Dimenzování domácího akumulátoru 48 V: kWh, paralelně zapojené nástěnné sady 5,12 kWh, vlastní spotřeba versus záložní napájení s GSIKE

Dimenzování: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah je štíhlý nástěnný domácí akumulátor LiFePO4 ve třídě 48 V: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, jmenovitý výkon 50 A = 2560 W nepřetržitě, maximálně 100 A = 5120 W krátkodobě, provozní napětí 43,2 až 58,4 V, konečné nabíjecí napětí 58,4 V, 6000 cyklů při 80 % DoD, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 a CAN a až 16 jednotek zapojených paralelně pro kapacitu 81,92 kWh. Jde o baterii, nikoli o měnič, a připojuje se k samostatnému hybridnímu měniči 48 V. Tento průvodce ukazuje, jak vypočítat správnou kapacitu akumulátoru v kWh a správný počet paralelně zapojených nástěnných sad GSIKE.

Dimenzování začíná denní spotřebou energie v kWh. Při spotřebě 10 kWh denně a 60% pokrytí z akumulátoru potřebujete využitelnou kapacitu 6 kWh; při 20% rezervě plánujte přibližně 7,5 kWh instalované kapacity, tedy jednu až dvě jednotky s kapacitou 5,12 kWh.

Při vlastní spotřebě se akumulátor přes den nabíjí přebytky solární energie a v noci vybíjí - jeden cyklus denně, často stačí jedna jednotka. U záložního napájení plánujete autonomii na několik dní bez slunce: jeden den bez sítě vyžaduje 3 až 5 kWh, tedy raději 10 až 20 kWh ze dvou až čtyř sad.

Paralelní škálování: jedna jednotka má kapacitu 5,12 kWh, dvě 10,24 kWh, čtyři 20,48 kWh, osm 40,96 kWh a šestnáct 81,92 kWh. Protože úložiště je už ve třídě 48 V, zapojuje se vždy paralelně, nikdy sériově; sériové zapojení by nebylo přípustné z elektrických důvodů ani z hlediska BMS.

Z ekonomického hlediska se úložiště vyplatí v závislosti na výkupní slevě a ceně elektřiny v domácnosti. Při ceně elektřiny 30 centů a vlastní spotřebě 50 % se investice vrátí za méně než deset let, podle výše podpory; životnost 6000 cyklů je stanovena právě na tuto dobu.

Základní údaje pro další výpočty

Krok 1: zmapování denní spotřeby

Měřte svou denní spotřebu po dobu jednoho měsíce nebo se podívejte na účet za elektřinu. Rodinný dům spotřebuje 8 až 15 kWh denně, byt 5 až 8 kWh. Podle toho určíte část, kterou chcete pokrýt z úložiště - obvykle 50 až 70 %.

Krok 2: určení počtu dnů soběstačnosti

Pokud chcete večer využívat pouze přebytečnou solární energii, stačí jedna jednotka. Pokud chcete zvládnout den bez sítě, počítejte se základní spotřebou 3 až 5 kWh; na dva dny bez slunce dává smysl 10 až 20 kWh, tedy dvě až čtyři jednotky GSIKE.

Krok 3: využití paralelního škálování

Jedna jednotka má kapacitu 5,12 kWh, dvě 10,24 kWh, čtyři 20,48 kWh, osm 40,96 kWh a šestnáct 81,92 kWh. Protože úložiště je už ve třídě 48 V, zapojuje se paralelně, nikdy sériově. Kapacita v ampérhodinách se zvyšuje, napětí zůstává 51,2 V.

Krok 4: dimenzování měniče

Jedna jednotka poskytuje trvale 2560 W; pro měnič 5 kW jedna jednotka nestačí. Pro měnič 5 kW počítejte alespoň se dvěma jednotkami zapojenými paralelně a nastavte profil baterie na LiFePO4 51,2 V s koncovým nabíjecím napětím 58,4 V.

Pro jaké použití je toto úložiště dimenzováno

Ať už jde o vlastní spotřebu, záložní napájení, rekreační dům nebo mobilní instalaci: nástěnné úložiště s kapacitou 5,12 kWh nahradí několik těžkých olověných baterií jedním bezúdržbovým zařízením. Ve srovnání se 150 kg olověných baterií se stejnou kapacitou lze 44 kg zavěsit na zeď.

