Nástěnné domácí úložiště GSIKE LiFePO4 48 V s hybridním střídačem: 58,4 V, CAN/RS485, až 16 jednotek paralelně

Návod k montáži: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah je štíhlá nástěnná domácí baterie LiFePO4 třídy 48 V: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, jmenovitý proud 50 A = 2560 W trvale, maximálně 100 A = 5120 W krátkodobě, provozní napětí 43,2 až 58,4 V, konečné napětí nabíjení 58,4 V, 6000 cyklů při 80% DoD, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 a CAN a až 16 jednotek paralelně, celkem až 81,92 kWh. Jde o baterii, nikoli o střídač, a připojuje se k samostatnému hybridnímu střídači 48 V. Tento návod krok za krokem popisuje montáž na stěnu a uvedení GSIKE FixWall do provozu se samostatným hybridním střídačem 48 V.

Montáž nástěnného úložiště o hmotnosti 44 kg začíná podkladem: masivní betonová zeď, žádný sádrokarton. Pomocí šablony vyznačte čtyři otvory, ocelový držák přišroubujte do vodorovné polohy a zařízení zavěste ve dvou. Kolem ponechte 5 cm volného prostoru pro konvekci a údržbu.

Zapojení probíhá v pořadí baterie - pojistka - hybridní měnič. Kladný a záporný kabel se přišroubují pomocí kabelových ok k napájecím svorkám; před prvním zapnutím změřte napětí naprázdno a zkontrolujte polaritu.

Uvedení do provozu probíhá ve třech krocích: zapněte BMS předním vypínačem, spusťte hybridní měnič a na kulatém LCD displeji sledujte napětí a nabíjecí proud. Plné nabití z 20 na 100 % trvá při 50 A přibližně dvě hodiny.

Pro paralelní zapojení platí: stejný model, podobný stav nabití, správná adresa DIP a řetězové propojení přes dva porty RS485. Pokud smícháte nové a silně vybité staré bateriové sady, BMS sníží výkon podle nejslabšího řetězce.

Základní údaje pro výpočty

Příprava montáže a podkladu

Zkontrolujte zeď: musí jít o masivní betonovou nebo zděnou stěnu, nikoli o samostatnou sádrokartonovou desku. Kolem zařízení ponechte vůli 5 cm. Dodaný ocelový držák má rozměry přibližně 409,5 × 322 mm; vyznačte otvory vodorovně a použijte hmoždinky vhodné pro hmotnost 44 kg.

Elektrické zapojení

Zapojte baterii - pojistku - hybridní měnič. Přišroubujte kabelová oka k napájecím svorkám, zkontrolujte polaritu a napětí naprázdno. Propojte baterii a měnič pomocí RS485 nebo CAN.

Nastavení profilu měniče

V hybridním měniči nastavte profil baterie na 51,2 V LiFePO4, koncové nabíjecí napětí 58,4 V, dolní mez 43,2 V a maximální proud 50 A. Teprve potom zapněte BMS předním vypínačem a sledujte kulatý LCD displej.

Uvedení paralelního zapojení do provozu

Pro více bateriových sad: stejný model, podobný stav nabití, správná adresa DIP a řetězové propojení přes dva porty RS485. Nemíchejte nové a staré sady; kapacita se přizpůsobí nejslabšímu řetězci.

K čemu je toto úložiště určeno

Ať už jde o vlastní spotřebu, záložní napájení, rekreační chatu nebo mobilní instalaci, nástěnné úložiště s kapacitou 5,12 kWh nahrazuje několik těžkých olověných bloků jedinou bezúdržbovou jednotkou. Ve srovnání se 150 kg olověných baterií se stejnou kapacitou je hmotnost 44 kg konečně vhodná pro montáž na zeď.

Hybridní měnič s automatickým přepínáním na záložní napájení při výpadku automaticky aktivuje baterii; starší modely je nutné zapnout ručně. Před nákupem ověřte, zda zařízení nativně podporuje profil 51,2 V LiFePO4 s koncovým nabíjecím napětím 58,4 V.

Stupeň krytí IP54 znamená prachotěsnost a ochranu před stříkající vodou, nikoli vodotěsnost. Suchá garáž nebo sklep nejsou problém, sprcha ani nechráněné venkovní místo bez střechy vhodné nejsou.

U průřezu kabelu platí, že čím delší je kabel mezi baterií a střídačem, tím silnější musí být, aby ztráta napětí zůstala pod 1 %. Při proudu 50 A a délce 5 metrů postačí průřez 25 čtverečních milimetrů, při větší délce musí být větší.

