Połączenie z siecią dystrybucyjną zapewnia możliwość wprowadzania do niej nadwyżek wyprodukowanej energii oraz korzystania z energii z sieci w razie potrzeby, w okresach, kiedy zapotrzebowanie na energię przerasta wydajność instalacji PV. W przypadku systemu on-grid nie musimy martwić się o to, czy nasza instalacja PV na pewno wyprodukuje wystarczającą ilość energii, ponieważ w razie potrzeby pokryjemy deficyt energii kupując ją od dystrybutora. Jednak nie ma ideałów, instalacje on-grid są uzależnione od prawidłowego funkcjonowania sieci elektroenergetycznej i, z tego powodu, system on-grid nie będzie naszym remedium na uniezależnienie się od sieci dystrybucyjnej oraz ryzyko związane z jej awarią.
Kiedy najistotniejsza jest dla nas niezależność, rozwiązanie off-grid lub inaczej system wyspowy, może być ciekawą alternatywą. W takim układzie instalacja PV nie jest połączona z siecią dystrybucyjną. Nadwyżki wyprodukowanej energii są gromadzone w magazynie energii (pisząc magazyn energii mam na myśli magazyn energii elektrochemicznej) stanowiącym nieodłączny element takiego systemu – przez brak połączenia z siecią dystrybucyjną nie ma możliwości eksportowania nadwyżek energii lub importowania jej, w razie potrzeby, z sieci dystrybucyjnej.
Generowanie i magazynowanie energii elektrycznej niezależnie od dystrybutorów pozwala korzystać z „darmowej energii” przez pewien czas, nawet w czasie przerw w pracy sieci elektroenergetycznej czy całkowitego blackout’u. To rozwiązanie ma jednak kilka istotnych wad mogących skutecznie studzić entuzjazm zwolenników systemów wyspowych. Mimo iż od wielu lat technologia magazynowania energii dynamicznie się rozwija – wydajność baterii rośnie przy jednoczesnym spadku cen – to nadal taki system jest kosztownym rozwiązaniem.
W przypadku instalacji off-grid, kiedy system PV nie generuje energii, a nasz magazyn „świeci pustkami”, jesteśmy całkowicie pozbawieni zasilania, nie możemy też dokupić dodatkowych kilowatogodzin energii elektrycznej od dystrybutora. Aby system off-grid był użyteczny konieczne jest zainwestowanie w istotnie przewymiarowaną instalację PV i baterie o dużej pojemności, tak abyśmy mogli bazować na zmagazynowanej energii i zasilać nasze odbiorniki w nocy oraz w przypadku dłuższych okresów bez generacji energii lub niskiej wydajności PV związanej np. z niekorzystną pogodą. Z ekonomicznego punktu widzenia, w świetle alternatywnych możliwości, inwestycja w system off-grid nie jest uzasadniona. Instalacje wyspowe najczęściej znajdują zastosowanie w miejscach, gdzie dostęp do sieci dystrybucyjnej jest utrudniony lub gdzie po prostu jej nie ma. Dotyczy to obiektów oddalonych od infrastruktury energetycznej np. schronisk górskich czy domków letniskowych.
Podobnie jak w wielu innych aspektach, również w przypadku decyzji o własnej niezależności energetycznej i finansowej, najlepszym rozwiązaniem może być kompromis. W kontekście funkcjonowania instalacji fotowoltaicznej kompromisem jest decyzja o wyborze układu hybrydowego, łączącego w sobie zalety układów on- i off- gridowych. Rozwiązanie to jest złotym środkiem i łączy to, co najlepsze z dwóch wcześniej wspomnianych rozwiązań. W takim systemie funkcjonuje falownik hybrydowy współpracujący z magazynem energii i układem zasilania rezerwowego, a cały system podłączony jest do sieci dystrybucyjnej. Instalacja hybrydowa wyposażona w funkcjonalność zasilania awaryjnego pozwala korzystać z zasobów sieci dystrybucyjnej, dając jednocześnie niezależność wtedy, kiedy pojawia się taka potrzeba. Magazynowanie energii pozwala na zmniejszenie szczytowego zapotrzebowania (Rys. 2) i mniejszy import energii z sieci, a w przypadku przerw w dostawie energii możemy skorzystać z instalacji PV i magazynu energii jako źródła zasilania naszego domu.
Rysunek 2. Profil produkcji instalacji PV, zużycia energii elektrycznej oraz godzinowa cena energii, opracowanie własne na podstawie danych z książki Bogdana Szymanowskiego “Instalacje fotowoltaiczne”
W porównaniu do układu off-grid, w instalacji PV podłączonej do sieci elektroenergetycznej wymagana pojemność dołączonego magazynu energii może być znacząco niższa, co ma istotne znaczenie dla ekonomiki takiego przedsięwzięcia. Zadaniem magazynu w układzie on-grid będzie gromadzenie energii w okresie jej nadprodukcji, abyśmy mogli wykorzystać ją po zachodzie słońca lub kiedy generacja energii przez instalacje PV będzie niska. W ten sposób unikniemy obarczonej marżą dystrybutora wymiany energii z siecią oraz zredukujemy do minimum zakup energii od dystrybutora. Należy jednak pamiętać, że sam magazyn energii nie zapewnia nam jeszcze niezależności od sieci dystrybucyjnej i nie zabezpiecza nas przed przerwami w dostawie prądu. W takim układzie magazyn energii pozwala przede wszystkim na zwiększenie autokonsumpcji energii, w efekcie tego przyczynia się do zwiększenia rentowności systemu PV. Instalujemy magazyn energii, ponieważ zwyczajnie nam się to opłaca.
