Jak magazyn energii z paneli słonecznych pozwala zaoszczędzić na kosztach prądu?

Arbitraż czasu użytkowania: Magazynowanie energii słonecznej na okresy wysokich taryf

Jak arbitraż energetyczny przesuwa wytwarzanie energii ze słońca z godzin niskiej wartości na godziny wysokiej wartości

Koncepcja arbitrażu czasu użytkowania (TOU) czyni instalacje fotowoltaiczne bardziej opłacalnymi, poprzez magazynowanie nadmiaru energii słonecznej wytworzonej w południe w bateriach, a następnie wykorzystywanie jej później, gdy ceny prądu rosną wieczorami, zazwyczaj między 16:00 a 21:00. Większość paneli fotowoltaicznych generuje maksymalną moc dokładnie wtedy, gdy stawki TOU są najniższe, czasem kosztując jedynie połowę do trzech czwartych ceny prądu w godzinach szczytu popołudniowych, na przykład w Kalifornii. Gdy nie ma buforowania w akumulatorach, cały ten nadmiar dziennej energii jest odsprzedawany do sieci za grosze. Dzięki odpowiednim rozwiązom magazynowania gospodarstwa domowe mogą przechowywać tańszy prąd z dnia i używać go zamiast płacić zawyżone ceny za energię z sieci, gdy stawki wzrastają dwu- a nawet trzykrotnie. Takie podejście zamienia marnowane światło słoneczne na rzeczywiste oszczędności w godzinach szczytu. Badania wskazują, że osoby łączące fotowoltaikę z magazynowaniem energii obserwują spadek rachunków o około 10–15 procent w porównaniu z tymi, którzy mają same panele fotowoltaiczne. W zasadzie baterie działają jak inteligentne oszczędności pieniędzy, przenosząc zużycie energii ze szczątkowych wartości do okresów, w których każdy kilowatogodzinę ma znaczenie, a dodatkowo pomagają zmniejszyć zależność od głównej sieci elektrycznej.

Oszczędności w rzeczywistych warunkach taryfy TOU: 5,5% podwyżka stawek szczytowych PG&E i strategia unikania

Gdy Pacific Gas & Electric podniosła stawki szczytowe o 5,5% w 2023 roku, arbitraż czasu użycia (TOU) stał się znacznie bardziej atrakcyjny dla klientów w ich obszarze działania. Letnie koszty energii elektrycznej w godzinach szczytu przekraczają teraz 0,45 USD za kilowatogodzinę, podczas gdy w godzinach poza szczytem spadają do około 0,15 USD. Właściciele domów, którzy zainstalowali baterie magazynujące energię z paneli słonecznych, mogą oszczędzać pieniądze, wykorzystując zgromadzoną energię między 16:00 a 21:00 każdego dnia. Ten harmonogram pomaga im unikać bardzo wysokich cen, które występują dokładnie wtedy, gdy większość ludzi po pracy uruchamia klimatyzatory i inne urządzenia. Analizując rzeczywiste dane, domy wyposażone w system baterii o pojemności 10 kWh zwykle redukują zużycie energii z sieci o około 80–90 procent w godzinach szczytu, jeśli mieszkanie ma standardową powierzchnię 2000 stóp kwadratowych. Przekłada się to na miesięczne oszczędności w wysokości około 220–350 USD wyłącznie w okresie upałów. Obliczenia szczególnie dobrze sprawdzają się przy obecnych taryfach PG&E, ponieważ obejmują one dodatkowe opłaty nakładane na standardowe ceny TOU. Gdy właściciele domów zastępują drogą energię z sieci własną zgromadzoną energią w szczególnie intensywnych godzinach szczytu, pozornie kolejna podwyżka stawek może przynieść im rzeczywiste korzyści finansowe.

