzez zmniejszenie zakładanej wartości autokonsumpcji, lub w przypadku „braku prądu” uniemożliwić awaryjne zasilanie bardziej „prądożernych” odbiorników.

Z punktu widzenia użytkownika, magazyn energii o parametrze 0,5C to złoty środek, bo zapewnia wystarczającą moc i dobrą trwałość w relatywnie korzystnej cenie.

Kilka praktycznych rad

W omawianym przypadku, aby w pełni wykorzystać moc 10 kW falownika hybrydowego, należałoby zastosować magazyn energii o parametrze 0,5C i pojemności 20 kWh. Ale czy to jedyne rozwiązanie?

Studium przypadku

Zagadnienia najlepiej omawiać na konkretnych przykładach, dlatego do studium przypadku wybrałem falownik Sinexcel Isuna 10000T oraz współpracujące z nim magazyny energii Sunwoda SunESS, dostępne w pojemnościach: 5, 10, 15 i 20 kWh. Pamiętaj, że omawiane tu zagadnienia są uniwersalne i na ich przykładzie możesz sprawdzić parametry oraz możliwości zestawu który posiadasz lub który planujesz kupić.

Ponieważ falownik musi współpracować z magazynem energii (może wprowadzać własne ograniczenia), i nie można analizować możliwości samego magazynu w oderwaniu od reszty systemu. Należy sprawdzić:

• możliwości falownika,
• parametry magazynu energii,
• oraz to, jakie możliwości daje cały zestaw: falownik + magazyn energii.

Warto zadać pytanie:

Czy magazyny energii można łączyć równolegle?

To zależy od producenta i konkretnego modelu. Niektóre magazyny można ze sobą łączyć, a inne nie. Spotkałem się z seriami w których producent uzależniał możliwość ich równoległego łączenia od pojemności zestawu („wieży”). Konfiguracje o mniejszej pojemności można było łączyć, natomiast większe zestawy nie były przystosowane do pracy równoległej.

Podkreślam: każdy przypadek należy rozpatrywać indywidualnie.

Omawiane w tym artykule magazyny Sunwoda SunESS można łączyć równolegle, aż do trzech wież magazynowych, co oznacza, że możemy uzyskać maksymalną pojemność 60 kWh.

Ile magazynów energii można podłączyć do hybrydowego falownika?

Wszystko zależy od konkretnego modelu falownika. Omawiane w tym przykładzie hybrydowe falowniki serii Isuna posiadają dwa niezależne wejścia bateryjne, co oznacza, że można do nich podłączyć dwa zestawy magazynów energii.

Uwzględniając, że współpracujące z Isuną magazyny Sunwoda SunESS można łączyć równolegle aż do trzech wież, daje to możliwość podłączenia maksymalnie sześciu wież SunwodaESS o łącznej pojemności 120 kWh.

Czy można równolegle łączyć magazyny energii o różnej pojemności?

Chyba nikogo nie zaskoczy odpowiedź: to zależy. Niektórzy producenci dopuszczają łączenie wyłącznie magazynów o tej samej pojemności, inni pozwalają na dowolne kombinacje w ramach jednej serii produktowej z pewnymi ograniczeniami, a jeszcze inni dają pełną dowolność łączenia w ramach jednej serii.

Omawiane tu magazyny SunwodaESS można łączyć ze sobą dowolnie, bez obawy o przeciążenie mniejszych jednostek, bo nad równomiernym obciążeniem poszczególnych magazynów czuwa system BMS.

Tak szerokie możliwości pozwalają na podłączenie do falowników serii Isuna magazynów energii o łącznej pojemności od 5 do 120 kWh (w krokach co 5 kWh). Co ważne, dzięki tak elastycznej konfiguracji można uzyskać parametr C-rate w zakresie od 2,5 do 60 kW, przy czym ograniczeniem jest maksymalna moc największego falownika serii Isuna 20000T, która ogranicza maksymalną moc ładowania i rozładowania do wartości 20 kW.

W jaki sposób ekonomicznie skonfigurować największą pojemność magazynu energii?

Niezależnie od producenta, magazyn energii składa się z modułu sterującego i modułów bateryjnych. Dodatkowo, magazyny o konstrukcji modułowej (tzw. słupki lub wieże) wymagają jeszcze podstawy.

Załóżmy, że chcemy z magazynu uzyskać moc 10 kW, co przy parametrze 0,5C oznacza pojemność 20 kWh.

Tę pojemność można zrealizować na kilka sposobów:

• 1 magazyn o pojemności 20 kWh: jeden moduł sterujący, jedna podstawa, cztery moduły bateryjne
• 2 magazyny o pojemności 10 kWh: dwa moduły sterujące, dwie podstawy, cztery moduły bateryjne
• 1 magazyn o pojemności 10 kWh + 2 magazyny o pojemności 5 kWh: trzy moduły sterujące, trzy podstawy, cztery moduły bateryjne

Jak widać, liczba modułów bateryjnych odpowiedzialnych za łączną pojemność magazynu pozostaje bez zmian, ale rośnie liczba podstaw i modułów sterujących.

Podsumowując – uwzględniając wytyczne producenta dotyczące miejsca montażu (ze względów bezpieczeństwa wokół magazynu energii musi być zachowana odpowiednia przestrzeń, ale to temat na osobny artykuł) oraz aspekt ekonomiczny, najkorzystniej jest jednorazowo zakupić magazyn o pojemności 20 kWh.

Dlaczego?

Bo w tej konfiguracji potrzebujemy tylko jednego modułu sterującego i jednej podstawy. W każdej innej opcji (przy rozbudowie zestawu) konieczny jest zakup dodatkowych modułów sterujących i podstaw, co podnosi całkowity koszt inwestycji.

Czy magazyny energii mogą współpracować tylko z jednym modelem falownika?

To zależy zarówno od producenta magazynu energii, jak i od producenta falownika. Komunikacja między falownikiem a magazynem odbywa się za pośrednictwem systemu BMS (Battery Management System), który odpowiada za monitorowanie kluczowych parametrów pracy modułów bateryjnych i zapewnienie ich bezpiecznego działania.

Aby system działał poprawnie, falownik i magazyn muszą przesyłać dane w tym samym, zrozumiałym dla obu stron standardzie komunikacji. Jeśli producenci przewidzieli i przetestowali taką współpracę, zazwyczaj podają listę kompatybilnych urządzeń, czyli z jakimi falownikami współpracuje dany magazyn energii i odwrotnie.

