magazyn
magazyn
fotowoltaika
4/2021
cena 16,50 zł (w tym 8% VAT)
ISSN 2083-070X
SPiS tREści
magazyn fotowoltaika 4/2021
magazyn fotowoltaika
Instalacje Technologie Rynek
(cztery wydania w roku)
Nr 4/2021 (41) – nakład 3000 egz.
Redakcja
Agnieszka Parzych
redaktor naczelna
agnieszka.parzych@magazynfotowoltaika.pl
Mirosław Grabania
redaktor
miroslaw.grabania@magazynfotowoltaika.pl
Prenumerata
prenumerata@magazynfotowoltaika.pl
tel. 508 200 900
Reklama
reklama@magazynfotowoltaika.pl
tel. 508 200 700
Drukarnia
Digital 7
Zosi 19
Marki
Korekta
Agnieszka Brzozowska
Opracowanie graficzne
Diana Borucińska
Wydawca
ul. Niekłańska 35/1
03-924 Warszawa
tel. 508 200 700, 508 200 900
www.magazynfotowoltaika.pl
Czasopismo dostępne również
w prenumeracie u kolporterów:
KOLPORTER SA
GARMOND PRESS SA
oraz w salonach prasowych EMPIK
magazyn
magazyn
fotowoltaika
Prawo
Nowelizacja Ustawy o odnawialnych źródłach energii
Raport
Wyniki grudniowych aukcji OZE 2021
10
Technologie
Fotowoltaika perowskitowa – cz. 2. Budowa tandemów
14
Domowe magazyny energii
17
Wywiad
Przewidywanie i rozumienie zbliżających się zmian to droga
do długoterminowego sukcesu.
Rozmowa z Ewą Owczarz, wiceprezes Corab Sp. z o.o
22
Realizacje
Najlepsze realizacje fotowoltaiczne 2021 – wyniki konkursu
24
Rynek oferty
GoodWe wzmacnia swoją pozycję w Europie i na rynkach światowych
26
Hybrydowy falownik fotowoltaiczny SAJ H2:
zoptymalizuj swój domowy magazyn energii
28
Wysokonapięciowy system oszczędzania energii w domach od firmy Kehua
31
Nowe rozwiązanie Renac do integracji magazynowania energii fotowoltaicznej
wysokiego napięcia w budynkach mieszkalnych.
32
Magazyny energii – Soltec gotowy na wyzwania rynku
34
Jak seria modułów SunPower AC zwiększa uzysk energii słonecznej?
37
Najlepsi producenci, najnowsze rozwiązania
– cała branża energetyczna na targach Enex
38
Aktualności
Kraj
39
Świat
46
PrAWO
magazyn fotowoltaika 4/2021
Pierwsza nowelizacja
Nowelizacja Ustawy o odnawialnych źródłach energii (Ustawa
z dnia 17 września 2021 r. o zmianie Ustawy o odnawialnych źró-
dłach energii oraz niektórych innych ustaw), podpisana w paź-
dzierniku 2021 r. przynosi szereg interesujących zmian dla branży
fotowoltaicznej, wpływających zarówno na etap inwestycyjny, jak
i późniejszy etap eksploatacji instalacji fotowoltaicznych.
Wprowadzone zmiany:
–
zmianie ulega próg mocy, powyżej którego wymagane jest
uzyskanie koncesji na wytwarzanie energii elektrycznej –
z dotychczasowych 500 kW do 1 MW. Instalacje o mocy
pomiędzy 50 kW a 1 MW zaliczane będą teraz do kategorii
małych instalacji OZE;
–
pojawia się defi nicja łącznej mocy zainstalowanej elektrycz-
nej instalacji OZE – dla instalacji fotowoltaicznych jest to
łączna moc znamionowa czynna modułu fotowoltaicznego
podana przez producenta na tabliczce znamionowej;
–
przedłużeniu do dnia 30 czerwca 2047 r. ulega okres funk-
cjonowania systemu wsparcia dla instalacji fotowoltaicznych
korzystających z systemu aukcyjnego, a same aukcje będą
organizowane do dnia 31 grudnia 2027 r. (pod warunkiem
zgody Komisji Europejskiej);
–
do dnia 30 czerwca 2047 r. przedłużony zostaje obowiązek
sprzedawcy zobowiązanego do kupowania zaoferowanej mu
energii elektrycznej z mikroinstalacji fotowoltaicznych nie-
korzystających z systemu rozliczenia tzw. opustem (okres
zakupu wynosi wciąż maksymalnie 15 lat);
–
podniesiona zostaje granica, ze 100 kW do 500 kW mocy
zainstalowanej, dla budowy wolnostojących instalacji foto-
woltaicznych na gruntach rolnych klas V, VI, VIz i na nie-
użytkach, bez konieczności wcześniejszego wprowadzania
zmian w studium uwarunkowań i kierunkach zagospodaro-
wania przestrzennego gminy, a w konsekwencji w miejsco-
wych planach zagospodarowania przestrzennego;
–
instalacje fotowoltaiczne montowane na budynkach nie
podlegają już żadnym ograniczeniom planistycznym;
–
zmienione zostają zasady rozliczania ujemnego i dodatniego
salda dla instalacji fotowoltaicznych korzystających z sys-
temu aukcyjnego – rozliczenie następuje w ciągu każdych
trzech lat kalendarzowych okresu wsparcia, a nie dopiero po
Nowelizacja Ustawy o odnawialnych
źródłach energii
Z końcem 2021 roku zostały podpisane przez Prezydenta Rzeczypospolitej dwie ważne noweli-
zacje Ustawy o OZE. Pierwsza, podpisana w październiku, wnosi zmiany dotyczące całej branży
fotowoltaicznej, druga, podpisana w grudniu, zmienia zasady rozliczeń prosumentów.
Przemysław Kałek, radca prawny
Kancelaria Radzikowski,
Szubielska i Wspólnicy Sp.j.
EP.MERSEN.COM
Z A B E ZP I EC ZE N I A P R ZE T Ę ŻE N I OW E
I P R ZE P I ĘC I OW E D O
I N S TA L AC J I
FOTOWO LTA I C ZN YC H
PROGRAM
HELIOPROTECTION®
ROZWIĄZANIA DO
FOTOWOLTAIKI
b i u r o . p o l s k a @ m e r s e n . c o m
Mersen property
PrAWO
magazyn fotowoltaika 4/2021
upływie pełnego okresu wsparcia.
Zmiany wynikające z nowelizacji weszły w życie po upływie
14 dni od dnia jej ogłoszenia w Dzienniku Ustaw.
Druga nowelizacja
Kolejna, podpisana w grudniu przez Prezydenta RP Ustawa
z dnia 29 października 2021 r. o zmianie Ustawy o odnawialnych
źródłach energii oraz niektórych innych ustaw przynosi wręcz
rewolucyjne zmiany dla prosumentów.
Co się zmieni?
Zmiany wprowadzane nowelizacją polegają na przejściu
z saldowania ilościowego energii elektrycznej wprowadzanej
do i pobieranej z sieci elektroenergetycznej przez prosumenta
(w stosunku ilościowym 1 do 0,7 przy mikroinstalacji większej niż
10 kW oraz w stosunku ilościowym 1 do 0,8 przy mikroinstalacji
nie większej niż 10 kW) na saldowanie wartością energii elek-
trycznej wprowadzonej do sieci dystrybucyjnej wobec energii
elektrycznej pobranej z tej sieci przez prosumenta. Istota zmiany
sprowadza się do tego, że wartość energii elektrycznej wprowa-
dzanej do sieci będzie obliczana w inny sposób niż wartość ener-
gii elektrycznej pobranej z sieci. Wartość energii wprowadzanej
będzie niższa niż wartość energii pobranej z sieci. Prosument
będzie w konsekwencji taniej sprzedawał 1 kWh swojej energii
wytworzonej w mikroinstalacji, a drożej kupował 1 kWh energii
od sprzedawcy.
Kogo dotknie zmiana zasad rozliczeń?
Ta zmiana ma dotknąć wszystkie mikroinstalacje, które roz-
poczną wytwarzanie energii elektrycznej od 1 kwietnia 2022 r.
Mikroinstalacje, w których energia elektryczna została wytwo-
rzona i wprowadzona do sieci po raz pierwszy do dnia 31 marca
2022 r., zachowają prawo do rozliczenia opustem (netmetering)
na dotychczasowych zasadach. Prawo do rozliczenia opustem
zapewnione zostało także dwóm grupom mikroinstalacji, które
z przyczyn niezależnych od prosumentów nie rozpoczną produk-
cji energii elektrycznej do 31 marca 2022 r.:
–
z rozliczenia opustem skorzysta prosument energii odna-
wialnej, którego mikroinstalacja zostanie przyłączona
do sieci po 31 marca 2022 r. na podstawie kompletnego
i poprawnego zgłoszenia złożonego u operatora systemu
elektroenergetycznego w terminie do 31 marca 2022 r.;
–
z rozliczenia opustem skorzysta również prosument energii
odnawialnej, którego mikroinstalacja zostanie przyłączona
do sieci do 31 marca 2022 r., ale wprowadzenie energii elek-
trycznej do tej sieci z takiej mikroinstalacji nastąpi po raz
pierwszy dopiero po 31 marca 2022 r.
Przewidziany został również okres przejściowy (od 1 kwiet-
nia 2022 r. do 30 czerwca 2022 r.) dla instalacji, w których ener-
gia elektryczna zostanie wytworzona i wprowadzona do sieci dys-
trybucyjnej elektroenergetycznej po raz pierwszy w okresie od 1
kwietnia 2022 r. do 30 czerwca 2022 r. W okresie tym sprzedawca
dokonywać będzie rozliczenia opustowego ilości energii elek-
trycznej wprowadzonej do sieci dystrybucyjnej wobec ilości ener-
gii elektrycznej pobranej z tej sieci w celu jej zużycia na potrzeby
własne przez prosumenta energii odnawialnej wytwarzającego
energię elektryczną w mikroinstalacji lub małej instalacji o łącznej
mocy zainstalowanej elektrycznej:
–
większej niż 10 kW – w stosunku ilościowym 1 do 0,7,
–
nie większej niż 10 kW – w stosunku ilościowym 1 do 0,8.
Co jeszcze się zmieni?
Nowelizacja poszerza grupę prosumentów, dodając – obok
prosumenta energii odnawialnej – nowe rodzaje podmiotów
wytwarzających energię elektryczną na własne potrzeby: prosu-
menta wirtualnego energii odnawialnej oraz prosumenta zbioro-
wego energii odnawialnej:
–
prosument wirtualny to odbiorca końcowy wytwarzający
energię elektryczną wyłącznie z odnawialnych źródeł energii
na własne potrzeby w instalacji odnawialnego źródła ener-
gii przyłączonej do sieci dystrybucyjnej elektroenergetycz-
nej w innym miejscu niż miejsce dostarczania energii elek-
trycznej do tego odbiorcy;
–
prosument zbiorowy to odbiorca końcowy wytwarzający
energię elektryczną wyłącznie z odnawialnych źródeł ener-
gii na własne potrzeby w mikroinstalacji lub małej instala-
cji przyłączonej do sieci dystrybucyjnej elektroenergetycz-
nej za pośrednictwem wewnętrznej instalacji elektrycz-
nej budynku wielolokalowego, w której znajduje się punkt
poboru energii elektrycznej tego odbiorcy.
