Kas mul on vaja energiasalvestit ning millist energiasalvestit valida?

Mis on energiasalvesti? Kas mul on energiasalvestit vaja? Millist energiasalvestit valida? Kas energiasalvesti tasub ära? Kuidas näeb välja selle paigaldamine? Kõigile neile küsimustele üritame järgnevas postis vastuse anda. Niisiis, alustame algusest.

Mis on energiasalvesti?

Energiasalvesti, lihtsustatult akupank, võimaldab salvestada elektrienergiat, et seda sobilikul ajal kas ise tarbida või parema hinnaga võrku müüa - erinevatest eesmärkidest konkreetsemalt veidi allpool. Väga lihtsustatult öeldes, kui teatud hetkel pole elektrienergiat vaja, aga seda on kas väga odavalt saada või toodad ise rohkem kui vaja, saad üleliigse elektrienergia salvestada akusse. Samamoodi saad aegadel, kui elektrienergia on kallis või ei saa ise elektrienergiat toota, kasutada salvestatud elektrit otse akust.

Kodumajapidamise või äriettevõtte elektriliste seadmete käigushoidmiseks mõeldud energiasalvestid/akupangad on oma mõõtmetelt võrreldavad teiste kodumajapidamises leiduvate seadmetega. Näiteks 14.2kWh Thunori akupank (ja teised samalaadsed akupangad) kaalub umbes 130kg ning mõõtmetelt on 45cm lai, 70cm pikk ja 25cm kõrge. 14.2kWh viitab akupanga kogumahule ehk kui palju elektrienergiat on akusse võimalik salvestada.

Kui palju elektrienergiat on 14.2kWh? Perspektiivi pakkumiseks, kaasaegne 50-tolline OLED televiisor tarbib voolu umbes 70-80W tunnis ehk täis laetud 14.2 kwh akupangaga saaks sellist telekat käimas hoida veidi enam kui nädal aega järjest. Samalaadset loogikat rakendades saab täismõõtmetes külmkappi hoida käigus 5-7 päeva. Kuna majapidamises on aga elektritarbijaid rohkem, on mõistlik vaadata oma ööpäevast elektritarbimist, hindamaks akupanga energiavaru.

Mõnesid energiasalvesteid saab omavahel ühte süsteemi ühendada mitu kordistades salvestatava energia mahtu. Näiteks Thunori akupankasid saab ühte süsteemi ühendada kuni 16 võimaldades kokku salvestada 227.2kWh elektrienergiat, mis peaks täitma ka kõige nõudlikuma energiatarbija energiavaru vajadused.

Energiasalvesti soetamisel on vaja süsteemi lisada ka inverter, mis suudab muundada päikeseparkidest toodetud ja akudes salvestatava alalisvoolu majapidamisele sobivaks vahelduvvooluks ning muundada ka elektrienergia sobivale pingele. Lisaks võimaldab inverter ka kontrollida, millised maja tarbijad on kriitilise varu all ehk milline maja faas (elektriliin) saab prioriteedi akust elektrit võtta, kui elekter peaks ära kaduma ning elektrit võetakse akust.

Kas mul on energiasalvestit vaja?

Energiasalvesti teenib erinevaid eesmärke:

• Energiasalvesti kui ebastabiilse energiavaru lahendus. Mõnedes piirkondades on oht elektri kadumiseks eelkõige ilmastikuoludest tulenevalt kõrgem. Halvad ilmastikuolud võivad alajaamad või elektriliinid rivist välja viia ning tulemusena on kodumajapidamised ja ettevõtted ilma elektrita. Viimasel talvel olid sagedased olukorrad nagu see detsembritorm (ERR link), kus kuni 4000 majapidamist Saaremaal olid pikalt elektrita. Omades energiasalvestit koos inverteriga saad sellise stsenaariumi korral tagada elektri jätkuva olemasolu - kõik majapidamise või ettevõtte kriitilised tarbijad (veepumbad, külmkapp, kriitiline valgustus, serverid) lülitada ümber akupangale ning jätkata nende käigushoidmist.