Przykładowo, magazyny energii Sunwoda SunESS są kompatybilne z wieloma modelami falowników, m.in.:

• Solis modele: S6-EH3P(5-10)K-H-EU, S6-EH3P(12-20)K-H,
• Deye modele: SUN-5/6/8/10/12/15/20K/25K-SG01HP3-EU-AM2, SUN-30K-SG01HP3-US-BM, SUN-29.9/30/35/40/50K-SG01HP3-EU-BM, SUN-60K-SG01HP3-US-BM,
• SOLINTEG modele: MHS-3-8K-30, MHT-4-12K-25, MHT-10-20K-40,
• YINERGY model: HI-3P(5-12)K-H,
• Hoymiles modele: HYT-(5.0-12.0)HV-EUG1, HYT-(5.0-12.0)HV-AUG1, HAT-(5.0-10.0)HV-EUG1,
• Sinexcel modele: Isuna 5000-20000T, Isuna D5000-12K-SH, Isuna D5000-12K-TH,
• Afore model: AF(3K-30K)TH,
• Luxpower LU POWER model: TRIP 6-20K,
• Hypontech model: HHT-5000/6000/8000/10000/12000/15000

Ale musisz pamiętać, że każdy z wymienionych falowników może mieć własne ograniczenia dotyczące współpracy z magazynami energii. Dlatego w praktyce jedynym stałym punktem odniesienia pozostaje:

• możliwość łączenia magazynów Sunwoda SunESS w ramach jednej instalacji (maksymalnie trzy „wieże” dowolnej pojemności),
• oraz ich parametr C-rate na poziomie 0,5C, który pozostaje niezmienny niezależnie od konfiguracji.

To właśnie te dwa elementy (elastyczność konfiguracji i maksymalna moc ładowania i rozładowywania) są kluczowe w kontekście omawianego w tym artykule zagadnienia.

Na koniec

Od dłuższego czasu, analizując temat magazynów energii, przeglądam Internet, uczestniczę w spotkaniach branżowych i rozmawiam z instalatorami oraz inwestorami. Na tej podstawie wytypowałem 15 najczęściej pojawiających się pytań:

1. Czy inwestycja się zwróci?
2. Ile można zaoszczędzić na rachunkach?
3. Czy magazyn zwiększy autokonsumpcję i niezależność energetyczną?
4. Jaką technologię baterii wybrać – trwałość i bezpieczeństwo różnych rozwiązań?
5. Jakie są koszty zakupu i eksploatacji magazynu?
6. Jaka jest dostępność dotacji i obniżonego VAT-u?
7. Czy magazyn energii kwalifikuje się do programów wsparcia np. „Mój Prąd”?
8. Jakie warunki trzeba spełnić, by skorzystać z niższego VAT-u (np. montaż przez firmę)?
9. Czy istniejąca instalacja PV jest kompatybilna z magazynem energii?
10. Czy montując magazyn energii w istniejącej instalacji trzeba wymieniać falownik?
11. Jakie napięcie i pojemność magazynu dobrać do istniejącej instalacji PV?
12. Czy i jakie są ryzyka pożaru (szczególnie przy akumulatorach litowych)?
13. Czy pomieszczenie z magazynem energii musi mieć wentylację?
14. Jak duże jest zagrożenie wybuchem wodoru przy akumulatorach kwasowych?
15. Czy lepiej wybrać magazyn nisko- czy wysokonapięciowy?

Są to pytania ważne, ale nie jedyne które należy zadać przy tak poważnej inwestycji. Szkoda, że wiele z poniższych pytań pojawia się dopiero po czasie, gdy coś nie działa tak, jak powinno, albo gdy magazyn energii lub falownik ulegnie uszkodzeniu, a producent odmawia naprawy w ramach gwarancji.

Właśnie dlatego w kolejnych artykułach poruszę tematy, które często są pomijane, a mają kluczowe znaczenie dla poprawnego działania instalacji wyposażonej w magazyn energii:

• Wybór miejsca montażu magazynu energii.
• Jak zabezpieczyć magazyn energii?
• Czy magazyn energii i falownik PV podłączyć do Internetu przewodowo (LAN), czy przez Wi-Fi?
• Jak dobrać pojemność magazynu do indywidualnych potrzeb instalacji?
• Jak temperatura otoczenia wpływa na maksymalną moc ładowania i rozładowywania?
• Jakie zabezpieczenia powinno mieć pomieszczenie z magazynem energii?
• Czy magazyn działa jak UPS, czyli czy zapewnia bezprzerwowe zasilanie?
• Czy do magazynu energii potrzebna jest dodatkowa automatyka SZR?
• Czy magazyn energii można doładowywać z agregatu prądotwórczego?
• Jak magazyn energii wpływa na zużycie mocy biernej?

Jeśli jesteś inwestorem i chcesz, by Twoja instalacja działała nie tylko na papierze, ale też w praktyce, lub gdy jesteś instalatorem i chcesz w przyszłości uniknąć błędów w wykonywanych instalacjach – śledź kolejne publikacje. Bo jak pokazuje doświadczenie: diabeł tkwi w szczegółach.

Artykuł Dlaczego magazyn energii nie działa tak, jak oczekuje klient? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Budując instalację off-grid, bardzo łatwo wpaść w schemat:

„Zawsze trzy fazy, bo tak się robi”

„Jedna faza wystarczy, bo jest prościej”

Tylko… czy na pewno?

Jedna faza to często mniejsza złożoność, łatwiejsze sterowanie energią, mniej strat i tańszy system.

Trzy fazy to większy komfort, możliwość zasilania „ciężkich” odbiorników i instalacja bliższa temu, co znamy z sieci.

Ale off-grid to zupełnie inna filozofia niż klasyczna instalacja pod zakład energetyczny.

Tu liczy się jak naprawdę zużywasz energię, kiedy ją zużywasz i czy system ma pracować „jak sieć”, czy jak autonomiczny organizm?

Czasem jedna faza działa stabilniej niż źle zaprojektowane trzy.

A czasem trzy fazy mają sens, ale tylko wtedy, gdy są świadomym wyborem – nie automatem.

A Ty jak uważasz? Budując OFF-GRID:

– jedna faza – prostota i kontrola

– czy trzy fazy – uniwersalność i wygoda?

Jestem bardzo ciekaw Waszych doświadczeń i argumentów. Dajcie znać w komentarzach – pogadajmy merytorycznie: https://www.facebook.com/groups/elektrykapradnietykagrupa/posts/25755222350776677/

Artykuł Jedna faza czy 3 fazy w off-grid? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

15 sierpnia 2025 r. strażacy ze Złotoryi zostali wezwani do pożaru bateryjnego magazynu energii, złożonego w drewnianej obudowie na ogniwach LiFePO₄ i podłączonego do instalacji fotowoltaicznej domu jednorodzinnego we wsi Kozów (woj. dolnośląskie).

Po przyjeździe na miejsce zdarzenia i odłączeniu magazynu od instalacji strażacy wynieśli go na ulicę, a następnie już w bezpiecznym miejscu schłodzili płonące ogniwa za pomocą wody.

Pod jednym z filmów na Youtube z omówieniem możliwych przyczyn tego pożaru wypowiedział się właściciel magazynu i jednocześnie wykonawca instalacji:

“Witam wszystkich ten magazyn to moja robota ogniwa to Hitium z 2023 r., a ogień zaczął się od ogniwa nr 8 – bezpiecznik wystrzelił, podobnie jak w ogniwie nr 14 wyciekł elektrolit, który jest bardzo łatwopalny (pachnie acetonem). Następnie wystrzelił płomień jak z palnika i zapaliła się przednia osłona (pleksi), następnie spalił się magazyn, falownik Growatt WIT oraz rozdzielnica. Zalecam stawiać ogniwa pionowo (nie wycieknie elektrolit), poza tym obudowa metalowa (po wystrzale ogniwa nic się nie zapali).”

