Magazyny energii vs. ujemne temperatury – co dzieje się z bateriami zimą?

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

Czy mróz naprawdę szkodzi bateriom w magazynach energii i samochodach elektrycznych? Zimą to jedno z najczęściej pojawiających się pytań, zwłaszcza gdy doświadczenia ze smartfonów sugerują szybki spadek wydajności. Sprawdzamy, jak niskie temperatury faktycznie wpływają na baterie i czego użytkownicy mogą się realnie spodziewać.

  • Pojemność spada, ale tylko chwilowo. Przy mrozach dostępnej energii jest mniej, jednak po ogrzaniu ogniw pojemność wraca do normy.
  • Ładowanie jest bardziej wrażliwe niż rozładowanie. Systemy BMS celowo ograniczają lub wstrzymują ładowanie w niskich temperaturach, by chronić baterię.
  • To technologia zaprojektowana na zimę. Zarówno magazyny energii, jak i auta elektryczne potrafią bezpiecznie pracować w mrozie – kluczowa jest świadoma eksploatacja, nie walka z temperaturą.

Zima to okres, w którym użytkownicy magazynów energii oraz samochodów elektrycznych zaczynają zadawać bardzo konkretne pytania: jak niskie temperatury wpływają na baterie, czy spada ich pojemność i czy w mrozy można z nich bezpiecznie korzystać? Doświadczenia znane z elektroniki użytkowej, choćby aparatów fotograficznych czy smartfonów, podpowiadają intuicyjnie, że mróz nie sprzyja akumulatorom. Jak wygląda to w przypadku domowych magazynów energii?

Pojemność magazynów energii a temperatura

Warto zacząć od podstaw: pojemność baterii litowo-jonowych faktycznie zależy od temperatury. Przyjmuje się, że w warunkach referencyjnych, czyli w okolicach +20°C, magazyn energii dysponuje 100% pojemności nominalnej. Wraz ze spadkiem temperatury pojemność ta maleje – w sposób łagodny, nieliniowy. Przy temperaturach około 0°C nadal możemy liczyć na ponad 90% pojemności, natomiast przy silnych mrozach, rzędu -20°C, realnie dostępne może być około 60% energii. Co istotne, nie jest to proces nieodwracalny – po ogrzaniu ogniw pojemność wraca do wartości nominalnych.

W praktyce większość domowych magazynów energii pracuje wewnątrz budynków. Nawet jeśli nie są one ogrzewane, jak w przypadku garaży czy pomieszczeń technicznych, temperatury rzadko spadają tam poniżej zera. Sam spadek pojemności zwykle nie jest więc problemem, który użytkownik wyraźnie odczuje. Znacznie istotniejszą kwestią okazuje się ładowanie magazynu w niskich temperaturach.

Technologia LFP – najczęstszy wybór w domowych systemach

W domowych systemach bardzo często stosuje się ogniwa LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe). Są one trwałe i bezpieczne, ale mają swoje ograniczenia. Przy niskich temperaturach, szczególnie w okolicach 0°C i poniżej, system zarządzania baterią (BMS) zaczyna ograniczać moc ładowania. Wynika to z ryzyka niepożądanych zjawisk chemicznych, takich jak krystalizacja litu. W skrajnych przypadkach, przy ujemnych temperaturach ogniw, ładowanie może zostać całkowicie wstrzymane. Rozładowanie natomiast zwykle nie stanowi problemu – nawet przy -20°C magazyn energii może oddawać energię, choć w mniejszej ilości.

Zimą zmienia się więc także strategia eksploatacji. Gdy produkcja z fotowoltaiki jest ograniczona, sensowne staje się częstsze ładowanie magazynu z sieci, na przykład w tańszej taryfie nocnej. Utrzymywanie wyższego poziomu naładowania może pełnić rolę bufora bezpieczeństwa na wypadek przerw w dostawie energii, które w okresach silnych mrozów zdarzają się częściej.

