Κατανοώντας το Net Billing: Οφέλη για καταναλωτές με φωτοβολταϊκά

Το Net Billing είναι ένα σύστημα συμψηφισμού ενέργειας όπου ένας οικιακός καταναλωτής με εγκατεστημένο φωτοβολταϊκό σύστημα που παράγει περισσότερη ενέργεια από ότι καταναλώνει, πουλά την περίσσεια στο δίκτυο και αποζημιώνεται με προκαθορισμένη τιμή (συνήθως χαμηλότερη από την τιμή αγοράς ηλεκτρισμού). Αντίθετα, στο Net Metering γινόταν πρακτικά ανταλλαγή ενέργειας 1:1 με το δίκτυο (η περίσσεια “αποθηκευόταν” στο δίκτυο ως πιστωτικές κιλοβατώρες για μελλοντική χρήση), χωρίς χρηματική συναλλαγή ανά kWh. Με απλά λόγια, στο net metering το δίκτυο λειτουργούσε σαν “μπαταρία”, όπου η πλεονάζουσα ενέργεια συμψηφιζόταν αργότερα, ενώ στο net billing η πλεονάζουσα παραγωγή πωλείται στον προμηθευτή σε προκαθορισμένη τιμή.

Η Κύπρος προχωρά από το 2025 στην αντικατάσταση του net metering με net billing για νέες εγκαταστάσεις, με σκοπό την καλύτερη ισορροπία στο δίκτυο και ευθυγράμμιση με τις ευρωπαϊκές πρακτικές. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του net billing είναι ότι ενθαρρύνει την επένδυση σε συστήματα αποθήκευσης (μπαταρίες), επειδή η πώληση της περίσσειας ενέργειας, αποφέρει μικρότερη αξία από την άμεση ιδιοκατανάλωσή της, συμφέρει ο καταναλωτής να αποθηκεύει το πλεόνασμα ενέργειας για χρήση όταν το χρειάζεται. Έτσι, μπορεί να μεγιστοποιήσει την αυτοκατανάλωση και να μειώσει την ενέργεια που αγοράζει από το δίκτυο, πετυχαίνοντας καλύτερη αντιστοίχιση παραγωγής-ζήτησης μέσα στο 24ωρο.

Για να λειτουργήσει ένα σύστημα net billing με μπαταρία σε οικιακή εφαρμογή, υπάρχουν ορισμένες βασικές τεχνικές απαιτήσεις και στοιχεία που πρέπει να ληφθούν υπόψη:

• Μπαταρία με Ενσωματωμένο BMS

Κάθε οικιακή μπαταρία πρέπει να διαθέτει Σύστημα Διαχείρισης Μπαταρίας (Battery Management System, BMS). Το BMS παρακολουθεί και ρυθμίζει κρίσιμες παραμέτρους της μπαταρίας (τάση κυψελών, θερμοκρασία, ρεύμα φόρτισης/εκφόρτισης) με στόχο την ασφαλή λειτουργία και τη μακροζωία της μπαταρίας. Διασφαλίζει ότι η μπαταρία δεν υπερφορτίζεται ή αποφορτίζεται υπερβολικά και διατηρεί τα κελιά ισορροπημένα. Σε όλες τις σύγχρονες μπαταρίες λιθίου (Li-ion ή LiFePO₄) το BMS είναι αναπόσπαστο μέρος – είναι απαραίτητο για την αποτροπή κινδύνων (υπερθέρμανση, θερμικό ανεξέλεγκτο φαινόμενο) και επομένως την προστασία της. Συνοπτικά, η μπαταρία πρέπει να έχει ενσωματωμένο BMS, κάτι που πλέον αποτελεί μία τυπική πρακτική στα συστήματα αποθήκευσης.

• Έξυπνος Μετρητής (Smart Meter) και Μέτρηση Ενέργειας

Η μετάβαση σε net billing απαιτεί μετρητή διπλής κατεύθυνσης, δηλαδή έναν “έξυπνο” ψηφιακό μετρητή που καταγράφει χωριστά την ενέργεια που καταναλώνεται από το δίκτυο (εισερχόμενη) και την ενέργεια που διοχετεύεται στο δίκτυο (εξερχόμενη). Αυτός ο μετρητής είναι απαραίτητος για να υπολογίζεται σωστά το ποσό που θα καταβληθεί (πληρωμή) για την πλεονάζουσα παραγωγή από τον προμηθευτή, αλλά και τι πρέπει να καταβληθεί από τον ιδιοκτήτη για την κατανάλωση από το δίκτυο στην κατοικία. Στην Κύπρο ήδη ξεκίνησε η γενικευμένη εγκατάσταση έξυπνων μετρητών το 2025, ακριβώς για να υποστηριχθούν τέτοια σχήματα και να μοντερνοποιηθεί η διαχείριση ενέργειας.

