Magazyny energii minimalizują ograniczenia OZE, umożliwiająca dostęp do energii w okresie obniżonej generacji, a jednocześnie najwyższego zapotrzebowania i wpisują się w założenia elastyczności energetycznej. Magazyny energii mogą być również narzędziem rynku energii, wykorzystywanym do arbitrażu cenowego i usług bilansujących, wpływającym na zmniejszenie kosztów energii elektrycznej. 

Rynek odnawialnych źródeł energii 

Od kilku lat prym na liście odnawialnych źródeł wytwórczych dzierży fotowoltaika, stanowiąc aktualnie około 63% mocy zainstalowanej (stan na czerwiec 2025). W porównaniu z rokiem 2024 odnotowano wzrost mocy zainstalowanej o 4,1 GW, przy jednoczesnym zwiększeniu udziału w rynku farm PV powyżej 1MW [1]. Na drugim miejscu największych źródeł odnawialnych w kraju znajdziemy farmy wiatrowe, których moc zainstalowana wyniosła około 10,4 GW (stan na czerwiec 2025) [2].

Niestety rozwój OZE wiąże się z problemami w postaci ograniczeń przepustowości sieci czy dostępności mocy przyłączeniowych. Istotna z punktu widzenia inwestora jest także opłacalność generacji w przypadku ujemnych cen energii związanych z okresową nadprodukcją i niskim zapotrzebowaniem na energię.

Magazyny energii w Polsce

Od wielu lat obserwujemy rosnące zapotrzebowanie na magazyny energii różnego typu. Istotne z punktu zapotrzebowania systemu elektroenergetycznego na moc, zwłaszcza w okresie największego obciążenia są zwłaszcza wielkoskalowe magazyny energii [3]. Stanowią one jeden z kluczowych elementów elastyczności, a także transformacji energetycznej ułatwiających kontrolę i regulację przepływu energii w sieci [4,5].

Konieczność wykorzystywania magazynów energii jest jedną z ważniejszych potrzeb, uwzględnianą przez najważniejsze podmioty sektora energetycznego, zarówno przez regulatorów, jak i operatorów sieci dystrybucyjnych. Ma to istotny wpływ na wydajność infrastruktury krytycznej oraz bezpieczeństwo energetyczne kraju [6].

Aktualizacja Krajowego Planu w dziedzinie Energii i Klimatu do 2030 r. (aKPEiK) zakłada dwa scenariusze dla magazynów energii – WEM i WAM. Scenariusz WEM, rozumiany jest jako bazowy scenariusz transformacji, uwzględnia wzrost produkcji energii z bateryjnych magazynów energii od 0,1 TWh w 2025 roku do 7,5 TWh  w roku 2040. Z kolei prognozowane nakłady na inwestycje związane z magazynami energii będą rosły odpowiednio od 0,1 mld  EUR do 10,2 mld EUR [7] co jest odzwierciedleniem potencjału rozwoju rynku magazynów energii w kraju. 

Różne technologie magazynowania energii

Oprócz powszechnych bateryjnych magazynów energii coraz większym zainteresowaniem cieszą się biogazownie, które również zostały uwzględnione w aKPEiK [7]. Biogaz/biometan wytwarzany w biogazowaniach rolniczych lub miejskich oczyszczalniach ścieków [8] i przechowywany w zbiornikach może być także rozpatrywany jako magazyn energii. Wykorzystanie biogazu do generacji energii (np. energii elektrycznej i ciepła) jest czynnikiem bilansującym w okresach zwiększonego zapotrzebowania lub niestabilności innych źródeł OZE.
Stabilizacja sieci elektroenergetycznych w sytuacjach nadprodukcji energii ze źródeł rozproszonych może być także przeprowadzona z wykorzystaniem magazynów ciepła (Thermal Energy Storage -TES, PTES - Pit Thermal Energy Storage, BTES - Borehole Thermal Energy Storage). Są to narzędzia posiadające bardzo duży potencjał pozwalający zwiększyć elastyczność  energetyczną [9].

PSIesm – efektywne zarządzanie magazynami energii 

Wyzwania transformacji energetycznej: ujemne ceny, elastyczność, połączenie różnych technologii, Demand Side Management uwidaczniają potrzebę narzędzia wspierającego użytkownika w zarządzaniu OZE i magazynami energii w celu zapewnienia elastyczności popytu i podaży. Takim rozwiązaniem jest system PSIesm (Energy Storage Management). Narzędzie to nie jest ograniczone skalą posiadanych źródeł wytwórczych oraz różnych typów magazynów energii (przechowywanie bateryjne, biogazownie, magazyny ciepła). Sprawdzi się więc w klastrach energetycznych, klastrach wytwórczych z magazynem energii, spółdzielni energetycznych, farmach wiatrowych itp. Znajdzie także zastosowanie w zakładach przemysłowych posiadających źródła wytwórcze, magazyny energii i/lub możliwość elastycznego kształtowania zużycia energii.

