Miért kell energiatároló a napelemhez?

A napelemekhez meghirdetett Otthoni Energiatároló Program kapcsán sokakban felmerül az a kérdés, hogy egy ilyen beruházásban mennyire érdekelt maga a felhasználó, és mennyiben az energiaszolgáltató vállalat, akinek szüksége van a napelemek ingadozó teljesítményének a kiegyenlítésére. Pláne abban az esetben, ha a felhasználó még évekig az ún. szaldós elszámolási rendszerhez tartozik, és ott van neki az áramhálózat „ingyenes tárolója”. A teljes kép azonban lényegesen árnyaltabb az előbb leegyszerűsített gondolatnál.

Tény az, hogy az energiatároló szükséges a napelemhez, mert kiegyenlíti a termelés és a fogyasztás közötti időbeli különbséget: a napközben megtermelt többletenergiát éjszakára, borús időre vagy csúcsfogyasztási időkre tárolja, növelve az önellátást, csökkentve a hálózatról vásárolt áramot, és biztonságot adván áramkimaradások esetén, függetlenítve a felhasználót a hálózati árak és elszámolási rendszerek változásaitól.

Magyarország villamosenergia-rendszere az elmúlt években gyors szerkezeti átalakuláson ment keresztül, amelynek egyik legfontosabb jellemzője az időjárásfüggő napelemes kapacitások dinamikus bővülése: a 2018-as 340 MW-ról mára 8200 MW-ra nőtt a háztartási és az erőművi napelemes rendszerek beépített kapacitása. A 24-szeres növekedés az Európai Unió szintjén is csúcsteljesítménynek számít.

A villamosenergia-rendszerek sajátossága, hogy a termelésnek és a fogyasztásnak minden időpillanatban meg kell egyeznie – az időjárásfüggő termelést folyamatosan a felhasználáshoz kell igazítani. Ha az igényekhez képest túltermelés van, akkor vagy exportálni kell a felesleget, vagy elraktározni, ha meg túl kevés a rendelkezésre álló áram, akkor elő kell venni az elraktározott mennyiséget, és be kell pótolni más flexibilisen szabályozható erőművi egységgel, jellemzően gyors indítású nyílt ciklusú gázturbinás erőművekkel (OCGT), modern kombinált ciklusú földgáztüzelésű blokkokkal (CCGT) vagy szivattyús-tározós vízerőművekkel.

Kiegyenlítés háztartási szinten is

Ami igaz országos szinten, az igaz a háztartások szintjén is, mert napelemes rendszerek jellemzően nem akkor termelik a legtöbb áramot, amikor a legnagyobb szükség van rá. A napelemek termelési csúcsa és az így megtermelt villamos energia felhasználásának csúcsa időben markánsan elválik egymástól, ami a hazai energiarendszer egyik alapvető strukturális kihívása. A napelemes termelés napi maximuma jellemzően a kora délutáni órákban jelentkezik. Magyarországi földrajzi adottságok mellett, különösen a nyári félévben, a naperőművek teljesítménye 11:30 és 14:30 között tetőzik, a leggyakoribb csúcsidő 12:00 és 13:30 közé esik. Tavasszal és nyáron ez az időszak rendszeresen túltermelési helyzetet eredményez, különösen hétvégéken és munkaszüneti napokon. Ezzel szemben a villamosenergia-felhasználás napi csúcsa Magyarországon nem ekkor, hanem jellemzően késő délután és kora este alakul ki. A tipikus fogyasztási maximum 17:30 és 20:00 között jelentkezik, különösen a téli félévben. Ennek oka, hogy ekkor egyszerre van jelen: a lakossági fogyasztás felfutása (világítás, főzés, fűtési rendszerek, elektromos eszközök), a szolgáltatási szektor még aktív működése, valamint az ipari és kereskedelmi terhelések egy része.

Nyáron a fogyasztási csúcs részben előrébb tolódhat a klímaberendezések használata miatt, de még ekkor is jellemzően a napelemes termelési csúcs után következik be. A két időpont (a napelemtermelés csúcsa és az energiafelhasználás csúcsa) közötti eltérés Magyarországon tipikusan 3–6 óra, évszaktól és naptípustól függően. Ez azt jelenti, hogy amikor a napelemek a legtöbb villamos energiát termelik, a rendszer fogyasztása még viszonylag alacsony, míg amikor a fogyasztás csúcsra jár, a napelemes termelés már jelentősen csökken vagy megszűnik.

Akkumulátoros otthoni tárolók

Ez az átalakulás előtérbe helyezte a villamosenergia-tárolás szerepét az ellátásbiztonság, a hálózati stabilitás és a gazdaságos rendszerüzemeltetés biztosításában. Míg az országos rendszerszintű kiegyenlítés és tárolás ipari akkumulátorokkal, OCGT-, CCGT- és szivattyús-tározós erőművekkel történik, a háztartási villamosenergia-tárolás jelenleg alapvetően lítiumion-akkumulátorokra épül, melyekben az áram jellemzően néhány napig, de akár 1–2 hétig is veszteség nélkül tárolható.