Οι έξυπνοι μετρητές μπορούν να καταγράφουν δεδομένα σε μικρά χρονικά διαστήματα και να τα μεταφέρουν αυτόματα στον διαχειριστή δικτύου (ΔΣΔ). Έτσι, διευκολύνεται και η τυχόν υιοθέτηση σύνθετων τιμολογίων (π.χ. ωριαίας μεταβλητής τιμής). Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Οδηγία, κάθε καταναλωτής με έξυπνο μετρητή έχει δικαίωμα να ζητήσει συμβόλαιο με δυναμική τιμολόγηση από τον προμηθευτή του. Παρόλα αυτά, οι πελάτες σήμερα δεν έχουν σε πραγματικό χρόνο πρόσβαση στα δεδομένα του έξυπνου μετρητή τους – συνήθως τα βλέπουν με κάποια καθυστέρηση. Αυτό το χρονικό υστέρημα δίνει πλεονέκτημα στον Διαχειριστή Δικτύου  (ΔΣΔ) που λαμβάνει ζωντανά τα στοιχεία, ενώ ο καταναλωτής βλέπει με χρονική καθυστέρηση την ανάλυση. Η ΕΕ πάντως προτρέπει οι μετρητές να μπορούν να παρέχουν πληροφορίες σχεδόν σε πραγματικό χρόνο στον τελικό καταναλωτή (π.χ. μέσω οθόνης ή εφαρμογής), ώστε να ενθαρρύνεται η ενεργή συμμετοχή του. Ενδέχεται στο μέλλον οι προμηθευτές να προσφέρουν τέτοια δυνατότητα (π.χ. ανά ώρα ενημέρωση κατανάλωσης), αλλά προς το παρόν πρέπει ο χρήστης να εγκαταστήσει δικά του μέσα αν θέλει αμεσότερη παρακολούθηση.

• Σύστημα Ενεργειακής Διαχείρισης (EMS) & Έλεγχος Φορτίων

Ένα Σύστημα Διαχείρισης Ενέργειας (Energy Management System, EMS) στην κατοικία, δεν είναι μεν υποχρεωτικό από Κανονισμούς, αλλά είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη βέλτιστη αξιοποίηση του φωτοβολταϊκού και της μπαταρίας. Το EMS μπορεί να είναι, είτε μια λειτουργία ενσωματωμένη στον υβριδικό αντιστροφέα, είτε ένα ανεξάρτητο σύστημα (υλικό & λογισμικό) που παρακολουθεί την παραγωγή, την αποθήκευση και την κατανάλωση.

Βασικές λειτουργίες ενός οικιακού EMS:

• Έλεγχος φόρτισης/εκφόρτισης μπαταρίας: Αποφασίζει πότε θα φορτίσει την μπαταρία (π.χ. όταν υπάρχει πλεόνασμα ηλιακής παραγωγής) και πότε θα την εκφορτίσει για να τροφοδοτήσει τα φορτία, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η ενέργεια που αγοράζεται από το δίκτυο. Θα τηρεί όρια όπως να μην πέφτει το ποσοστό φόρτισης κάτω από 20% και να μην ξεπερνά το 80%.
• Διαχείριση φορτίων: Προτεραιοποιεί ή προγραμματίζει ορισμένες συσκευές. Για παράδειγμα, συσκευές όπως θερμοσίφωνες, φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων, πλυντήρια κλπ, μπορούν να προγραμματιστούν να λειτουργούν όταν υπάρχει περίσσεια ηλιακής ενέργειας ή φθηνή τιμή ρεύματος. Το EMS μπορεί να προτείνει ή/και να αποφασίζει ενεργοβόρες συσκευές να λειτουργούν σε ώρες χαμηλού κόστους ή υψηλής ηλιοφάνειας.
• Επίβλεψη και πρόβλεψη: Ένα εξελιγμένο EMS μπορεί να λαμβάνει υπόψη προβλέψεις (π.χ. μετεωρολογικά δεδομένα για προβλεπόμενη παραγωγή PV, ή πρόγραμμα δυναμικής τιμολόγησης επόμενης ημέρας) ώστε να βελτιστοποιήσει τις αποφάσεις του.