Gdy arbitraż przestaje działać: Erozja stawek za dostawę do sieci w ramach NEM 3

Nowa wersja pomiaru energii netto 3.0 wprowadzona w Kalifornii w 2023 roku naprawdę zmieniła sposób, w jaki ludzie grali w grę czasu użytkowania. Właściciele słonecznych urządzeń otrzymywali 30 centów za kilowatogodzinę za nadmiar energii, ale teraz zarabiają tylko 8 centów w tych drogich godzinach szczytu. Takie obniżenie płatności w zasadzie eliminuje pieniądze z przesyłania dodatkowej energii elektrycznej z powrotem do sieci. Więc co zostało? Ludzie muszą przechowywać własną energię słoneczną, jeśli chcą zaoszczędzić pieniądze. Matematyka się zmienia, gdy cena za eksport energii spada poniżej ceny za nocne zakupy. Nagle przechowywanie energii słonecznej na później staje się mądrzejsze niż próba jej sprzedaży. Dzięki temu systemowi NEM 3 domowe baterie nie są już tak bardzo o zarabianiu pieniędzy, jak o unikaniu kosztów. Większość ludzi będzie musiała zainstalować większe systemy baterii, które mogą obsłużyć wszystkie ich potrzeby wieczorne, ponieważ nawet niewielkie ilości energii eksportowanej nie przynoszą wiele w dzisiejszych czasach.

Maksymalizacja własnego zużycia, aby zmniejszyć zależność od sieci i miesięczne rachunki

Zwiększanie własnego zużycia z 30% do 80% za pomocą baterii magazynującej energię słoneczną

Systemy solarne bez żadnego rodzaju magazynowania zazwyczaj zapewniają samowystarczalność na poziomie około 25 do 40 procent, ponieważ ludzie generują energię wtedy, gdy faktycznie jej nie zużywają. Gdy właściciele domów instalują baterię solarną, mogą magazynować nadmiar energii zebrany w ciągu dnia i wykorzystywać ją późnym wieczorem, kiedy popyt gwałtownie rośnie. To podnosi stopień samowystarczalności do poziomu pomiędzy 60 a nawet 90 procent, według przewodnika Solar Self Consumption Guide opublikowanego w zeszłym roku. Co to oznacza w praktyce? Mniejszą zależność od sieci elektrycznej w godzinach szczytu, które są szczególnie kosztowne – np. od godziny 16 do 21, kiedy cena kilowatogodziny w miejscach takich jak Kalifornia może sięgnąć prawie pół dolara. Badania przeprowadzone przez ekonomistów energetyków wykazują, że każdy kilowatogodzinę zużywaną bezpośrednio ze własnego systemu wartość trzy do sześciu razy więcej niż sprzedaż tej energii z powrotem do zakładu energetycznego w ramach obecnych układów rozliczeń netto.

Studium przypadku: Mieszkaniec Kalifornii oszczędza 1240 USD rocznie dzięki instalacji fotowoltaicznej z magazynowaniem energii

Osoba mieszkająca w północnej Kalifornii zaobserwowała wzrost zużycia energii własnego domu z około 35% do prawie 82%, kiedy zainstalowała baterie dodatkowo do już istniejących paneli fotowoltaicznych. Teraz również znacznie rzadziej korzysta z sieci, zmniejszając swoją zależność o około 60%. Oznacza to brak konieczności płacenia opłat taryfowych w godzinach szczytu czy wysokich cen szczytowych. Gdy podczas dużej fali upałów w 2024 roku firma PG&E rozpoczęła naliczanie cen awaryjnych wynoszących prawie połowę dolara za kilowatogodzinę, rodzina ta czerpała 89% swojej energii elektrycznej bezpośrednio z własnego systemu magazynowania. Całe urządzenie obecnie pozwala im oszczędzać rocznie około 1240 dolarów, co jest uzasadnione – mimo że nowe przepisy NEM 3.0 oferują mniejsze rekompensaty za nadmiarową energię oddawaną do sieci, baterie spłacają się same niecałe siedem lat.

Ograniczanie opłat za szczytowe obciążenie poprzez strategiczne wykorzystanie energii

Jak zmagazynowana energia słoneczna zastępuje drogą energię sieciową w godzinach szczytu (np. 16:00–21:00)