Artykuł Pożar domowego magazynu energii w Kozowie pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Zobacz najnowszy film, który przedstawia jak wygląda współpraca stacji ładowania EV i magazynu energii siedzibie firmy Eaton w Gdańsku. Dowiesz się z niego:

• 1. Jak działają stacje ładowania pojazdów elektrycznych AC Green Motion Building
• 2. Jakie funkcje pełni magazyn energii xStorage Compact
• 3. W jakie zabezpieczenia powinna być wyposażona rozdzielnica elektryczna
• 4. Jak cały system wspiera redukcję kosztów energii poprzez optymalne zarządzanie mocą

Dowiedz się więcej z pełnego filmu na stronie: https://www.eaton.com/pl/pl-pl/catalog/energy-storage/xstorage-compact.html

Artykuł Jak wygląda współpraca stacji ładowania EV i magazynu energii w siedzibie firmy Eaton w Gdańsku? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Co oznacza życie off-grid?

Życie off-grid to funkcjonowanie bez podłączenia do publicznej sieci energetycznej, wodociągowej czy kanalizacyjnej. Oznacza to pełną niezależność i konieczność samodzielnego pozyskiwania energii, wody oraz ciepła. Wbrew pozorom nie jest to wyłącznie wybór osób mieszkających na odludziu – coraz więcej gospodarstw domowych decyduje się na częściową autonomię, np. poprzez instalację paneli fotowoltaicznych czy przydomowych elektrowni wiatrowych.

Jak zasilać dom bez dostępu do sieci energetycznej?

Życie poza siecią energetyczną wymaga przemyślanego podejścia do zasilania. Kluczowe są odnawialne źródła energii, które pozwalają uniezależnić się od zewnętrznych dostawców prądu. Do najpopularniejszych rozwiązań należą:

• Panele fotowoltaiczne – najlepsza opcja dla osób mieszkających w miejscach z dużą ilością światła słonecznego. Energia słoneczna jest darmowa, a nowoczesne panele osiągają wysoką sprawność nawet w pochmurne dni.
• Turbiny wiatrowe – doskonałe uzupełnienie paneli fotowoltaicznych, zwłaszcza tam, gdzie wieją silne wiatry. Można je stosować jako główne źródło energii lub wsparcie dla innych systemów.
• Instalacje wodne – jeśli w pobliżu znajduje się rzeka czy strumień, można wykorzystać mikrohydroelektrownie, które działają przez całą dobę niezależnie od warunków atmosferycznych.

Samo wytworzenie energii to dopiero początek – trzeba ją jeszcze magazynować. Jak to zrobić?

Najlepsze sposoby na magazynowanie energii

Odnawialne źródła energii nie zawsze zapewniają stały dopływ prądu, dlatego konieczne jest jego magazynowanie. Tutaj z pomocą przychodzą przenośne stacje zasilania, takie jak EcoFlow DELTA 3 Plus, która oferuje pojemność na poziomie 1kWh z możliwością rozbudowy do 5 kWh. Moc wyjściowa sięgająca 1800 W (lub 2400 W w trybie X-Boost) pozwala zasilać zarówno małe urządzenia, jak i większe sprzęty AGD.

Jakie są zalety przenośnej stacji zasilania?

• Elastyczność ładowania – możliwość ładowania z różnych źródeł, takich jak panele fotowoltaiczne, sieć elektryczna czy generator.​
• Szybkie ładowanie – wiele modeli można naładować do 80% w mniej niż godzinę.
• Cicha praca – w przeciwieństwie do klasycznych agregatów nie hałasują i nie emitują spalin.
• Mobilność – można je zabrać na działkę, w teren lub używać w domu jako zabezpieczenie na wypadek awarii sieci.

Jak ogrzać dom bez prądu?

Energia elektryczna to jedno, ale co z ogrzewaniem? Zimą brak dostępu do sieci oznacza konieczność alternatywnych rozwiązań. Wśród najczęściej wybieranych opcji znajdują się:

• Piec na drewno lub pellet.
• Pompy ciepła – choć wymagają prądu, mogą być zasilane energią zmagazynowaną w stacji zasilania lub paneli słonecznych.
• Ogrzewanie gazowe – przy dostępie do butli z gazem to niezawodne źródło ciepła.

Najlepszym rozwiązaniem jest połączenie kilku metod, aby zapewnić stabilność i komfort cieplny niezależnie od pogody czy pory roku.

Czy życie off-grid jest dla każdego?

Mieszkanie poza siecią energetyczną nie jest dla każdego, ale z roku na rok zyskuje na popularności. Własne źródła energii, nowoczesne systemy zasilania i ekologiczne sposoby ogrzewania sprawiają, że można żyć wygodnie i bez obaw o rosnące rachunki.

Nie musisz od razu przeprowadzać się w na odludzie, aby czerpać korzyści z niezależnego zasilania. Już teraz warto pomyśleć o panelach fotowoltaicznych czy stacji zasilania EcoFlow jako zabezpieczeniu na wypadek przerw w dostawie prądu. Nie czekaj, aż wzrost cen energii zmusi Cię do działania. Sprawdź, które rozwiązanie najlepiej pasuje do Twoich potrzeb i zacznij oszczędzać już teraz!

Artykuł Czy można żyć bez dostępu do sieci energetycznej? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Przegląd najpopularniejszych magazynów energii:

Elektrownie szczytowo-pompowe (ESP)

ESP wykorzystują energię potencjalną różnicy poziomu wód znajdujących się na różnych wysokościach. Elektrownia taka zbudowana jest z dwóch zbiorników wodnych umieszczonych na różnych wysokościach. Podczas wytwarzania energii elektrycznej woda przelewana jest pomiędzy zbiornikami poprzez turbiny, które generują energię elektryczną. Występują dwa stany pracy ESP: rozładowanie oraz ładowanie. W stanie rozładowania (wytwarzania energii elektrycznej) woda przepływa ze zbiornika położonego wyżej do zbiornika dolnego napędzając turbiny sprzęgnięte z hydrogeneratorem, który zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną. W stanie ładowania woda pompowana jest do zbiornika górnego ze zbiornika dolnego przez te same turbiny, przy czym energia elektryczna do zasilania pompy pochodzi z sieci elektroenergetycznej.

W Polsce funkcjonuje 1,8 GW mocy zainstalowanej w ESP. Elektrownia szczytowo-pompowa ma za zadanie głównie centralne bilansowanie energii elektrycznej w przypadku pracy niesterowalnych OZE oraz w sytuacjach awaryjnych energii w sieci. Zaletą ESP są ich duże moce zainstalowane oraz długi czas eksploatacji takiej elektrowni, co przekłada się na stosunkowo wysoką sprawność oraz możliwie długi do uzyskania czas magazynowania energii.

Ograniczeniem ESP są natomiast uwarunkowania naturalne, ponieważ nie wszędzie występuje możliwość budowy takiego zbiornika oraz skalowalność, która w tym przypadku jest uzależniona od czynników i uwarunkowań naturalnych. Magazyny energii tego typu z zasady nie są dedykowane do bezpośredniej współpracy ze źródłami OZE, których charakterystyka polega zazwyczaj na nizinnym usytuowaniu oraz rozproszonej lokalizacji.