Mezi baterií a střídačem musí být hlavní vypínač baterie nebo pojistka. Chrání před zkratem v kabelu a umožňuje bezpečnou údržbu.

Kulatý LCD displej zobrazuje napětí, nabíjecí proud a kapacitu. Trvalé zobrazení v telefonu zajišťuje střídač, pokud přenáší data z rozhraní RS485 nebo CAN do sítě; samotné zařízení vlastní aplikaci nemá.

Kdo používá tepelné čerpadlo nebo elektrické topné těleso, potřebuje výrazně větší úložiště než domácnost, která napájí jen světla a lednici. Tyto spotřebiče odebírají několik kilowattů a právě kvůli nim kapacita 5 kWh často nestačí.

V létě se úložiště často nabije rychleji, protože je k dispozici více solární energie; skutečnou zkouškou je zima. Dimenzování, které stačí v zimě, bude v létě stačit tím spíše, protože cykly probíhají s rezervou.

Cena za kilowatthodinu úložné kapacity je u GSIKE přibližně 166 eur, u Pylontechu kolem 150 eur (ale s menší kapacitou) a u generických neznačkových produktů méně než 100 eur, ovšem bez servisu. Srovnání pomůže zasadit cenu sestavy do kontextu.

Pokud jde o dotace, domácí solární úložiště jsou v různých regionech a obdobích dotována různě. Sleva 300 až 500 eur na každých 5 kWh úložné kapacity je možná; před nákupem si její dostupnost ověřte u provozovatele distribuční soustavy.

Spotřebu zaznamenává elektroměr nebo hybridní střídač. Kdo měsíc měří, přesně zjistí, kolik kWh potřebuje večer bez slunce, a může podle toho dimenzovat úložiště místo odhadování.

LiFePO4 je bezpečnější než olovo: neobsahuje kyselinu, nevzniká výbušný plyn a nedochází k únikům. Baterie je však upevněna na zdi, a měla by proto být chráněna před nárazy a přímým kontaktem s vodou, jak stanovuje krytí IP54.

Podrobné vysvětlení dimenzování, napětí sběrnice a životnosti

Otázku správné velikosti úložiště lze zodpovědět také podle výkonu solárních panelů. Instalace o výkonu 5 kWp vyrobí za slunečného letního dne přibližně 25 kWh, za ponurého zimního dne často jen 3 až 5 kWh. Úložiště o kapacitě 5 kWh dobře pojme přebytek z vydatného slunečného dne a v zimě pokryje skromnou výrobu ze slunce. Platí, že 5 kWh odpovídá instalaci o výkonu 3 až 5 kWp; u střech s výkonem 10 kWp je vhodnější plánovat 10 až 20 kWh.

Mnoho domácností podceňuje noční spotřebu. Lednice spotřebuje za 24 hodin 0,5 až 1 kWh, router s LED osvětlením dalších 0,5 kWh, oběhové čerpadlo topení a řízení nabíjení dalších 0,5 kWh. Dohromady je to 2 až 3 kWh za noc - ještě než se z baterie začne vědomě napájet jakékoli zařízení.

Rozdíl mezi vlastní spotřebou a záložním napájením se často chápe nesprávně. Vlastní spotřeba znamená, že úložiště denně používáte jako vyrovnávací zásobník mezi výrobou solární energie a spotřebou domácnosti. Záložní napájení znamená, že systém při výpadku převezme napájení celého domu nebo jeho části. Pro záložní napájení je nutný hybridní střídač s přepínacím relé, nestačí pouze nabíječka.

Napětí sběrnice 48V se u domácích úložišť prosadilo, protože při příslušných výkonech 2 až 5 kW stále pracuje s přijatelnými proudy. Sestava 24V by při 5 kW odebírala přes 200 A a vyžadovala silnější kabely a dražší pojistky. 48V je tedy kompromisem mezi bezpečností, účinností a náklady na vedení.

Často se namítá, že LiFePO4 je dražší než olověné baterie. Při přepočtu na kilowatthodinu za celou životnost je to naopak: olověné baterie vydrží 500 až 1000 cyklů, LiFePO4 6000. V přepočtu na deset let je lithium-iontové úložiště za každou využitou kWh mnohem levnější, i když je pořizovací cena vyšší.

