envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Wąski Jar 9
02-786 Warszawa

Advertisement











Wraz z początkiem kwietnia weszła w życie no17welizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii z 29 października 2021 r. Na jej mocy wszyscy użytkownicy instalacji fotowoltaicznych, którzy złożyli zgłoszenie o przyłączenie mikroinstalacji do operatora sieci dystrybucyjnej (OSD) po 31 marca 2022 r. rozliczani będą na zasadzie net-billingu.

Co to oznacza dla właścicieli tych mikroinstalacji? Otóż, mówiąc w skrócie, nowy system przekłada się na to, że aby zapewnić sobie przyzwoity okres zwrotu inwestycji, należy jeszcze większą wagę przykładać do autokonsumpcji energii oraz do jej magazynowania.

Net-billing jak to działa?

Tak jak w p18rzypadku wdrożenia każdego nowego systemu rozliczeń, tak i w momencie wejścia w życie systemu net-billingu mamy wiele niewiadomych. Najprościej rzecz ujmując – poprzedni system, tzw. net-metering, polegał na zbieraniu w wirtualnym magazynie energii, którą nasza instalacja nadprodukowała, względem zużycia bieżącego naszego budynku. Swoistą opłatą za utrzymanie wirtualnego magazynu było oddanie do operatora 20% lub 30% tej energii (w zależności od mocy instalacji). Net-billing natomiast opiera się na magazynowaniu w wirtualny sposób środków pieniężnych, które przeznacza się następnie na zakup energii (tzw. depozyt prosumencki). Jest jednak kilka istotnych zastrzeżeń do tego rozwiązania, a przede wszystkim cena, po której użytkownik będzie sprzedawał energię.

Cena ma być rynkowa, co oznacza, że po okresie przejściowym, czyli po 30 czerwca 2022 r. (do tej daty nawet instalacje przyłączone po 31 marca 2022 r. będą jeszcze rozliczanie w dotychczasowym systemie net-metering) ma być to średnia cena miesięczna sprzedaży energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym. Po kolejnych 2 latach wejdzie rozliczenie godzinowe z rynku dnia następnego z Towarowej Giełdy Energii (TGE). I tutaj jest wielka niewiadoma, ponieważ prognozowanie cen energii na kilka miesięcy naprzód, nie mówiąc już o latach, zakrawa o jasnowidzenie i wprowadza dużą niepewność w odniesieniu do całej inwestycji.19

Kształtowanie cen energii
Oczywiste jest, że wraz z rosnącą liczbą instalacji fotowoltaicznych i w okresach dużej produkcji energii z tych instalacji (słoneczna pogoda, godziny około południowe) w systemie energetycznym pojawi się duży wolumen energii. Polski system energetyczny nie jest dostosowany do pracy z pogodowo zależnymi źródłami energii, a odbiór nie pokrywa się ze szczytem produkcji z farm fotowoltaicznych. Na zasadach małego popytu i dużej podaży, trzeba się więc spodziewać, że cena za energię elektryczną w godzinach okołopołudniowych nie będzie wysoka.

Kolejnym „haczykiem” w nowym systemie jest fakt, że przy kupnie energii prosument płaci za wszystkie opłaty dystrybucyjne, natomiast cena za sprzedaż energii jest już pozbawiona tych dodatkowych opłat. W praktyce cena zakupu będzie zatem znacznie wyższa niż cena sprzedaży, co przekłada się na to, że wprowadzanie nadwyżki energii wyprodukowanej przez domową instalację fotowoltaiczną do sieci nie jest korzystne dla użytkownika tej instalacji. W takiej sytuacji, bardziej niż kiedykolwiek, stało się jasne, że nowe instalacje powinny być wyposażone w magazyn energii, aby zwiększyć jej opłacalność i przyspieszyć zwrot inwestycji.

Magazyny energii elektrycznej
W kontekście magazynowania energii elektrycznej najszybciej przychodzą na myśl akumulatory elektryczne, czyli urządzenia magazynujące energię w formie chemicznej, a uwalniające ją w postaci prądu stałego. Do instalacji fotowoltaicznej często są wykorzystywane akumulatory żelowe, w których elektrolit zmagazynowany jest właśnie w formie żelu lub nowocześniejsze, ale również droższe akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe charakteryzujące się dłuższą żywotnością. Same akumulatory nie są skomplikowane, ale poza nimi w instalacji fotowoltaicznej będzie jeszcze potrzebny specjalny inwerter hybrydowy, który pozwoli na ich ładowanie.