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

Stupeň krytí IP54 znamená prachotěsnost a odolnost proti stříkající vodě, nikoli vodotěsnost. Suchá garáž nebo sklep jsou bez problémů, koupelna nebo nekryté venkovní místo bez střechy nikoli.

U průřezu kabelu platí: čím delší je kabel mezi baterií a měničem, tím silnější musí být, aby ztráta napětí zůstala pod 1 %. Při 50 A a délce 5 metrů stačí 25 čtverečních milimetrů, při delší vzdálenosti se průřez zvětšuje.

Mezi baterií a měničem je povinný hlavní bateriový vypínač nebo pojistka. Chrání před zkratem v kabelu a umožňuje bezpečnou údržbu.

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

Kdo používá tepelné čerpadlo nebo elektrické topné těleso, potřebuje výrazně větší kapacitu úložiště než domácnost se světly a chladničkou. Tyto spotřebiče mají odběr několika kilowattů a často jsou důvodem, proč úložiště s kapacitou 5 kWh nestačí.

V létě se úložiště často rychle nabije naplno, protože je více sluneční energie; zkouškou je zima. Dimenzování, které stačí v zimě, vystačí v létě ještě lépe, protože baterii vybíjíte celé cykly.

Cena za kilowatthodinu kapacity úložiště činí u GSIKE přibližně 166 eur, u Pylontechu přibližně 150 eur (ale s menší kapacitou) a u generických neznačkových produktů méně než 100 eur bez servisu. Srovnání pomůže při posouzení celého balíčku.

U dotací platí, že podpora domácích solárních úložišť se liší podle regionu a data. Sleva 300 až 500 eur na úložiště s kapacitou 5 kWh je možná; před nákupem se informujte u provozovatele distribuční soustavy.

Měřič energie nebo hybridní měnič zaznamenává spotřebu. Kdo ji měří celý měsíc, přesně ví, kolik kWh potřebuje večer bez slunce, a dimenzuje úložiště podle toho místo odhadování.

LiFePO4 je z hlediska bezpečnosti lepší než olověné baterie: žádná kyselina, žádný výbušný plyn, žádné úniky. Baterie je však zavěšená na zdi a měla by být chráněna před nárazy a přímým kontaktem s vodou, jak předepisuje krytí IP54.

Podrobnější přehled dimenzování, napětí sběrnice a životnosti

Na otázku správné kapacity úložiště lze odpovědět také podle výkonu solární elektrárny. Instalace o výkonu 5 kWp vyrobí za dobrého letního dne přibližně 25 kWh, zatímco za špatného zimního dne často jen 3 až 5 kWh. Úložiště s kapacitou 5 kWh dobře pojme přebytek z dobrého dne, ale za chudého zimního slunečního svitu se využije až příliš. Pointa: 5 kWh se hodí k instalaci o výkonu 3 až 5 kWp; u střech s výkonem 10 kWp raději počítejte s 10 až 20 kWh.

Mnoho domácností podceňuje noční spotřebu. Chladnička spotřebuje za 24 hodin 0,5 až 1 kWh, router a LED osvětlení dalších 0,5 kWh, řízení tepelného čerpadla a nabíjení dalších 0,5 kWh. Dohromady je to 2 až 3 kWh za noc - ještě než začnete některý spotřebič záměrně napájet z baterie.

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

Napětí sběrnice 48 V se v domácích bateriových úložištích prosadilo, protože při běžných výkonech 2 až 5 kW stále pracuje s přijatelnými proudy. Systém 24 V by při výkonu 5 kW odebíral už přes 200 A, vyžadoval silnější kabely a dražší pojistky. 48 V je tedy kompromisem mezi bezpečností, výkonem a náklady na kabeláž.

Často se namítá, že LiFePO4 je dražší než olověné baterie. V přepočtu na kilowatthodinu za dobu životnosti je tomu naopak: olověné baterie vydrží 500 až 1000 cyklů, LiFePO4 6000. Za deset let vyjde lithium-iontová baterie na jednu využitou kWh mnohem levněji, i když je její pořizovací cena vyšší.

Kdo vymění starou olověnou baterii, často zjistí, že využitelná kapacita je mnohem vyšší. Olověnou baterii lze používat jen do 50 %, aby rychle nestárla; LiFePO4 snese 80 %. 5kWh baterie LiFePO4 tedy zhruba nahradí 10kWh olověnou baterii, a to s poloviční hmotností a bez kyseliny.