• Energiasalvesti kui võrguga mitteühendatud süsteemi kriitiline komponent. On majapidamisi ja suvilaid, mis toodavad oma vajaliku elektrienergia ise ning puudub ühendus üldise elektrivõrguga. Selliseid lahendusi nimetatakse ka off-grid lahendusteks. Off-grid lahendustel on tavapäraselt elektrit tootmas kas oma päikese või tuule jõul töötav jaam või kütusel töötav generaator. Päike ja tuul kui loodusressursid on oma iseloomult väga ebastabiilsed - päikesepaistelised ilmad vahelduvad pilves ilmadega ning tuulised päevad tuulevaiksetega. Lisaks on tavapäraselt päikesepaistelisel või tuulisel ajahetkel tootmine väga suur ning tekib ülejääk. Energiatarbimine oma iseloomult on märksa stabiilsem ja ettearvatavam. Omades sellises süsteemis energiasalvestit saad üleliigselt toodetud elektrienergia salvestada akupanka ning jätkata oma tavapärast tarbimismustrit ka ajal, kui päikest või tuult ei ole. Paljud inverterid võimaldavad süsteemi ühendada ka generaatori.

• Energiasalvesti kui kulude optimeerija. Võrguga ühendatud ning börsihinda jälgivad majapidamised ja ettevõtted saavad optimeerida kulusid, kui tarbida rohkem madala hinnaga tundidel ja vähem kõrge hinnaga tundidel. Kahjuks ei saa aga enamus tarbijaid väga paindlikult oma tarbimist juhtida. Ei ole ju mõeldav näiteks külmiku väljalülitamine teatud tunnil või tootmisseadmete seiskamine. Omades energiasalvestit saad süsteemi pidevalt seadistada nii, et odava hinnaga perioodidel toimub tarbimine ja akude laadimine ning kalli hinnaga perioodidel ainult akust tarbimine (või ka võrku müük, vt allpool). Sellise optimeerimise puhuks on olemas ka automaatseid kontrollereid, mis energia salvestamist ja tarbimist aitavad juhtida lähtuvalt enda määratud parameetritest. Olenevalt elektrihindade kõikumisest ja konkreetsetest tarbimismustritest on sellise süsteemi tasuvus suurusjärgus 7-10 aastat.

• Energiasalvestiga saab teenida ka raha, teostades oma toodetud elektrienergia müügi ajastamist ja osaledes elektrienergia Stabiilsusturul. Oludes, kus päikeseenergia maht on Eestis jõudsalt kasvanud, on elektri hinnad päikesepaistelisel päeval väga madalad, kohati ka nullilähedased, kuna kõik jaamad pakuvad elektrienergiat samaaegselt ja pakkumine on suur. Energiat salvestades on võimalik müüa elektrit võrku aegadel, mil elektrienergia on kallim parandades seeläbi oma päikesepargi investeeringu tasuvust. Lisaks saab Thunoriga partnerluses ja konkreetset kontrollerit omades osaleda ka elektri Stabiilsusturul, kus elektrituru korraldaja maksab tootjatele preemiat, kui tegelikud tootmis- ja tarbimismahud on oluliselt erinevad võrreldes eeldatuga. Olenevalt elektrihindade kõikumisest ja konkreetsetest tarbimismustritest on sellise süsteemi tasuvus suurusjärgus 3-6 aastat.

Millist energiasalvestit valida?

Energiasalvesteid pakutakse väga erinevate omaduste, kvaliteedi ja hinnaga. Alljärgnevalt on toodud peamised parameetrid, mis võivad ka Sinule olulised olla ning mõned lihtsad valemid, kuidas investeeringut vaadelda.Olulisemad parameetrid, mida jälgida:

Mahutavus (capacity) viitab energia hulgale, mida salvesti võimaldab mahutada. Tavaliselt mõõdetakse mahutavust kWh-des (kilovatt-tundides) või MWh-des (megavatt-tundides). Mahutavus viitab, kui palju elektrienergiat saab aku enne järgmist laadimiskorda välja anda. Thunor pakub täna 14.2kWh-seid akusid, mida on võimalik lisada ühtsesse süsteemi kuni 16 tükki viies kogumahutavuse 227.2kWh-ni.

Võimsus (power), mida akust tarbida saab või teisisõnu, kui võimsad tarbijad saab samaaegselt akust vooluga varustada. Thunori 14.2kWh aku võimaldab samaaegselt tarbida akust kuni 7kW ning akusid süsteemi lisades saab seda võimsust kordistada. 

Laadimis- ja tühjakslaadimisulatus (SOC, State of Charge range) viitab normaalsele opereerimisvahemikule, ehk kui tühjaks täis saab akut laadida, et tagada selle normaalne talitlus ja võimalikult pikk eluiga. Thunori akude soovituslik opereerimisvahemik on 10%-95% laetuse tase, mis seadistatakse akude paigaldamisel. 