Για να επιτύχει τα παραπάνω, το EMS θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει δεδομένα για την κατανάλωση των επιμέρους φορτίων. Εδώ έρχονται οι έννοιες Intrusive vs Non-Intrusive Load Monitoring:

• Άμεση/Επεμβατική Μέτρηση Φορτίων (Intrusive Load Monitoring): Τοποθετούνται ξεχωριστοί μετρητές ή αισθητήρες ανά συσκευή ή ανά κύκλωμα (π.χ. έξυπνες πρίζες, επιμέρους μετρητές σε κλιματιστικό, θερμοσίφωνα κλπ). Έτσι, το σύστημα γνωρίζει ακριβώς τι καταναλώνει κάθε φορτίο. Αυτό δίνει ακρίβεια, όμως είναι ακριβό και περίπλοκο στην εγκατάσταση (“επεμβατικό” γιατί απαιτείται εγκατάσταση μετρητών σε κάθε φορτίο).
• Μη-Επεμβατική Ανάλυση Φορτίων (Non-Intrusive Load Monitoring, NILM): Σε αυτήν την περίπτωση, ένας μόνο μετρητής (π.χ. ο συνολικός έξυπνος μετρητής ή ένας καταγραφέας στο γενικό πίνακα) συλλέγει τα συνολικά δεδομένα κατανάλωσης και ειδικοί αλγόριθμοι στο cloud ή στο EMS αναλύουν το σήμα για να διαχωρίσουν ποια συσκευή είναι ενεργή. Με το NILM, μπορούν να εξαχθούν πληροφορίες για την κατανάλωση κάθε κύριας συσκευής, χωρίς επιμέρους αισθητήρες. Για παράδειγμα, από τις μεταβολές στο ρεύμα/ισχύ μπορεί το σύστημα να αναγνωρίσει πότε άναψε το ψυγείο ή πότε λειτουργεί ο φούρνος. Αυτή η τεχνική αξιοποιεί προηγμένα μοντέλα και τεχνητή νοημοσύνη και συχνά υλοποιείται σε υπολογιστικό νέφος (cloud-based NILM), όπου τα δεδομένα στέλνονται σε έναν διακομιστή, αναλύονται, και επιστρέφουν πληροφορίες στο EMS ή στον χρήστη.
• Δυναμική Τιμολόγηση (Dynamic Pricing)

Η δυναμική τιμολόγηση αναφέρεται σε συμβόλαια προμήθειας ρεύματος όπου η τιμή ανά κιλοβατώρα μεταβάλλεται συχνά (π.χ. κάθε ώρα), βάσει της τιμής αγοράς στο χρηματιστήριο ενέργειας ή βάσει ζώνης φορτίου. Δεν είναι απαραίτητη προϋπόθεση για να λειτουργήσει το net billing με μπαταρία, αλλά αποτελεί ένα επιπλέον εργαλείο που μπορεί να αξιοποιήσει ένας καταναλωτής με αποθήκευση και EMS.

Στην παρούσα φάση, τα οικιακά τιμολόγια στην Κύπρο είναι συνήθως σταθερά ή έχουν 2-3 ζώνες (ημέρας/νύχτας). Ωστόσο, με βάση τις Ευρωπαϊκές Οδηγίες, προβλέπεται ότι όσοι έχουν έξυπνο μετρητή μπορούν να ζητήσουν συμβόλαιο με τιμή που να ακολουθεί την αγορά. Εάν ένας καταναλωτής έχει δυναμικό τιμολόγιο (π.χ. φθηνή ηλεκτρική ενέργεια τις ώρες χαμηλής ζήτησης και ακριβή τις ώρες αιχμής), τότε μια οικιακή μπαταρία γίνεται ακόμα πιο πολύτιμη:

• Θα μπορούσε θεωρητικά να φορτίζει από το δίκτυο όταν η τιμή είναι πολύ χαμηλή (αν επιτρέπεται) και να αποφεύγει την αγορά ρεύματος όταν η τιμή είναι υψηλή, καλύπτοντας εκείνες τις ώρες από την μπαταρία.
• Κυρίως όμως, σε δυναμική τιμολόγηση που αντικατοπτρίζει τις ώρες αιχμής, το όφελος της μπαταρίας να αποθηκεύει ηλιακή ενέργεια μεγεθύνεται, γιατί πιθανόν το απόγευμα/βράδυ η τιμή του ρεύματος να είναι πολλαπλάσια της μεσημεριανής τιμής.

Το net billing με μπαταρία λειτουργεί και με σταθερή τιμή (απλά η σύγκριση είναι μεταξύ της σταθερής τιμής αγοράς vs της χαμηλότερης τιμής πώλησης). Όμως, αν στο μέλλον εφαρμοστεί δυναμικό ή έστω κυμαινόμενο τιμολόγιο εισαγωγής/εξαγωγής, θα αυξήσει τα κίνητρα για χρήση της μπαταρίας. Ήδη έχει επισημανθεί ότι ένα μεταβλητό (ωριαίο) σχήμα τιμών εξαγωγής στο net billing θα ωθούσε τους καταναλωτές να μετατοπίζουν τη ζήτησή τους και να εγκαθιστούν μπαταρία για μεγιστοποίηση του οφέλους. Σημειώνουμε ότι η πλήρης αξιοποίηση δυναμικών τιμών απαιτεί και πιο αυτόματο έλεγχο (δηλ. EMS ικανό να προγραμματίζει φορτία ή φόρτιση μπαταρίας με βάση σήματα τιμών).