Kdo nahrazuje staré olověné úložiště, často zjistí, že využitelná kapacita je mnohem vyšší. Olověnou baterii lze používat jen do 50 % kapacity, aniž by rychle stárla; LiFePO4 snese 80 %. Úložiště LiFePO4 s kapacitou 5 kWh tak zhruba nahradí olověné úložiště s kapacitou 10 kWh při poloviční hmotnosti a bez kyseliny.

Nastavení hybridního střídače je nejdůležitějším faktorem úspěchu. Pokud je tam omylem nastavený profil 24V nebo olověné baterie, zařízení se nabíjí neúplně nebo příliš vysokým napětím, což poškozuje BMS. Správný profil LiFePO4 s napětím 51,2 V a koncovým nabíjecím napětím 58,4 V je proto třeba zkontrolovat před prvním uvedením do provozu.

Z hlediska životnosti je nabíjecí proud důležitou pákou. Kdo trvale nabíjí a vybíjí proudem 100 A, blíží se limitu specifikace a baterie rychleji stárne. Běžné používání s proudem 30 až 50 A - tedy jmenovitým - udržuje články v bezpečném rozmezí a je dimenzované na 10 let provozu.

Nástěnná montáž má podceňovanou bezpečnostní výhodu: baterie je zavěšená vysoko, mimo dosah dětí a domácích mazlíčků, a nestojí na podlaze, kde by při škodách způsobených vodou všechno zmoklo. Mezera 5 cm zajišťuje proudění vzduchu mezi zařízením a stěnou.

Pro nájemníky je nástěnné úložiště jednou z možností, protože ho lze při stěhování demontovat a vzít s sebou, aniž by se budova trvale upravovala. U vestavby do podlahy nebo sklepního úložiště je uvedení do původního stavu pracnější a často zůstává po prodeji na místě.

Ve srovnání s řešením bez úložiště se vlastní spotřebou ušetří především na drahých odpoledních a nočních tarifech. Výkupní sazba za dodávku do sítě v Evropě klesla na 6 až 10 centů, zatímco cena elektřiny pro domácnosti se pohybuje mezi 30 a 40 centy. Díky tomuto rozdílu se úložiště vyplatí.

Sestava s 5kWh úložištěm a hybridním střídačem o výkonu 5 kW je standardní konfigurací pro většinu instalací o výkonu 3 až 5 kWp. Kdo později rozšíří systém na 10 kWh, jednoduše připojí druhou jednotku GSIKE paralelně, aniž by musel měnit profil střídače - stačí nastavit adresy pro paralelní zapojení.

Technické podrobnosti: hloubka vybití, účinnost, teplota, paralelní zapojení

Hloubka vybití a životnost: 6000 cyklů platí při 80% DoD a 25 stupních. Při menším rozsahu vybití (40 až 90 %) vydrží baterie znatelně déle; každodenní vybíjení na 10 % se blíží dolní hranici. Je lepší naplánovat o jednu jednotku navíc, než každou noc baterii vybít úplně.

Účinnost a účinnost celého cyklu: samotný článek dosahuje 95 až 98 %, ale kvůli BMS, střídači a kabeláži klesá celková účinnost na 88 až 92 %. Z 5 kWh uložených přes den získáte večer ze zásuvky přibližně 4,5 kWh. Při dimenzování s touto ztrátou počítejte.

Teplota a snížení výkonu: skladování je povoleno v rozmezí -10 až 50 stupňů, ale nejdelší životnosti dosahuje baterie při 15 až 25 stupních. Dlouhodobé teploty nad 40 stupňů urychlují stárnutí článků, mráz snižuje kapacitu; nabíjení pod 0 stupňů je bez vyhřívání nepřípustné.

Paralelní zapojení a BMS: více bateriových bloků komunikuje přes duální port RS485, přičemž každý řídí vlastní nabíjecí proud. Důležitý je stejný model, vyvážené nabití a správná adresa DIP přepínače; celkovou kapacitu určuje nejslabší řetězec.

Uvedení do provozu a údržba: po montáži zapněte BMS, spusťte střídač a sledujte LCD. Údržba spočívá v každoroční vizuální kontrole svorek a ventilačních otvorů; na rozdíl od olověného akumulátoru není potřeba kyselina ani vyrovnávací nabíjení.

Záruka a dodání: tříletá záruka při návrhové životnosti přibližně deset let. Balení obsahuje nástěnný držák, hmoždinky, napájecí kabel, komunikační kabel a návod. Doprava je zdarma, zpracování objednávky trvá 1 až 3 dny, přeprava 2 až 7 dní, lhůta na vrácení je 30 dní.