Grupa TAURON przeprowadziła wstępne studium wykonalności Elektrowni Szczytowo-Pompowej Rożnów II, uwzględniające aspekty geologiczne i hydrologiczne. Koncern zabezpieczył także tereny pod realizację inwestycji oraz  złożył wniosek o warunki przyłączenia do sieci przesyłowej. Po niedawnej akwizycji jednego z największych projektów wiatrowych w Polsce, inwestycja w ESP Rożnów II stanowi kolejny krok w kierunku transformacji energetycznej Grupy.

Projekt Rożnów II zakłada budowę magazynu energii w postaci elektrowni szczytowo-pompowej, zlokalizowanej w sąsiedztwie Elektrowni Wodnej Rożnów. Spółka dysponuje prawem do terenu pod inwestycję, dzięki umowom dzierżawy zawartym z Lasami Państwowymi i TAURON Ekoenergią, administrującą zbiornikiem w Rożnowie.  

Wstępna koncepcja budowy ESP Rożnów II zakłada budowę obiektu o pojemności energetycznej powyżej 3 GWh oraz mocy ok. 700 MW. ​Obiekt będzie także ważnym elementem ochrony przeciwpowodziowej regionu. Będzie mógł przyjąć do 10% dopływu fali powodziowej Dunajca do Jeziora Rożnowskiego.

Obecnie trwają prace nad uszczegółowieniem wariantu koncepcji ESP. Ze względu na potencjalne nakłady inwestycyjne w wysokości kilku miliardów złotych, Grupa TAURON rozpoczęła rozmowy na temat możliwości dofinansowania inwestycji w ramach mechanizmów pomocowych oraz współfinansowania z bankami i międzynarodowymi funduszami. 

Magazyny sprężonego powietrza (CAES – ang. Compressed Air Energy Storage)

Technologia polega na wykorzystaniu sprężenia powietrza i magazynowania go w zbiornikach o dużej pojemności (np. komory podziemne w postaci kawern skalnych, jaskiń solnych czy kopalń głębinowych). W chwili większego zapotrzebowania na energię elektryczną zmagazynowane sprężone powietrze jest wykorzystywane do rozprężenia go w turbinie i dzięki temu generacji energii elektrycznej.

Polegają głównie na stabilizacji działania sieci elektroenergetycznej (od kilku godzin do kilku dni) celem wyrównania krzywej popytu i podaży na energię elektryczną, natomiast nie wpisują się do współpracy ze źródłami OZE.

Magazyny ciekłego powietrza (LAES – ang. Liquid Air Energy Storage)

Magazynowanie energii w ciekłym powietrzu określane jest również jako kriogeniczne magazynowanie energii (CES)To technologia magazynowania energii pozwalająca przechować energię przez dłuższy czas oraz na dużą skalę, którą można zlokalizować w konkretnym punkcie zapotrzebowania. Czynnikiem roboczym jest skroplone powietrze lub ciekły azot (-78% powietrza). W celu podniesienia sprawności procesu skraplania konieczne jest wykorzystanie tzw. magazynu chłodu. Chłód ten uzyskuje się w trakcie podgrzania i odparowywania ciekłego powietrza w cyklu rozładowywania magazynu LAES. Magazyn chłodu przyczynia się do poprawy sprawności zarówno w układach z komorą spalania, jak i bez niej.

LAES jest stosunkowo nową technologią magazynowania energii, opartą na gotowych i sprawdzonych w przemyśle kriogenicznym komponentach, których żywotność przekracza 30 lat. W związku z tym jest łatwo skalowalna, ale główną jej barierę stanowią koszty magazynowania energii, które są dla LAES w porównaniu do technologii ESP czy CAES ponad dwukrotnie wyższe.

Sprawność takich systemów może wahać się w granicach 55-62%. Zastosowanie tego typu magazynowania energii wykorzystywane jest do stabilizacji energii elektrycznej w sieci podobnie jak w przypadku CAES i ESP. Brytyjska grupa energetyczna Highview Power planuje do końca 2025 roku w pobliżu Manchesteru w UK zbudować taki magazyn o mocy 30 MW i pojemności 300 MWh. Posiadają już oni instalacje pilotażową o mocy 5 MW i 15 MWh, która działa w Pilsworth.

Magazyn bateryjny CO₂

Włoski startup Energy Dome zrealizował i rozpoczął w 2022 roku komercjalizację pierwszej na świecie baterii CO₂. Inwestycję zrealizowano na Sardynii we Włoszech. Dwutlenek węgla jest jednym z nielicznych gazów, które można skroplić i przechowywać w postaci cieczy pod ciśnieniem w temperaturze otoczenia, więc może okazać się to bardzo dobry płyn do ekonomicznego magazynowania energii w zamkniętym procesie termodynamicznym. Pozwala na magazynowanie energii o dużej gęstości bez konieczności przechodzenia do ekstremalnie niskich temperatur. Technologia ta pozwala magazynować energię w czasie od 14 do 24 godzin. Ponieważ proces ten obejmuje tylko dwie przemiany termodynamiczne (sprężanie i rozprężanie), straty są mniejsze i możliwe jest uzyskanie sprawności w obie strony (RTE) wyższej niż 75% i jest to więcej niż w podobnych systemach które wykorzystują sprężone powietrze lub ciekłe powietrze jako płyn roboczy. Zaletami tej technologii jest żywotność na poziomie 30 lat oraz możliwość ładowania i rozładowywania.

Aby naładować akumulator, pobierany jest CO₂ o temperaturze i ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego, a następnie sprężany. Ciepło wytwarzane podczas kompresji jest magazynowane, a CO₂ staje się skroplony do stanu ciekłego. Ciekły CO₂ przechowywany jest w temperaturze otoczenia i średnim ciśnieniu. Aby rozładować magazyn, ciekły CO₂ jest odparowywany i podgrzewany poprzez odzysk ciepła z TES, a następnie gorący strumień CO₂ jest rozprężany w turbinie, która jest połączona z generatorem energii. Dwutlenek węgla w postaci gazowej jest zawracany do zbiornika i wykorzystany do następnego cyklu.

Magazyny energii z kołem zamachowym (FES – ang. Flywheel Energy Storage)

Wśród technik magazynowania energii mechanicznej wyróżniane są bezwładniki. Wykorzystują one energię kinetyczną zmagazynowaną w obracającej się masie przy bardzo niskich stratach tarcia. Energia jest rozładowywana poprzez pobieranie energii kinetycznej za pomocą tego samego generatora silnikowego. Ilość energii, którą można zmagazynować, jest proporcjonalna do momentu bezwładności obiektu pomnożonego przez kwadrat jego prędkości kątowej.

Układy FES stosowane są zwykle przy krótkoterminowym magazynowaniu, Motor/Generator szczególnie gdy zachodzi potrzeba bardzo unitkrótkiego czasu reakcji w zastosowaniu dla usług sieciowych. Posiadają wysoką gęstość energii i znaczną trwałość, co pozwala na częste cykle bez wpływu na wydajność. Oferują także Vacuum bardzo szybką reakcję i szybkość narastania. W rzeczywistości mogą przejść od pełnego rozładowania do pełnego naładowania w ciągu

Grawitacyjne magazyny energii

Grawitacyjne magazyny energii mogą przybierać różne formy, od wody pod ciśnieniem, która podnosi tłok w szybie kopalni, po ciężkie bloki podnoszone przez dźwig w celu zmagazynowania energii. W każdym przypadku zmagazynowana energia jest przekształcana w energię kinetyczną, która generuje energię elektryczną za pomocą generatora.