Aku eluiga (Life Expectancy) mõõdetakse kas laadimistsüklite arvus, mida akuga on võimalik teostada või aastates, mis tihti juba sisaldab eeldust laadimistsüklite arvu kohta. Thunori akud võimaldavad teostada vähemalt 6000 laadimistsüklit, kusjuures 1 laadimistsükkel on aku 100%-ni täislaadimine ja 0%-ni tühjakslaadimine. Teostades igapäevaselt 1 laadimistsükli on oodatav eluiga 16.5 aastat. Oodatava eluea täitudes on aku mahutavus tavapärasest väiksem jõudes ca 80%ni, nii et eluea täitumine ei tähenda, et aku tuleb jäätmekäitlusesse viia. Aku mahutavus on lihtsalt väiksem.

Temperatuuritaluvus (Working Temperature) ehk vahemik, milles aku saab opereerida. Akud üldiselt väga sooja ega külma ei talu ning ei sobi meie kliimas hoidmiseks välistingimustes. Tavapärane temperatuurivahemik on 10-30 kraadi. Thunori akud võimaldavad salvestatud energiat hoida vahemikus -30 kraadi kuni 60 kraadi ning salvestatud energiat tarbida või juurde laadida temperatuurivahemikus -10 kuni 50 kraadi. Thunori akudel on lisaks sisse ehitatud küttematid, mis võimaldavad akud sisemiselt õigesse temperatuurivahemikku juhtida.

Laiendatavus (Scalability) viitab võimalusele salvestusmahtu samas süsteemis täiendada ehk akusid juurde lisada. Nagu varem mainitud, Thunori akud võimaldavad samasse süsteemi lisada kuni 16 salvestit kogumahuga 227.2kWh

Tehnoloogia, mis on akudes kasutatav. Erinevatel tehnoloogiatel on erinevad plussid ja miinused nii eluea, efektiivsuse kui ka mahutavuse osas. Sellest lähtuvalt on eelnevad parameetrid väga erinevad erineva tehnoloogiaga akude puhul. Thunori poolt kasutatavad LiFePo4 ehk raud-fosfaatakud on üks kaasaegsemaid akutehnoloogiaid, mille tugevusteks võrreldes teiste süsteemidega on turvalisus, pikk eluiga, energiastabiilsus, suur võimsus, hea temperatuuritaluvus, vähene hooldusvajadus ja keskkonnasõbralikkus. Antud teema väärib kahtlemata omaette pikemat kirjutist. Olgu veel mainitud, et paraku ei ole mitte kõik turul müüdavad akud komplekteeritud kvaliteetsetest  nimimahutavusega akuelementidest ning müüakse (odavamalt) defektidega akuelementidest komplekteeritud akupankasid. Tihti on defektidega akuelementide kasutamisel välja toodud kas A- (miinus), B-klass või ESS-taseme (Energy Storage) akuelemendid. Defektsete akuelementide kasutamine võib olulisel määral vähendada aku eluiga, mahutavust, ja muid parameetreid. Thunoris peame oluliseks ainult dokumenteeritud A-klassi defektivabade akuelementide (Certified Automotive Grade) kasutamist oma akudes ning omame vastavat dokumentatsiooni kõigi akuelementide kohta. Teostame ka mahutavustestid, et seda kontrollida ning anname kliendile vastava dokumentatsiooni akuga kaasa. Tasub väga hoolikalt silmas pidada, kas kaalutud aku vastavat dokumentatsiooni omab!

Aku nimipinge (voltage) väljendab voolupinget, millel aku opereerib. Thunori akud töötavad madalpingel ehk 48V juures (võrreldes kõrgpingeakud 300-800V). Madalpingel on võrreldes kõrgpingeakudega teatud eelised ja vastupidi. Üldiselt on madalpingeakude eelisteks:

1) Turvalisus - madalast pingest tulenevalt on oht elektrilöökideks ja põlenguteks väga madal. Seepärast on madalpingeakud väga sobivad kodumajapidamistesse, eriti väikeste laste ja koduloomadega

2) Paigalduse lihtsus - opereerides madalpingega on võimalik akut ka ise paigaldada (kuigi soovitame alati kasutada koolitatud spetsialiste)

3) Ühilduvus - madalpingeakud ühilduvad lihtsamalt erinevate seadmetega (nagu inverterid) võrreldes kõrgpingeakudega, kus teatud akud sobivad ainult teatud inverteritega tõstes kogu süsteemi maksumust ja ülapidamise kulu