Istnieją również rozwiązania kombinowane, czyli takie, które łączą falownik z magazynem energii (akumulatorem) w jednym estetycznym monobloku. Przykładem takiego rozwiązania może być urządzenie firmy Viessmann, Vitocharge VX3, które na chwilę obecną nie jest jeszcze dostępne w dystrybucji na terenie Polski, ale z powodzeniem pracuje już w wielu instalacjach w Niemczech.

Atuty i ograniczenia układów z akumulatorami. Rozwiązanie z akumulatorami w domowej instalacji fotowoltaicznej ma szereg zalet. Akumulatory to znana od wielu lat technologia, więc została już niejednokrotnie sprawdzona i przetestowana w urządzeniach i maszynach codziennego użytku. Instalacja wyposażona w baterie elektryczne zapewnia użytkownikom czasowy (w zależności od ich pojemności) bufor energii na wypadek awarii sieci. Idealnie łączy się to np. z popularnymi obecnie monoblokowymi pompami ciepła, które wymagają zabezpieczenia przed zamarzaniem, właśnie na wypadek przerwy w dostawie energii w temperaturach zewnętrznych poniżej zera. Ponadto instalacja hybrydowa istotnie zmniejszy ilość energii oddawanej do sieci, a użytkownicy będą mieli większe pole do manewru w zakresie konsumowania energii ze swojej przydomowej elektrowni. System fotowoltaiczny bez magazynu generuje energię jedynie przy odpowiednich warunkach atmosferycznych, kiedy użytkownicy mogą nie być w stanie tej energii odebrać. Akumulatory pozwolą natomiast na odebranie energii na przykład w godzinach wieczornych, kiedy jej zużycie w każdym domu wzrasta ze względu na zwiększoną liczbę osób przebywających w domach oraz większą ilość pracujących urządzeń elektrycznych. Nie jest to jednak technologia pozbawiona wad. Po pierwsze – żywotność akumulatorów (która i tak w ostatnich latach uległa zwiększeniu) jest deklarowana przez producentów na okres około 10 lat. Okres żywotności modułów fotowoltaicznych szacuje się na około 20-30 lat, można zatem założyć, że podczas użytkowania instalacji akumulatory będzie trzeba wymienić co najmniej jeden raz.

Kolejna sprawa to dobór urządzeń, który nie jest taki prosty. W celu zachowania żywotności akumulatorów deklarowanej przez producenta, trzeba pilnować, aby nie były one rozładowywane do stanu pustego. Za to odpowiada oczywiście system sterowania, ale w związku z tym pojemność akumulatorów musi być zawsze przewymiarowana względem zapotrzebowania. Stworzy to pewnego rodzaju bufor pojemności, poniżej którego nie będziemy rozładowywać akumulatorów.

Wzrost opłacalności indywidualnego magazynowania energii. I oczywiście kwestia najważniejsza, czyli koszty inwestycyjne, przez które w Polsce fotowoltaiczne instalacje hybrydowe i wyspowe (w całości magazynujące i zużywające energię, bez połączenia z siecią) nie są szeroko rozpropagowane. Przy systemie net-meteringu inwestycja w przydomowy magazyn energii była zupełnie ekonomicznie nieuzasadniona, ponieważ prosument miał praktycznie darmowy magazyn w sieci elektroenergetycznej, a dodatkowo nie było żadnego systemu wsparcia finansowego na systemy magazynowania. W obecnej sytuacji inwestycja ta stała się już bardziej atrakcyjna dla użytkowników.

Dobór pojemności akumulatorów
Jeśli chodzi o dobór liczby (pojemności) akumulatorów do domowej instalacji fotowoltaicznej, to jest to bardzo mocno uzależnione od tego, co chcemy osiągnąć. Chęć całkowitego odłączenia się od sieci (instalacja typu off- -grid) wiąże się z dobraniem pojemności baterii na poziomie co najmniej dziennego zapotrzebowania budynku, co jest powodowane długimi okresami niewielkiej produkcji energii z instalacji fotowoltaicznej w okresach jesiennych i zimowych. Pomimo wprowadzenia dofinansowań, takie rozwiązanie raczej wciąż będzie stanowiło marginalną część nowo montowanych instalacji, ze względu na bardzo duże koszty baterii, która poza potrzebami bytowymi, musiałaby jeszcze czasem zasilić urządzenie grzewcze, np. pompę ciepła, co jeszcze mocniej wywinduje zapotrzebowanie na energię elektryczną.20

Z kolei przy instalacji hybrydowej magazyn ma za zadanie pełnić rolę wsparcia na kilka godzin (lub więcej, jeżeli klient ma odpowiednio wysokie środki, które planuje przeznaczyć na tę inwestycję). Przyjrzyjmy się zatem uproszczonym przykładom inwestycji w magazynowanie energii w tego typu układach.