Z samochodami elektrycznymi sytuacją wygląda podobnie

Podobne mechanizmy obserwujemy w samochodach elektrycznych. Zimą pojemność baterii nie jest największym problemem – znacznie większe znaczenie ma ładowanie, zwłaszcza szybkie. W niskich temperaturach pojazdy ograniczają moc ładowania, jeśli bateria nie została wcześniej odpowiednio dogrzana. Nowoczesne auta robią to automatycznie, pod warunkiem że kierowca ustawi punkt ładowania w nawigacji. Spadek zasięgu zimą, często oceniany na 30-50% względem wartości katalogowych, wynika głównie z ogrzewania kabiny i samej baterii, a nie ze „znikającej” pojemności.

Wniosek jest prosty: mróz ma znaczenie, ale nie powinien budzić obaw. Zarówno domowe magazyny energii, jak i samochody elektryczne są projektowane z myślą o pracy zimą. Kluczem jest świadoma eksploatacja i zrozumienie ograniczeń technologii, a nie walka z samą temperaturą. Jeśli system wie, kiedy się ogrzać i kiedy ładować, użytkownik może spać spokojnie – nawet w środku zimy.

Opracowanie własne na podstawie Energetycznego Talk Show redakcji GLOBENERGIA

Czytaj więcej w magazynie

Pokaż wszystkie
Aktualności

Grzałka w pompie ciepła. Dlaczego przypominamy sobie o niej przy -20°C?

Grzałka w pompie ciepła. Dlaczego przypominamy sobie o niej przy -20°C? Zimą pompa ciepła przestaje być modnym symbolem transformacji energetycznej, a staje się po prostu domowym strażnikiem komfortu. I właśnie wtedy, gdy mróz zaczyna szczypać najmocniej, na pierwszy plan wychodzi element, który przez większość roku pozostaje w cieniu, czyli grzałka elektryczna. Jedni ją demonizują, inni wyłączają „profilaktycznie”. Grzałka elektryczna w pompie ciepła pełni rolę zabezpieczenia, które przy silnych mrozach domyka bilans cieplny i chroni komfort cieplny domu. Przy bardzo niskich temperaturach grzałka jest często niezbędna zarówno w punkcie biwalentnym, jak i w procesie defrostu, bez którego pompa może stracić sprawność lub się zatrzymać. Demonizowanie i wyłączanie grzałki „dla oszczędności” bywa błędem, bo w dobrze zaprojektowanym systemie jej udział w zużyciu energii jest marginalny, a brak sprawnej grzałki ujawnia się dopiero przy największych mrozach.
Aktualności

Defrost pompy ciepła zimą – czy usuwać lód własnoręcznie? Co trzeba wiedzieć?

Zimą widok oszronionej lub oblodzonej pompy ciepła potrafi zaniepokoić nawet doświadczonych użytkowników. Czy defrost zawsze działa prawidłowo, kiedy lód jest normalnym zjawiskiem, a kiedy sygnałem problemu – i czy w ogóle wolno usuwać go samodzielnie? Wyjaśniamy, jak działa odszranianie pomp ciepła i na co zwrócić uwagę w mroźne dni.
Aktualności

Turbiny wiatrowe vs. zima – jak działają i czy mogą zamarznąć?

Czy turbiny wiatrowe zimą naprawdę „zamarzają”, a lód na łopatach potrafi zatrzymać produkcję energii? Mroźne dni to moment, w którym wiatraki są wystawiane na najtrudniejszą próbę, ale jednocześnie często pokazują swoją realną wartość dla systemu energetycznego.
Aktualności

Samochód elektryczny zimą. Co naprawdę zabiera zasięg?

