Magazyn energii AC czy DC - czym różnią się te rozwiązania?

Magazyn energii może znacząco zmienić sposób, w jaki korzystamy z fotowoltaiki - zamiast oddawać niewykorzystaną energię do sieci, możemy zachować ją na później i wykorzystać wtedy, gdy instalacja PV nie pokrywa bieżącego zapotrzebowania. Sam wybór odpowiedniej pojemności akumulatora to jednak tylko część decyzji. Równie ważne jest to, w jaki sposób magazyn zostanie połączony z instalacją elektryczną i fotowoltaiczną.

Właśnie tutaj pojawia się podział na magazyny energii AC i DC. Nie chodzi przy tym o dwa zupełnie różne rodzaje akumulatorów, lecz przede wszystkim o inną architekturę całego systemu. Sposób podłączenia wpływa na liczbę konwersji energii, sprawność instalacji, koszt jej wykonania, możliwości późniejszej rozbudowy oraz współpracę z już działającą fotowoltaiką. Czym zatem różni się magazyn energii AC od DC i które rozwiązanie będzie korzystniejsze w konkretnej sytuacji? Przyjrzyjmy się obu wariantom od strony praktycznej.

Magazyn energii DC - wysoka sprawność i naturalny wybór dla nowej fotowoltaiki

W instalacji typu DC magazyn energii znajduje się po stronie prądu stałego i współpracuje z odpowiednio dobranym falownikiem hybrydowym. Energia wytwarzana przez moduły fotowoltaiczne, która również ma postać prądu stałego, może zostać skierowana bezpośrednio do akumulatora. Dopiero gdy ma zasilić standardowe odbiorniki elektryczne, następuje konwersja z DC na AC.

Jedną z kluczowych korzyści architektury DC jest ograniczenie strat wynikających z wielokrotnego przekształcania energii. Energia wytworzona przez panele fotowoltaiczne może być kierowana do akumulatora po stronie prądu stałego, bez konieczności wcześniejszej konwersji na AC. Dzięki temu cały proces przebiega efektywniej, a ograniczenie liczby konwersji pozwala zmniejszyć straty energii i zwiększyć sprawność całego systemu magazynowania. Ostateczna wartość zależy oczywiście od parametrów i jakości zastosowanych komponentów oraz konfiguracji całej instalacji.

System DC jest szczególnie atrakcyjny podczas projektowania instalacji od podstaw. Jeden odpowiednio dobrany falownik hybrydowy może zarządzać zarówno produkcją z PV, jak i przepływem energii do oraz z akumulatora. Upraszcza to architekturę instalacji i może ograniczyć koszt urządzeń potrzebnych do stworzenia kompletnego systemu. Pewnym ograniczeniem jest natomiast modernizacja już działającej fotowoltaiki. Jeżeli istniejący falownik nie obsługuje baterii, przejście na magazynowanie po stronie DC może oznaczać konieczność jego wymiany. Magazyn energii DC najlepiej więc uwzględnić już na etapie projektowania instalacji PV lub podczas jej większej modernizacji.

Magazyn energii AC - elastyczny sposób na rozbudowę istniejącej instalacji

W przypadku magazynu energii AC połączenie z instalacją odbywa się po stronie prądu przemiennego, czyli w obrębie sieci elektrycznej budynku. Magazyn współpracuje z dedykowanym inwerterem akumulatorowym lub odpowiednio skonfigurowanym falownikiem hybrydowym, dzięki czemu może zostać zintegrowany z instalacją bez bezpośredniej ingerencji w układ DC fotowoltaiki. Takie rozwiązanie pozwala zachować dotychczasowy falownik PV i zapewnia większą niezależność poszczególnych elementów całego systemu energetycznego.

To szczególnie istotne w przypadku doposażania działającej już fotowoltaiki w magazyn energii. Nie trzeba rezygnować ze sprawnego inwertera PV wyłącznie po to, aby dodać baterię. Rozwiązanie AC pozwala zachować dotychczasową instalację i dołączyć do niej osobny układ magazynowania. Taka konstrukcja daje również dużą elastyczność zarządzania energią. Magazyn AC można wygodnie ładować z sieci, co jest przydatne przy taryfach wielostrefowych i dynamicznych - energia może być pobierana w okresach niższych cen, a wykorzystywana wtedy, gdy zakup prądu jest droższy. Dodatkowym atutem jest większa niezależność poszczególnych elementów instalacji - problem po stronie magazynu nie musi automatycznie oznaczać zatrzymania produkcji energii przez fotowoltaikę.

Większa elastyczność systemu AC wiąże się jednak z większą liczbą etapów przekształcania energii. Prąd stały wytwarzany przez moduły fotowoltaiczne jest najpierw zamieniany przez falownik PV na prąd przemienny, a następnie - podczas ładowania magazynu - ponownie na prąd stały. Gdy zgromadzona energia ma zostać wykorzystana do zasilania odbiorników, konieczna jest kolejna konwersja na AC. Każdy z tych etapów generuje pewne straty, dlatego systemy AC charakteryzują się zazwyczaj niższą sprawnością całego cyklu niż rozwiązania DC.

AC czy DC - który magazyn energii wybrać?

Nie istnieje jeden wariant, który będzie najlepszy w każdym przypadku. Wybór między magazynem energii AC a DC powinien wynikać przede wszystkim z architektury instalacji, jej obecnego stanu oraz planowanego sposobu użytkowania energii. Jeżeli fotowoltaika jest dopiero projektowana, bardzo dobrym punktem wyjścia jest system DC z falownikiem hybrydowym. Mniejsza liczba konwersji sprzyja wysokiej sprawności, a całość może od początku zostać zaprojektowana jako jeden spójny system PV, magazynowania i zarządzania energią.

Jeżeli natomiast instalacja fotowoltaiczna działa już od kilku lat, magazyn AC może okazać się rozwiązaniem bardziej praktycznym i uzasadnionym ekonomicznie. Pozwala pozostawić istniejący falownik, ograniczyć zakres modernizacji oraz stosunkowo łatwo rozszerzyć instalację o możliwość magazynowania energii. Ostateczny dobór powinien więc obejmować nie tylko pojemność baterii, ale także moc, napięcie, kompatybilność z falownikiem i przewidywany profil zużycia energii.

Ostatecznie najważniejsze nie jest samo oznaczenie AC lub DC, lecz dopasowanie całego systemu magazynowania energii do instalacji PV, profilu zużycia, oczekiwanej mocy, sposobu zarządzania energią i planów rozbudowy. Właśnie dlatego warto patrzeć na magazyn nie jak na pojedynczy akumulator, ale jak na element kompletnego systemu energetycznego. Rozwiązania dostępne w ofercie Kon-TEC umożliwiają budowę takiego systemu zarówno od podstaw, jak i w ramach modernizacji działającej fotowoltaiki.