Magazyny energii elektrycznej, które nie znają granic

Nareszcie fotowoltaika instalowana jest na skalę masową. Wygląda na to, że w końcu inwestorzy (bez względu na ich wielkość) przekonali się, że i ta forma pozyskiwania energii może być opłacalna. Program „Mój Prąd” oraz wiele innych dostępnych programów w tym i regionalnych niewątpliwe pomogły w tej decyzji.

Efektem takich instalacji oczywiście jest czysta energia, która inteligentnej Polsce jest zdecydowanie bardzo potrzebna. Pierwsze efekty są obiecujące jednakże, bez systemów stabilizujących lokalne sieci energetyczne, trend wzrostowy może zacząć tak samo szybko maleć jak zaczął rosnąć. A to wszystko poprzez charakterystykę generacji zasilania nie koniecznie zsynchronizowaną z zapotrzebowaniem.

Jedną z metod stabilizacji takiej sieci jest przyłączenie w miejscu generacji systemu magazynującego energię wyprodukowaną ze zdolnością jej oddawania w odpowiednim momencie. Zwykle w momencie jej największego zapotrzebowania ale nie tylko. Temat tym bardziej się komplikuje jeżeli do takiej sieci dołączy się stację ładowania samochodów elektrycznych, które prędzej czy później podobnie jak i fotowoltaika również wzbudzą większe zainteresowanie.

Omawiany temat raczej nie będzie wyzwaniem dla obecnego prosumenta.  Taki inwestor, jeżeli już dostał warunki przyłączenia „i tak” swoje odzyska od operatora zgodnie z umową. Programy takie jak „Mój prąd” czy też polityka prosumencka mają jednak jedną istotna wadę. Kiedyś się kończą bądź zmieniają. Dla wybranych inwestorów, cecha ta nie jest zbyt obiecująca biorąc pod uwagę dość długie czasy zwrotów z inwestycji dla tego rodzaju przedsięwzięcia.

Kluczem do rozwiązania wspomnianych wyzwań technicznych jak również ekonomicznych jest wspomniany magazyn energii. Jednakże, jak większość nowych technologii i ta musi pokonać wyzwania i mity, które powstają w trakcie zmian technologicznych. Przykładem może być tutaj opinia o magazynach energii, która powstała poprzez dużą popularyzację technologii litowo-jonowej, a mianowicie, wielu inwestorów przekonanych jest że magazyny energii są:

• trudno dostępne – głównie ze względu na ich koszt (w tym również przy braku programów wsparcia takich inwestycji)
• skomplikowane w instalacji
• wymagające szczególnego nadzoru – ze względu na rygory gwarancyjne
• skomplikowane i kosztowne w recyclingu
• obarczone sporym ryzykiem finansowym – ze względu na brak gwarancji żywotności na tyle długiej aby zapewnić zwrot z inwestycji
• czy też niebezpieczne dla życia i zdrowia – ze względu na cechy palności, wybuchowości czy możliwości generacji szkodliwych gazów w trakcie nieprawidłowej eksploatacji

Prawdą jest to, że wyżej wymienione cechy charakteryzują technologię litowo-jonową ale również, prawda jest to, że jest to spore niedopowiedzenie. Po pierwsze technologie litowo-jonowe są bardzo różne, o istotnie odmiennych charakterystykach i cechach. Również, powyższe cechy nie uwzględniają usprawnień i innowacji wprowadzanych przez producentów lub integratorów, które powodują poprawę (ale nie likwidację) wyżej wymienionych przykładowych cech.

Na szczęście technologia litowo-jnowa nie jest jedyna możliwą do zastosowania w magazynach energii. Od pewnego czasu coraz to głośniej mówi i pisze się o technologii przepływowej. Wśród tej technologii, podobnie jak w przypadku litowo-jonowych, jest wiele rozwiązań. Jednym z nich jest VRFB – Vanadium Red Flow Battery, która charakteryzuje się zdecydowanie odmiennymi cechami od wspomnianych wyżej technologii.

Przykładową firmą oferującą tego typu technologię jest Vionx Energy z USA reprezentowany w Polsce przez STAY-ON Storage Engineering. Jej standardowe cechy to:

• gwarantowana żywotność powyżej 25 lat
• bezpieczeństwo – nie wybuchowa i nie palna
• bardzo niskie koszty eksploatacji przez cały okres użytkowania
• w pełni recyclingowalne
• możliwość zwiększenia pojemności systemu bez zmian infrastrukturalnych (dolanie elektrolitu)
• brak degradacji i samorozładowania

Co więcej analizując tę technologię z punktu widzenia inwestora:

• technologia jako jedyna podlegająca gwarancji parametrów na cały okres użytkowania (tz. performance warranty)
• dodatnia wartość rezydualna magazynu po okresie użytkowania

Istotną cecha charakterystyczną tych magazynów mocno wyróżniającą je od litowo-jonowcych jest ich pojemność definiowane zwykle na minimum 4 godziny podtrzymania obciążenia znamionowego. Co ciekawe magazyny te można konfigurować bez problemu do 12 godzin i więcej gdyby tylko rynek tego oczekiwał.

Technologia przepływowa oferowana jest w szerokim zakresie mocy poczynając od 3,5kW do wielu MW. Szczególnie te ostatnie znajdują spore zainteresowanie w instalacjach energetyki zawodowej na świecie.

Magazyn energii w technologii VRFB zainstalowany w KEZO, Jabłonna

W Polsce pierwsza tego typu instalacja została sprowadzona i zainstalowana przez STAY-ON w Centrum Badawczym KEZO będące oddziałem Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk. Zainstalowana jednostka jest w pełni komercyjnym rozwiązaniem oferowanym przez koreańską firmę H2 (również obecnie reprezentowaną w kraju przez STAY-ON). System magazynowania jest elementem Legionowskiego Klastra Energetycznego, gdzie w ramach mikrosieci KEZO współpracuje w układzie hybrydowym z fotowoltaiką i szeregiem odmiennych z punktu widzenia charakterystyk obciążeń. W tym ładowarek samochodowych.

Układ sterowania hybrydowego magazynu energii (VRFB, Li-Ion i inne)

STAY-ON Storage Engineering sp. z o.o. wraz z STAY-ON Energy Management sp. z o.o. tworzą grupę innowacyjnych przedsiębiorstw kontynuujących misję promocji technologii magazynowania rozpoczętą przez STAY-ON Paweł Grabowski. Ich oferta obejmuje nie tylko produkty magazynowania energii ale również innowacyjne zaawansowane układy sterowania i nadzoru systemów zasilania. Firmy aktywnie rozwijają swoje unikalne rozwiązania prowadząc własną bądź współfinansowaną działalność badawczo rozwojową.

Technologie magazynowania energii elektrycznej stanowią bardzo istotny element rewolucji energetycznej jaka się w chwili obecnej odbywa na całym świecie. Bez nich rozwój OZE byłby istotnie utrudniony, a może i nawet niemożliwy. W tym kontekście raczej już nikt nie powinien mieć wątpliwości, że magazyny energii elektrycznej staną się produktem ogólnego stosowania docelowo zainstalowanym w większości punktów produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych (ale i ni tylko) jak i w wielu punktach jej odbioru.

W naszych rękach pozostaje decyzja czy to Polskie innowacyjne rozwiązania staną się kluczowym ogniwem niedalekich dynamicznych zmian na krajowym rynku energetyki.