Systemy te oferują możliwość skalowalnej produkcji energii, na przykład podwojenie głębokości szybu zwiększa czterokrotnie zawartość zmagazynowanej energii; podczas gdy w przypadku magazynowania opartego na podnoszeniu ciężkich bloków, skalowanie w odniesieniu do energii jest możliwe poprzez zwiększenie masy każdego bloku. Magazyny te w minimalnym stopniu oddziaływają na środowisko, a zarazem posiadają duże pojemności i możliwość długoterminowego magazynowania energii. Ze względu na ich charakter działania i sprecyzowaną lokalizację nie jest możliwa ich budowa przy źródłach OZE.

Baterie akumulatorowe

Baterie akumulatorowe, czyli inaczej ogniwa galwaniczne to magazyny energii elektrycznej skumulowanej w postaci dwóch elektrod (półogniw) wykonanych z różnych materiałów, wykazujących wzajemną różnicę potencjałów. Przyczyną występowania różnicy potencjałów są właściwości metali wykorzystanych do budowy elektrod oraz specyfika reakcji chemicznych zachodzących pomiędzy elektrodami a elektrolitem. W zależności od doboru materiałów elektrodowych możliwe jest uzyskanie ogniwa o pożądanych parametrach pracy. Baterie akumulatorowe w zależności od swojej pojemności składają się z kilku ogniw. Ogniwa zaś można łączyć ze sobą szeregowo jak i równolegle. Połączenie szeregowe pozwala zwiększyć nominalne napięcie źródła zasilania — jego wartość jest sumą napięć poszczególnych ogniw. Połączenie równoległe umożliwia osiągnięcie większej pojemności, będącej sumą pojemności poszczególnych elementów układu. Następnie jest możliwość łączenia danych baterii celem uzyskania większej pojemności, należy jednak pamiętać, aby nie łączyć baterii litowo-jonowych z innego rodzaju bateriami elektrochemicznymi. Obecnie na rynku znajdują się akumulatory głównie trzech typów: kwasowo-ołowiowe (PbA), niklowo-kadmowe (NiCd) oraz litowo-jonowe (Li-ion), które są najpowszechniejsze w użyciu i wykorzystywane w wielu sektorach, przez elektronikę do energetyki włącznie.

Baterie litowo-jonowe są jednym z podstawowych sposobów magazynowania energii w celu przesunięcia jej zużycia w czasie oraz najbardziej powszechnym na rynku dla źródeł OZE. Trzeba jednak zwrócić uwagę na to, że elektrolity stosowane w bateriach litowo-jonowych to substancje łatwopalne. Niesie to ze sobą ryzyko eksplozji w przypadku uszkodzenia ich struktury lub ładowania nadmiernym prądem. Dlatego tak ważne w przypadku tego rodzaju magazynów jest odpowiedni dobór i zarządzanie.

Baterie przepływowe typu redoks

Ogniwa przepływowe to specyficzny typ akumulatorów elektrochemicznych, który nie posiada klasycznych stałych elektrod ulegających reakcjom utleniania-redukcji, tylko oddzielone od siebie elektrolity, których składniki ulegają reakcjom utleniania i redukcji (redoks). Elektrolity przepływają przez celę elektrochemiczną, więc reakcja elektrodowa może przebiegać w sposób ciągły tak długo, jak długo dostarczany będzie świeży elektrolit. Pojemność ogniwa zależy od objętości elektrolitu, a moc od powierzchni elektrod, co pozwala na zaprojektowanie odpowiedniego magazynu w zależności od potrzeb. W przypadku baterii przepływowych wanadowych typu redoks (ang. Vanadium Redox Flow Battery — VRFB) wykorzystywane są pary jonów powstałych w wyniku reakcji redoks wanadu (V2+/V3+ oraz V02+/V02+). Sprawność procesu ładowania/rozładowania wynosi ok. 85%, przy napięciu 1,4 V.

Ogniwa przepływowe mogą być stosowane Energia elektryczna jako stacjonarne magazyny energii, głównie jako elementy systemów poprawiających jakość energii, oraz magazynujące energię ze źródeł OZE. Natomiast obecnie skala wykorzystania ogniw przepływowych jest bardzo niewielka, a potencjał ich bardzo duży, choćby ze względu na łatwą skalowalność mocy i pojemności. Przewagą baterii przepływowych nad litowo-jonowymi jest żywotność która może wynosić nawet 25 lat oraz liczba cykli ładowania/rozładowania wynosząca ponad 100 000.

Możliwe jest wykorzystywanie w bateriach typu redoks także wielu innych par elektrolitów, na przykład bromu i siarki (Br/S), żelaza i chromu (Fe/Cr) czy cynku i bromu (Zn/Cr). Natomiast ze względu na dużą pojemność co może być kluczowe w przypadku źródeł OZE rekomenduje się wanadowe baterie przepływowe.

Chemiczne magazyny energii

Magazynowanie energii w postaci wodoru

Istnieje wiele konfiguracji wytwarzania i magazynowania wodoru, które mogą być przydatne w ściśle określonych przypadkach. Najbardziej powszechną jest ta, która z wykorzystaniem energii elektrycznej i wody (w procesie hydrolizy) wytwarza wodór a następnie zostaje on przetworzony w ogniwie paliwowym z powrotem na energię elektryczną. Proces ten składa się z trzech kluczowych elementów: elektrolizera, magazynu wodoru oraz ogniwa paliwowego. W przypadku elektrolizerów, na rynku znajdują się już rozwiązania głównie modułowe pozwalające określić odpowiednią wielkość i moc do danych potrzeb. W przypadku ogniw paliwowych jest podobnie, dostępność modułowości i skalowalności oraz względnie płaska krzywa sprawności bez względu na moc. Największym wyzwaniem są magazyny wodoru, który jest gazem wybuchowym. Pomimo, że na rynku znajdują się rozwiązania komercyjne magazynów wykonanych z dostępnych materiałów, to często wybór konkretnego modelu przeznaczenia wodoru odgrywa tu kluczową rolę.

Wodór posiada wiele zalet i możliwości przeznaczenia nawet dla źródeł OZE. Jego rozwój w przyszłości może uzupełnić, bądž nawet zastąpić obecne bateryjne magazyny energii wykorzystywane dla odnawialnych źródeł. Wodór jako nośnik energii charakteryzuje się najwyższą spośród paliw energią właściwą 33 Wh/g oraz wartością opałową na poziomie 120 MJ/kg, a jego spalanie jest neutralne dla środowiska. Natomiast na obecnym poziomie rozwoju technologii i jej integralności z innymi sektorami, wodór stwarza wiele problemów.

