Najwydajniejsze magazyny energii dla prosumentów

Analiza wykonana przez naukowców z Uniwersytetu Nauk Stosowanych HTW Berlin pokazuje, że technologia litowo-jonowa wciąż ma dużą przewagę nad innymi technologiami stosowanymi w magazynach energii. Eksperci z HTW Berlin wykonali ponadto badanie, którego celem było sprawdzenie efektywności dostępnych na rynku małych bateryjnych magazynów energii.

Rosnące moce odnawialnych źródeł energii, których wydajność często zależy od warunków pogodowych, pociąga za sobą konieczność magazynowania wytworzonej energii, aby móc później udostępnić ją, gdy wystąpi na nią zapotrzebowanie. Do tej pory największą popularnością w zakresie budowy magazynów energii cieszyła się technologia litowo-jonowa (li-ion). Jednak  od dłuższego czasu na rynku zaczynają pojawiać się też nowe rozwiązania wykluczające lit.

Zastąpić lit

Berliński Uniwersytet Nauk Stosowanych HTW co roku przeprowadza testy magazynów energii (ESS) pod kątem ich efektywności energetycznej. W tym roku po raz pierwszy do udziału w badaniach zaproszono również niemiecki Instytut Technologii w Karlsruhe (KIT). Poza tym pierwszy raz badaniom poddane zostały oprócz baterii li-ion także baterie niezawierające litu. Wśród testowanych technologii znalazły się baterie sodowo-jonowe oraz sodowo-chlorkowo-niklowe.

REKLAMA

Testy nowych baterii przeprowadził KIT. Wyniki badań pokazują, że magazynowanie energii elektrycznej w systemach innych niż baterie litowo-jonowe jest obecnie nadal mniej efektywne i generuje znacznie większe straty niż w przypadku systemów z bateriami li-ion.

Straty zanotowane w badaniach baterii sodowo-jonowych były aż pięciokrotnie wyższe niż w przypadku akumulatorów li-ion. Z kolei baterie sodowo-niklowe miały wykazać nawet siedmiokrotnie większe straty w odniesieniu do technologii li-ion.

Wspólne efekty badań KIT i HTW Berlin pokazują ponadto, że baterie sodowo-jonowe mają niski poziom wydajności, który dodatkowo maleje niemal liniowo wraz ze spadkiem poziomu naładowania.

Oznacza to, że jeżeli bateria sodowo-jonowa jest naładowana w 40 proc., to może dostarczyć około połowy maksymalnej mocy. Tymczasem bateria li-ion niezależnie od poziomu naładowania jest w stanie podawać pełną moc w niemal całym procesie rozładowywania.

Najwydajniejsze systemy do magazynowania energii

Grupa ekspertów z HTW Berlin porównała ponadto dostępne na rynku zestawy bateryjne znanych producentów, takich jak RTC Power, Kaco, Fronius, Kostal, Viessmann i Varta. Sprawdzono parametry magazynów w klasie do 10 kW, czyli małych baterii z przeznaczeniem głównie do zastosowania przez prosumentów.

Wszystkie badane zestawy magazynowania energii były zbudowane na bazie baterii litowo-jonowych i hybrydowych inwerterów, których liczba na rynku europejskim stale się powiększa.

Systemy magazynowania energii oceniano na podstawie tzw. wskaźnika SPI (System Performance Index), który był mierzony dla dwóch grup magazynów: (1) o mocy do 5 kW i pojemności do 8 kWh, (2) o mocy do 10 kW i pojemności do 16 kWh.

W pierwszym przypadku uwzględniono zastosowanie w gospodarstwie domowym również instalacji fotowoltaicznej o mocy 5 kW i zużycie energii na poziomie 5,01 MWh/rok. W przypadku większych magazynów założono użytkowanie systemu fotowoltaicznego o mocy 10 kW, roczne zużycie 5,01 MWh, a do tego wykorzystanie pompy ciepła konsumującej rocznie 2,664 MWh energii oraz samochodu elektrycznego pobierającego w skali roku 1,69 MWh energii.

REKLAMA

SPI został uzupełniony o analizę finansową. Oprócz technicznych parametrów, takich jak sprawność badanych urządzeń, wskaźnik obejmuje także ekonomiczne parametry w zakresie energii wprowadzanej i pobieranej z niemieckiej sieci.

Wskaźnik w badaniu tegorocznym nie uwzględnia już stosowanego wcześniej dla niemieckich prosumentów ograniczenia maks. 70 proc. eksportu energii do sieci. Przyjęto cenę energii pobieranej z sieci na poziomie 40 eurocentów/kWh (w badaniu z roku 2022 było to 30 eurocentów/kWh), a także taryfę za eksport energii do sieci na poziomie 8 eurocentów/kWh (rok wcześniej uwzględniono stawkę 12 eurocentów/kWh).

W klasie wyższej (10 kW) najefektywniejszy okazał się system RCT Power ze wskaźnikiem SPI na poziomie 96,4 proc. Drugie i trzecie miejsce zajęły kolejno zestawy KACO+Energy Deopot oraz Fronius+BYD. Oba osiągnęły efektywność SPI na poziomie 95,4 proc., a różnice SPI były widoczne dopiero na drugim miejscu po przecinku.

W klasie niższej (5 kW) górą okazał się także zestaw oferowany przez firmę RTC Power. Drugie miejsce zajął system z baterią Froniusa, a podium zamknął Kostal z baterią BYD. Do pierwszej piątki w klasie 5 kW weszły też zestawy Viessmanna i Varty.

Porównywarka magazynów energii

Dla prosumentów, którzy szukają zestawu do magazynowania energii, ale nie do końca wiedzą, na co zwracać uwagę przy wyborze, grupa badawcza z HTW Berlin opracowała platformę porównawczą Power Storage Inspector. Pozwala ona porównać ze sobą dwa zestawy ESS i zdecydować, który jest bardziej odpowiedni do konkretnego zastosowania.

Należy podkreślić, że porównywane dane są wiarygodne, ponieważ nad ich prawidłowością czuwają niezależne instytuty badawcze, które testują urządzenia i porównują otrzymane wyniki m.in. z kartami katalogowymi poszczególnych produktów.

Power Storage Inspector jest dostępny pod tym linkiem. Obecnie można korzystać z niego w dwóch wersjach językowych: angielskiej i niemieckiej. Narzędzie jest bezpłatne, a lista zestawów magazynowania energii, które będzie można ze sobą porównać, ma być stale rozszerzana.