Nastavení hybridního měniče je nejdůležitějším faktorem úspěchu. Pokud je omylem nastaven profil pro 24 V nebo olověnou baterii, zařízení se nabíjí neúplně nebo při příliš vysokém napětí a poškodí se BMS. Správný profil LiFePO4 s napětím 51,2 V a konečným nabíjecím napětím 58,4 V je proto nutné zkontrolovat před prvním uvedením do provozu.

Z hlediska životnosti je nabíjecí proud důležitým faktorem. Kdo neustále nabíjí a vybíjí proudem 100 A, blíží se limitu specifikace a baterie rychleji stárne. Při běžném používání s proudem 30 až 50 A - tedy při jmenovitém proudu - zůstávají články v bezpečném provozním rozsahu a baterie je navržena na 10 let používání.

Nástěnná montáž má podceňovanou bezpečnostní výhodu: baterie visí vysoko a mimo dosah dětí a domácích mazlíčků a nestojí na podlaze, kde by při vytopení všechno zmoklo. Pěticentimetrová mezera zajišťuje proudění vzduchu mezi zařízením a stěnou.

Pro nájemníky je nástěnná baterie jednou z možností, protože ji lze při stěhování demontovat a odvézt s sebou, aniž by došlo k trvalým změnám v budově. U podlahové instalace nebo baterie ve sklepě je uvedení do původního stavu pracnější a při prodeji často zůstávají na místě.

Ve srovnání se síťovým řešením bez baterie šetří vlastní spotřeba především na drahých poledních a nočních tarifech. Výkupní sazba v Evropě klesla na 6 až 10 centů, zatímco cena elektřiny pro domácnosti činí 30 až 40 centů. Díky tomuto rozdílu se baterie vyplatí.

Sada 5kWh baterie a 5kW hybridního měniče je standardní konfigurací pro většinu instalací s výkonem 3 až 5 kWp. Kdo později rozšíří kapacitu na 10 kWh, jednoduše paralelně připojí další GSIKE, aniž by musel měnit profil měniče - stačí nastavit paralelní adresy.

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

Hloubka vybití a životnost: 6000 cyklů platí při 80 % DoD a 25 stupních. Při mělkém vybíjení (40 až 90 %) vydrží baterie znatelně déle; každodenní vybíjení na 10 % se blíží spodní hranici. Raději naplánujte jednu jednotku navíc, než abyste každou noc vybíjeli baterii úplně.

Výkon a účinnost celého cyklu: samotný článek dosahuje účinnosti 95 až 98 %, ale kvůli BMS, střídači a kabelům klesá celková účinnost na 88 až 92 %. Z 5 kWh denně získáte večer ze zásuvky přibližně 4,5 kWh. Při dimenzování tento pokles zohledněte.

Teplota a snížení výkonu: úložiště je specifikováno pro teploty od -10 do 50 stupňů, ale nejdelší životnosti dosahuje při 15 až 25 stupních. Trvalé teploty nad 40 stupňů urychlují stárnutí článků, mráz snižuje kapacitu; nabíjení pod 0 stupňů bez vyhřívání není povoleno.

Paralelní zapojení a BMS: jednotlivé bateriové moduly spolu komunikují přes sdílený port RS485 a každý řídí vlastní nabíjecí proud. Důležité jsou shodný model, podobná úroveň nabití a správná adresa DIP přepínače; celkovou kapacitu určuje nejslabší řetězec.

Uvedení do provozu a údržba: po montáži zapněte BMS a střídač a sledujte LCD displej. Údržba spočívá v každoroční vizuální kontrole svorek a větracích otvorů; na rozdíl od olověné baterie není potřeba kyselina ani vyrovnávací nabíjení.

Záruka a dodání: tříletá záruka při projektované životnosti přibližně deset let. Balení obsahuje nástěnný držák, šrouby, napájecí kabel, komunikační kabel a návod. Doprava zdarma, vyřízení objednávky za 1 až 3 dny, přeprava za 2 až 7 dní, možnost vrácení do 30 dnů.

Shrnutí

Kdo četl předchozí části, zná tři klíčová hlediska: využitelná kapacita namísto jmenovité hodnoty, trvalý výkon namísto špičkového a správné nastavení 51,2 V ve střídači. Podle těchto tří měřítek lze během několika minut posoudit jakoukoli nabídku, ať už jde o GSIKE, Pylontech, LiTime, nebo neznačkový produkt.