Jednym z nich może być odbiór i przesył wodoru w razie braku składowania oraz dostateczne zapotrzebowanie. Obecnie przeszkodą do budowy takich magazynów przy źródłach OZE jest brak dostępności wody do procesu hydrolizy, ponieważ z reguły źródła te lokalizowane są z dala od cieków i zbiorników wodnych.

Elektryczne magazyny energii

Superkondensatory

Kondensatory to elementy elektryczne zbudowane z dwóch okładek odseparowanych dielektrykiem, które są w stanie zmagazynować ładunek elektryczny poprzez ich przeciwne naładowanie — jedna okładka przyjmuje nadmiar ładunku dodatniego, a druga nadmiar ładunku ujemnego. Największą zaletą kondensatorów jest ich szybki czas ładowania i rozładowania, a ich pojemność jest proporcjonalna do powierzchni stosowanych okładek. Superkondensatory to specyficzna odmiana kondensatorów, w których jedna z okładek jest zastąpiona elektrolitem, a separowanie ładunków odbywa się w podwójnej warstwie elektrycznej, która tworzy się na powierzchni naładowanej elektrody zanurzonej w elektrolicie. Superkondensatory posiadają wysoką sprawność sięgającą 97%.

Obecnie stosowane są przede wszystkim w transporcie (autobusy,   Discharge busy, samochody ciężarowe, tramwaje, pociągi). Natomiast w przyszłości mogą być również stosowane w hybrydowych magazynach energii, w których Double-layer akumulator i superkondensator są ze sobą połączone równolegle przez co będzie można wydłużyć żywotność akumulatora. Superkondensatory są łatwo skalowalne poprzez modułową budowę i nie występują przy tym bariery technologiczne, są dojrzałą techniką krótkoterminowego magazynowania energii.

Cewki nadprzewodnikowe (SMES)

Przykładem układu, który gromadzi energię w polu magnetycznym, jest nadprzewodnikowy zasobnik energii (ang. Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES). Wykorzystuje on do gromadzenia i przechowywania energii pole magnetyczne wytworzone przez prąd stały płynący przez cewkę nadprzewodnikowego elektromagnesu. Po naładowaniu prąd cewki nie zanika i może być przechowany przez dłuższy czas. Układy oparte o SMES nie mają negatywnego wpływu na środowisko podczas eksploatacji (nie ma emisji związków toksycznych, jednak występuje oddziaływanie silnego pola magnetycznego, którego wpływ nie został jeszcze zbadany). Materiałami nadprzewodnikowymi stosowanymi do produkcji przewodów w SMES są m.in.: Nb-Ti2 (niobek tytanu), Nb3Sn (niobek cyny), Nb3Al (niobek glinu), V3Ga (wanadek galu) oraz materiały ceramiczne.

Głównymi zastosowaniami układów jest uelastycznianie usług sieciowych, m.in. stabilizacja napięcia. Układy SMES mogą pracować przy tzw. zimnym rozruchu, podobnie jak bezwładnikowe FES oraz superkondensatory, a także w systemach zasilania awaryjnego LT/HT (UPS). Posiadają wysoką sprawność Superconducting Magnet sięgająca nawet 98% oraz wysoką gęstość mocy i szybki czas reakcji.

Termiczne magazyny energii

Magazyny ciepła

Najbardziej rozpowszechnionymi magazynami ciepła (ang. Thermal Energy Storage, TES) są zbiorniki wodne będące elementem domowych instalacji ciepłej wody użytkowej i centralnego ogrzewania oraz dużymi ziemnymi magazynami przechowującymi wodę. Większość dużych, wodnych magazynów TES wykorzystuje zjawisko stratyfikacji termicznej (uwarstwienia) do swojego działania. Zjawisko to utrudnia mieszanie się wody gorącej z zimną. Pomiędzy obszarem z wodą zimną a wodą gorącą występuje tzw. termoklina (strefa mieszania). lm cieńszy jest obszar termokliny, tym magazyn TES działa lepiej. Aby zapobiec mieszaniu się wody gorącej z zimną, zbiornik musi być odpowiednio wysoki, a sam proces ładowania i rozładowywania magazynu nie może być zbyt szybki.

Magazynowanie ciepła jest znaną i bardzo dobrze rozwiniętą technologią znajdującą zastosowanie wszędzie tam, gdzie czas produkcji ciepła nie pokrywa się z czasem zapotrzebowania na nie. W przypadku generacji energii elektrycznej, tę energię możemy przechować w tym magazynie jedynie jako ciepło w późniejszym czasie do odebrania, bez możliwości ponownej konwersji na energię elektryczną.

Innym rodzajem magazynu ciepła może być taki wykorzystujący materiał PCM (ang. Phase Change Materiał). Substancje zmiennofazowe, które są w stanie absorbować, akumulować i uwalniać energię w zakresie temperatury przemiany fazowej. Podczas przemiany fazowej mogą być pochłaniane lub wydzielane znaczne ilości ciepła przy praktycznie niezmiennej temperaturze złoża. Materiały PCM dzielą się na organiczne (parafiny, kwasy tłuszczowe, ciecze jonowe) oraz nieorganiczne (uwodnione sole). Takie rozwiązanie również może sprawdzić się do przechowywania energii w postaci ciepła, natomiast niekoniecznie do magazynowania energii elektrycznej samej w sobie.

Baterie nielitowe

Akumulatory kwasowo-ołowiowe (PbA) to najstarszy obecnie stosowany typ akumulatorów, lecz wciąż jest to najbardziej niezawodne i tanie elektrochemiczne źródło energii. Charakteryzują się one napięciem pracy w zakresie 2,0 – 2,2 V, ale zwykle akumulatory kwasowo-ołowiowe są złożone z 6 cel o łącznym napięciu 12 V. Akumulatory ołowiowo-kwasowe mają gęstość energii na poziomie 25—40 Wh/kg. Największym ograniczeniem tego typu baterii jest ich duża masa wynikająca z konieczności użycia dużych ilości ołowiu jednego z najcięższych pierwiastków. Z kolei ich zaletami są bezpieczeństwo pracy, niski koszt produkcji, wysoki stopień recyklingu oraz możliwość uzyskania prądów o dużej gęstości.

Akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) zostały opracowane jako alternatywa dla baterii PbA. Akumulatory NiCd posiadają napięcie znamionowe 1,2 V i gęstość energii 40—60 Wh/kg. Napięcie ogniwa nie ulega znacznemu obniżeniu podczas rozładowania, można je stosować jako zamienniki baterii 1,5 v w większości zastosowań. Akumulatory NiCd wykazują bardzo długą żywotność (ok. 20 lat) i niezawodność w szerokim zakresie temperatur, od -40 °C do +70 °C. Główną wadą jest Akumulatory sodowo-siarkowe (NaS) opierają się na technologii stopionej soli w temperaturze 300 °C, w której stopiony sód i stopiona siarka są używane jako elektrody ujemne i dodatnie, a stały ceramiczny tlenek glinu sodu działający jako elektrolit oddziela te dwie elektrody. Energia elektryczna jest generowana w taki sposób, że podczas wyładowania atomy metalu sodu uwalniają elektrony, które tworzą jony sodu przemieszczające się do elektrody dodatniej przez elektrolit. Gęstość energii wynosi około 150 Wh/kg, wydajność w obie strony wynosi około 90% a żywotność około 4500 cykli.