Shrnutí

Kdo četl předchozí oddíly, zná tři hlavní zásady: využitelná kapacita místo jmenovité hodnoty, trvalý výkon místo špičkového a správné nastavení 51,2 V ve střídači. Podle těchto tří kritérií lze během několika minut posoudit jakoukoli nabídku - ať už jde o GSIKE, Pylontech, LiTime, nebo neznámou značku.

GSIKE FixWall se záměrně prezentuje jako základní 5kWh nástěnný balíček: záměrně se obešel bez aplikace a vyhřívání, aby udržel cenu pod 900 eur, a boduje dvouletým vyřizováním reklamací prostřednictvím prodejce, dopravou zdarma a 30denní lhůtou na vrácení.

Z dlouhodobého hlediska není instalace rentabilní díky samotnému úložišti, ale díky rozdílu mezi vlastní spotřebou a odběrem ze sítě. Při ceně elektřiny pro domácnosti 30 až 40 centů a výkupní ceně přetoků 6 až 10 centů je tato marže dostatečně velká na to, aby se úložiště s kapacitou 5 kWh zaplatilo za méně než deset let.

Bez ohledu na zakoupený model platí, že nejlepší investicí je realistické plánování. O něco větší úložiště, které se vybíjí jen částečně, vydrží déle než malé, které se každý den vybíjí až na doraz. To je nejdůležitější ponaučení ze všech tabulek a srovnání.

Kdo váhá mezi jednou a dvěma jednotkami, měl by začít s jednou a později systém rozšířit: 51,2V sběrnice umožňuje paralelní rozšíření bez změny profilu a přidání druhého akumulátoru spočívá v jeho upevnění, propojení a nastavení adresy. Tak se v počáteční fázi vyhnete předimenzování.

A nakonec praktická stránka instalace: připojení k síti přenechte elektrikáři, ale nástěnný držák a stejnosměrnou kabeláž zvládnou dva lidé bez problémů. O tom, zda úložiště skutečně dosáhne slibovaných 6000 cyklů, nakonec rozhoduje čistá, rovná montáž a správně nastavený profil 58,4 V.

Volba GSIKE je tedy především volbou osvědčené bezúdržbové nástěnné baterie s kapacitou 5 kWh za příznivou cenu, bez zbytečných funkcí aplikace nebo vytápění, které nevyužijete a které cenu jen navyšují. Kdo tyto funkce chce, zvolí dražšího konkurenta.

Jinými slovy: pro nizozemský trh je to nejpřímější způsob, jak z prázdného sklepa nebo nevyužité zdi vytvořit energeticky soběstačný systém - za předpokladu, že baterii o hmotnosti 44 kg správně zavěsíte a střídač bude podporovat správný profil.

Závěr: Správně namontovaná nástěnná baterie s dobře nastaveným profilem 58,4 V bude mnoho let spolehlivě a téměř bezúdržbově sloužit; rozhodujícími kroky jsou příprava podkladu, zapojení a nastavení komunikačního protokolu. Kdo tyto tři kroky pečlivě provede a bude se řídit návodem, nebude se o baterii muset mnoho let téměř vůbec starat; postačí jednou ročně vizuálně zkontrolovat svorky, upevnění ke zdi a ventilační štěrbiny, což zabere minimum času. Stručně řečeno: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah = 5,12 kWh nástěnného úložiště za 849,99 eura, 6000 cyklů, RS485/CAN, až 16 jednotek paralelně.

Závěr

Časté dotazy

Zdroje a údaje

1. Chemie LiFePO4 a chování v cyklech — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery
2. Jak funguje regulátor nabíjení MPPT — https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_point_tracking
3. Hloubka vybití a životnost cyklů — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery
4. BMS a vyvažování článků — https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_management_system
5. Komunikace CAN-BUS a RS485 — https://en.wikipedia.org/wiki/RS-485
6. Označení CE a směrnice RoHS — https://ec.europa.eu/environment/topics/waste-and-recycling/rohs-directive_en
7. Certifikace pro přepravu UN38.3 — https://untrustedrisk.org/wp-content/uploads/2019/07/UN38.3-Test-Summary.pdf
8. Základy domácího úložiště pro ostrovní systémy — https://en.wikipedia.org/wiki/Home_energy_storage

Další průvodci a srovnání

Přejít přímo k modelu: GSIKE 51,2V 100Ah 5,12kWh.

Před výběrem 48V domácí baterie LiFePO4 vždy porovnejte využitelnou kapacitu v kWh, limit trvalého proudu 50 A/2560 W, 6000 cyklů při 80% DoD a cenu.