• Ποιότητα Ισχύος και Αρμονικές

Ένα συχνά παραμελημένο τεχνικό θέμα είναι η ποιότητα ισχύος. Οι σύγχρονοι μετατροπείς (inverters) που συνδέονται στο δίκτυο, τόσο του φωτοβολταϊκού συστήματος, όσο και της μπαταρίας, χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά ισχύος (ημιαγωγούς) που δυνητικά μπορούν να εισάγουν αρμονικές παραμορφώσεις στο ρεύμα ή/και στην τάση. Επίσης, πολλά οικιακά φορτία (π.χ. τροφοδοτικά συσκευών, λαμπτήρες LED, inverter κλιματιστικά) δεν είναι γραμμικά φορτία – συνεπώς το καταναλισκόμενο ρεύμα δεν είναι ημιτονοειδές και παρουσιάζει παραμορφώσεις. Οι αρμονικές συνιστώσες (στα 150 Hz, 250 Hz κ.ο.κ. πολλαπλάσια του βασικού των 50 Hz) είναι ανεπιθύμητες γιατί μπορεί να προκαλέσουν υπερθέρμανση σε μετασχηματιστές/μοτέρ, παρεμβολές και πρόσθετες απώλειες. Τα πρότυπα του δικτύου επιβάλλουν όρια στον συνολικό αρμονικό παραμορφωμένο ρεύμα (Total Harmonic Distortion – THD). Γενικά απαιτείται η THD του ρεύματος που εγχέει ένας inverter να είναι χαμηλή (συνήθως <5%). Οι ποιοτικοί οικιακοί αντιστροφείς αναφέρουν τυπικό THD περίπου 3% στο ονομαστικό φορτίο, τιμή που θεωρείται εντός αποδεκτών ορίων διεθνώς (το πρότυπο IEEE 519 π.χ. συνιστά <5% THD για διασυνδεδεμένες πηγές).

Άρα, η σωστή εγκατάσταση θα πρέπει:

• Να χρησιμοποιεί πιστοποιημένους αντιστροφείς που πληρούν τις προδιαγραφές (EN 61000-3-2/3, IEEE 519 κλπ) για περιορισμένες αρμονικές.
• Να αποφεύγει την υπερφόρτωση του συστήματος με φθηνές συσκευές που παράγουν υψηλές αρμονικές. Για παράδειγμα, πολλά LED ή τροφοδοτικά χαμηλής ποιότητας μπορεί να έχουν υψηλή παραμόρφωση. Αν το σύνολο της παραμόρφωσης υπερβαίνει π.χ. το 4-5%, είναι πάνω από τα επιτρεπτά όρια και πρέπει να ληφθούν μέτρα (φίλτρα αρμονικών, ενεργά φίλτρα, ή αντικατάσταση με ποιοτικότερα φορτία).
• Να διασφαλίζει καλό συντελεστή ισχύος (power factor) κοντά στο 1. Οι οικιακοί αντιστροφείς συνήθως λειτουργούν με μοναδιαίο συντελεστή ισχύος, και επιπλέον πολλά έχουν δυνατότητα παροχής άεργου ισχύος για στήριξη δικτύου αν ζητηθεί.

Συνοψίζοντας, οι αρμονικές είναι πράγματι προβληματικές όταν ξεφεύγουν – το όριο συνήθως ~3-5% THD, συνεπώς τιμές όπως 4% παραμόρφωση θεωρούνται οριακά εκτός προδιαγραφών. Ευτυχώς, με σύγχρονο εξοπλισμό καλής ποιότητας και σωστή μελέτη, το συνολικό παραμορφωμένο ρεύμα παραμένει χαμηλό και δεν υπάρξουν προβλήματα συμμόρφωσης.

