W najbliższych miesiącach magazyny energii mogą działać o wiele słabiej. Powód jest prozaiczny, a mało kto o nim myśli
Coraz więcej osób decyduje się na montaż magazynu energii, który pozwala gromadzić nadwyżki z instalacji fotowoltaicznej i wykorzystywać je wtedy, gdy słońce nie świeci. Jednak wielu użytkowników zauważa, że zimą system działa słabiej niż latem. Poziom zgromadzonej energii spada szybciej, ładowanie trwa dłużej, a rzeczywista pojemność akumulatorów potrafi zmniejszyć się nawet o 30%. Nie jest to efekt usterki, lecz naturalne zjawisko wynikające z wpływu niskich temperatur na procesy elektrochemiczne zachodzące w ogniwach. Warto zrozumieć, dlaczego tak się dzieje i jak można przygotować magazyn energii na zimowe warunki.
- Jak działa magazyn energii i dlaczego temperatura ma znaczenie
- Co dzieje się z akumulatorem zimą – spadek pojemności nawet o 30%
- Wpływ temperatury na różne typy akumulatorów
- Jak dbać o magazyn energii zimą – praktyczne wskazówki
- Czy można zwiększyć efektywność magazynu zimą?
Jak działa magazyn energii i dlaczego temperatura ma znaczenie
Magazyn energii to nic innego jak zestaw akumulatorów współpracujących z falownikiem i systemem zarządzania energią (BMS). Ich zadaniem jest przechowywanie prądu elektrycznego, by można było z niego skorzystać w dowolnym momencie — na przykład w nocy lub w pochmurne dni. Cały proces opiera się na przepływie jonów między elektrodami, co umożliwia ładowanie i rozładowywanie baterii.
Temperatura ma ogromne znaczenie dla tego procesu, ponieważ wpływa na szybkość reakcji chemicznych zachodzących w ogniwach. Gdy robi się zimno, ruchliwość jonów spada, przez co ich przepływ staje się mniej efektywny. W rezultacie akumulator nie jest w stanie w pełni oddać energii, którą zmagazynował.
Wzrost oporu wewnętrznego w niskiej temperaturze powoduje, że część energii jest tracona w postaci ciepła, a rzeczywista wydajność spada. To właśnie dlatego magazyn energii w zimie nie działa tak sprawnie, jak latem, nawet jeśli instalacja fotowoltaiczna wytwarza podobną ilość energii.
Co dzieje się z akumulatorem zimą – spadek pojemności nawet o 30%
W miarę obniżania się temperatury poniżej 10°C procesy chemiczne w ogniwach akumulatorowych zaczynają zwalniać. Przy 0°C pojemność akumulatora może spaść o około 10–20%, a przy -10°C nawet o 30%. Oznacza to, że magazyn energii, który w lecie gromadził 10 kWh, zimą może przechować jedynie 7–8 kWh. Dla użytkownika oznacza to mniejszą autonomię energetyczną i częstsze pobieranie prądu z sieci.
W niskiej temperaturze akumulator nie tylko magazynuje mniej energii, ale też wolniej się ładuje. Dzieje się tak dlatego, że jony litu mają trudności z przenikaniem przez elektrolit. W skrajnych przypadkach zbyt szybkie ładowanie zimnego akumulatora może doprowadzić do uszkodzeń jego struktury.
Co więcej, niska temperatura powoduje, że napięcie akumulatora szybciej spada przy obciążeniu, co sprawia wrażenie, jakby był szybciej rozładowany. Po ogrzaniu ogniw część tej energii „powraca”, co często zaskakuje użytkowników, którzy mylnie uznają taki efekt za awarię.
Wpływ temperatury na różne typy akumulatorów
Nie wszystkie akumulatory reagują na zimno w ten sam sposób. Najpopularniejsze dziś akumulatory litowo-jonowe cechują się dużą gęstością energii, ale są dość wrażliwe na niskie temperatury. Już przy kilku stopniach poniżej zera ich sprawność wyraźnie spada. W jeszcze niższych temperaturach ładowanie może być wręcz niebezpieczne dla ogniw.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe, choć starsze technologicznie, są nieco bardziej odporne na zimno, jednak ich gęstość energetyczna i żywotność są znacznie niższe. Z kolei akumulatory LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) uznaje się za bardziej stabilne termicznie — lepiej znoszą wahania temperatur i zachowują sprawność nawet w okolicach -10°C.
Producenci coraz częściej stosują rozwiązania minimalizujące wpływ zimna: wbudowane systemy grzewcze, izolacje termiczne obudowy czy inteligentne oprogramowanie, które dostosowuje parametry pracy do temperatury ogniw. Dzięki temu współczesne magazyny energii mogą funkcjonować bezpiecznie nawet w surowych warunkach zimowych.
Jak dbać o magazyn energii zimą – praktyczne wskazówki
Najprostszym i najskuteczniejszym sposobem na ochronę akumulatorów jest umieszczenie magazynu energii w miejscu osłoniętym od mrozu. Idealne są pomieszczenia techniczne, garaże lub wydzielone przestrzenie wewnątrz budynku. Jeśli magazyn znajduje się na zewnątrz, warto zastosować izolację termiczną lub specjalną szafę ochronną.
Należy również unikać głębokiego rozładowania akumulatorów w niskiej temperaturze, ponieważ może to skrócić ich żywotność. Najlepiej utrzymywać poziom naładowania w zakresie 30–80%, co zapewnia stabilność chemiczną ogniw. Regularne monitorowanie temperatury i stanu baterii pozwala szybko reagować na nieprawidłowości.
Nieocenioną rolę odgrywa system zarządzania baterią (BMS), który automatycznie odcina ładowanie w zbyt niskiej temperaturze i dba o równowagę między ogniwami. Dzięki temu użytkownik nie musi martwić się o bezpieczeństwo, a magazyn energii działa w sposób optymalny przez cały rok.
Czy można zwiększyć efektywność magazynu zimą?
Istnieje wiele sposobów, by poprawić działanie magazynu energii w zimie. Jednym z nich jest zastosowanie aktywnego systemu grzewczego, który utrzymuje temperaturę ogniw na poziomie optymalnym do pracy. Niektóre systemy wykorzystują do tego energię z fotowoltaiki lub ciepło odpadowe z pomieszczeń technicznych.
Warto również planować ładowanie magazynu w cieplejszych porach dnia – zwykle po południu, gdy temperatura jest najwyższa. Takie podejście pozwala ograniczyć straty energii i zmniejszyć ryzyko przeładowania w niskiej temperaturze. Dobrym rozwiązaniem może być też zastosowanie automatyki, która dostosowuje parametry pracy magazynu do warunków pogodowych.
Zimą produkcja energii z fotowoltaiki jest mniejsza, dlatego rola magazynu energii staje się jeszcze ważniejsza. Odpowiednio dobrany system, wyposażony w ogrzewanie lub izolację, pozwala zachować wysoką efektywność i zapewnia stabilne zasilanie nawet w mroźne dni.