Ustawa wejdzie w życie z dniem 1 kwietnia 2022 r.
www.pl.goodwe.com
SPRZEDAŻ
sales.pl@goodwe.com
SERWIS
service.pl@goodwe.com | +48 (62) 75 38 087
SPRAWDZONY PRODUCENT FALOWNIKÓW I
ROZWIĄZAŃ W ZAKRESIE MAGAZYNOWANIA ENERGII
Postaw na najwyższą jakość i sprawdzoną
wydajność w korzystnej cenie
Postaw na najwyższą jakość i sprawdzoną
wydajność w korzystnej cenie
wydajność w korzystnej cenie
WYSOKA MAKS.
SPRAWNOŚĆ
Nawet do 99%
ŁATWY MONTAŻ
Solidna, ale lekka konstrukcja
ZDALNY MONITORING
Bezpłatny portal lub aplikacja
mobilna SEMS
WIĘKSZE MOŻLIWOŚCI
PRZEWYMIAROWANIA
Nawet do 100% po stronie DC
OBECNOŚĆ W POLSCE
Lokalny zespół, serwis i wsparcie
techniczne
NISKIE NAPIĘCIE ROZRUCHOWE
Już od @40V
10 LAT GWARANCJI W STANDARDZIE
Na falowniki on-grid do 20kW dla instalatorów
GoodWe PLUS+*
*więcej informacji na temat programu pod adresem: www.pl.goodwe.com
ALL QUALITY MATTERS AWARD
Design
ZINTEGROWANE ZASILANIE
BEZPRZERWOWE
UPS do 10 ms w falownikach hybrydowych
STOPIEŃ OCHRONY
IP65
Falowniki od 0,7kW - do 250kW
raport
10
magazyn fotowoltaika 4/2021
W
ramach drugiej rundy aukcji w roku 2021, do sprzedaży
przeznaczono nieco ponad 18,5 TWh energii elektrycz-
nej ze źródeł odnawialnych o łącznej wartości ponad 8,6 mld zł.
W wyniku ich rozstrzygnięcia łącznie zakontraktowano blisko
14 TWh (75 proc.) energii elektrycznej o wartości nieco
ponad 3,2 mld zł (37,5 proc.).
Ponad 96 proc. wygranych projektów to producenci energii ze
Słońca.
– Na 375 wszystkich zwycięskich ofert jedynie 14 dotyczy instalacji
innych niż fotowoltaika. Te 14 ofert – czyli niespełna 4 proc. – złożyły insta-
lacje wiatrowe oraz hydroelektrownie – podsumowuje wyniki drugiej
rundy tegorocznych prezes Urzędu Regulacji Energetyki (URE).
– Wyniki dodatkowych aukcji utrwalają trend ekspansji projektów foto-
woltaicznych w systemie aukcyjnym, świadczący o nadal niskiej dostępno-
ści projektów wiatrowych na polskim rynku, co jest spowodowane niesprzy-
jającym otoczeniem prawnym. Potwierdza to widoczne już w poprzednich
latach spowolnienie rozwoju projektów wiatrowych na lądzie.
Dynamiczny rozwój małej fotowoltaiki
Wszystkie aukcje przeprowadzone w grudniu br. były dedy-
kowane instalacjom nowym. Tradycyjnie największym zainte-
resowaniem cieszyła się aukcja przeznaczona dla instalacji foto-
woltaicznych i wiatrowych o mocy nie większej niż 1 MW (ozna-
czona jako AZ/11/2021). Do aukcji przystąpiło 182 wytwór-
ców, składając 401 ofert. Wszystkie oferty zostały złożone przez
przedsiębiorców inwestujących w instalacje fotowoltaiczne.
W ramach tego koszyka na zakup 2,7 TWh energii przeznaczono
blisko 2,5 mld zł. W wyniku rozstrzygnięcia aukcji sprzedano
99,9 proc. wolumenu energii w ramach 309 ofert zgłoszonych
przez 141 wytwórców, o łącznej wartości zaledwie 677 mln zł
(co stanowi 27 proc. wartości energii przeznaczonej do sprze-
daży). Oznacza to, że cena energii proponowanej przez wytwór-
ców w instalacjach PV spada. W wyniku rozstrzygnięcia tej aukcji
mogą powstać instalacje fotowoltaiczne o łącznej mocy zainstalo-
wanej elektrycznej ok. 300 MW.
W związku z bardzo dużą liczbą złożonych ofert, zwycięzcy
aukcji – wzorem lat ubiegłych – zostali wyłonieni nie tylko na
podstawie oferowanej ceny sprzedaży energii, ale również według
kolejność złożenia ofert. Zgodnie bowiem z Ustawą o OZE1,
w przypadku gdy kilku uczestników aukcji zaoferuje taką samą
najniższą cenę sprzedaży energii, o wygranej decyduje właśnie
kolejność.
Wyniki grudniowych aukcji OZE 2021
Spośród pięciu aukcji przeprowadzonych w grudniu 2021 r. jedynie trzy zostały rozstrzygnięte. Łącznie zakontraktowano blisko
14 TWh energii elektrycznej o wartości nieco ponad 3,2 mld zł.
Rys. 1. Oferty, które wygrały grudniowe aukcje OZE w podziale na technologie. Źródło: URE
10
361
50
100
150
200
250
300
350
400
woda
wiatr
fotowoltaika
raport
12
magazyn fotowoltaika 4/2021
Łączna ilość energii zaoferowana przez wytwórców (blisko
3,8 TWh) stanowiła ponad 138 proc. ilości energii określonej
w ogłoszeniu o aukcji. Z kolei łączna wartość energii zaofero-
wana przez wytwórców (nieco ponad 1 mld zł) stanowiła zaled-
wie 40 proc. wartości energii z ogłoszenia.
Cena referencyjna w tym koszyku wynosiła 340 zł/MWh.
Minimalna cena, po jakiej została sprzedana energia, wynio-
sła natomiast 219 zł/MWh. Z kolei maksymalna cena, po jakiej
została sprzedana energia, wyniosła 278,9 zł/MWh.
W aukcji dla większych projektów zakontraktowano podobną
moc w technologiach wiatrowej i fotowoltaicznej.
Do aukcji przeznaczonej dla instalacji fotowoltaicznych
i wiatrowych o mocy większej niż 1 MW (oznaczonej jako
AZ/12/2021) przystąpiło 66 wytwórców, którzy złożyli łącz-
nie 89 ofert. W ramach tego koszyka na zakup 14,1 TWh ener-
gii przeznaczono ponad 5 mld zł. W wyniku rozstrzygnięcia aukcji
sprzedano nieco ponad 11 TWh energii elektrycznej (co stanowi
78 proc. ilości energii przeznaczonej do sprzedaży) w ramach
62 ofert zgłoszonych przez 46 wytwórców o łącznej wartości
ponad 2,5 mld zł (49 proc. wartości energii przeznaczonej do
sprzedaży).
W wyniku rozstrzygnięcia tej aukcji mogą powstać instalacje
fotowoltaiczne o mocy ok. 570 MW oraz lądowe farmy wiatrowe
o mocy ok. 460 MW. Zbliżony poziom mocy zainstalowanej elek-
trycznej technologii wiatrowych i fotowoltaicznych, jaki został
zakontraktowany w tej aukcji, wynika przede wszystkim z nie-
wielkiego wolumenu energii przeznaczonej na sprzedaż, a także
relatywnie krótkiego czasu (licząc od czerwcowej rundy aukcji),
którym dysponowali wytwórcy na przygotowanie dokumentacji
koniecznej do zgłoszenia nowych projektów do systemu.
Konkurencja obniża ceny
Łączna ilość energii zaoferowanej przez wytwórców
(13,9 TWh) stanowiła ponad 99 proc. ilości energii określo-
nej w ogłoszeniu o aukcji, natomiast jej łączna wartość (ponad
3 mld zł) to 66 proc. wartości określonej w ogłoszeniu. Taka
proporcja – obserwowana w wynikach wszystkich trzech gru-
dniowych aukcji – jest charakterystyczna dla systemu aukcyj-
nego i świadczy o działaniu konkurencji, która obniża ofero-
wane w aukcjach ceny. A im większa konkurencja, tym niższe
ceny. System aukcyjny – zgodnie ze swoimi założeniami – zapew-
nia konkurencyjność podmiotów przystępujących do aukcji, co
przekłada się na maksymalnie korzystne ceny energii elektrycznej,
a w konsekwencji ma wpływ na koszty energii elektrycznej ofero-
wanej odbiorcom końcowym.
Cena referencyjna w tym koszyku wynosiła 320 zł/MWh
dla elektrowni słonecznych i 250 zł/MWh dla elektrowni wia-
trowych. Minimalna cena, po jakiej została sprzedana energia,
wyniosła odpowiednio 139,64 zł/MWh w przypadku lądowych
farm wiatrowych oraz 207,85 zł/MWh w przypadku elektrowni
fotowoltaicznych.
W trzecim koszyku wystartowały tylko
elektrownie wodne
Aukcja AZ/13/2021 dedykowana elektrowniom wodnym,
instalacjom wykorzystującym biopłyny i instalacjom wykorzy-
stującym energię geotermalną, o mocy zainstalowanej elektrycz-
nej nie większej niż 1 MW, tradycyjnie cieszyła się zainteresowa-
niem wyłącznie wytwórców wytwarzających energię elektryczną
w instalacjach wykorzystujących hydroenergię. Przystąpiło do
niej trzech wytwórców, składając pięć ofert. W ramach koszyka
na zakup przeznaczono 143 GWh energii o wartości 70,2 mln zł.
W wyniku rozstrzygnięcia aukcji sprzedano 76,5 GWh ener-
gii elektrycznej (53 proc. łącznej ilości przeznaczonej do sprze-
daży) w ramach czterech ofert złożonych przez trzech wytwórców,
o łącznej wartości blisko 49 mln zł (70 proc. wartości energii prze-
znaczonej do sprzedaży).
W aukcjach dedykowanych instalacjom hybrydowym
(AZ/9/2021 i AZ/10/2021) nie złożono żadnej oferty.
– Próba stworzenia nowych koszyków aukcyjnych dla obiek-
tów hybrydowych, które ustawodawca przewidział w rozporządze-
niu, okazała się w świetle obowiązujących regulacji prawnych zdecy-
dowanie przedwczesna. Brak zainteresowania przedsiębiorców tego
rodzaju projektami wskazuje w mojej ocenie na konieczność modyfi-
kacji przepisów definiujących hybrydowe instalacje OZE oraz spre-
cyzowania ich roli w systemie aukcyjnym i energetycznym – zauważa
prezes URE.
Źródło: URE
Rys. 2. Kształtowanie się cen w koszyku dla instalacji fotowoltaicznych i wiatrowych o mocy nie większej niż
1 MW (aukcja AZ/11/2021). Źródło: URE
Rys. 3. Ceny sprzedaży w koszyku dla instalacji fotowoltaicznych i wiatrowych o mocy większej niż
1 MW i ceny referencyjne dla poszczególnych technologii wywarzania energii elektrycznej w koszyku
(AZ/12/2021). Źródło: URE
Przypisy
1. Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz. U. z 2021 r. poz. 610).