Λειτουργία της Μπαταρίας υπό Καθεστώς Net Billing

Ας δούμε τώρα πώς λειτουργεί στην πράξη ένα οικιακό σύστημα net billing με φωτοβολταϊκά και μπαταρία και ποιοι περιορισμοί/κανόνες ισχύουν:

• Φόρτιση από Φ/Β και Όχι από Δίκτυο: Στο σχήμα net billing (και γενικά στα συστήματα αυτοκατανάλωσης με επιδότηση), η μπαταρία κατά κανόνα φορτίζεται μόνο από το φωτοβολταϊκό σύστημα και όχι από το δίκτυο (γνωστό ως Energy Arbitrage). Δηλαδή, όταν υπάρχει πλεόνασμα ηλιακής παραγωγής σε σχέση με τα τρέχοντα φορτία της κατοικίας, η περίσσεια ενέργειας πάει πρώτα στη φόρτιση της μπαταρίας. Αν η μπαταρία γεμίσει ή δεν υπάρχει μπαταρία, τότε η περίσσεια εξάγεται στο δίκτυο. Αυτή η πολιτική εφαρμόζεται για δύο λόγους: (1) Κανονιστικό λόγο – οι αρχές δεν θέλουν η επιδοτούμενη ή αποζημιούμενη ενέργεια να προέρχεται από το δίκτυο (αποφυγή “αρμπιτράζ”, όπου κάποιος θα φόρτιζε φθηνά τη νύχτα και θα πουλούσε ακριβά την ημέρα). (2) Τεχνικό λόγο – απλότητα στον έλεγχο και διασφάλιση ότι η ενέργεια που αποθηκεύεται είναι όντως από ΑΠΕ. Έτσι, οι υβριδικοί αντιστροφείς στην Κύπρο ρυθμίζονται ώστε να μην τραβούν ρεύμα από το δίκτυο για φόρτιση της μπαταρίας. (Εξαίρεση μπορεί να υπάρξει για λειτουργία εφεδρείας: π.χ. αν αναμένεται διακοπή ρεύματος, ορισμένοι inverters επιτρέπουν “χειροκίνητη” φόρτιση μπαταρίας από το δίκτυο για εφεδρικούς λόγους, αλλά αυτό δεν είναι η συνήθης καθημερινή λειτουργία).
• Κύκλος Ημέρας – Νύχτας: Κατά τη διάρκεια της ημέρας με ήλιο, το φωτοβολταϊκό καλύπτει απευθείας τις ανάγκες του σπιτιού. Αν παράγει περισσότερο από την κατανάλωση, η επιπλέον ενέργεια φορτίζει την μπαταρία έως ότου αυτή φτάσει περίπου στο 80% της χωρητικότητάς της (περισσότερο δεν τη φορτίζουμε συνήθως – δείτε επόμενο σημείο). Όταν η μπαταρία φορτιστεί στο 80% ή αν ταυτόχρονα περισσεύει κι άλλη ενέργεια, τότε το υπόλοιπο εξάγεται στο δίκτυο και μετριέται για πληρωμή (net billing). Το απόγευμα/βράδυ, όταν η παραγωγή PV μειωθεί, η σειρά αντιστρέφεται και η μπαταρία αρχίζει να εκφορτίζει για να τροφοδοτήσει την κατοικία. Έτσι, από το ηλιοβασίλεμα και μετά, ιδανικά η μπαταρία καλύπτει τα ηλεκτρικά φορτία της κατοικίας. Η εκφόρτιση συνεχίζεται μέχρι η μπαταρία να πέσει περίπου στο 20% της φόρτισής της (State of Charge). Αυτό το 20% συνήθως διατηρείται ως εφεδρεία και για λόγους προστασίας της μπαταρίας (δεν την “αδειάζουμε” ποτέ τελείως). Εάν για παράδειγμα κοντά στα μεσάνυχτα, η μπαταρία φτάσει στο 20% και δεν έχει μείνει αρκετή ενέργεια, τότε το υπόλοιπο της κατανάλωσης της κατοικίας το καλύπτει το δίκτυο. Το επόμενο πρωί, με το νέο ηλιακό κύκλο, η μπαταρία θα αρχίσει πάλι να φορτίζει από το ~20% προς τα πάνω.
• Όρια Φόρτισης/Εκφόρτισης (80/20 rule): Όπως αναφέρθηκε, είναι σύνηθες να χρησιμοποιείται μόνο το μεσαίο 60% της ωφέλιμης χωρητικότητας της μπαταρίας (φόρτιση έως ~80%, εκφόρτιση έως ~20%). Αυτός ο κανόνας 80/20 έχει να κάνει με την παράταση της ζωής της μπαταρίας. Οι μπαταρίες λιθίου καταπονούνται περισσότερο όταν είναι πλήρως γεμάτες ή πλήρως άδειες, ενώ αν κρατιούνται σε μεσαίο επίπεδο φόρτισης διατηρούν τη χημική τους σταθερότητα. Έρευνες δείχνουν πως αν διατηρείται η μπαταρία μεταξύ ~20% και ~80%, μπορεί να πολλαπλασιαστεί ο αριθμός κύκλων ζωής της (γιατί αποφεύγονται ακραίες καταστάσεις τάσης στα ηλεκτρόδια). Επομένως, το σύστημα διαχείρισης θα περιορίσει τη φόρτιση στο ~80% ακόμη κι αν υπάρχει παραπάνω ηλιακή παραγωγή (ώστε να μην “στρεσάρει” την μπαταρία). Αντίστοιχα δεν θα την αποφορτίσει κάτω από ~20%. Αυτά τα όρια μερικές φορές είναι ρυθμιζόμενα, αλλά οι περισσότεροι εγκαταστάτες τα συνιστούν ως προεπιλογή (π.χ. αρκετές μπαταρίες έρχονται με εργοστασιακό BMS που ορίζει μέγιστη εκφόρτιση έως 90% DOD -Depth of Discharge-, δηλ. να μείνει 10% υπόλοιπο. Σε πιο συντηρητική χρήση, αφήνουν 20% υπόλοιπο για ακόμα μεγαλύτερη διάρκεια ζωής).