4) Laiendatavus - madalpingeakusid saab süsteemi paindlikult juurde lisada

5) Efektiivsus - energiakaod laadimisel ja tühjakslaadimisel on madalpingeakude puhul tavapäraselt madalamad väiksemas süsteemis

Võrdluseks, kõrgpingeakude eelisteks madalpingeakude ees on:

1) kõrgem hetkevõimsus, mistõttu on kõrgpingeakud kasutatavad autodes, kus hetkeline kõrge võimsus võib olla vajalik (näiteks möödasõidu teostamiseks või kiirendamiseks)

2) Kompaktsus - kõrgpingeakud on üldiselt suurema energiatihedusega, mis võimaldab füüsiliselt mõnevõrra väiksemaid akusid (eelkõige vähem keskkonnasõbralikud NCM ehk nikkel-koobalt-mangaan akud). Aina enam on tootma hakatud aga kõrgpinge LiFePo4 akusid, mis on sama kompaktsusega kui kaasaegsed madalpingeakud.

3) Efektiivsus eelkõige väga suure tarbimisega süsteemides (üldise elektrivõrgu salvestussüsteemid, suured tehased väga suurte energiavajadustega)

Turvalisusomadused (safety features) ehk lisafunktsioonid, mis lisaks eelnevalt kirjeldatud nimipingele aitavad tagada aku turvalist opereerimist. Thunori akudel on näiteks sisse ehitatud lühise kaitse, mis takistab akude kahjustumist, kaitse kõrge temperatuuri eest (aku lülitab välja), kaitse liiga nõrga laadimise vastu, ning ka akuelementide soojendusfunktsioon, kaitsmaks akusid kahjustuse vastu. See kõik võimaldab pakkuda Thunoril oma akudele 10-aastast garantiid 20-aastase oodatava elueaga.

Garantii (warranty) ehk tootja vastutus mittetöötava süsteemi vahetamiseks

Investeeringu maksumus, mis ei koosne ainult salvestusest vaid ka (a) inverterist, mis võimaldab salvestit kasutada, (b) vahel ka laadimiskontrolleritest, kui see pole inverterisse sisse ehitatud, (c) hooldustasudest. Investeeringu maksumuse puhul tuleb vaadelda nii esialgset investeeringut kui ka eeldatavat eluiga, täpsemalt:

• Investeering (sisaldades inverterit ja muud vajalikku) kWh salvestusvõimsuse kohta ehk kui palju tuleb tasuda esialgse investeeringuna selleks, et saavutada 1kWh salvestusvõimsus. Thunori investeeringu maksumusest annab ülevaate järgmine tabel (lihtsustatud)

Arvestuse aluseks on aku maksumus 5200€, hübriidinverter 3300€ (sisaldab käibemaksu) ning off-grid lahenduse puhul inverter maksumusega 1000€. Valem: Investeering/mahutavus

• Investeering 1 kWh laadimistsükli kohta ehk kui palju maksab 1kWh salvestamine akupangas terve eeldatava eluea jooksul. Thunori investeeringu maksumusest annab ülevaate järgmine tabel (lihtsustatud)

Arvestuse aluseks on aku maksumus 5200€, hübriidinverter 3300€ (sisaldab käibemaksu) ning off-grid lahenduse puhul inverter maksumusega 1000€. Laadimistsüklite arv 6000. Valem: Investeering/mahutavus/tsüklite arv

Kas energiasalvesti tasub ära?

Energiasalvesti tasuvusest rääkides on väga oluline määrata tasuvus konkreetsest kasutusjuhtumist lähtuvalt.

• Olukorras, kus energiasalvesti lahendab energiakindluse probleemi ehk aitab tagada, et katkestuse korral on elekter siiski tagatud, tuleb tasuvus hinnata sõltuvalt mugavusest ja vajadusest, mida elektri kaotamine põhjustab. Kuna aga siin puudub tavamõistes rahaline mõõde ehk rahas ei saa mõõta, kui suur on ebamugavus näiteks veepumba mittetöötamisest, siis on tasuvust ka keerulisem hinnata. Investeeringu mahtu saab võrrelda sama võimsa generaatoriga. Sama võimsate generaatorite hinnavahemik algab 1000-2000€ kandist, nii et on võrreldes akudega soodsam. Probleemiks on aga tekkiv müra ja vajadus generaatorile pidevalt kütust lisada, mis tõstab ka generaatori käigushoidmise kulusid ning seotud ebamugavust.