Baterie litowo-jonowe

Akumulatory litowo-jonowe (Li-ion) stanowią obecnie rozwiązanie o największej grawimetrycznej pojemności elektrochemicznej ze względu wykorzystanie litu najlżejszego metalu jako nośnika ładunku. Akumulatory Li-ion charakteryzują się napięciem pracy 2,4—3,7 V i gęstością energii sięgającą 250 Wh/kg w przeliczeniu na masę całego ogniwa. Możemy wyróżnić baterie litowo-jonowe różniące się przyjętymi do budowy materiałami, które dobierane są do określonych zastosowań w zależności od wymagań mocowych czy pojemnościowych.

Rodzaje baterii litowo-jonowych:

NMC — Litowo-niklowo-manganowy tlenek kobaltu

Technologia NMC polega na połączeniu niklu i manganu. Nikiel jest znany ze swojej wysokiej energii właściwej, ale słabej stabilności; mangan ma tę zaletę, że tworzy strukturę spinelową, aby osiągnąć niski opór wewnętrzny, ale oferuje niską energię właściwą. Łączenie metali zwiększa wzajemne zalety. Katoda baterii wykonana z niklu, manganu i kobaltu, a anoda jest grafitowa, napięcie nominalne 3,6 V, ładowanie prądem do 1-2C natomiast rozładowanie prądem do 3C, praca w temperaturach: -20 °C do +60 °C. Żywotność wynosi 4000-5000 cykli, a temperatura zapłonu 210 °C. Technologia ta oferuje pojemność na poziomie 150-220 Wh/kg.

NMC jest wyborem akumulatorów do elektronarzędzi, e-pojazdów i innych elektrycznych układów napędowych. Przewagą tej technologii jest szeroki zakres pracy napięciowej co przekłada się na łatwiejsze zarządzanie całym syklem ładowania/rozładowania. Kombinacja katod wynosi zwykle jedną trzecią niklu, jedną trzecią manganu i jedną trzecią kobaltu, znaną również jako 1-1-1. To oferuje unikalną mieszankę, która obniża również koszt surowca dzięki zmniejszonej zawartości kobaltu. Kolejnym udanym połączeniem jest NCM z 5 częściami niklu, 3 częściami kobaltu i 2 częściami manganu (5-3-2). Możliwe są inne kombinacje wykorzystujące różne ilości materiałów katodowych.

Producenci baterii odchodzą od systemów kobaltowych w kierunku katod niklowych ze względu na wysokie koszty kobaltu. Systemy oparte na niklu mają wyższą gęstość energii, niższy koszt i dłuższy cykl życia niż ogniwa bazujące na kobalcie, ale mają nieco niższe napięcie. Główne ich zastosowanie to elektromobilność i stacjonarne magazyny energii.

LTO — litowo-żelazowo-fosforanowe z anodą litowo-tytanową

LTO ma przewagę nad konwencjonalnym kobaltowym jonem Li z anodą grafitową, osiągając właściwość zerowego odkształcenia, bez tworzenia się filmu SEI i bez powlekania litem przy szybkim ładowaniu i ładowaniu w niskiej temperaturze. Stabilność termiczna w wysokiej temperaturze jest również lepsza niż w innych systemach Li-ion; jednak bateria jest droższa niż inne rozwiązania. Przy zaledwie średniej 65 Wh/kg pojemności, energia właściwa jest niska. Katoda baterii jest wykonana z węgla, anoda z tlenku tytanu, napięcie nominalne wynosi od 2,4V, a ładowanie prądem do 5-1 OC, rozładowanie prądem do 1 OC, praca w temperaturach: -10 do + 40°C. Żywotność wynosi 10 000-20 000 cykli, a temperatura zapłonu 210 °C. Technologia ta oferuje pojemność na poziomie zaledwie 50-80 Wh/kg.

LFP – litowo-żelazowo-fosforanowe

Baterie LEP zapewniają dobre właściwości elektrochemiczne przy niskiej oporności. Jest to możliwe dzięki nanokapsułowemu materiałowi katody. Najważniejsze zalety to wysoka ocena prądowa i długi cykl życia, oprócz dobrej stabilności termicznej, zwiększonego bezpieczeństwa i tolerancji w przypadku nadużyć. Katoda jest litowo żelazowo fosforanowa, a anoda grafitowa, napięcie nominalne 3,2 V, natomiast zakres pracy napięcia sporo węższy niż w przypadku NMC co stawia wyzwania dla systemu zarządzania, aby w precyzyjny sposób określać parametry. Ładowanie prądem do 2-4C, a rozładowanie prądem do 3C, praca w temperaturach od -30 do + 50°C. Żywotność wynosi 4500-6000 cykli, a temperatura zapłonu 270 °C, co czyni tę technologię najbardziej bezpieczną. Oferuje ona pojemność nieco niższą niż NMC na poziomie 90-120 Wh/kg.

LEP jest bardziej tolerancyjny na warunki pełnego naładowania i jest mniej obciążony niż inne systemy litowo-jonowe, jeśli jest przetrzymywany pod wysokim napięciem przez dłuższy czas. LEP ma doskonałe bezpieczeństwo i długą żywotność, ale umiarkowaną energię właściwą. Wykorzystywane są głównie jako akumulatory w magazynach energii.

Baterie litowo-jonowe w różnych technologiach prezentują odmienne parametry względem siebie. Obecnie najbardziej powszechna technologia NMC, występująca głównie w samochodach elektrycznych ze względu na dużą pojemność, dominuje rynek. Posiada ona również szerszy zakres pracy napięcia. Natomiast popularność zyskuje LFP, która jest obecnie tańsza i ma wyższą temperaturę ucieczki termicznej, ale ma mniejszy zakres pracy napięcia, co wymaga większej dokładności od systemu BMS. Technologia LTO, może oferować za to najszybszy czas ładowania przy nieco niższej temperaturze zapłonu.

Źródło: TAURON

Artykuł Rodzaje magazynów energii pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Funkcjonariusze Wydziału Kryminalnego Policji w Bolesławcu zatrzymali mężczyznę podejrzanego o dokonanie w minionym roku 3 włamań i kradzież 26 akumulatorów znajdujących się na stacjach BTS sieci komórkowej.

Podejrzany 40-latek z Bolesławca jest z zawodu elektrykiem. W wyniku śledztwa ustalono, że zaplanował gromadzenie nadwyżki energii uzyskanej z paneli fotowoltaicznych zainstalowanych na jego domu. W tym celu zrobił rozpoznanie, gdzie może zdobyć, bez ponoszenia kosztów, akumulatory do stworzenia domowego magazynu energii.

Pod osłoną nocy na terenie gminy Warta Bolesławiecka włamał się do metalowych szaf znajdujących się na stacjach bazowych sieci komórkowej i dokonał kradzieży akumulatorów, doprowadzając do strat o wartości blisko 50 tysięcy złotych. Następnie w miejscu zamieszkania, w garażu z akumulatorów stworzył magazyn energii eklektycznej, gdzie gromadził nadwyżkę prądu wytwarzanego przez panele fotowoltaiczne.