PSIesm oferuje pełną wizualizację stanów i zdarzeń związanych z nadzorowanymi urządzeniami, w szczególności magazynem energii. Na panelu głównym użytkownik widzi najważniejsze informacje dotyczące działania swojego magazynu energii,  a także produkcja energii z różnych źródeł odnawialnych (rys. 1).

Rys.1. System PSIesm jest przeznaczony do zarządzania różnymi typami magazynów energii, źródeł wytwórczych oraz do sterowani własnym zużyciem energii.

Wielokryterialna optymalizacja pracy magazynu energii

Z roku na rok obserwujemy wzrost liczby curta¬ilmentów, czyli ograniczenia produkcji energii odnawialnej  z powodu przeciążenia sieci. W 2024 roku ich poziom przekroczył 734 GWh [1]. Kluczowe jest zatem wykorzystanie narzędzi, które pozwolą zarówno na rozwiązanie problemu nadwyżek energii, jak i na zwiększenie stabilności sieci.

Głównym celem systemu PSIesm jest optymalizacja zarządzania elastycznością pod względem finansowym oraz technicznym. Zadanie to realizowane jest w sposób autonomiczny przez algorytmy dostosowujące się do bieżącej sytuacji i wybranych kryteriów optymalizacji. Głównym założeniem algorytmów systemu jest takie automatyczne sterowanie magazynem, aby w zależności od bieżących cen energii na rynkach, w optymalny sposób przekazywał energię do sieci, do urządzeń przemysłowych lub decydował o magazynowaniu.

Algorytmy wykorzystują wielokryterialną optymalizację planowania pracy źródeł, odbiorów i magazynów. System pozwala zastosować optymalizację ze względu na kryteria: wyników finansowych; minimalizacji ryzyka, związanego z wahaniami cen;  autobilansowania; techniczne oraz cable pooling, a także przyłącza typu zero-eksport.

Optymalizacja wyników finansowych

Algorytm może podjąć decyzję o działaniu w kierunku wyników finansowych ze względu na maksymalizację zysków lub minimalizację kosztów. Wykorzystuje do tego mechanizmy arbitrażu cenowego, usług bilansujących, świadczenie usług bilansowania handlowego (USE) i technicznego (energia rzeczywista w ramach POB), a także usług systemowych i rynku mocy (rys.2). 

Rys.2. Wykorzystując aktualne informacje z Towarowej Giełdy Energii o cenach energii oraz inne parametry algorytm może podjąć decyzje o magazynowaniu lub sprzedaży energii. 

Optymalizacja ze względu na kryteria techniczne

System PSIesm umożliwia skonfigurowanie i uwzględnienie w procesie optymalizacji kryteriów technicznych i modelu urządzeń. Są to w szczególności: ograniczenia punktu wymiany energii z siecią; maksymalna moc ładowania i rozładowania czy sprawność cyklu magazynowania energii. Istotne są także ograniczenia głębokości rozładowania i poziomu naładowania magazynu, szybkości regulacji mocy urządzeń oraz możliwości regulacji poboru energii. System proponuje wartości redukcji generacji w przypadku przekroczenia któregoś z zadanych kryteriów w określonej przez użytkownika kolejności (np. najpierw redukcja fotowoltaiki, potem generacji wiatrowej).

Optymalizacja z uwzględnieniem zużycia własnego

System PSIesm pozwala na wprowadzenie planowanego zużycia własnego energii (np. przez maszyny w zakładzie produkcyjnym) i uwzględnia ten plan w harmonogramowaniu pracy magazynu. Zużycie własne jest najkorzystniejszą formą wykorzystania produkcji ze źródeł OZE i pozwala maksymalizować korzyści z posiadanych źródeł wytwórczych.

Interfejsy SOWE, LFC i WIRE 

W celu uzyskania dodatkowych przychodów związanych ze świadczeniem usług systemowych dla PSE system PSIesm może zostać opcjonalnie rozszerzony o interfejsy: operatywnej współpracy z dostawcami usług bilansujących (SOWE); Automatycznej Regulacji Częstotliwości i Mocy w Polskim Systemie Elektroenergetycznym (LFC) oraz  System Wymiany Informacji o Rynku Energii (WIRE).