Azonban a lítiumion-cellák nem szeretik a tartósan 100% körüli töltöttséget, főleg magas hőmérsékleten. Ha a fogyasztás hónapokig minimális, az akkumulátor gyorsabban „öregszik”, csökken a kapacitása, élettartama. A háztartási akkuk valójában napi ciklusú használatra lettek optimalizálva, úgy, hogy évente sok töltés–kisütés-ciklussal térüljön meg a beruházás. Az az optimális, ha az otthon megtermelt áram 4–16 órát tölt az akkuban (nappali töltés, esti/éjszakai felhasználás), tehát pontosan arra alkalmasak, hogy áthidalják a napelemek termelési csúcsa és a lakossági felhasználási csúcs közötti 3–6 órás különbséget.

Akkumulátor nélkül a megtermelt áram jelentős része a hálózatba kerülne feltöltésre, míg az esti és éjszakai fogyasztást a hálózatról kellene fedezni. Az akkumulátor lehetővé teszi, hogy jelentősen növekedhessen a saját termelésű áram aránya és csökkenhessen a hálózatról vételezett mennyiség a lakossági fogyasztásban. A szaldóelszámolás fokozatos kivezetésével és a betáplált villamos energia alacsony átvételi áraival a hálózatba visszatáplálás pénzügyi előnye is egyre mérséklődik. Akkumulátorral a háztartás kevésbé függ az aktuális elszámolási rendszertől, mivel a megtermelt energia nagyobb részét saját maga használja fel. Ez stabilabb megtérülést és kisebb szabályozási kitettséget jelent.

Annál is inkább aktuális a lakossági akkukapacitás fejlesztése, mert a nagyjából 300.000 lakossági napelem-rendszerből csak 5–8 százaléknál (15–20 ezer) van akkumulátoros tároló. Ebből legalább 14–15 ezer biztosan a 2023. december 4-én indított Napenergia Plusz Programhoz kötődik. Az idén megnyíló, 100 milliárd forintos kerettel bíró lakossági energiatároló-program abban segít a napelemmel rendelkező háztartásoknak, hogy tartósan önellátók maradjanak, áramigényeik minél nagyobb részét saját eszközzel, helyben megtermelt zöld energiával fedezhessék, ezzel hozzájárulva a rezsicsökkentés fenntarthatóságához is.

Tartsuk házon belül az energiát

Egy akkumulátor tárolókapacitását felhasználva mi magunk is irányíthatjuk a saját napelem-rendszerünket. A mosógépet vagy szárítót például olyankor indítjuk be, amikor süt a nap, miközben este, amikor a rendszerbe épp nem termelünk be áramot, az akkumulátorokban lévő, korábban eltárolt áramunkat vezethetjük vissza a hálózatba. Ráadásul attól sem kell megijedni, hogy a lakásunkban ott egy akkumulátor, hiszen korántsem egy ipari monstrumról van szó: a legtöbb ilyen elem organikusan beépíthető a meglévő bútorok közé, nagyjából akkora, mint egy kisebb pakolószekrény, és többféle stílusú a dizájnja is.

Egy újépítésű, jól szigetelt és energiatárolási lehetőséggel rendelkező okos otthonnal akár 60-90%-kal is több rezsiköltséget megtakaríthatunk. Az is elképzelhető – hiszen más országokban akad ilyenre is példa –, hogy nem feltétlenül kell majd megvennünk az akkumulátort, hanem kedvezményesen bérelhetjük is azt, így nem terhel minket az egyszeri nagyobb beruházás költsége. Az akkumulátort az inverter azzal a megtermelt napenergiával töltik fel, amelyet nem tudtunk azonnal hasznosítani, ám segítségével minden megtermelt energiát bent tudunk tartani a háztartásunkban. Áramszünet esetén az akkumulátor azonnal átkapcsol, és biztosítja a háztartás (vagy annak egy részének) áramellátását, zavartalanul működéstét.

A szaldó elszámolás megszűnésével - ami fokozatosan mindenkinél megjelenik majd - nem lesz értelme többletenergiát termelni a hálózatra, hiszen pénzben a töredékét kapjuk érte, mint amennyiért nekünk számolná az áramfogyasztást a szolgáltató. Vagyis akkor járunk jól, ha olyan, logikusan működő okos otthont teremtünk, amelyik folyamatosan méri a fogyasztási igényünket és a rendelkezésre álló energiaforrásokat, és ezt egyensúlyban tartva működteti a berendezéseket.

A cikk az Ezermester nyomtatott lapszámában érhető el: 2026/2.