320
250
139,64
261,07
50
100
150
200
250
300
350
cena referencyjna
fotowoltaika
cena referencyjna
elektrownie
wiatrowe
cena minimalna
cena maksymalna
219
278,9
340
50
100
150
200
250
300
350
400
14
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
ad ogniwami tandemowymi o róż-
nych konfiguracjach pracuje dzi-
siaj wiele zespołów badawczych na całym
świecie. Technologia jest interesująca
i obiecująca, ponieważ dąży do pokona-
nia teoretycznych ograniczeń wydajności
pojedynczej komórki – do przekroczenia
progu 30%. Czy w najbliższym czasie tan-
demy zdominują wydajną fotowoltaikę?
Z jakimi problemami borykają się dzisiaj
ogniwa tandemowe i jakich tandemów
możemy się spodziewać?
Co dwa to nie jeden
Zadaniem naukowców jest m.in.
poszukiwanie coraz wydajniejszych spo-
sobów na ulepszanie istniejących tech-
nologii oraz procesów. W dziedzinie foto-
woltaiki wynikiem takich poszukiwań jest
ogniwo tandemowe. Ponad 50 lat temu
William Shockley i Hans-Joachim Queis-
ser dokonali interesującego odkrycia,
które teraz nazywa się granicą Shockleya-
-Queissera. Obliczyli, że teoretyczna
sprawność klasycznego ogniwa słonecz-
nego z tylko jedną warstwą jest ograni-
czona, ponieważ nie jest w stanie w pełni
absorbować światła słonecznego.
Limit
Shockleya-Queissera
doty-
czy tylko konwencjonalnych ogniw sło-
necznych z pojedynczym złączem p-n.
Ogniwa słoneczne z wieloma warstwami
mogą przewyższać ten limit. Tradycyjne
ogniwa jednozłączowe mają maksymalną
teoretyczną wydajność 33,16%. Teore-
tycznie nieskończona liczba złączy mia-
łaby wydajność graniczną 86,8% w silnie
skoncentrowanym świetle słonecznym.
Poszukiwanie odpowiednich materia-
łów stało się wyzwaniem zarówno nauko-
wym, jak i technologicznym. Wybór
materiałów dla każdej podkomórki zależy
od wymagań dotyczących dopasowa-
nia sieci, dopasowania prądu i wysoko-
wydajnych
właściwości
optoelektro-
nicznych. Tak więc naukowcy na całym
świecie szukają sposobów zwiększenia
poziomu wydajności, mając na uwadze,
że co najmniej dwa podogniwa są w sta-
nie zebrać więcej promieniowania sło-
necznego i zamienić je w energię elek-
tryczną. Jak to działa, wyjaśnia w prosty
sposób Rainer Klose ze Szwajcarskich
Federalnych Laboratoriów Nauki o Mate-
riałach i Technologii:
– To, co dotyczy maszynek do golenia
z dwoma ostrzami, dotyczy również ogniw
słonecznych: dwa etapy pracy są dokład-
niejsze niż jeden. Ułożenie dwóch ogniw
słonecznych jedno na drugim, przy czym
górne ogniwo jest półprzezroczyste, skutecz-
nie zamienia fotony o dużej energii na ener-
gię elektryczną, podczas gdy dolne ogniwo
w optymalny sposób zamienia pozostałe
lub transmitowane fotony o niskiej energii.
Pozwala to na przekształcenie większej czę-
ści energii świetlnej w energię elektryczną.
Tandemowe ogniwa słoneczne wyko-
nane są z różnych materiałów, w for-
mie zalaminowanych warstw ułożonych
jedna na drugiej. Rozróżnia się mecha-
nicznie ułożone tandemowe ogniwa sło-
neczne, w których materiały są oddzie-
lone od siebie, oraz monolityczne
ogniwa słoneczne, w których wszyst-
kie ogniwa słoneczne są zbudowane na
tym samym podłożu. Górne ogniwo
Fotowoltaika perowskitowa
– cz. 2. Budowa tandemów
Urządzenia tandemowe łączące perowskitowe i krzemowe ogniwa słoneczne są obiecującymi kandyda-
tami do osiągnięcia sprawności konwersji energii powyżej 30% przy rozsądnych cenach. Wysoka wydajność
oferowana przez tandemowe systemy fotowoltaiczne przyczynia się do zmniejszenia ogólnych kosztów
wytwarzania energii elektrycznej z fotowoltaiki i jest ważna dla zmniejszenia powierzchni instalacji.
Mirosław Grabania
Rys. 1. Przykład tandemowego ogniwa krzemowego z perowskitu. Źródło: www.metsolar.eu
15
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
słonecznie pochłania światło o niewiel-
kiej długości fali (jednoznaczne z wysoką
energią) i przepuszcza światło o większej
długości fali. Drugie ogniwo słoneczne
umieszczone pod spodem pochłania
z kolei część widma aż do odcięcia dłu-
gości fali, która w przypadku półprze-
wodników jest określona przez tzw.
energię przerwy wzbronionej. W zasa-
dzie można umieścić dowolną liczbę
częściowych ogniw słonecznych jedno
nad drugim. Celem takiego układu jest
zwiększenie wydajności konwersji świa-
tła słonecznego na energię elektryczną
w porównaniu z pojedynczymi ogni-
wami słonecznymi. Osiąga się to z jed-
nej strony dzięki temu, że światło krót-
kofalowe (wysokoenergetyczne) gene-
ruje wyższe napięcie w najwyżej poło-
żonych ogniwach słonecznych. Z dru-
giej strony, absorpcja w zakresie fal dłuż-
szych (niższej energii) może być rozsze-
rzona przez umieszczone poniżej ogniwa
słoneczne. W tandemowym ogniwie sło-
necznym zarówno zakres absorpcji jest
rozszerzony w porównaniu z pojedyn-
czym ogniwem słonecznym, jak i wydaj-
ność konwersji w zakresie widma krótko-
falowego jest zwiększona.
Rodzaje ogniw tandemowych
Istnieje kilka typów ogniw tandemo-
wych, które można pogrupować głów-
nie w zależności od użytych materiałów
– organiczne, nieorganiczne, hybrydowe.
Kolejny poziom klasyfikacji obejmuje
rodzaje połączeń używanych dla podo-
gniw – ułożone w stos, monolityczne lub
z rozszczepieniem optycznym.
Organiczne ogniwa tandemowe
Fotowoltaika organiczna zakłada pro-
dukcję tanich ogniw o małej lub średniej
wydajności. Ogniwa tandemowe wyko-
nane są z materiałów polimerowych
lub małych cząsteczek organicznych.
W porównaniu z urządzeniami opar-
tymi na krzemie, polimerowe ogniwa sło-
neczne są: lekkie (co jest ważne w przy-
padku małych autonomicznych czuj-
ników),
potencjalnie
jednorazowego
użytku, niedrogie w produkcji (czasem
przy użyciu drukowanej elektroniki),
elastyczne, konfigurowalne na pozio-
mie molekularnym i potencjalnie mają
mniej negatywny wpływ na środowi-
sko. Polimerowe ogniwa słoneczne mają
również potencjał do wykazywania prze-
zroczystości, co sugeruje zastosowanie
w oknach, ścianach, elastycznej elektro-
nice itp. Wady polimerowych ogniw sło-
necznych są również poważne: oferują
około 1/3 wydajności twardych materia-
łów i doświadczają znacznej degradacji
fotochemicznej.
Nieorganiczne ogniwa
tandemowe
Komercyjne nieorganiczne ogniwa
tandemowe są wykonane z materiałów
III–V grupy układu okresowego pier-
wiastków, które czasami nazywane są
matką i ojcem technologii. Głównie dla-
tego, że ogniwa słoneczne zbudowane
z
półprzewodników
III–V
przodują
w wydajności konwersji od początku ist-
nienia jednozłączowych ogniw słonecz-
nych i ogniw tandemowych wykonanych
z tych materiałów. Rekordowa na świe-
cie wydajność ogniwa z trzema złączami
składa się z GaInP/InGaAs/InGaAs,
które osiągają 44,4% wydajności, pod-
czas gdy czterozłączowa GaInP/GaAs;
GaInAsP/GaInAs osiągają 46,0%. Tego
typu ogniwa (nieco mniej efektywne
niż te laboratoryjne rekordy świata) ze
względu na bardzo wysoką cenę, a jedno-
cześnie najwyższą wydajność są używane
głównie w zastosowaniach kosmicznych,
takich jak satelity lub trudne i drogie sys-
temy koncentratorów.
Jakie są zalety nieorganicznych ogniw
tandemowych? Bardzo wysokie spraw-
ności, przestrajanie przerwy wzbronio-
nej przez składy pierwiastkowe w stopach
(przerwa wzbroniona jest właściwością
półprzewodnika pokazującą, jaka mini-
malna energia jest potrzebna do przenie-
sienia elektronu z pasma walencyjnego
do pasma przewodnictwa), dobry zakres
parametrów sieci (tj. sieci atomów w mate-
riale krystalicznym) i przerwy wzbronione
do wyboru, wyższa absorpcja fotonów (bo
mają bezpośrednią przerwę wzbronioną,
co oznacza po prostu, że łatwiej absorbują
światło niż w pośrednim półprzewodniku
takim jak krzem), wyższa odporność na
promienie wysokoenergetyczne w kosmo-
sie, mniejsza degradacja sprawności przez
ciepło niż ogniwa krzemowe. Jednak są
też minusy: ogniwa te są bardzo drogie
i skomplikowane w produkcji.
Hybrydowe ogniwa tandemowe
Hybryda to trzeci typ ogniw tan-
demowych. Tu właśnie wkracza per-
spektywa przemysłu fotowoltaicznego
– perowskit. Tandem perowskitowy już
okazał się dość wydajny i tani, głównie
ze względu na tanie materiały, które są
używane do jego budowy. Ta kombina-
cja ma również silną absorpcję optyczną
i długą dyfuzję oraz możliwość drukowa-
nia w technologii roll-to-roll. Z drugiej
strony, ponieważ technologia perowski-
towa wciąż się rozwija, stabilność ogniw
tego typu nie jest jeszcze dopracowana
w sposób ostateczny, dlatego tandemy
perowskitu również cierpią na ten pro-
blem. Do tego dochodzą straty rekombi-
nacyjne, optymalizacja pasma wzbronio-
nego, przezroczyste przewodzące odbicia
tlenku i pasożytnicza absorbancja.
W świetle hybrydowego typu tan-
demu
warto
również
wspomnieć
Fot. 1. Naturalny minerał – perowskit. Źródło: www. metsolar.eu
16
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
o obiecującej przyszłości DSSC – ogniw
fotowoltaicznych
barwnikowych.
To
przykład innego spojrzenia na ogniwa
słoneczne, o dość ciekawej konstruk-
cji, częściowej przezroczystości i niskiej
cenie. Ogniwa te są wykorzystywane do
półprzezroczystych i elastycznych modu-
łów, ale nadal znajdują się na wczesnym
etapie komercjalizacji, głównie z powodu
niskiej wydajności.