• Απώλειες & Απόδοση: Καμία διαδικασία φόρτισης/εκφόρτισης δεν είναι τέλεια. Υπάρχει μια συνολική απόδοση κύκλου (round-trip efficiency) που περιλαμβάνει τις απώλειες, τόσο μέσα στην μπαταρία, όσο και στον αντιστροφέα. Τυπικά, μια καλή μπαταρία λιθίου έχει ~95% απόδοση χημικής αποθήκευσης και ο αντιστροφέας ένα ~95% στην AC/DC μετατροπή, οπότε συνολικά ~90% της ενέργειας ανακτάται. Αυτό σημαίνει ότι αν αποθηκευτούν 5 kWh από τον ήλιο, θα παρθούν πίσω ~4.5 kWh χρήσιμες. Στις μελέτες ενεργειακού ισοζυγίου μερικές φορές αγνοούνται οι απώλειες του inverter για απλούστευση, αλλά στην πράξη ένα μικρό μέρος της ηλιακής ενέργειας θα χάνεται ως θερμότητα κατά τη φόρτιση/εκφόρτιση. Η θερμοκρασία περιβάλλοντος επίσης διαδραματίζει σημαντικό ρόλο, οι υψηλές θερμοκρασίες (πολύ συχνές στην Κύπρο το καλοκαίρι) μειώνουν ελαφρώς την αποδοτικότητα και επιταχύνουν τη γήρανση της μπαταρίας. Για το λόγο αυτό  ο χώρος εγκατάστασης της μπαταρίας πρέπει να αερίζεται και να μην είναι εκτεθειμένη στον ήλιο.
• Δείκτης SSR (Self-Sufficiency Ratio) και Μέγεθος Μπαταρίας: Ο δείκτης αυτός εκφράζει το ποσοστό της συνολικής ετήσιας κατανάλωσης της κατοικίας που καλύπτεται με αυτοπαραγωγή (ή/και αποθήκευση), δηλ. πόσο “αυτάρκης” είναι η κατοικία ενεργειακά. Η μπαταρία βοηθά να αυξηθεί αυτό το ποσοστό (ιδίως καλύπτοντας νυχτερινή κατανάλωση με αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια). Ωστόσο, έχει παρατηρηθεί ότι μεγαλύτερη μπαταρία δεν συνεπάγεται πάντα ανάλογη αύξηση του SSR πέρα από ένα σημείο. Υπάρχει δηλαδή ένα φαινόμενο μειωμένων αποδόσεων όταν η μπαταρία είναι αρκετή για να καλύψει τη συνήθη νυχτερινή κατανάλωση, η περαιτέρω αύξηση χωρητικότητας μπορεί να μην αξιοποιείται τον περισσότερο χρόνο. Για παράδειγμα, αν υπάρχει εγκατεστημένο φωτοβολταϊκό σύστημα που γενικά παράγει ακριβώς όση ενέργεια χρειάζεται η κατοικία ημερησίως, μια μπαταρία που αποθηκεύει το περίσσευμα μιας μέρας θα καλύψει το βράδυ. Αν εγκατασταθεί μπαταρία διπλάσιας χωρητικότητας, αυτή θα γεμίζει πλήρως μόνο τις πολύ ηλιόλουστες/χαμηλής κατανάλωσης μέρες, ενώ τον υπόλοιπο χρόνο η πρόσθετη χωρητικότητα θα μένει ανεκμετάλλευτη (αδειανή). Τα EMS δείχνουν ότι μετά από ένα σημείο, η καμπύλη οφέλους ως προς το μέγεθος μπαταρίας γίνεται επίπεδη. Έτσι, π.χ. το SSR ίσως ανεβαίνει από 60% (χωρίς μπαταρία) σε 80% με μια μπαταρία 5 kWh, αλλά το να αυξηθεί σε 10 kWh μπορεί να το ανεβάσει μόνο σε 85%. Η πολύ μεγάλη μπαταρία δεν “βελτιώνει” το σύστημα συγκριτικά με το κόστος της. Είναι πολύ σημαντική μια σωστή διαστασιολόγηση της μπαταρίας – αρκετή για να αποθηκεύει το ημερήσιο πλεόνασμα της κατοικίας με φωτοβολταϊκό σύστημα, αλλά όχι τόσο υπερμεγέθης που να μένει συνήθως μισοάδεια.
• Υποβάθμιση (Derating): Να σημειώσουμε ότι, τόσο το φωτοβολταϊκό, όσο και η μπαταρία υφίστανται κάποια βαθμιαία υποβάθμιση. Τα φωτοβολταϊκά στην Κύπρο λόγω υψηλής θερμοκρασίας και ακτινοβολίας αποδίδουν κάπως κάτω από την ονομαστική ισχύ (π.χ. στους 35-40°C πάνελ, χάνεται 10-15% απόδοσης σε σχέση με τους 25°C Standard Test Conditions, STC). Επίσης, ανά έτος μειώνεται ελαφρά η ισχύς τους (~0.5-1% ετησίως φυσική γήρανση). Αυτό σημαίνει ότι σε οικονομικές μελέτες, γίνεται μια εκτίμηση “derating” – δηλ. ότι κάθε χρόνο η παραγόμενη ενέργεια θα είναι λίγο μικρότερη. Ομοίως, η μπαταρία σας μετά από π.χ. 10 χρόνια θα έχει ίσως 70-80% της αρχικής χωρητικότητας (ανάλογα με τους κύκλους που θα έχει ολοκληρώσει).