Przedsiębiorstwa z sektorów komercyjnych i przemysłowych borykają się z wysokimi opłatami za zapotrzebowanie, które są ustalane na podstawie maksymalnego 15-minutowego zużycia energii w ciągu każdego okresu rozliczeniowego. Baterie słoneczne pomagają obniżyć te koszty, uwalniając zgromadzoną energię w drogich godzinach szczytu, zwykle między 16:00 a 21:00, zamiast pobierać prąd z sieci, gdzie jego cena może być od dwóch do pięciu razy wyższa niż w nocy. Technika ta, znana jako tzw. przycinanie szczytów (peak shaving), polega na ciągłym monitorowaniu systemów, które uruchamiają energię słoneczną tuż przed osiągnięciem przez zapotrzebowanie zakładu niebezpiecznych poziomów, ograniczając zależność od zewnętrznego zasilania bez zakłócania codziennych operacji. Większość klientów przemysłowych obserwuje spadek opłat za zapotrzebowanie o około 30–70 procent, co zazwyczaj przekłada się na miesięczne oszczędności rzędu od 100 do 500 dolarów amerykańskich za każdy kilowat, którego udało im się uniknąć w godzinach szczytu. Weźmy na przykład fabrykę o typowym szczytowym zapotrzebowaniu 1000 kW. Ograniczenie tego zapotrzebowania o 30 procent w drogich oknach taryfowych pozwoliłoby oszczędzić około 5600 dolarów miesięcznie. To, co odróżnia tę metodę od prostych technik przesuwania obciążenia, wymuszających zmiany w kalendarzach produkcji, to fakt, że przycinanie szczytów pozwala utrzymać płynny przebieg wszystkich procesów, jednocześnie znacząco obniżając rachunki za energię elektryczną.

Opłacalność ekonomiczna baterii do magazynowania energii z systemu fotowoltaicznego w ramach NEM 3 i nowoczesnych struktur taryfowych

Dlaczego niższe stawki za oddawaną energię w NEM 3 czynią samowystarczalność i magazynowanie kluczowymi dla zwrotu z inwestycji

W ramach NEM 3.0 kredyty za energię wyprodukowaną przez instalacje fotowoltaiczne i oddawaną do sieci spadły gwałtownie do około 25% tego, co ludzie faktycznie płacą w godzinach szczytu, w znacznym stopniu obniżając się w porównaniu ze starym współczynnikiem 1:1 znanym z NEM 2.0. Co to oznacza? Otóż po prostu same panele fotowoltaiczne stają się mniej opłacalne finansowo, co może sprawić, że właściciele domów poczekają ponad dziesięć lat, zanim ich inwestycja się zwróci. Właśnie tutaj pojawia się rozwiązanie łączące fotowoltaikę z magazynowaniem energii. Dzięki systemom akumulatorowym ludzie mogą korzystać ze swojej własnej energii, gdy ceny rosną między godziną 16:00 a 21:00, ponieważ w tych godzinach ceny energii elektrycznej często wzrastają od 40% do nawet 60% powyżej regularnych stawek w godzinach niskiego obciążenia. Systemy łączące fotowoltaikę z magazynowaniem energii nadal zazwyczaj osiągają atrakcyjny okres zwrotu inwestycji wynoszący 6–8 lat, ponieważ unikają zakupu drogiej energii z sieci i częściowo rekompensują utracone przychody z niższych stawek za oddaną energię. A ponieważ coraz więcej dostawców energii wprowadza zmienne modele cenowe, inteligentne zarządzanie zużyciem energii poprzez rozwiązania magazynujące może oszczędzić gospodarstwom domowym nawet trzykrotnie więcej niż sam eksport energii do sieci w ramach przepisów NEM 3.0. Dlatego jeśli ktoś chce, aby jego instalacja fotowoltaiczna miała długoterminowy sens ekonomiczny, dodanie systemu magazynowania nie jest już tylko pomocne – staje się praktycznie konieczne.

Często zadawane pytania

Czym jest arbitraż czasu użytkowania?

Arbitraż czasu użytkowania polega na magazynowaniu energii słonecznej, gdy ceny prądu są niskie, i wykorzystywaniu jej, gdy ceny są wysokie, zazwyczaj wieczorami, aby zaoszczędzić pieniądze.

Jak NEM 3 wpływa na oszczędności z energii słonecznej?

NEM 3 zmniejsza kredyty za oddawaną do sieci energię słoneczną, przez co samozużywanie i magazynowanie stają się kluczowe dla obniżenia rachunków za prąd.

Czy baterie słoneczne mogą zmniejszyć opłaty za szczytowe obciążenie dla firm?

Tak, baterie słoneczne mogą zmniejszyć opłaty za szczytowe obciążenie, uwalniając zgromadzoną energię w drogich godzinach szczytu, minimalizując zależność od mocy sieciowej.

Jaki jest efekt ekonomiczny systemów fotowoltaicznych z magazynowaniem?

Systemy fotowoltaiczne z magazynowaniem pozwalają właścicielom domów korzystać ze zgromadzonej energii w okresach wysokich taryf, unikając kosztownego prądu z sieci i osiągając szybszy zwrot z inwestycji.