Problemy ze zgodnością
między warstwami w ogniwach
tandemowych
Pierwszym i najważniejszym zesta-
wem problemów do rozwiązania przy
wprowadzaniu urządzeń typu tandem
jest kompatybilność warstw. Naukowcy
koncentrują się na kwestiach kompaty-
bilności materiałowej górnego i dolnego
ogniwa słonecznego. Co to znaczy?
Ogniwo górne musi pochłaniać część
światła słonecznego, aby generować ener-
gię elektryczną, ale musi być również
przezroczyste, aby przepuszczać światło,
które zostanie pochłonięte przez ogniwo
dolne.
Te dwa urządzenia elektryczne (war-
stwy ogniw) pracują przy różnych napię-
ciach i prądach, wymagając maksymalnej
optymalizacji, aby uzyskać maksymalną
moc każdego z nich.
Produkując stos (czyli wielowar-
stwowe ogniwo), należy uzyskać mecha-
niczną kompatybilność warstw, aby chro-
nić całość przed pękaniem przy zmianie
temperatury.
Drugi zestaw problemów dotyczy roz-
wiązań technologicznych, co oznacza, że:
Należy tak ułożyć sekwencję technolo-
giczną wykonywanego urządzenia tande-
mowego (tzw. karta routingu), aby każdy
kolejny krok technologiczny nie zniszczył
wcześniej stworzonej konstrukcji.
Wszystkie
zaangażowane
procesy
muszą wykazywać dobrą skalowalność,
aby nadawać się do masowej produkcji.
Trwałość urządzeń – nie ma sensu
opracowywać tandemu, w którym jedno
z ogniw przestanie działać po ułamku
czasu życia drugiego ogniwa.
W ciągu ostatnich kilku lat ogniwa sło-
neczne perowskitowe pojawiły się jako
technologia, która potencjalnie może
wspierać główny nurt fotowoltaiki krze-
mowej (PV), aby pomóc w całkowitym
przejściu na odnawialne źródła energii.
Sprzężenie perowskitów z krzemem
w konfiguracji tandemowej może przy-
spieszyć ten rozwój ze względu na nie-
zwykle wysoką sprawność konwersji ener-
gii możliwą w przypadku takich urządzeń.
Jednak większość osiągnięć tandemu
perowskit/krzem do niedawna ogra-
niczała się do środowiska laboratoryj-
nego, z niewieloma zgłoszonymi testami
w warunkach zewnętrznych, przy użyciu
zabezpieczonych urządzeń. Niemniej jed-
nak, jednym z głównych wyzwań dla tech-
nologii tandemowych perowskit/krzem,
oprócz zwiększania skali, jest translacja
z komórki na moduł (CTM). W przy-
padku koncepcji tandemu perowskit/
krzem jest to skomplikowane ze względu
na ograniczenia nałożone przez perow-
skit. Te ograniczenia to mała odporność na
niskie temperatury, wyzwania w zakresie
tablowania i laminowania, a także wysoka
wrażliwość na wnikanie wilgoci, co naka-
zuje poszukiwanie odpowiednich mate-
riałów i metod hermetyzacji.
Połączenie
wysokiej
wydajności
z doskonałą trwałością tandemowych
ogniw fotowoltaicznych perowskit/krzem
stanowi obecnie największe wyzwanie.
W tym celu poszukuje się odpowied-
nich materiałów i metod enkapsulacji.
Problem ten ma również znaczenie dla
wszystkich perowskitów i innych wscho-
dzących technologii fotowoltaicznych,
które chcą wejść na rynek.
W części trzeciej – pt. „Fotowoltaika
perowskitowa” – przedstawiony zostanie
przegląd współczesnych tandemowych
ogniw słonecznych krzem/perowskit,
a także stan i perspektywy ogniw 2T, 3T
i 4T w warunkach rzeczywistych.
Fot. 2. Ogniwo tandemowe Oxford PV TM o wydajności konwersji 28%, potwierdzonej przez Narodowe Laboratorium Renewable Energy.
Źródło: www.oxfordpv.com
Fot. 3. Podwójne ogniwo krzemowe z perowskitu opiera się na dwóch innowacjach: nanoteksturowanej stronie przedniej (po lewej) i tylnej stronie
z odbłyśnikiem dielektrycznym (po prawej). © Alexandros Cruz /HZB. Źródło: www.helmholtz-berlin.de
17
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
owszechność stosowania baterii i akumulatorów wiąże
się z masową produkcją tych urządzeń, a w konsekwencji
z bezpieczeństwem ich użytkowania oraz gospodarowaniem
po okresie używalności. Dlatego też na świecie, w Europie
i oczywiście w Polsce istnieją uregulowania prawne określające
zasady wprowadzania do obrotu oraz zbierania, przetwarzania,
recyklingu i unieszkodliwiania zużytych baterii i zużytych aku-
mulatorów.
Polskie normy dostosowane do przepisów UE zawarte są
w Ustawie z dnia 24 kwietnia 2009 r. o bateriach i akumulatorach.
Przepisy ustawy stosuje się do wszystkich rodzajów baterii i aku-
mulatorów produkowanych i wprowadzanych do obrotu, nieza-
leżnie od ich kształtu, pojemności, masy, składu materiałowego,
sposobu użycia oraz niezależnie od tego, czy stanowią przyna-
leżność albo część składową urządzenia lub dodatek do innych
produktów.
Najstarszym rodzajem akumulatorów, istniejącym od XIX
wieku, są akumulatory kwasowo-ołowiowe. To zasłużona i wyeks-
ploatowana technologia. Wykorzystują one różne rodzaje związ-
ków ołowiu na dwóch oddzielnych elektrodach (dodatniej i ujem-
nej) oraz kwaśny elektrolit. Tego typu baterie nie są szczególnie
energochłonne (zajmują dużo miejsca) i nie są zaprojektowane
do pełnego rozładowania przez cały czas (tj. tylko 50% głęboko-
ści rozładowania).
Akumulatory kwasowo-ołowiowe są jednak od dawna stoso-
wane w samochodach jako główne źródło zasilania, zapewnia-
jące przypływ mocy niezbędnej do uruchomienia silnika spali-
nowego. Akumulatory tego typu są najpopularniejsze i najtań-
sze spośród wszystkich akumulatorów. Wynalezione ponad 150
lat temu (Gaston Planté, 1859), niezbyt dużo się przez ten długi
czas zmieniły. Wprawdzie pojawiły się wersje tzw. bezobsługowe,
a także akumulatory AGM i żelowe, jednak zasada działania i pod-
stawowe parametry elektryczne wszystkich są jednakowe.
Większe potrzeby – większe gabaryty
O ile z magazynowaniem energii do pracy przyrządów pod-
ręcznych, urządzeń użytku osobistego, elektronarzędzi oraz roz-
ruchu silnika spalinowego przez akumulator poradziliśmy sobie
doskonale już stosunkowo dawno, o tyle skalowanie w górę zasob-
ników energii elektrycznej przyniosło nowe wyzwania. Techno-
logicznie powiększenie urządzenia magazynującego energię nie
stanowi problemu. Z kolei materiały, z których powstają nowo-
czesne baterie – metale ziem rzadkich – występują w przyrodzie
Domowe magazyny energii
Żyjemy w świecie otoczeni magazynami energii. Urządzenia wymagające bezprzewodowego zasilania
w postaci baterii i akumulatorów produkowane są obecnie na masową skalę. Taki rodzaj zasilania spra-
wia, że baterie oraz akumulatory są niezwykle powszechne. Stosowane są praktycznie w każdym gospo-
darstwie domowym. Słuchawki bezprzewodowe, smartfony, tablety, laptopy, zegary, smartwatche, latarki
i wiele innych urządzeń znajdujących się w zasięgu ręki człowieka to urządzenia funkcjonujące dzięki
zgromadzonej energii elektrycznej. Nie sposób wyobrazić sobie rozwój i funkcjonowanie przemysłu bez
możliwości gromadzenia mobilnej energii elektrycznej.
Mirosław Grabania
REPETYTORIUM
Bateria – zespół składający się z jednakowych elementów (przedmiotów jed-
nego rodzaju) zgromadzonych w jednym miejscu, np. ogniw, dział, oddziałów,
zaworów, komór lub klatek. Tak więc bateria elektryczna to zespół chemicznych
źródeł prądu elektrycznego – ogniw galwanicznych lub akumulatorów, ogniw
termoelektrycznych lub komórek fotoelektrycznych. Aby uzyskać odpowiednie
parametry baterii elektrycznej, jej elementy składowe można łączyć szeregowo
w celu zwiększenia napięcia lub równolegle w celu zwiększenia pojemności
i wartości natężenia prądu.
Ogniwo galwaniczne – to źródło stałego prądu elektrycznego zamieniające
bezpośrednio energię reakcji chemicznej na energię elektryczną. Zbudowane
jest z dwóch elektrod (półogniw) zanurzonych w elektrolicie.
Ogniwa dzieli się najczęściej na dwie grupy: ogniwa pierwotne i wtórne. Nazwy
te są stare i wynikają z tego, że kiedyś ładowano ogniwo wtórne z ogniwa pier-
wotnego. Obecnie ogniwa wtórne nazywamy akumulatorami. Ogniwa pierwotne
służą do jednorazowego użycia. Reakcja chemiczna, która wytwarza w nich
energię elektryczną, jest nieodwracalna.
Ogniwa wtórne mogą być rozładowane i ponownie ładowane. Reakcja che-
miczna, która w nich przebiega, jest odwracalna poprzez doprowadzenie prądu
z zewnątrz (ładowanie). Ogniwa używane do akumulowania (gromadzenia)
energii nazywamy akumulatorami lub ogniwami ładowalnymi.
Akumulator elektryczny to ogniwo wtórne – rodzaj ogniwa galwanicznego,
które może być wielokrotnie użytkowane, ładowane prądem elektrycznym
(w przeciwieństwie do ogniw pierwotnych, których nie można ładować) i roz-
ładowywane w urządzeniach elektrycznych. Wszystkie rodzaje akumulatorów
elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracal-
nym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu
i elektrod.
Ładowanie akumulatora – cykl pracy, w czasie którego akumulator jest
odbiornikiem energii elektrycznej – wewnątrz akumulatora energia elektryczna
jest przetwarzana na energię chemiczną.
Pobór energii z akumulatora – cykl pracy, w czasie którego urządzenie staje
się źródłem prądu elektrycznego na skutek przemiany energii chemicznej na
energię elektryczną. Rezultatem poboru energii jest stopniowe rozładowywanie
akumulatora.
Pojemność akumulatora – jeden z podstawowych parametrów, który określa,
ile ładunku elektrycznego może on zmagazynować i przechowywać w ogniwach.
Zwykle wyrażana w amperogodzinach [Ah] i jednostkach krotnych (w układzie
SI jednostką ładunku jest kulomb [C], 1 Ah = 3600 C). Akumulator 12 V mający
pojemność 100 Ah jest zdolny zmagazynować, a następnie dostarczyć prąd o
natężeniu 1 A i napięciu ok. 12 V przez 100 godz.
Aby przeliczyć pojemność akumulatora 100 Ah na kWh (jedna kilowatogodzina
jest odpowiednikiem 1000-watowej energii dostarczanej przez godzinę) mno-
żymy jego pojemność przez napięcie: 100 Ah × 12 V = 1200 Wh = 1,2 kWh. Tak
więc nasz akumulator o pojemności 1,2 kWh będzie zasilał urządzenie o mocy
100 W przez 12 godz. [h], lub urządzenie o mocy 1,2 kW (grzejnik elektryczny)
przez 1 h.
