Co to jest magazyn energii i jak działa? Wyjaśniamy najważniejsze kwestie

Co to jest magazyn energii? Definicja 

Na początek, najprostsza definicja magazynu energii:

Magazyn energii, nazywany również bankiem energii, to urządzenie służące do przechowywania prądu. Dzięki magazynom energii, prąd można wykorzystać później. 

Aktualnie, magazyny wykorzystywane są najczęściej przez właścicieli odnawialnych źródeł energii. W czasie, w którym OZE są najbardziej efektywne i produkują więcej prądu, niż wynosi aktualne zapotrzebowanie, magazyn pozwala na składowanie nadwyżek. 

Dlaczego magazyny energii są ważne? 

Odnawialne źródła energii mają wiele plusów. Korzystanie z nich stwarza jednak pewne problemy. Wyobraźmy sobie, że w całej Polsce prąd pochodzi głównie z wiatraków. Wszyscy odbiorcy byliby wtedy zależni od aktualnej siły wiatru - gdyby był za słaby, energii by brakowało; natomiast przy wyjątkowo sprawnej pracy wiatraków, sieć energetyczna byłaby narażona na przeciążenie. Taki sam problem występuje w przypadku paneli słonecznych, które prąd wytwarzają jedynie w ciągu dnia. 

OZE stale się rozwija. Jest to konieczne, ponieważ jako społeczeństwo dążymy do zmniejszenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Energia pochodząca z nieodnawialnych źródeł naraża naszą planetę i zdrowie, a jej zapasy powoli się wyczerpują. 

Magazyny energii są aktualnie najlepszym wyjściem z sytuacji. Pozwalają na pogodzenie ze sobą czasu szczytowego poboru energii i szczytowej produkcji. Ceny magazynów są coraz niższe, a urządzenia stają się coraz bardziej opłacalne. 

Rodzaje magazynów energii

Magazyny energii możemy podzielić na kilka rodzajów: 

• Baterie litowo jonowe - jest to najpopularniejszy sposób na przechowywanie energii wyprodukowanej w domu, jak również w przemyśle. Charakteryzują się wysoką efektywnością i dużą gęstością energii. 

• Magazyny termiczne - do przechowywania energii wykorzystują ciepło. Wykorzystywane są nie tylko w przypadku energii elektrycznej, ale również ciepła użytkowego. 
• Magazyny mechaniczne - dzięki wykorzystaniu systemów takich jak koła zamachowe lub sprężone powietrze, pozwalają na krótkotrwałe przechowywanie energii w postaci mechanicznej. 
• Magazyny elektromechaniczne - przykładem są elektrownie szczytowo-pompowe, które najpierw pompują wodę na wyższy poziom (wykorzystują energię), a następnie gdy woda spada, energia jest wytwarzana. 

Jak działa litowo-jonowy magazyn energii? 

Magazyn energii składa się z: 

• Elektrolitu - jest to substancja chemiczna, która może przewodzić energię. 
• Separatora - materiał nasączony w elektrolicie. 
• Anody - biegun ujemny, umieszczony po jednej stronie separatora. 
• Katody - biegun dodatni, umieszczony po drugiej stronie separatora. 

‍

Przy ładowaniu magazynu (np. przez energię wytworzoną w instalacji fotowoltaicznej), jony litu poruszają się po elektrolicie, z bieguna dodatniego (katoda) do bieguna ujemnego (anoda). Dzięki temu energia elektryczna zostaje zmagazynowana w baterii. 

‍

Przy rozładowywaniu baterii (np. podczas, gdy panele słoneczne nie produkują energii, a użytkownik korzysta ze sprzętów elektrycznych), jony litu zmieniają swój kierunek. Poruszają się po elektrolicie z bieguna ujemnego (anoda) w kierunku bieguna dodatniego (katoda). Pozwala to na uwolnienie zmagazynowanej energii. 

‍

Przy magazynowaniu energii, jony litu poruszają się z bieguna dodatniego do ujemnego, natomiast przy jej uwalnianiu, zmieniają kierunek. 

‍

Chcesz wiedzieć, jak dokładnie działa magazyn energii do fotowoltaiki? Sprawdź nasz artykuł. 

Plusy i minusy magazynów energii

Zalety magazynów energii można wymieniać na poziomie jednostkowym, a także w makroskali. Właśnie dzięki temu ich popularność rośnie. 

Jakie korzyści bank energii może przynieść Tobie? 

• Obniżenie kosztów prądu - magazyn energii jest użyteczny nie tylko w przypadku posiadania odnawialnych źródeł energii. Jeżeli rozliczasz się na podstawie zmiennej ceny energii (np. taryfa dwustrefowa), możesz magazynować prąd, podczas gdy jest on tańszy i wykorzystać go później, gdy jego cena jest wyższa. Pamiętaj, że w każdej chwili możesz zmienić swoją taryfę prądu na inną, aby skorzystać z zalet tego rozwiązania. 
• Zwiększenie niezależności energetycznej - jeżeli zależy Ci na odcięciu się od prądu z sieci elektroenergetycznej, magazyn energii jest najlepszym rozwiązaniem. Pamiętaj jednak, że całkowita rezygnacja z dostępu do sieci wiąże się z wysokim ryzykiem blackoutów i nie jest to wykorzystywane rozwiązanie. 

Magazyny energii są bardzo korzystnym rozwiązaniem dla państwa, ponieważ: 

• Pozwalają na stabilizację sieci energetycznej - zmienność produkcji energii z OZE, staje się mniejszym problemem, gdy można ją magazynować. Prąd gromadzony jest w czasie zwiększonej produkcji, a uwalniany, gdy popyt się zwiększa. 
• Redukują straty energii - banki energii pozwalają na przechowywanie prądu blisko miejsca jej wykorzystania (i produkcji w przypadku odnawialnych źródeł). 
• Ograniczają import energii - dzięki magazynowaniu prądu, import energii z innych krajów może być znacznie ograniczony. 

Nie oznacza to, że inwestycja w magazyny energii to same korzyści. Magazyny są nadal stosunkowo drogie, a recykling baterii jest uciążliwy.