Dom jednorodzinny bez pomp21y ciepła. Bardzo szacunkowe zużycie energii elektrycznej dla gospodarstwa domowego, gdy budynek nie jest ogrzewany pompą ciepła, może wynosić 10 kWh/dobę (około 3600 kWh/rok). Zakładając, że przynajmniej 30% dziennego zapotrzebowania na energię chcemy zmagazynować, musimy dobrać akumulatory o możliwości zmagazynowania 4 kWh energii (zakładając wcześniej wspomniane przewymiarowanie, chroniące przed nadmiernym rozładowaniem). Ile zapłacimy za taki magazyn? Tutaj temat jest bardzo szeroki, ponieważ koszt baterii o określonej pojemności będzie uzależniony od producenta, technologii wykonania, popytu na tego typu urządzenia etc. I tak cena baterii wykonanej w nowoczesnej technologii litowo-żelazowo-fosforanowej o pojemności 4,5 kWh wynosi około 35 tys. netto, do czego trzeba jeszcze doliczyć koszt montażu i uruchomienia instalacji.

Dom jednorodzinny z pompą ciepła. W przypadku nowego domu jednorodzinnego, o powierzchni 150 m2, wybudowanego według standardów określonych w WT2021, ogrzewanego przy wykorzystaniu pompy ciepła, zapotrzebowanie na energię w ciągu roku podwoi się w stosunku do budynku bez pompy ciepła (do około 7500 kWh/rok). W związku z tym można by założyć w prosty sposób, że dwukrotnie zwiększy się również wymagana pojemność akumulatorów, ale sytuacja nie jest aż tak prosta. Przy zastosowaniu pompy ciepła mocno zmieni się nam rozłożenie konsumpcji energii w ciągu roku, ponieważ w znacznym stopniu wzrośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną w miesiącach sezonu grzewczego, natomiast podczas miesięcy letnich dojdzie jedynie zapotrzebowanie na produkcję ciepłej wody użytkowej. Instalacja fotowoltaiczna będzie jednak generowała zdecydowanie większą część energii w miesiącach, gdy nie będzie tak dużego zapotrzebowania na ogrzewanie domu (późna wiosna, lato, wczesna jesień), a w zimę może dojść do sytuacji, w której przez długi czas magazyn będzie stał praktycznie pusty. Kolejna rzecz, na którą trzeba zwrócić uwagę, to występowanie wentylacji mechanicznej z rekuperacją, która bardzo często pojawia się w nowych domach, powodując dodatkowe stałe zapotrzebowanie na energię elektryczną. W każdym razie dobór pojemności akumulatorów wówczas nieco się komplikuje, dlatego zawsze musi być on dopasowany do indywidualnego przypadku. Pozwoli to uzyskać możliwie najlepsze efekty bez niepotrzebnego zwiększania nakładów finansowych.22

A może magazyn w formie samochodu elektrycznego?
Ciekawym sposobem na zagospodarowanie własnej energii elektrycznej jest zastosowanie stacji ładowania pojazdów elektrycznych (tzw. car portów) – skoro w samochodach elektrycznych są baterie, to warto je wykorzystać. To rozwiązanie ma jednak jeden mankament, a mianowicie – konieczność uzależnienia pory ładowania samochodu od warunków nasłonecznienia. W związku z tym można je polecić albo osobom pracującym w domu, korzystającym z samochodu w godzinach popołudniowych, albo firmom, które również mogą zoptymalizować korzystanie z samochodów biurowych względem warunków pogodowych. Taka stacja na pewno przyciągnie uwagę przechodniów, a dodatkowo spełni rolę wiaty chroniącej samochód przed warunkami atmosferycznymi.

Systemy zarządzania energią HEMS
Kolejne elementy w instalacji zwiększają poziom jej skomplikowania, w związku z czym coraz szerzej zaczyna się mówić o systemach zarządzania HEMS (ang. Home Energy Management System), które przejmują za użytkownika część obowiązków, a dodatkowo przedstawiają mu kluczowe informacje na temat systemu w przejrzysty sposób. HEMS wymaga połączenia między poszczególnymi elementami instalacji: falownikiem, magazynem energii, licznikiem dwukierunkowym oraz (jeżeli producent dopuszcza taką możliwość) urządzeniem grzewczym, np. pompą ciepła. Dzięki temu użytkownik ma stały podgląd, najczęściej za pomocą aplikacji na telefon lub strony internetowej, do aktualnego stanu swojej instalacji, czyli przede wszystkim do:

  • generacji energii z modułów fotowoltaicznych,
  • stanu naładowania akumulatorów,
  • ilości energii przekazywanej/pobieranej z sieci elektrycznej,
  • aktualnego poziomu autokonsumpcji energii przez cały budynek i osobno przez wytwornicę ciepła.