Zimą samochody elektryczne przechodzą swój coroczny medialny test wytrzymałości. Gdy tylko temperatura spada poniżej zera, w sieci natychmiast pojawiają się historie o dramatycznie kurczącym się zasięgu i „elektrykach, które nie nadają się do mrozu”. Problemy na mrozach rzeczywiście pojawiają się częściej, ale czy są aż tak poważne?  Dla elektryka zimą większym problemem jest przyjmowanie energii niż jej oddawanie podczas jazdy. Zimna bateria to główny powód, dla którego szybkie ładowarki zimą działają wolniej. Ustawienie ładowarki jako celu w nawigacji pozwala samochodowi wcześniej podgrzać akumulator. Przy wolnym ładowaniu domowym problem jest mniejszy, bo bateria dogrzewa się stopniowo podczas procesu.

W tym samym temacie

Pokaż wszystkie
Energetyka wiatrowa

Czy Moja Elektrownia Wiatrowa wróci? Rynek wskazuje, co trzeba naprawić

Zakończenie naboru w programie Moja Elektrownia Wiatrowa wywołało w branży więcej pytań niż odpowiedzi. Czy program ma jeszcze szansę wrócić w poprawionej formule – i co trzeba zmienić, aby tym razem zadziałał?
Prawo

Sejm znowu wstrzymuje ustawę przyłączeniową! W tle KPO i spór o zasady

UC84 znów na hamulcu. Sejm wstrzymuje ustawę przyłączeniową Miała być szybka ścieżka legislacyjna i odblokowanie mocy w sieci. Zamiast tego mamy kolejne wstrzymanie prac nad tzw. ustawą sieciową i coraz bardziej wyraźny zgrzyt między rządem a branżą OZE. Sejmowe komisje po raz drugi nacisnęły pauzę, pokazując, że wokół nowelizacji Prawa energetycznego wciąż kłębi się więcej niepewności niż mogliśmy przypuszczać. Sejmowe komisje po raz drugi wstrzymały prace nad projektem UC84, przesuwając dalsze procedowanie ustawy przyłączeniowej na posiedzenie w dniach 25–27 lutego. Największe kontrowersje budzą podwyższenie zaliczki przyłączeniowej do 60 zł/kW, sztywne terminy realizacji inwestycji oraz brak pełnej ochrony praw nabytych dla projektów już realizowanych. Ustawa ma kluczowe znaczenie dla odblokowania mocy w sieci i realizacji kamieni milowych KPO do 31 sierpnia 2026 r., jednak chaos legislacyjny i napięcia z branżą OZE mogą opóźnić jej przyjęcie.
Informacje branżowe

Ponad 7 milionów klientów Grupy ORLEN zapłaci mniej za gaz

Ponad 7 milionów klientów Grupy ORLEN zapłaci mniej za gaz 10 lutego br. Prezes Urzędu Regulacji Energetyki zatwierdził zmianę taryfy myORLEN sp. z o.o., w efekcie której 7 milionów gospodarstw domowych oraz tysiące innych objętych nią podmiotów zapłaci za paliwo gazowe średnio o 3,4 proc. mniej. — To już trzecia obniżka cen dla naszych klientów — podkreśla Ireneusz Fąfara, prezes ORLENU.
Energetyka jądrowa

Teren przygotowany! Zaglądamy na plac budowy elektrowni jądrowej

Teren przygotowany! Zaglądamy na plac budowy elektrowni jądrowej Polskie Elektrownie Jądrowe zakończyły główną część pierwszego etapu prac przygotowawczych w lokalizacji na Pomorzu, otwierając drogę do kolejnej fazy inwestycji. Projekt stopniowo przechodzi z fazy formalno-przygotowawczej do realnych działań w terenie. PEJ zakończyły kluczową część pierwszego etapu przygotowań, obejmującą m.in. wycinkę roślinności, ogrodzenie terenu i przygotowanie zaplecza przyszłego placu budowy. Prace przeprowadzono zgodnie z decyzją środowiskową i pod stałym nadzorem przyrodniczym, a najbardziej ingerujące działania zakończono przed okresem lęgowym ptaków i sezonem turystycznym. W ramach kompensacji przyrodniczych powstanie łącznie 120 ha nowych lasów, a spółka planuje rozpoczęcie drugiego etapu prac przygotowawczych w połowie 2026 roku.