Sprawność akumulatora – czyli stosunek energii oddanej podczas pracy do
energii włożonej do akumulatora w procesie ładowania – jest zawsze mniej-
sza od jedności. W większości akumulatorów starych technologii (ołowiowo-
-kwasowych) sprawność to rząd wielkości ok. 75%. Sprawność akumulatorów
kwasowo-ołowiowych (NiMH) osiąga 85%, natomiast akumulatorów litowo-jo-
nowych (Li-ion) – 95%.
W trakcie ładowania przez akumulator prąd płynie w przeciwnym kierunku
niż w trakcie jego pracy. Odwracalne reakcje chemiczne powodujące ładowa-
nie i pracę są w istocie takie same, tyle że zachodzą w przeciwnym kierunku.
W praktycznie każdym akumulatorze oprócz pożądanych, odwracalnych reakcji
chemicznych zachodzą też jednak nieodwracalne reakcje uboczne, które powo-
dują, że z czasem akumulator traci swoje właściwości.
18
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
w ograniczonych ilościach i niewielu miejscach na świecie.
Ponadto ich wydobycie i uzyskiwanie jest bardzo uciążliwe dla
środowiska. Ponieważ zbieramy siedem razy więcej energii z wia-
tru i 44 razy więcej energii ze Słońca niż 10 lat temu, do 2040 r.,
dążąc do osiągania wyznaczonych celów klimatycznych, będziemy
musieli wydobywać trzy razy więcej metali ziem rzadkich, pięć
razy więcej telluru, 12 razy więcej kobaltu i 16 razy więcej litu niż
obecnie. Jeżeli nie opracujemy przyjaznej metody gromadzenia
energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, przede wszystkim
fotowoltaiki i wiatru, to popyt na metale ziem rzadkich w wyniku
przechodzenia na gospodarkę bezemisyjną może tylko wzrastać.
Technologia litowo-jonowa
Na dzień dzisiejszy na rynku gromadzenia i przecho-
wywania energii elektrycznej bezwzględnie dominuje tech-
nologia litowo-jonowa. Ponieważ akumulatory litowo-jo-
nowe są jednymi z najlżejszych zasobników magazynują-
cych, są one powszechnie stosowane we wszelkiego rodzaju
sprzęcie
elektronicznym
oraz
urządzeniach
przenośnych.
Wprowadzenie do produkcji samochodów i ciężarówek elektrycz-
nych na skalę masową może w niedalekiej przyszłości wielokrot-
nie zwiększyć produkcję ogniw litowo-jonowych. Także produ-
cenci pojazdów z napędem hybrydowym coraz częściej zaczy-
nają stosować ogniwa litowo-jonowe zamiast NiMH. Ogniwa
litowo-jonowe stosowane w pojazdach elektrycznych znacznie
różnią się od tych stosowanych w sprzęcie elektronicznym. Róż-
nice wynikają przede wszystkim z większych wymagań związa-
nych z warunkami pracy oraz większą wymaganą trwałością, się-
gającą 10 lat. Ponadto pakiety ogniw wyposażone są w specjalne
układy chłodzenia i ogrzewania, zapewniające optymalną tempe-
raturę pracy. Ogniwa litowo-jonowe używane w pojazdach mogą
być także szybko ładowane, zazwyczaj od 0 do 80% w 15–30 min
bez znaczącego wpływu na ich żywotność.
Technologia litowo-jonowa zrewolucjonizowała nasze życie.
Położyła podwaliny pod budowę infrastruktury społecznej i prze-
mysłowej pozbawionej paliw kopalnych. Magazynowanie energii
ze źródeł odnawialnych, takich jak energia słoneczna i wiatrowa,
dla stabilizowania pracy urządzeń przybrało realne wymiary.
Za stworzenie i rozwój baterii litowo-jonowych w 2019 r. uho-
norowano w dziedzinie chemii Nagrodą Nobla Amerykanina
Johna B. Goodenougha, Brytyjczyka M. Stanleya Whittinghama
i Japończyka Akirę Yoshino. Ci trzej naukowcy niezależnie i na
przestrzeni lat pracowali nad stworzeniem i rozwojem systemu
litowo-jonowego – podstawy dla najlepszych baterii, jakie do tej
pory udało się wyprodukować.
Jak zbudowane są akumulatory litowo-jonowe?
W porównaniu do innych typów akumulatorów, bateria lito-
wo-jonowa działa znacznie wydajniej. Przy mniejszych rozmia-
rach i wadze pozwala na skumulowanie większej ilości energii.
Akumulatory litowo-jonowe składają się z małych ogniw
łączonych w paczki, które można dowolnie konfiguro-
wać, aby uzyskać potrzebne napięcie. Skonfigurowane, cia-
sno ułożone paczki ogniw umieszczane są następnie w bar-
dzo wytrzymałych, metalowych pojemnikach bateryjnych
o kształtach dopasowanych do konkretnej funkcjonalności.
Akumulatory litowo-jonowe stanowią więc zespół szczelnie
zamkniętych, trwałych bloków, którymi steruje elektronika. Są
przez to znacznie bezpieczniejsze niż kwasowe baterie trakcyjne,
nie gazują, a ich budowa sprawia, że są odporne na wibracje.
Kategoria akumulatorów litowo-jonowych obejmuje w rzeczywi-
stości szereg różnych chemii, z których każda ma nieco inne wła-
ściwości. Dwa najpopularniejsze typy akumulatorów litowo-jo-
nowych to akumulatory litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe
(NMC) oraz fosforanowo-litowo-żelazowe (LFP). Baterie NMC
mają zwykle większą gęstość mocy.
Prawidłowa eksploatacja akumulatorów litowo-
jonowych
Prawidłowa eksploatacja baterii litowo-jonowych jest, wbrew
pozorom, bardzo prosta (a z pewnością łatwiejsza i mniej skom-
plikowana, niż w przypadku innych rodzajów zasilania). Wystar-
czy jedynie pamiętać o kilku zasadach:
––
Nie należy doprowadzać do sytuacji całkowitego rozłado-
wania akumulatora Li-ion. Ciągłe rozładowywanie go do
zera sprawia, że jego żywotność zmniejsza się i nie będzie
on służył tak długo, jak w przypadku dbania o prawidłowe
ładowanie.
––
Baterie litowo-jonowe mogą być doładowywane na każdym
etapie rozładowania – nawet wtedy, gdy mają jeszcze 80, 60
czy 40% mocy. Jest to wręcz oczekiwany sposób eksploata-
cji. W przypadku konwencjonalnych akumulatorów kwaso-
wych należało czekać do pełnego rozładowania. Tutaj taka
sytuacja, jak wcześniej zostało to wspomniane, nie powinna
mieć miejsca. Podsumowując: lepiej jest doładowywać aku-
mulatory Li-ion nawet w czasie krótkiej przerwy w pracy, niż
ładować je do 100% i całkowicie rozładowywać.
––
Przede wszystkim ogniwa litowo-jonowe są niezwy-
kle wydajne – technologia ta pozwala na zaoszczędze-
nie nawet 20% energii, w porównaniu do akumulatorów
kwasowych.
––
Ładowanie akumulatorów litowo-jonowych jest znacznie
szybsze niż akumulatorów kwasowych. Przykładowo, po
zaledwie 30 min doładowania akumulator 24 V osiągnie 50%
swojej sprawności. Przy akumulatorach o napięciu 80 V są to
53 min. Pełne doładowanie wymaga tylko 80 min dla aku-
mulatorów 24 V i 105 min dla akumulatorów 80 V. Możli-
wość szybkiego doładowania w każdej chwili zapewni prak-
tycznie stałą dostępność takiego magazynu energii i elastycz-
ność codziennej pracy. W przypadku ogniw kwasowych na
pełne ładowanie trzeba poczekać kilka godzin.
Fot.1. Moduły akumulatorowe z ogniwami cylindrycznymi są zbudowane z materiału Bayblend® firmy Co-
vestro i skutecznie montowane za pomocą kleju Henkel Loctite. Źródło: www.covestro.com
19
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
––
Akumulatory z technologią litowo-jonową są zawsze gotowe
do użytku: ich praca nie wymaga obsługi, wymiany baterii
ani dolewania wody (elektrolitu) do akumulatorów.
––
Żywotność baterii litowo-jonowej jest około trzech razy
dłuższa niż akumulatorów kwasowych – oznacza to zmniej-
szenie wydatków na wymianę akumulatorów w dłuższej per-
spektywie czasowej.
––
Wytrzymałość, długa żywotność oraz szybkie ładowanie
sprawiają, że akumulatory litowo-jonowe są doskonałym
wyborem wszędzie tam, gdzie konieczna jest praca bezob-
sługowa, bez przerw i na wysokim poziomie bezpieczeństwa.
Potrzeba magazynowania energii
Przejście na niskoemisyjny system energetyczny jest nie-
zbędne dla zmniejszenia globalnej emisji gazów cieplarnianych
i fatalnych skutków zanieczyszczania atmosfery. Duże reduk-
cje kosztów technologii odnawialnych, takich jak energia sło-
neczna i wiatrowa, sprawiły, że są one konkurencyjne cenowo
w stosunku do paliw kopalnych. Ogromnym problemem dla
krajowych systemów elektroenergetycznych jest jednak niesta-
bilność energii produkowanej elektrycznej przez źródła odna-
wialne. Dlatego niezbędne jest uelastycznienie krajowych syste-
mów energetycznych, których elementem są przecież nie najno-
wocześniejsze sieci elektroenergetyczne. Grzegorz Wiśniewski,
prezes Instytutu Energetyki Odnawialnej (IEO), przypomniał
że już w 2013 r. IEO przeprowadził dokładną analizę, z której
wynikało, że problemy z podłączeniem mikroinstalacji fotowol-
taicznych do sieci w tej technologii rozpoczną się po przekrocze-
niu 5 GW mocy zainstalowanej (którą właśnie osiągnęliśmy).
Elastyczność systemu energetycznego mogą zwiększać nisko-
emisyjne rozproszone zasoby energii, takie jak magazyny energii
stacje ładowania pojazdów elektrycznych, inteligentne czujniki
i technologie pomiarowe bądź systemy zasilania awaryjnego.
Raport Eaton wskazuje, że w większości krajów w Europie roz-
wój takich rozwiązań jest na niskim poziomie. Wyjątkiem jest
Norwegia, gdzie elektryczne samochody stanowią już ¾ wszyst-
kich nowo rejestrowanych pojazdów. W raporcie „Energy Tran-
sition Readiness Index 2021” dokonano analizy rynków energe-
tycznych w 12 krajach europejskich. Rozpoznano ich gotowość
do przyjęcia energii ze źródeł odnawialnych oraz możliwość
osiągnięcia celów redukcji emisji CO2 do 2030 r. Raport został
opracowany przez brytyjskie Stowarzyszenie Energii Odnawial-
nej i Czystych Technologii (REA) oraz firmę Eaton. Przeglądu
dokonano w Hiszpani, Francji, Niemczech, Wielkiej Brytanii,
Włoszech, Danii, Finlandii, Irlandii, Holandii, Norwegii, Szwe-
cji i Szwajcarii.