Στο net billing, κάθε kWh που εξάγεται στο δίκτυο αποζημιώνεται με μια τιμή (π.χ. την τιμή αγοράς χονδρικής ή κάποια ορισμένη τιμή από τη ΡΑΕΚ). Αυτή η τιμή είναι χαμηλότερη από ό,τι καταβάλλεται για 1 kWh κατανάλωσης. Για παράδειγμα, αν καταβάλλονται 20 σεντ/kWh για ηλεκτρική ενέργεια που αγοράζεται για τις ανάγκες της κατοικίας,  μπορεί η πώληση ηλεκτρικής ενέργειας να είναι μόνο ~10 σεντ/kWh. Άρα, κάθε kWh ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει το οικιακό φωτοβολταϊκό σύστημα που αντί να πωληθεί χρησιμοποιείται επιτόπου, εξοικονομεί τα 20 σεντ (τιμή αγοράς) αντί να δώσει 10 σεντ. Η διαφορά (μεταξύ τιμής αγοράς-πώλησης) είναι το επιπλέον κέρδος από την αυτοκατανάλωση. Με μια μπαταρία, μπορούν να αυξηθούν οι kWh αυτοκατανάλωσης, αποθηκεύοντας το μεσημεριανό πλεόνασμα για χρήση το βράδυ, αποφεύγοντας την αγορά νυχτερινής ηλεκτρικής ενέργειας,

Το μεγάλο ερώτημα είναι αν αυτό το όφελος δικαιολογεί την επένδυση. Οι οικιακές μπαταρίες είναι ακόμη ακριβές. Μια τυπική τιμή είναι περίπου €1.000 ανά kWh χωρητικότητας (προ φόρων/επιδοτήσεων, για συστήματα λίθιου με τον αντιστροφέα τους). Άρα μια 5 kWh μπαταρία μπορεί να κοστίσει γύρω στα €5.000. Για το ετήσιο οικονομικό όφελος αυτό εξαρτάται από το προφίλ παραγωγής/κατανάλωσης.

Συνολικά, ακόμα και με net billing (που είναι λιγότερο επικερδές για τον καταναλωτή απ’ ό,τι το παλιό net metering), η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών παραμένει ελκυστική. Εκτιμήσεις δείχνουν ότι, χωρίς μπαταρία το net billing, έχει περίπου 13-38% μικρότερο οικονομικό όφελος για τον χρήστη, σε σχέση με το net metering (λόγω της διαφορετικής τιμολόγησης εισαγωγής/εξαγωγής). Παρόλα αυτά, με τις τρέχουσες επιχορηγήσεις, ένα φωτοβολταϊκό σύστημα κάτω από το net billing μπορεί να αποσβεστεί σε ~5 χρόνια. Με την προσθήκη μπαταρίας, η περίοδος απόσβεσης επιμηκύνεται, αλλά αυτό θα εξαρτηθεί από τις επιχορηγήσεις από το κράτος των οικιακών μπαταριών. Επίσης, αν στο μέλλον το χάσμα τιμών μεγαλώσει (π.χ. ακριβότερη κιλοβατώρα δικτύου λόγω καυσίμων ή ρύπων, ή αν εφαρμοστεί δυναμική τιμολόγηση με μεγάλες διαφορές ανά ώρα), το όφελος από την μπαταρία θα αυξηθεί (καθώς θα αποφεύγονται ακόμη περισσότερες ακριβότερες kWh).