Dzięki temu może zmienić swoje przyzwyczajenia, aby osiągnąć optymalny poziom korzystania z systemu (dostosować pobory energii do jej nadwyżek). Dodatkowo, przy zastosowaniu odpowiednich elementów systemu, może nawet zautomatyzować ten proces. Może to zostać osiągnięte np. przez wymuszenie pracy pompy ciepła poza jej standardowym harmonogramem pracy, w momencie, gdy instalacja fotowoltaiczna generuje więcej energii niż zużywa budynek. W tym czasie, w celu akumulacji energii w formie ciepła, pompa może wygrzać zasobnik ciepłej wody użytkowej lub bufor wody grzewczej do wyższej temperatury. Energię tę użytkownik będzie mógł zużyć później, np. do kąpieli bądź do ogrzania budynku w godzinach wieczornych i nocnych, kiedy temperatura zewnętrzna istotnie spada.23

Dofinansowania do systemów PV
Od 15 kwietnia 2022 r. ruszył nabór do programu Mój Prąd 4.0, który skierowany jest do nowych prosumentów, którzy rozliczają się w systemie net-billingu lub do użytkowników już istniejących instalacji, którzy przejdą z systemu opustów na obecnie obowiązujący. Poza standardowym wsparciem pieniężnym na zakup instalacji fotowoltaicznej (do 4 lub 5 tys. zł) mamy obecnie jeszcze:

  • dofinansowanie do zakupu magazynu energii elektrycznej (do 7,5 tys. zł),
  • dofinansowanie do magazynu energii cieplnej (do 5 tys. zł) oraz
  • dofinansowanie do systemu zarządzania energią (HEMS, do 3 tys. zł).

Sumarycznie na instalację fotowoltaiczną, akumulatory i HEMS uzyskujemy zatem maksymalnie 15,5 tys. zł. Nie jest to kwota, która pokryje znaczącą część kosztów instalacji, ale jest to duży krok w przód względem braku jakiegokolwiek dofinansowania na magazyny energii w poprzednich edycjach programu Mój Prąd. Przed wykonaniem instalacji warto jednak dokładnie przeanalizować założenia programu, aby nasza inwestycja na pewno wpisywała się w jego wytyczne.

Podsumowując: nie można nie zgodzić się z twierdzeniem, że system net-metering był bardziej ekonomicznie opłacalny dla użytkowników, ale z drugiej strony należy też zauważyć, że rozpowszechnianie instalacji hybrydowych będzie miało pozytywny wpływ na sieć elektroenergetyczną oraz na technologie dostępne na naszym rynku. Zwiększony popyt powinien przełożyć się na większe wysiłki producentów, aby dostarczyć produkty wysokiej jakości w konkurencyjnych cenach, choć oczywiście można dyskutować, czy droga, którą do tego dochodzimy, jest najlepsza dla przyszłych prosumentów. Technologia magazynowania energii elektrycznej w bateriach jest wciąż droga i obecnie trudno jest przewidzieć, jak będzie zmieniać się jej cena w przyszłości, tym niemniej program Mój Prąd 4.0 jest już jakąś zachętą do takiej inwestycji. Dobrze dobrany magazyn nie tylko zmniejszy ilość energii oddawanej do sieci po niekorzystnym kursie cenowym, może też dać właścicielom krótkie zabezpieczenie na wypadek awarii sieci. Z kolei systemy HEMS umożliwiają użytkownikom dokładny podgląd na to, co dzieje się w ich instalacji, dzięki czemu będą mogli nauczyć się, jak z niej korzystać w najbardziej ekonomiczny sposób.

Artykuł stanowi kontynuację cyklu „Warsztaty instalatora 24OZE”, w którym publikujemy artykuły na temat mikro- i małych instalacji fotowoltaicznych oraz pomp ciepła. Korzystając z wiedzy ekspertów z działu Wsparcia Technicznego i Szkoleń firmy Viessmann, przygotowujemy jego kolejne odcinki z praktycznymi wskazówkami dla projektantów i wykonawców, które zarazem mogą służyć jako argumenty w rozmowach z inwestorami.


 

pi