Magazyny energii dla gospodarstw domowych
Baterie zasilane energią elektryczną pochodzącą z systemów
fotowoltaicznych istnieją już od jakiegoś czasu. Jednak nadal
są młodym, ale szybko rozwijającym się rynkiem. Aby zaspokoić
rosnący popyt, producenci ciągle zwiększają ofertę swoich produk-
tów dostosowanych do indywidualnych potrzeb użytkowników sys-
temów fotowoltaicznych i systemów odnawialnych źródeł energii.
Domowe magazyny energii nie tylko stabilizują publiczną sieć
elektroenergetyczną. Przede wszystkim są funkcjonalną czę-
ścią całości systemu fotowoltaicznego, który właśnie dzięki
zasobnikowi energii staje się kompletnym, stabilnym i niezależ-
nym źródłem energii elektrycznej.
Może zabezpieczać przez skutkami braku zasilania, wspomagać
pracę instalacji fotowoltaicznej, optymalizować zużycie energii.
Główną zaletą jest zapewnienie bezpieczeństwa zasilania na wypa-
dek awarii, zwiększenie autokonsumpcji w instalacjach fotowolta-
icznych i wspomaganie zasilania urządzeń wymagających dużych
mocy, takich jak stacje ładowania samochodów elektrycznych. Nie
bez znaczenia jest rola magazynu energii dla prawidłowej i ciągłej
pracy inteligentnych urządzeń sterujących, w które coraz częściej
wyposażane są domy i obiekty. Niewątpliwie rozwój technologii
magazynowania energii jest bardzo mocno wspierany przez m.in.
producentów samochodów, dla których pojazdy elektryczne będą
stanowić coraz większą część produkcji. Dlatego prawie każdy
nowy produkt wchodzący na rynek posiada większą pojemność,
większą moc oraz dłuższą gwarancję niezawodnej pracy.
Wielkość domowego magazynu energii
Bateria pracująca w domowym systemie energetycznym prze-
chowuje energię elektryczną do późniejszego wykorzystania.
Kluczem do ustalenia jej rozmiaru jest obliczenie, ile energii
zużywa się w czasie, gdy nie ma produkcji z instalacji fotowolta-
icznej. Obliczenie swojego zapotrzebowania na zmagazynowaną
energię elektryczną nie jest trudne do wykonania. Korzystając
repetytorium zamieszczonego na str. 17 oraz dokonując oszaco-
wania, przez jak długi czas będziemy używać sprzętów w naszym
gospodarstwie domowym w czasie, gdy nie ma produkcji z foto-
woltaiki, możemy precyzyjne określić pojemność naszego maga-
zynu energii. Jeżeli zakładamy, że będzie to praca czajnika elek-
trycznego o mocy 2 kW przez 30 min, to będziemy potrzebo-
wać magazynu energii o pojemności 1 kWh. Jeżeli dodamy pracę
100 W (0,1 kWh) TV przez 10 godz., to musimy zgromadzić
Fot. 2. Budowa Energy Storage System X firmy BMZ GmbH. Żródło: www.covestro.com
20
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
kolejną 1 kWh energii. Sumując tak obliczone zapotrzebowanie
na energię w czasie niezbędnych urządzeń otrzymamy pojem-
ność naszego magazynu. Jeżeli pojemność w kilowatogodzi-
nach naszej baterii będzie mniejsza, to różnicę pobierzemy z sieci
elektroenergetycznej.
Przykładowo, gospodarstwo domowe zajmujące kuchnię,
łazienkę, salon i dwie sypialnie zużywa około 15–20 kWh ener-
gii elektrycznej dziennie. Jednak część tej energii jest zużywana
w ciągu dnia i może być bezpośrednio zasilana wyłącznie ener-
gią słoneczną. Mając to na uwadze, bateria o średniej wielko-
ści 10 kWh byłaby na ogół wystarczająco duża, aby wytrzymać
okresy wieczorne i nocne. W rzeczywistości każde gospodarstwo
domowe jest inne, a wzorce użytkowania mogą się znacznie róż-
nić. Dla tych, którzy są bardziej oszczędni energetycznie i korzy-
stają z wydajnych urządzeń, odpowiednia może być mniejsza bate-
ria o pojemności od 5 do 6 kWh, która zapewnia również wystar-
czającą moc zapasową do obsługi podstawowych obciążeń, takich
jak oświetlenie, komputery i lodówki.
Dobieramy wielkość zasobnika
Istnieje wiele różnych potencjalnych kryteriów decyzyjnych
i punktów porównawczych, które należy uwzględnić podczas
oceny opcji magazynowania energii. Jednym z nich jest dobór
funkcjonalny. Jeśli chcemy zasilić więcej urządzeń na raz, należy
wybrać baterię o dużej mocy znamionowej; możliwość zasilania
bardziej energochłonnego urządzenia (takiego jak pompa ście-
kowa) umożliwi zastosowanie baterii o wysokiej mocy chwilowej.
Dłuższy czas korzystania z baterii zapewni ta o większej pojem-
ności użytkowej. Jeśli chcemy maksymalnie wykorzystać każdą
kilowatogodzinę energii elektrycznej wkładanej do akumulatora,
to najlepiej sprawdzą się te o możliwości głębokiego rozładowa-
nia. Mając ograniczoną powierzchnię przeznaczoną na instala-
cję, wybieramy baterie litowo-jonowo-niklowo-manganowo-ko-
baltowe (NMC). Najdłuższą żywotność zapewnią baterie litowo-
żelazowo-fosforanowe (LFP), które charakteryzują się największą
liczbą cykli ładowanie-rozładowanie.
Aby dokonać właściwego doboru funkcjonalnego, należy
wziąć po uwagę poniższe parametry:
––
moc znamionowa akumulatora odnosi się do kilowatów
[kW] mocy, jaką akumulator może zapewnić jednocześnie.
Innymi słowy, ocena mocy baterii informuje zarówno o tym,
ile urządzeń może zasilać bateria jednocześnie, a także o tym,
które to urządzenia. Co ważne, baterie słoneczne często mają
dwie różne moce znamionowe – moc ciągłą i 5-minutową lub
chwilową moc znamionową – co oznacza, że mogą zapewnić
większą moc w krótkim czasie. Jest to ważne dla urządzeń,
które wymaga dużej ilości energii do włączenia, ale potem
działa z mniejszą mocą;
––
rozmiar baterii – użyteczna pojemność baterii to ilość ener-
gii elektrycznej, którą bateria jest w stanie przechowywać
i dostarczać do pracujących urządzeń. Podczas gdy moc jest
wyrażona w [kW], rozmiar baterii jest wyrażony w kilowa-
togodzinach [kWh], co jest mocą pomnożoną przez czas.
W rezultacie pojemność baterii informuje, jak długo bateria
może zasilać urządzenia gospodarstwa domowego;
––
sprawność domowego magazynu energii – decydując
się na montaż zasobnika energii, warto także pamiętać
o tym, że ilość znajdującego się w nim prądu – uzyskanego
poprzez naładowanie baterii za pomocą instalacji PV –
nigdy nie jest odbierana w 100%. Wszystko zależy bowiem
od sprawności zastosowanych w urządzeniu baterii. Jak już
wspomniano w repetytorium, akumulatory litowo-jonowe
mają sprawność około 95%. Oznacza to, że z każdych
10 kWh dostarczonych do nich energii będzie można
z powodzeniem odebrać 9,5 kWh. Dla przypomnienia
akumulatory kwasowo-ołowiowe cechują się sprawnością
na poziomie 75%.
––
głębokość rozładowania – jeśli chodzi o możliwość wyko-
rzystania ilości energii wyprodukowanej i zmagazynowa-
nej w bateriach, ważna jest także głębokość rozładowania
określana przez producenta. Wskazuje ona bowiem poziom,
do jakiego w bezpieczny sposób mogą być rozładowane
akumulatory litowo-jonowe lub kwasowo-ołowiowe, bez
wpływu na ich pojemność i późniejszą sprawność. Wobec
tego, jeśli zainstalowany magazyn energii posiada pojem-
ność 10 kWh, a jego producent wskazał, że głębokość roz-
ładowania wynosi dla niego 90%, to oznacza, że nie należy
rozładowywać akumulatora poniżej 2 kWh. Czyli jego użyt-
kownicy mają do dyspozycji tylko 8 kWh energii pomimo
10 kWh znajdującej się w magazynie. Dodatkowo głębokość
rozładowania wskazuje także na klasę zastosowanego aku-
mulatora. Dlatego też im jej wartość jest wyższa, tym jest
on droższy;
––
żywotność baterii – magazyny energii ładowane energią
Fot. 3. Giafabryka Tesla Sparks w stanie Nevada. Źródło: www.tesla.com
21
magazyn fotowoltaika 4/2021
technologie
produkowaną za pomocą instalacji fotowoltaicznych za dnia
oraz rozładowywane podczas zmniejszonej ich wydajności
lub braku pracy nocą działają na podobnej zasadzie jak baterie
w naszych telefonach i laptopach. Każdy pełen cykl zmniejsza
więc ich sprawność oraz pojemność. Dlatego też producenci
magazynów energii najczęściej, oferując na nie swoją gwaran-
cję, określają ją nie tylko w latach, lecz także ilości pełnych cykli
ładowania. Przy czym należy wiedzieć, że obowiązująca z nich
jest wyłącznie ta, która skończy się wcześniej. Wobec tego, jeśli
nasz magazyn energii bazujący na akumulatorach litowo-jono-
wych ma gwarancję na 10 lat oraz 8000 pełnych cykli (łado-
wania i rozładowania), jeśli w 8. roku jego użytkowania nastąpi
8001 pełen cykl, sprzęt nie jest już objęty gwarancją.
Na koniec pozostaje wybór pomiędzy systemem magazyno-
wania: AC czy DC.
Systemy magazynowania energii sprzężone
z prądem przemiennym AC
Ogólnie rzecz biorąc, system akumulatorów sprzężonych
z prądem przemiennym wykorzystuje dwa falowniki. Pierwszy
falownik to standardowy falownik słoneczny, który jest instalo-
wany w każdym systemie fotowoltaicznym w celu konwersji prądu
stałego na prąd przemienny, a drugi to przenośny falownik maga-
zynujący używany do przekształcania prądu z prądu przemien-
nego z powrotem na prąd stały w celu ładowania akumulatora.
Sprzężenie AC: plusy i minusy
Systemy akumulatorów sprzężonych z prądem przemien-
nym są zarówno łatwiejsze do zaprojektowania, jak i łatwiejsze
do zainstalowania, a zatem są zazwyczaj bardziej opłacalną opcją.
Ponadto systemy sprzężone z prądem przemiennym są zwykle
lepszym rozwiązaniem, jeśli posiadamy już zainstalowaną instala-
cję fotowoltaiczną i chcemy dodać system baterii do przechowy-
wania energii elektrycznej. Ponieważ jednak systemy solarno-ma-
gazynowe sprzężone z prądem przemiennym AC wykorzystują
dwa oddzielne falowniki, są one mniej wydajne niż systemy sprzę-
żone DC pod względem mocy wyjściowej.
