Jak inteligentnie sterować fotowoltaiką, magazynem energii i zużyciem prądu?
Fotowoltaika pozwala produkować własną energię, a magazyn energii zachować jej nadwyżki na później. Pełny potencjał obu rozwiązań można jednak wykorzystać dopiero dzięki inteligentnemu zarządzaniu energią, które łączy je w spójny i efektywnie działający system. W czasach net-billingu nie chodzi już wyłącznie o to, ile energii wyprodukuje instalacja PV. Coraz ważniejsze staje się kiedy energia zostanie wyprodukowana, zmagazynowana i wykorzystana.
Dobrze skonfigurowany system dąży więc do maksymalizacji autokonsumpcji, ograniczenia zakupu drogiej energii z sieci oraz wykorzystania nadwyżek wtedy, gdy przynosi to największe korzyści. Jest to możliwe dzięki współpracy fotowoltaiki, magazynu energii, falownika, domowych odbiorników oraz systemu EMS (Energy Management System). W efekcie energia nie przepływa przypadkowo - jest kierowana tam, gdzie w danym momencie może zostać wykorzystana najbardziej efektywnie.
Autokonsumpcja i taryfy dynamiczne - energia powinna pracować wtedy, kiedy się opłaca
W tradycyjnej instalacji fotowoltaicznej przepływ energii jest stosunkowo prosty. Produkcja PV w pierwszej kolejności pokrywa bieżące zapotrzebowanie budynku, a nadwyżka trafia do sieci. Wieczorem, gdy produkcja spada, energia jest ponownie pobierana od operatora. W warunkach net-billingu taki model nie zawsze jest ekonomicznie optymalny, ponieważ cena sprzedaży nadwyżek i koszt późniejszego zakupu energii mogą znacząco się różnić.
Dlatego coraz większego znaczenia nabiera maksymalizacja autokonsumpcji energii z fotowoltaiki. Nadwyżka zamiast od razu trafiać do sieci może zostać skierowana do magazynu energii, wykorzystana do podgrzania ciepłej wody, pracy pompy ciepła czy ładowania samochodu elektrycznego. Eksport energii staje się wówczas ostatnim etapem - dopiero wtedy, gdy lokalne możliwości jej wykorzystania zostały wyczerpane.
Jeszcze większe możliwości zapewniają taryfy dynamiczne. EMS może uwzględniać zmieniające się ceny energii i odpowiednio planować pracę instalacji. W okresach bardzo niskich cen system może na przykład zdecydować o ładowaniu akumulatora z sieci lub uruchomieniu energochłonnych urządzeń. Kiedy energia staje się droga, budynek może natomiast korzystać przede wszystkim z wcześniej zgromadzonych zasobów.
EMS i BMS - inteligencja systemu zaczyna się od danych
Sercem nowoczesnego zarządzania energią jest EMS - Energy Management System. Jego zadaniem nie jest jedynie reagowanie na aktualną produkcję fotowoltaiki. Zaawansowane rozwiązanie analizuje wiele informacji jednocześnie i na ich podstawie podejmuje decyzje dotyczące przepływu energii. System może analizować prognozy pogody, dotychczasowy profil zużycia energii w budynku oraz aktualne i prognozowane ceny energii, aby odpowiednio planować pracę całej instalacji. Jeżeli prognoza zapowiada słoneczny poranek, EMS może pozostawić część pojemności magazynu wolną, aby następnego dnia wykorzystać ją do przejęcia nadwyżki z PV. Jeżeli natomiast spodziewana jest niewielka produkcja i jednocześnie wysoka cena energii w godzinach wieczornych, strategia pracy baterii może wyglądać zupełnie inaczej.
Algorytmy mogą również uczyć się charakterystyki konkretnego obiektu. System stopniowo rozpoznaje godziny największego poboru i może odpowiednio wcześniej przygotować magazyn energii na wieczorny szczyt. Dzięki temu zarządzanie energią przestaje być prostą reakcją, a staje się procesem przewidującym przyszłe zapotrzebowanie.
EMS nie powinien być jednak utożsamiany z BMS (Battery Management System). BMS odpowiada przede wszystkim za bezpieczną i prawidłową pracę samego akumulatora - kontrolę parametrów ogniw, ich balansowanie, temperaturę, napięcia czy dopuszczalne wartości prądu ładowania i rozładowania. Rozwiązania Kon-TEC wykorzystują zaawansowane systemy BMS umożliwiające współpracę magazynu z pozostałymi elementami instalacji. Dobra komunikacja pomiędzy BMS, falownikiem i systemem EMS jest fundamentem sprawnego zarządzania energią.
Jeden system, różne potrzeby - od domu po instalacje przemysłowe
Nie istnieje jedna strategia zarządzania energią odpowiednia dla każdego obiektu. W domu jednorodzinnym priorytetem może być wysoka autokonsumpcja, obniżenie rachunków i zasilanie awaryjne. W przedsiębiorstwie znacznie większą rolę może odgrywać ograniczanie chwilowych szczytów poboru, stabilizacja profilu energetycznego czy zarządzanie mocą dużych odbiorników.
Dlatego istotna jest skalowalność całego rozwiązania. Kon-TEC rozwija ekosystem obejmujący magazyny energii LiFePO4, rozwiązania nisko- i wysokonapięciowe, systemy BMS, umożliwiając dobór architektury zarówno dla gospodarstw domowych, jak i bardziej wymagających obiektów komercyjnych, rolniczych czy przemysłowych. Ważnym elementem jest również możliwość integracji magazynów z falownikami hybrydowymi, w tym rozwiązaniami marek Victron Energy i Deye, oraz z zewnętrznymi systemami HEMS/EMS.
Takie podejście pozwala budować instalację nie jako zbiór osobnych urządzeń, ale jako spójny system zarządzania energią, w którym produkcja, magazynowanie i zużycie są ze sobą skoordynowane.
Połączenie fotowoltaiki, magazynu energii, inteligentnego BMS, falownika hybrydowego oraz automatyki EMS/HEMS pozwala zwiększyć autokonsumpcję i lepiej wykorzystać taryfy dynamiczne, a jednocześnie przygotować instalację na coraz bardziej zmienny rynek energii. Kon-TEC dostarcza rozwiązania, które mogą stanowić sprzętowy fundament takiego ekosystemu. Dzięki temu magazyn energii może być aktywnym elementem inteligentnego, ekonomicznego i bezpiecznego zarządzania energią w całym obiekcie.