GSIKE FixWall se záměrně profiluje jako základní 5kWh nástěnná sestava: nemá aplikaci ani tepelnou podložku, aby udržela cenu pod 900 eur, a boduje dvouletým vyřízením reklamace přes prodejce, dopravou zdarma a 30denní lhůtou na vrácení.

Instalace se z dlouhodobého hlediska nevyplatí jen díky samotnému úložišti, ale díky rozdílu mezi vlastní spotřebou a dodávkou do sítě. Při ceně elektřiny pro domácnosti 30 až 40 centů a výkupní ceně 6 až 10 centů je tento rozdíl dost velký na to, aby se 5kWh úložiště zaplatilo za méně než deset let.

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

Kdo váhá mezi jednou a dvěma jednotkami, obvykle začne s jednou a později systém rozšíří: sběrnice 51,2 V umožňuje paralelní rozšíření bez změny konfigurace a přidat další jednotku znamená ji upevnit, propojit a nastavit její adresu. Tak se na začátku vyhnete předimenzování.

Nakonec instalační praxe: připojení k síti svěřte elektrikáři, ale nástěnný držák a stejnosměrnou kabeláž zvládnou dva lidé. O tom, zda úložiště dosáhne slibovaných 6000 cyklů, rozhodne čistá montáž na rovný povrch a správně nastavený profil 58,4 V.

Volba GSIKE je tedy především volbou osvědčeného, bezúdržbového nástěnného balíčku s kapacitou 5 kWh za výhodnou cenu, bez zbytečných funkcí aplikace nebo vytápění, které nevyužijete a které cenu jen zvyšují. Kdo tyto funkce chce, vědomě si vybere dražší konkurenční produkt.

Jinými slovy: pro dánský trh je to nejpřímější způsob, jak přejít od prázdného sklepa nebo nevyužité zdi k energetickému systému s vlastní výrobou a ukládáním energie - za předpokladu, že 44 kg těžkou jednotku pevně připevníte a měnič podporuje správný profil.

Ještě jedna praktická poznámka: mnoho otázek, které kupující kladou před nákupem, se v zásadě týká stejných tří čísel - 51,2 V, 5,12 kWh a 58,4 V. Když těmto třem číslům porozumíte, zbytek specifikací zapadne na své místo a srovnání s konkurenčními modely bude přehledné, nikoli nepřehledné.

Proto doporučujeme tato čísla zapsat a mít je po ruce u každého popisu produktu: napětí určuje měnič a nabíječku, kapacita určuje délku autonomie a konečné nabíjecí napětí určuje, zda je vaše stávající zařízení vůbec kompatibilní. Díky tomuto přístupu se vyhnete většině nákladných chybných nákupů v této oblasti.

Nakonec je třeba zmínit praktickou stránku nákupu: doprava zdarma, 30denní lhůta na vrácení a tříletá záruka činí tento balíček méně riskantním než zcela anonymní značka bez zajištěného servisu. V kombinaci se skutečnými recenzemi kupujících jsou tu podmínky pro jisté rozhodnutí. Kdo si postupně přečte čtyři redakční články - žebříček, srovnání, dimenzování a instalaci - získá ucelený přehled a může si vybrat bez dohadů a bez zbytečného rizika chybného nákupu.

Závěrečný verdikt: Jedna jednotka pro napájení přes noc, dvě na den autonomie, až šestnáct pro vysokou spotřebu: paralelní zapojení jednotek GSIKE se přizpůsobuje poptávce. Závěr: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah = 5,12 kWh na zdi za 849,99 eura, 6000 cyklů, RS485/CAN, až 16 jednotek paralelně.

Často kladené otázky

Související průvodci - redakce GSIKE 48V-5kWh

Závěrečný verdikt

Často kladené otázky

Zdroje a údaje

1. Chemie LiFePO4 — https://wikipedia.org
2. Přehled BMS — https://wikipedia.org
3. Domácí baterie / elektroměr — https://wikipedia.org
4. Paralelní bateriová sestava — https://wikipedia.org
5. Rozhraní CAN-BUS — https://wikipedia.org
6. Hybridní střídač 48 V — https://wikipedia.org

Průvodci a srovnání

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

Porovnejte 5120 Wh, jmenovitý výkon 2560 W, RS485/CAN, 6000 cyklů a paralelní zapojení až do 81,92 kWh, než si vyberete domácí baterii 48 V.