Systemy magazynowania energii sprzężone
z prądem stałym DC
System akumulatorów podłączonych do prądu stałego
wymaga użycia tylko jednego falownika. Jest to bardziej wyspe-
cjalizowany element instalacji fotowoltaicznej niż falowniki uży-
wane do sprzężenia prądu przemiennego, ponieważ jest to falow-
nik hybrydowy używany zarówno do baterii, jak i modułów gene-
ratora PV.
Sprzężenie DC: plusy i minusy
Jak zauważono powyżej, falowniki hybrydowe używane do
sprzężenia DC są bardziej wyspecjalizowanymi urządzeniami i w
rezultacie są droższe niż typowy falownik do instalacji PV nie-
posiadający możliwości współpracy z magazynem energii. Jeśli
zależy nam na efektywności kosztowej lub mamy już zainsta-
lowaną instalację PV, prawdopodobnie lepszym rozwiązaniem
jest system sprzężony z prądem przemiennym. Jednak systemy
sprzężone DC są wydajniejsze pod względem mocy wyjściowej,
ponieważ energia elektryczna
musi przejść tylko przez jeden
falownik. Z tego powodu osoby
instalujące jednocześnie elek-
trownię fotowoltaiczną i system
magazynowania energii mogą
rozważyć wybór systemu sprzę-
żonego DC, ponieważ straty
energii są mniejsze.
Nie ma ostatecznej odpo-
wiedzi, która opcja jest naj-
lepszym wyborem. W rzeczy-
wistości zależy to od konkret-
nej sytuacji i przekonania do
zastosowania danego systemu.
Ogólną zasadą jest to, że system
sprzężony z prądem przemien-
nym AC jest prostszą i bardziej
opłacalną opcją, jeśli mamy
już zainstalowaną fotowoltaikę
i chcemy dodać akumulatory.
Baterie przepływowe – niedaleka przyszłość
W przeciwieństwie do przesyłania jonów ze związku metalu
do innego związku metalu przez elektrolit, tak jak ma to miej-
sce w akumulatorach kwasowo-ołowiowych i litowo-jonowych,
akumulator przepływowy przekazuje jony z jednego zbiornika
cieczy do drugiego, a następnie z powrotem. Tego typu bate-
rie są również nazywane bateriami przepływowymi redoks ze
względu na wykorzystanie reakcji chemicznych redukcji i utle-
niania jako sposobu przepływu jonów z jednej cieczy i przekazy-
wania ich do drugiej. Mogą one przechowywać znacznie więcej
energii niż typowa domowa bateria litowo-jonowa. Obecnie ta
technologia jest intensywnie rozwijana i może stać się, po osią-
gnięciu zakładanych parametrów, bardzo popularna w nadcho-
dzącej dekadzie.
Korzyści z posiadania baterii
Systemy przechowywania energii elektrycznej oferują bez-
precedensowy poziom niezależności energetycznej i autonomii.
Zapewniają stabilizację sieci, dla której coraz większym wyzwa-
niem jest rosnący udziału w energetyce odnawialnych źródeł
energii. Połączenie energii elektrycznej uzyskiwanej z odnawial-
nych źródeł, a w szczególności z fotowoltaiki, z jej magazynowa-
niem może pozwolić konsumentom w niedalekiej przyszłości na
znaczną autonomię, także na naszej szerokości geograficznej. Sys-
temy magazynowania stanowią zapasowe źródło energii na wypa-
dek awarii lub przerwy w dostawie prądu, eliminując potrzebę
pobierania energii z sieci. Domowe baterie o pojemnościach nie
zapewniających pełnej autonomii energetycznej przyczyniają
się do znacznego zwiększenia poziomu autokonsumpcji energii
wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną a w konsekwen-
cji do optymalizacji kosztów energii elektrycznej ponoszonych
przez gospodarstwa domowe.
Bibliografia:
Energysage, OptimaEnergy, Jungheirich, YSG Solar, Elektronika Praktyczna, isap.sejm.gov.pl
Fot. 4. Powerwall Tesla o pojemności energe-
tycznej 13,5 kWh. Źródło: www.tesla.com
wywiad
22
magazyn fotowoltaika 4/2021
Jaki jest przepis na osiągnięcie sukcesu
na rynku PV?
Podobnie jak w innych branżach – potrzebna jest wizja prze-
kuta w strategię, a potem w konkretne działania. Dodatkowo, nie-
zbędnym składnikiem sukcesu jest konsekwencja. Ważne jest, aby
stale obserwować rynek i wsłuchiwać się w jego potrzeby, widzieć
to, co nadejdzie, a nie tylko to, co już jest. Muszę przyznać, że tych
wszystkich elementów nigdy w firmie Corab nie brakowało. Przez
30 lat działania Corab stał się nie tylko wiodącym producentem
na rynku fotowoltaiki w Polsce, lecz także liczącym się graczem
o zasięgu europejskim. Świadomie wybraliśmy jakość jako wartość
nadrzędną i konsekwentnie wierzymy, że to jedyna droga do długo-
terminowego sukcesu. Niedawno spółka pozyskała nowego inwe-
stora, co pozwala znacząco wzmocnić naszą pozycję na rynku i z
odwagą realizować plany dalszego rozwoju oraz ekspansji zarówno
polskiej, jak i zagranicznej.
Jakie były największe wyzwania?
Było ich bez liku. 30 lat to naprawdę dużo, jeśli chodzi o biznes
w Polsce. Zmieniało się otoczenie prawne, zmieniał się społeczny
odbiór firm prywatnych, zmieniali się klienci oraz ich potrzeby.
Kluczowe było dostosowanie profilu przedsiębiorstwa do tych
zmian i przyjęcie, że zmiana to jedyna stała, na jaką możemy
liczyć. Jednocześnie najnowsza technologia szturmem wdarła się
w nasze życie i jest obecna w każdym jego aspekcie. Kiedy Corab
rozpoczynał swoją działalność, mało kto wyobrażał sobie, że setki
tysięcy rodzin w Polsce będą wytwarzały własny prąd pochodzący
z promieni słonecznych. Cały czas aktualne pozostaje wyzwanie,
jakim jest przewidywanie i rozumienie zbliżających się zmian,
tak aby umieć wykorzystać ich potencjał, rozwijać się i nie bać się
przyszłości.
Jak zmieniała się oferta firmy i które obszary
rozwijają się najlepiej?
Początkowo była to produkcja anten satelitarnych, która
pozostała częścią naszej działalności. Dostrzegając nadchodzące
zmiany, rozszerzyliśmy jednak swój profil i dziś Corab jest wio-
dącym producentem konstrukcji fotowoltaicznych oraz dys-
trybutorem produktów renomowanych firm branży OZE. To
wszystko wzajemnie się uzupełnia, stanowiąc kompletną ofertę
dla tych, którzy chcą być częścią zielonej transformacji. Waż-
nym aspektem działania Corab jest również edukacja, czyli
aktywne dzielenie się wiedzą ze wszystkimi uczestnikami rynku.
Duży nacisk kładziemy na rozwój inicjatywy Corab Akademia
– organizujemy cykliczne szkolenia, webinaria i spotkania. Ich
uczestnikami są zarówno instalatorzy, przedstawiciele produ-
centów, jak i indywidualni prosumenci oraz firmy, które coraz
intensywniej szukają dla siebie optymalnych rozwiązań, widząc
szansę na obniżenie rachunków za energię elektryczną.
Które inwestycje były najważniejsze?
Kamieniem milowym była rozbudowa zakładu produkcyjnego
w Bartoszycach – tam powstają wysokiej jakości konstrukcje foto-
woltaiczne Corab, oferowane na rynku polskim oraz eksporto-
wane do kilkunastu krajów na całym świecie. Kolejny istotny ele-
ment to budowa centrum logistycznego w Olsztynie – ulokowa-
nego w doskonale skomunikowanym miejscu na mapie, nieopodal
obwodnicy. To inwestycje techniczne i musiały się wydarzyć, ale
uważam, że najważniejszą naszą inwestycją i sukcesem było zbudo-
wanie w firmie fantastycznego, mocnego kompetencyjnie zespołu.
To ciągłe wyzwanie, bo nasze potrzeby rosną wraz z rozwojem.
Rozbudowujemy aktualnie obszar badań i rozwoju, wprowadzamy
nowe produkty, usprawniamy się operacyjnie i dbamy o jakość, sta-
wiając na współpracę naukowo-techniczną. To wszystko wymaga
znalezienia odpowiednich ludzi i to się nam od lat udaje.
Jak firma radzi sobie w okresie pandemii?
Czy sytuacja wymusiła wdrożenie specjalnych
rozwiązań?
Pandemia dotknęła niemal każdą branżę na całym świecie,
więc i Corab musiał zmierzyć się z wyzwaniami, będącymi echem
Przewidywanie i rozumienie zbliżających się
zmian to droga do długoterminowego sukcesu
Rozmowa z Ewą Owczarz,
wiceprezes Corab Sp. z o.o.
Na zdjęciu: Ewa Owczarz, wiceprezes Corab Sp. z o.o.
Corab Akademia – cykliczne szkolenia, webinaria i spotkania
wywiad
23
magazyn fotowoltaika 4/2021
sytuacji np. na Dalekim Wschodzie. Pojawiły się perturbacje zwią-
zane z łańcuchami dostaw, wzrostem cen importowanych pro-
duktów, niedoborem pewnych elementów na globalnym rynku.
I tu nasza rzetelność i partnerskie podejście budowane przez lata
ogromnie pomogły i pozwoliły nam przejść przez ten trudny okres
bez większych problemów. Wysoka jakość produktów Corab szła
zawsze na równi z zaufaniem do nas, zarówno wśród naszych
dostawców, jak i partnerów biznesowych. Regularnie i otwar-
cie dzielimy się bieżącymi informacjami dotyczącymi sytuacji na
rynku. To pozwala nam odpowiednio wcześnie zareagować w razie
problemów i zaplanować działania tak, aby minimalizować ryzyka.
Pandemia z pewnością przyspieszyła nasze aktywności związane
z cyfryzacją procesów w firmie, co pozwala szybciej i sprawniej
zarządzać oraz dostarczać jeszcze wyższą jakość naszym klientom.
Jakich zmian możemy się spodziewać po wejściu
w życie nowelizacji Ustawy o OZE i jak Corab jest
na to przygotowany?
Uważam, że nowelizacja Ustawy o OZE czasowo wpłynie na
tempo rozwoju instalacji domowych. Pamiętać jednak należy, że
instalacje takie nadal będą się opłacać i pewnie dość szybko przy-
wykniemy do nowego modelu rozliczeń. Rosnące ceny ener-
gii mocno do takich inwestycji zachęcają, i to nie tylko gospo-
darstwa domowe, lecz także rynek firm, dla których fotowoltaika
może być bardzo opłacalna finansowo oraz atrakcyjna komunika-
cyjnie. Wahania na rynku będą spore, wymuszą na dużej grupie
firm związanych z branżą większą profesjonalizację. Nastąpi rów-
nież konsolidacja wokół większych i stabilnych biznesów. Mam
nadzieję, że będzie to również czas na wprowadzenie standardów
jakościowych np. na konstrukcje, których dziś ewidentnie brakuje.