Autonomiczna praca magazynu

W zakresie monitorowania i zarządzania urządzeniami powiązanymi technicznie (np. w ramach cable pooling) lub biznesowo (np. klastry energii) PSIesm może współpracować z różnymi systemami SCADA. Tym samym zapewnia nie tylko stabilność i niezawodność, ale przede wszystkim pełną transparentność danych, szybką reakcję na zdarzenia oraz efektywne zarządzanie złożonymi instalacjami (rys.3). Narzędzie automatycznie steruje urządzeniami przez algorytmy dostosowane do bieżącej sytuacji i wybranego kryterium. Sygnały są przekazywane zwrotnie do systemu SCADA w celu aktywowania ładowania lub rozładowania magazynu, jak również do sterowania innymi elementami klastra.  System ma także zaimplementowane wsparcie standardowych i niestandardowych protokołów komunikacyjnych, pozwalając na współpracę z różnymi urządzeniami telemechaniki (np. IEC60870-5-101, IEC60870-5-104, IEC60870-5-103, protokoły Modbus i wiele innych).

Rys.3. Dzięki współpracy z systemami SCADA użytkownik ma dostęp do najważniejszych informacji z jednego miejsca.

System PSIesm do zarządzania elastycznością i optymalizacją pracy magazynu energii został wyróżniony podczas XVI edycji Targów Energetycznych Energetics prestiżową nagrodą targową „Produkt roku” w kategorii narzędzia dla energetyki (rys. 4).

***

Rynek magazynów energii różnego typu ciągle rośnie. Coraz częściej oprócz rozwiązań bateryjnych do przechowywania energii wykorzystuje się biogazownie lub ciepło. Potrzebne są efektywne systemy informatyczne, których nie ogranicza skala czy typ posiadanych przez użytkownika technologii magazynowania, czy źródeł wytwórczych.

System PSIesm ma na celu wsparcie inwestora w zarządzaniu magazynami energii, w celu zapewnienia elastyczności popytu i podaży. Jego wielokryterialne sterowanie i zastosowane algorytmy wpłyną na maksymalizację zysków i komfort odbiorców.

Specjalistów zainteresowanych automatycznym zarządzaniem elastycznością i magazynami energii zapraszamy do kontaktu @: energia@psi.pl

 

Bibliografia

1. Wiśniewski G. (red.), 2025,  Rynek Fotowoltaiki w Polsce, Fotowoltaika na rynku energii elektrycznej i ciepła, XIII Edycja, EC BREC Instytut Energetyki Odnawialnej Sp. z o.o., Warszawa
2. Urząd  Regulacji Energetyki, 2025, Instalacje odnawialnych źródeł energii - stan na 30 czerwca 2025 r., https://www.ure.gov.pl (Dostęp: 02.10.2025)
3. Kopeć S., Lach Ł., Adamska B., Wrocławski M., Szczeciński P., 2022, Wpływ rozbudowy infrastruktury magazynów energii na rozwój gospodarczy w Polsce - prognoza do 2040 r., Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie oraz Polskie Stowarzyszenie Magazynowania Energii, Kraków
4. Firlit A. Hołdyński G.,  Elastyczność energetyczna, Raport Specjalistyczny, 2023, Akademia Górniczo-Hutnicza, Politechnika Białostocka
5. Urząd Regulacji Energetyki, 2024, Magazynowanie Energii Elektrycznej, Warszawa 
6. PTPiREE , 2025, Energetyka Dystrybucja Przesył, Raport 2025, Poznań 
7. Ministerstwo Klimatu i Środowiska, 2025, Załącznik 2. do aKPEiK, Scenariusz transformacji w ścieżce zbliżonej do „biznes jak zwykle” (ang. with existing measures, WEM),  Warszawa  
8. Wójtowicz A., 2025 Komunalny model budowy społeczności energetycznej w Słupsku. Słupski Klaster Bioenergetyczny,  Materiały Warsztatów PSME Gaj Oławski 15 kwietnia 2025 r. “Zielona transformacja. Własne OZE i magazyny energii dla przemysłu i samorządów”, Gaj Oławski
9. Kochanowski K. (red.), 2024, Mapa drogowa dla rynku magazynów ciepła w Polsce, Polska Izba Magazynowania Energii i Instytut Energetyki Odnawialnej, Warszawa