• Olukorras, kus energiasalvesti aitab ühtlustada tootmise ja tarbimise mustreid ehk salvestab ülejäänud energia, et seda saaks kasutada mittetootvatel perioodidel (näiteks öösel tarbida päeval toodetud päikeseenergiat) tuleb sarnaselt eelneva kasutusjuhtumiga tasuvust võrrelda seotud kadude, ebamugavuse ja alternatiividega nagu näiteks generaatori olemasolu. 

• Akuga kulude optimeerimine ehk salvestada energiat odaval ajal ja tarbida akust kallil ajal võimaldab tasuvust hinnata energiahinna kõikuvuse alusel, kuid täpsem isiklik tasuvus sõltub loomulikult tarbimismustritest ja hindadest. Väga lihtsustatud näide, kus ühtlase tarbimise korral on kõrgeimate ja madalaimate tundide hinnavahe elektrit börsilt ostes näiteks 10 senti, on aku + inverter investeeringu tasuvusaeg umbes 16 aastat (1 akuga süsteemis), 13 aastat 2 akuga ning alla 12 aasta 3 akuga. 

• Kui süsteem võimaldab lisaks ka võrku müüa, väheneb tasuvusaeg umbes kaks korda, kuna nüüd saad kõrge hinnaga tundidel elektrit ka võrku müüa. Ehk tasuvusaeg ülemise näite korral väheneb 1 akuga süsteemis 8 aastani, kahe akuga süsteemis 6-7 aastani ning 3 akuga süsteemis 6 aastani. 

• Kui süsteem osaleb ka Stabiilsusturul ehk jälgib minut-minuti täpsusega konkreetset energiavajadust elektriturul ja võimaldab suurte nõudluse ja pakkumise tasakaalutuse olukordades süsteemi täiendavalt elektrit väljastada või osta, paraneb tasuvus veelgi umbes 2 korda ehk 3-4 aastani.

Tasuvusarvutused väärivad eraldi peatükki, nii et võtame selle järgnevate blogipostide sisuks. Kokkuvõtteks tasuvuse osas saab öelda, et süsteemi tasuvus oleneb väga palju energiasalvesti eesmärgist ja olemasolevatest alternatiividest sama probleemi lahendamiseks.

Kuidas ostu finantseerida?

Kuna energiasalvesti lisamine olemasolevasse energiasüsteemi või ka oma tootmisjaama (näiteks päikesepark) väljaehitamine on kulukas ettevõtmine, on võimalik kasutada mitmeid finantseerimisvõimalusi.

Kredex on peagi taas avamas toetusvooru eraisikutele oma hoone energiatõhususe tõstmiseks (uudis). Kuigi aku üksinda siia alla tõenäoliselt ei kvalifitiseeru (tingimused pole veel täpselt avalikustatud), siis energiasalvesti üldise energiasüsteemi osana on eeldatavasti toetatav (nagu ka varasemates voorudes). Kredex on senini toetanud investeeringuid 30% ulatuses.

Thunor on LHV Rohelise Järelmaksu partner Energiatõhusate seadmete soetamisel (vaata ka Thunori leht ja LHV leht), mille raames pakub LHV laenu intressiga 6.9% vastavate investeeringute teostamisel. Kahe akuga ja inverteriga süsteem sisaldades ka nutikat kontrollerit ja paigaldust hinnangulise maksumusega 15000€, mis osaleb ka Stabiilsusturul ja teenib end ise tagasi ca 3-6 aasta jooksul, oleks LHV järelmaksu kasutades 5 aasta peale igakuise maksega alla 300€.

Pakub huvi, kuidas edasi?

Kui soovid täiendavat konsultatsiooni ning oma konkreetset olukorda arutada, võta meiega ühendust kas info@thunor.eu või läbi veebilehe kontaktivormi. Räägime Sinu energiasalvestusvajadused läbi ning vajadusel külastame konkreetset asukohta, et hinnata ka paigalduse keerukus ja teostada vajalikud ettevalmistustööd (näiteks elektriskeemi koostamine).

Peale tellimuse kinnitamist ja ettemaksu tasumist teostame Eestis sinu akude tootmise ja plaanime paigalduse kuni 30 päeva pärast peale tellimuse kinnitamist.

Kokkulepitud paigalduse päeval toob meie meeskond aku ja muud vajalikud elektriseadmed paigalduse asukohta ja teostatakse kokku lepitud tööd, sealhulgas vajalikud tööd elektrisüsteemis. Aku hakkab tööle kohe peale paigaldamist.

Võta julgesti ühendust! Meie spetsialistid nõustavad ja arutavad hea meelega Sinule kõige paremat lahendust.