Widzimy, że przyszły rok oprócz wszystkich innych wyzwań zapo-
wiada się jako rok farm fotowoltaicznych i jesteśmy do tego przy-
gotowani. Widzimy również rosnący potencjał w sektorze agro
i do niego także będziemy kierowali swoją ofertę, m.in. proponu-
jąc dedykowane rolnikom konstrukcje i systemy. Generalnie, jak
widać, wyzwań i nowych pomysłów nie brakuje.
Czy wzrost cen komponentów na rynku PV wpływa
na rozwój firmy?
Wzrost cen stanowi wyzwanie w naszej branży i w oczywisty
sposób wpływa również na nas. Naszym priorytetem jest bycie
atrakcyjnymi cenowo przy jednoczesnym dbaniu o wysoką jakość
i bezpieczeństwo. Mobilizuje nas to do szukania coraz to nowszych
rozwiązań, a dzięki wysokim kompetencjom naszego zespołu R&D
i ich zintensyfikowanym wysiłkom, tworzymy atrakcyjne, nowe
projekty. Przykładowo już w II kwartale 2022 r. będziemy gotowi
z zupełnie nowymi rozwiązaniami w obszarze konstrukcji i jestem
przekonana, że spotkają się one z dużym zainteresowaniem ze
strony klientów. Nasza pozycja na rynku zobowiązuje, chcemy
wciąż zaskakiwać i oferować innowacyjne rozwiązania wysokiej
klasy – lżejsze, równie bezpieczne i maksymalnie proste w insta-
lacji. Wciąż rozwijamy produkty, szukamy kolejnych dostawców
spełniających nasze standardy i oczekiwania. Mamy świadomość,
że rynek dynamicznie się zmienia, a my planujemy być pół kroku
przed konkurencją.
Jaki plany na najbliższą przyszłość?
Tu nie będę oryginalna, mamy swoje cele i czeka nas dużo pracy.
Przed nami intensywne działania na rzecz naszych Corab partne-
rów, aby pomóc im w szybkim dostosowywaniu się do zmian zacho-
dzącym na rynku i m.in. wesprzeć ich w pracy z podmiotami biz-
nesowymi. Te mają wysokie wymagania formalne, a jednocześnie
będą stanowić również dużo większy udział w rynku PV w przy-
szłości. Chcę podkreślić, że Corab Partner to profesjonalna sieć
współpracujących z nami firm instalatorskich. Jesteśmy dumni, że
na rynku działają tak wyspecjalizowane przedsiębiorstwa, które
stawiają na rozwój i regularnie się szkolą. Równolegle jako Corab
wzmacniamy zdolności logistyczne, mając świadomość, jak ważne
dla naszych partnerów są czas, dobra komunikacja i przewidywal-
ność. Wypracowujemy nowe koncepcje marketingowe i sprze-
dażowe, a także stawiamy na edukację klienta końcowego. Dzięki
naszemu doświadczeniu jesteśmy i będziemy, wraz z naszą siecią
Corab Partner, zaufanym doradcą, który pomoże przejść przez cały
proces zarówno firmom, jak i osobom, które np. chcą wybudować
farmę fotowoltaiczną, ale nie bardzo wiedzą, jak się do tego zabrać.
Mamy również w planach wdrożenie w tym roku kilku innowacyj-
nych systemów montażowych. Widzimy, jak dobrze została przyjęta
przez rynek nasza propozycja systemu nadążnego – tzw. trackera.
Tak jak wspomniałam, czeka nas dużo pracy, ale dającej ogromną
satysfakcję. To duża przyjemność wykorzystywać swoją wiedzę
i doświadczenie, aby wspierać firmę, która jest istotną składową zie-
lonej transformacji energetycznej. Nasze hasło „Technologia dla
Natury” jest czymś, w co wszyscy głęboko wierzymy, daje to sens
naszym działaniom, a mi osobiście mnóstwo energii i satysfakcji.
Dziękuję za rozmowę
Agnieszka Parzych
Zakład produkcyjny Corab w Bartoszycach
Konstrukcje fotowoltaiczne Corab
realizacje
24
magazyn fotowoltaika 4/2021
Najlepsze realizacje fotowoltaiczne 2021
– wyniki konkursu
W dniach 25–26 listopada 2021 r. odbyła się VI Konferencja Fronius FSP. Podczas wydarzenia został rozstrzygnięty konkurs na
najlepsze instalacje fotowoltaiczne 2021 z falownikami Fronius.
Pierwsze miejsce: SUNONE Piotr Mikos
Opis instalacji:
Wielkość instalacji: 13,22 kWp
Inwestor zgłosił się do firmy SUNONE z jasnym celem – wy-
budowania instalacji fotowoltaicznej, która będzie oparta
na najlepszych na rynku komponentach. Od początku był
świadomy tego, że korzyści płynące z inwestycji w foto-
woltaikę są największe, gdy uda się zoptymalizować auto-
konsumpcję. W związku z tym chciał zastosować falownik
hybrydowy, który będzie mógł współpracować z maga-
zynem energii. Wybór mógł być tylko jeden i został nim,
oczywiście, Fronius Symo GEN24 o mocy 10 kW. Inwestora
dodatkowo przekonał fakt, że firma SUNONE jest autoryzo-
wanym partnerem systemowym firmy Fronius.
Wyjątkowe wyzwanie: inwestor chciał wykorzystać falow-
nik hybrydowy Fronius Symo GEN24, aby móc posiadać
swój własny magazyn energii i uzyskać niezależność ener-
getyczną od przerw w dostawach prądu. W związku z tym,
że obecnie jest na etapie wprowadzenia się do nowo wy-
budowanego domu, chce przeanalizować swoje zużycie
energii i następnie dobrać odpowiednią pojemność bate-
rii, które posłużą mu jako zasilanie awaryjne. Na tym etapie
w jego niezwykle rozbudowanej rozdzielni głównej, obok
systemu KNX został zamontowany inteligentny licznik
energii Fronius Smart Meter.
Z punktu widzenia pracy części systemu zlokalizowanego
na dachu płaskim ważną funkcją, którą posiada falownik
firmy Fronius, będzie Dynamic Peak Manager, gdyż na kilka
przednich modułów w okresie jesienno-zimowym może
padać niewielki cień ze zlokalizowanej na sąsiedniej dział-
ce brzozy.
Co ciekawe, inwestor po zaproponowaniu falownika Fro-
nius Symo GEN24 sam odnalazł w internecie broszurę in-
formacyjną na temat tego produktu i był świadomym jego
funkcjonalności, a dla firmy SUNONE czystą przyjemno-
ścią była współpraca z nim. Przedstawiciele firmy cieszyli
się również, że będą mogli zamontować w domu klienta
magazyn energii jak już precyzyjnie zostaną określone po-
trzeby, a same magazyny będą dostępne do zakupienia na
rynku.
Falowniki: Fronius Symo GEN24 Plus 10.0 × 1 szt.
Pozostałe produkty: Fronius Smart Meter, PV POINT oraz za-
bezpieczenia przeciwprzepięciowe AC i DC od firmy DEHN.
Drugie miejsce: GreenOn.pl
Trzecie miejsce: Ekosun Sp. z o.o. SK
Najlepsza instalacja prywatna 2021
Co było oceniane?
––
techniczna poprawność realizacji
––
estetyka wykonania instalacji / porządek na miejscu instalacji
––
zgodność zdjęć z wytycznymi dla zdjęć do referencji
Wstępnej selekcji dokonał zespół pięciu osób w Polsce i Austrii:
jedna osoba odpowiedzialna za marketing, dwie osoby odpowie-
dzialne za wsparcie techniczne oraz jeden manager sprzedaży.
Wyłoniono po kilku kandydatów do nagrody w każdym kon-
kursie, w drodze głosowania wspólnie zostały wybrane po trzy
najlepsze referencje.
realizacje
25
magazyn fotowoltaika 4/2021
Pierwsze miejsce: Dom-Serwis Małgorzata Bębenek
Opis instalacji:
Wielkość instalacji: 11,52 kWp
Firma Dom-Serwis zdecydowała się i wykonała instalację
PV ze względu na duże zapotrzebowanie na energię elek-
tryczną. Aż 30 proc. posiadanych przez firmę samochodów
oraz innych urządzeń to samochody elektryczne i urządze-
nia na prąd. Wyprodukowana energia jest zużywana na
bieżąco. Magazynami energii są samochody elektryczne
i urządzenia. Reszta energii płynie do magazynu energii
w biurze i jest zużywana nocą.
Największym wyzwaniem było wysterowanie całego syste-
mu łącznie z mocami kilku stacji ładowania samochodów
elektrycznych, ogrzewania budynków (pompa ciepła, maty
grzewcze). Zarządzanie energią z Fronius Smart Meter,
z przekaźnikiem, rozwiązanie Wattpilot dla e-mobility. Sys-
tem z akumulatorami.
Trzy ładowarki Fronius Wattpilot 11/22 kW, ładowarka Tesla
22 kW, maty grzewcze, pompa ciepła Stiebel Eltron.
Falowniki: Fronius Symo GEN24 Plus 10.0 × 1 szt
Drugie miejsce: Eovia Piotr Beer
Trzecie miejsce: SunSol Sp. z o.o
Zdjęcia nominowane do konkursu fotograficznego:
„Zachód słońca nad UM w Gliwicach” firmy Eko-Solar Sp. z o.o.
„Dziewczynka z katalogami” firmy Brewa Sp. z o o. SK
„GEN24 in blue…” firmy SunSol Sp. z o.o.
Pierwsze miejsce: Soleko Polska Sp. z o.o.
Opis instalacji:
Wielkość instalacji: 1314 kWp
Klient: Tartak Olczyk Sp. z o.o. – krajowy lider w branży
drzewnej.
Instalacja składa się z 15 falowników Fronius Symo i Tauro
o mocy 50 i 100 kW.
Instalacja zlokalizowana jest na dachach trzech hal pro-
dukcyjno-magazynowych
Wszystkie instalacje PV pracują w wydzielonej części in-
stalacji elektrycznej zakładu razem z elektrowniami na
biomasę w charakterze wyspowym, generując energię
w 100 proc. na potrzeby własne.
Dużym wyzwaniem było połączenie modułów PV na
dachach o długości ponad 150 m, gdzie podłączenie
instalacji do sieci AC znajdowało się na samym końcu
budynku. Dzięki technologii TAURO z daisy chain moż-
liwe było przesłanie energii pojedynczymi przewodami
240 mm2 z falowników TAURO połączonych w pary po
200 kW. Dodatkowo falowniki będące w parze na jed-
nym zasilaniu mają podłączone moduły PV skierowane
w różną stronę (południowy wschód i południowy za-
chód), dzięki czemu uzyskano większe wykorzystanie
przepustowości przewodów, niższe starty na przesył, jak
również obniżono koszty BOS. Zabudowa zabezpieczeń
przepięciowych AC/DC bezpośrednio w obudowie falow-
ników pozwoliła na kolejne oszczędności przy jednocze-
snym zlokalizowaniu zabezpieczeń maksymalnie blisko
modułów PV.
Drugie miejsce: Ekosun Sp. z o.o. SK
Trzecie miejsce: Eprosument SA
Najlepsza instalacja przemysłowa 2021
Najlepsza instalacja z zarządzaniem energią 2021
Zdjęcie, które wygrało w konkursie fotograficznym
„Solar is sexi” firmy Bison Energy Sp. z o.o.