W trakcie sprawdzeń policjanci zabezpieczyli również u zatrzymanego kilka porcji metamfetaminy. Mężczyzna usłyszał zarzuty, przyznał się do ich popełnienia i złożył wyjaśnienia. Łącznie grozi mu kara do 10 lat pozbawienia wolności.

3 miesiące wcześniej podejrzany był zatrzymany do zniszczenia mienia. Na jednej z bolesławieckich myjni samoobsługowych odciął 4 metry rury od odkurzacza i zabrał do domu. Na podstawie monitoringu 40-latek został ustalony przez policjantów. Odciętą część odkurzacza policjanci znaleźli w domu sprawcy.

Źródło: KPP w Bolesławcu

Artykuł Elektryk kradł akumulatory ze stacji BTS. Zbudował domowy magazyn energii o wartości 50 tys. zł pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Elektrownia Szczytowo-Pompowa Żarnowiec o mocy 716 MW w miejscowości Czymanowo nad Jeziorem Żarnowieckim została uruchomiona w 1983 roku. Wybór lokalizacji na północy Polski był spowodowany potrzebą zapewnienia bezpieczeństwa pracy Krajowego Systemu Energetycznego (KSE), ponieważ stabilność dostaw energii elektrycznej w tamtym czasie była zagrożona. Elektrownia miała również zapewnić wyższy standard i bezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej. Ponadto, intensywnie rozwijające się Trójmiasto wymagało coraz większych dostaw energii.  

– Największa w Polsce elektrownia szczytowo-pompowa W Żarnowcu od 40 lat stanowi pewne źródło energii, przyczyniając się do stabilnej pracy Krajowego Systemu Energetycznego. Obecnie, w dobie transformacji energetycznej i rosnącej ilości odnawialnych mocy w systemie, elektrownie, jak ta w Żarnowcu, zyskują na znaczeniu z uwagi na to, że pełnią także funkcję wielkoskalowego magazynu zielonej energii. Z uwagi na strategiczne położenie oraz ze względu na rozwój morskich farm wiatrowych na północy Polski przy elektrowni planowana jest budowa największego w Europie bateryjnego magazynu energii elektrycznej o mocy co najmniej 200 MW oraz pojemności przekraczającej 820 MWh – mówi Wojciech Dąbrowski, prezes zarządu PGE Polskiej Grupy Energetycznej.

Obecnie Elektrownia Żarnowiec to obiekt nowoczesny i zmodernizowany. Generalny program modernizacji ESP Żarnowiec został opracowany w latach 2000-2006. Prace trwały do 2012 r. Przeprowadzona modernizacja przyniosła znaczące usprawnienie pracy, zarówno w wymiarze operacyjnym, jak i ekonomicznym. 

Jak działa elektrownia szczytowo-pompowa?

Elektrownia szczytowo-pompowa Żarnowiec wykorzystuje energię kinetyczną i potencjalną wody płynącej lub zatrzymanej w zbiornikach do generowania energii elektrycznej. W momentach gdy zaczyna brakować energii, np. w godzinach szczytu, następuje zrzut wody z górnego zbiornika do dolnego, co napędza turbiny, które przekształcają ruch w energię kinetyczną. Z kolei w momentach nadwyżki energii następuje przepompowanie wody z dolnego zbiornika do górnego, gdzie jest przechowywana jako energia potencjalna. 

Zbiornik górny elektrowni jest budowlą sztuczną, stworzoną do magazynowania energii elektrycznej. Jego powierzchnia całkowita wynosi 135 ha. Zbiornik może pomieścić aż 13,8 mln m³ wody, co czyni go znaczącym zasobem wody gotowej do wykorzystania w procesie generacji energii. W zbiorniku górnym można zgromadzić wodę umożliwiającą produkcję około 3 600 000 kWh. Ta ogromna zdolność magazynowania i oddawania energii pozwala na zasilenie systemu elektro­energetycznego przez ok. 5,5 godz. – w sposób ciągły o mocy 700 MW.

Bateryjny Magazyn Energii Elektrycznej w Żarnowcu

Obecnie przy elektrowni planowana jest budowa największego w Europie bateryjnego magazynu energii elektrycznej o mocy co najmniej 200 MW oraz pojemności przekraczającej 820 MWh. Docelowo zapewni on spójny i zrównoważony dostęp do energii w okresach zwiększonego zapotrzebowania na nią, jak również zwiększy możliwości stabilizacji Krajowego Systemu Elektroenergetycznego oraz ułatwi rozwój energetyki ze źródeł odnawialnych. Jest to szczególnie ważne, za względu na rozwój morskich farm wiatrowych na północy Polski. Lokalizacja magazynu przy ESP Żarnowiec jest oddalona o ok. 10 km od Morza Bałtyckiego, gdzie PGE w ciągu najbliższych kilku lat wybuduje morskie farmy wiatrowe o łącznej mocy 3,5 GW.  

Należąca do Grupy Kapitałowej PGE spółka PGE Energia Odnawialna jest obecnie największym producentem zielonej energii w Polsce. Posiada 21 farm wiatrowych, 29 elektrowni wodnych przepływowych, 4 elektrownie szczytowo-pompowe oraz 31 farm fotowoltaicznych. Łączna moc zainstalowana wszystkich obiektów wynosi ok. 2520 MW. 

Źródło: PGE

Artykuł Elektrownia Szczytowo-Pompowa Żarnowiec pracuje od 40 lat pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Okazało się, że skradzione akumulatory mężczyzna wykorzystuje w instalacji zasilającej jego domek letniskowy. W drewnianej konstrukcji zbitej z desek powstał prowizoryczny magazyn energii pozyskiwanej z paneli fotowoltaicznych oraz małej turbiny wiatrowej działających na jego posesji.

Pomysłowość mężczyzny nie została doceniona przez śledczych z Kraśnika. Policja postawiła mu 5 zarzutów kradzieży oraz kradzieży z włamaniem. 38-latek przyznał się częściowo i odmówił składania dalszych wyjaśnień. Sprawa trafi do sądu, a za kradzież z włamaniem grozi mu do 10 lat pozbawienia wolności.

Źródło: KPP w Kraśniku

Artykuł Majsterkowicz budował magazyn energii ze skradzionych akumulatorów pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Chiński robotnik stanął w płomieniach gdy wyładowanie elektrostatyczne podpaliło ciężarówkę wypełnioną pianką polietylenową.

Do wypadku doszło gdy mężczyzna wraz z kolegą kończył załadunek ciężarówki wypełnionej rolkami z pianką. Warto zaznaczyć, że przy produkcji pianki polietylenowej wykorzystuje się łatwopalny butan.

Iskra, która powstała przy kontakcie obuwia z metalowym podłożem, zapaliła bezbarwny i prawie bezwonny, ale wysoce łatwopalny gaz zgromadzony w zamkniętej przestrzeni. W tym momencie płomienie pochłaniają pracownika, a cały ładunek ciężarówki w jednej chwili staje w ogniu.

Mężczyzna miał sporo szczęścia – udało mu się uciec z ładowni z niewielkimi oparzeniami, ale praktycznie bez włosów.

Artykuł Elektrostatyczny zapalnik pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.