Μία κατοικία που μπορεί να καλύψει σχεδόν όλη την ενέργεια της μέσω της μπαταρίας (δηλ. έχει αρκετή κατανάλωση νυχτερινή ώστε να αδειάζει τη μπαταρία κάθε μέρα, και αρκετή ηλιακή ενέργεια από το φωτοβολταϊκό σύστημα ώστε να την γεμίζει καθημερινά) θα έχει μεγαλύτερο οικονομικό όφελος από μία κατοικία που μερικές μέρες αφήνει την μπαταρία αδρανή (π.χ. αν απουσιάζουν συχνά οι ιδιοκτήτες και δεν καταναλώνεται η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια).

Με τα τωρινά δεδομένα, η θετική οικονομική απόδοση μιας οικιακής μπαταρίας δεν είναι εγγυημένη χωρίς επιδότηση, ωστόσο η πολιτεία προωθεί τη χρήση της ακριβώς επειδή από πλευράς συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας είναι ωφέλιμη. Το net billing με αποθήκευση:

• Μειώνει τα φορτία αιχμής στο δίκτυο: Τα σπίτια με μπαταρία τραβούν λιγότερο ρεύμα από το δίκτυο στις βραδινές αιχμές, βοηθώντας στην ευστάθεια.
• Ελαττώνει τις περικοπές ΑΠΕ: Αν ο Διαχειριστής χρειάζεται να μειώνει παραγωγή φωτοβολταϊκών μεσημέρι λόγω υπερπροσφοράς, οι διάσπαρτες μπαταρίες βοηθούν αποθηκεύοντας τοπικά αυτή την ενέργεια αντί να κοπεί (έχει ήδη συμβεί στην Κύπρο να περιορίζεται παραγωγή PV σε ώρες χαμηλής ζήτησης). Έτσι προωθείται περισσότερη πράσινη ενέργεια συνολικά.
• Προστατεύει τον καταναλωτή από μεταβολές τιμών: Ένας αυτοπαραγωγός με μπαταρία αγοράζει πολύ λιγότερο ρεύμα από το δίκτυο ετησίως (ίσως 20-40% μόνο των αναγκών του, ανάλογα το SSR που αναφέρθηκε πιο πάνω). Αυτό σημαίνει μικρότερη έκθεση σε ενδεχόμενες αυξήσεις τιμών ρεύματος μελλοντικά – κάτι σαν “ασφάλεια” κόστους.

Η επένδυση σε μπαταρία μαζί με φωτοβολταϊκό στην Κύπρο, υπό καθεστώς net billing, είναι τεχνικά εφικτή και ευνοϊκή για το δίκτυο. Οικονομικά, για τον οικιακό καταναλωτή είναι οριακή έως μη συμφέρουσα χωρίς στήριξη, γι’ αυτό και δρομολογήθηκαν κίνητρα (επιδοτήσεις). Με αυτά, και με την προοπτική μελλοντικής δυναμικής τιμολόγησης ή άλλων υπηρεσιών (π.χ. πιθανή αμοιβή για παροχή ευελιξίας από τις μπαταρίες σε επίπεδο δικτύου), το κόστος αρχίζει να δικαιολογείται. Σε κάθε περίπτωση, αν κάποιος ενδιαφέρεται όχι μόνο για την άμεση απόσβεση αλλά και για τη θωράκιση του σπιτιού του ενεργειακά, την συμβολή του στην πράσινη μετάβαση και την μερική αυτονομία, η λύση φωτοβολταϊκό + μπαταρία υπό net billing είναι μια ολιστική προσέγγιση. Προσφέρει ηλεκτρική αυτάρκεια σε μεγάλο βαθμό, μειώνει τους λογαριασμούς ρεύματος (ακόμα κι αν η πλήρης απόσβεση πάρει περισσότερο χρόνο), και βοηθά τη χώρα να αυξήσει το μερίδιο ΑΠΕ χωρίς να επιβαρύνει την ευστάθεια του δικτύου.

Ανθή Χαραλάμπους, Διευθύντρια ideopsis Ltd