Jak dimenzovat ostrovní solární systém 6,2 kW/48 V v Evropě s GSIKE: výpočty pro FV, baterii LiFePO4 a kabely 48 V
Trvalý výkon 6200 W (6200 VA) · špičkový výkon 12400 VA (2,0×) · čistá sinusová vlna 230 V / 50 Hz · bateriová sběrnice 48 V (LiFePO4 51,2 V) · jediná solární nabíječka MPPT 120 A · FV 60–500 V DC, panely až do 6500 W · nabíječka střídavým proudem 80 A / celkový nabíjecí proud 120 A · bez možnosti paralelního provozu · sleva ~39,9 %, cena 309,99 EUR
Stručná odpověď: dimenzování ostrovního systému 6,2 kW / 48 V vychází z denní spotřeby ve watthodinách a noční zátěže, nikoli z příkonu uvedeného v katalogu. Pro evropský rodinný dům, menší farmu nebo velký rekreační dům se spotřebou přibližně 10 kWh denně a požadavkem na dva dny autonomie vychází bateriová banka LiFePO4 48 V s kapacitou přibližně 520,8 Ah při 48 V (488,3 Ah při skutečném jmenovitém napětí LiFePO4 51,2 V), fotovoltaické pole o výkonu přibližně 3,81 kWp, zaokrouhlené na ~4 kWp pomocí 12–14 běžných panelů s výkonem 450–550 W, a měděné bateriové kabely 48 V o průřezu 25 mm² při délce 2 m / úbytku 1 % nebo 16 mm² při délce 5 m / úbytku 3 % (25 mm² pro rezervu při plném nabíjecím proudu). Výstupní výkon měniče GSIKE 6,2 kW 48 V je omezen na 6200 W trvale a 12400 VA při špičce; tyto pevné limity nelze překročit přidáním dalších panelů.
Měnič GSIKE 6,2 kW 48 V: specifikace, cena a recenzeNejprve volba napětí – proč systém s výkonem 6,2 kW používá 48 V, nikoli 24 V
Nejdražší chybou při instalaci systému mimo síť je dimenzovat součásti podle údajů v prospektu místo podle skutečné souběžné zátěže. Než začnete cokoli počítat, mějte na paměti, že jednotka GSIKE pracuje se sběrnicí 48 V (fyzicky jde o baterii LiFePO4 s napětím 51,2 V a 16 články), nikoli 12 V nebo 24 V.
Pravidlo výběru napětí se opakuje v každém průvodci dimenzováním solární soustavy: přibližně 1–2 kW se hodí pro 12 V, přibližně 2–4 kW pro 24 V a od zhruba 6 kW výše potřebujete 48 V. Při 6,2 kW by 24V sběrnicí protékalo téměř 350 A, což vyžaduje přípojnice tlusté jako vodovodní trubky a měděné přívody o průřezu 70 mm². Sběrnice 48 V tento proud zhruba rozpůlí, a právě proto tato výkonová třída používá 48 V.
Pro rychlé srovnání: při plném výstupním výkonu 6200 W je proud na 48V sběrnici I = P ÷ V = 6200 W ÷ 48 V = 129.2 A (ideální hodnota, bez započítání účinnosti). Při stejné výkonové úrovni a sběrnici 24 V by to bylo 6200 ÷ 24 = 258.3 A — téměř přesně dvojnásobek. Snížením proudu na polovinu se potřebný průřez kabelu zmenší na polovinu a tepelné ztráty ve vedení se také sníží na polovinu.
To je zároveň skutečný limit: sběrnice 48 V při ~137 A vysvětluje, proč je systém s výkonem 6,2 kW výkonnostně dostačující, zatímco jedinou 48V jednotku nelze zapojit paralelně — pokud váš současný špičkový příkon stále přesahuje 6200 W, správným řešením je jiná třída měniče nebo model umožňující paralelní zapojení, nikoli silnější 48V kabely u této jediné jednotky.
Všech pět stejných vzorců se používá v každém z následujících kroků. Můžete do nich dosadit vlastní spotřebiče a celý systém znovu zkontrolovat v tabulce.
1. Denní spotřeba energie [Wh] = příkon spotřebiče [W] × počet hodin používání za den [h].
2. Energie baterie [Wh] = jmenovité napětí [V] × kapacita [Ah].
3. Využitelná kapacita ve Wh = jmenovitá kapacita ve Wh × hloubka vybití (pro LiFePO4 používáme 0,8).
4. Jmenovitá kapacita [Ah] = denní spotřeba v Wh × počet nocí autonomie ÷ DoD ÷ napětí sběrnice [V].
5. Průřez kabelu: A = (2 × jednosměrná délka [m] × proud [A]) ÷ (κ × ΔV), kde vodivost mědi κ = 56 m/(Ω·mm²) a ΔV je povolený úbytek napětí ve voltech.
Limit nabíjení ze solárních panelů: jediná nabíječka MPPT má jmenovitý proud 120 A, takže teoretický nabíjecí výkon ze solárních panelů je 120 A × 48 V = 5760 W (při udržovacím napětí 54 V je to ~6480 W). Nad tuto hodnotu další panely nabíjecí proud nezvýší — přebytečná energie teče přímo do spotřebičů, které jsou v provozu kolem poledne.
Krok 1 — Bilance watthodin pro evropskou domácnost
Evropská domácnost, větší rekreační dům, fungující malá farma nebo domácí kancelář bez elektrického vytápění celého domu obvykle spotřebuje 8–12 kWh za den. Referenční příklad v tomto průvodci počítá s hodnotou 10 kWh/den — kombinovanou lednicí s mrazákem a truhlicovým mrazákem, LED osvětlením, pračkou a myčkou nádobí, elektronikou, občasným použitím rychlovarné konvice nebo mikrovlnné trouby, vodním čerpadlem a jedním vařeným jídlem denně.
Denní bilance spotřeby (referenční sestava 10 kWh/den)
| Spotřebič | Výkon | Hodiny/den | Spotřeba energie/den | Poznámky |
|---|---|---|---|---|
| LED osvětlení (12×9 W) | 108 W | 5 h | 540 Wh | Večery |
| Kombinovaná lednice s mrazákem (prům.) | 120 W | 24 h | 2880 Wh | Kompresor, rozběhový proud 3–5× vyšší |
| Truhlicový mrazák (prům.) | 90 W | 24 h | 2160 Wh | Také cyklický provoz, ne nepřetržitý |
| Pračka | 500 W | 1 h | 500 Wh | Topné těleso, provoz přes den |
| Myčka nádobí | 450 W | 1 h | 450 Wh | Provoz za slunečného poledne |
| Elektronika: router, TV, notebooky, nabíječky | 110 W | 6 h | 660 Wh | Vyžaduje čistou sinusovku |
| Rychlovarná konvice / mikrovlnná trouba (občas) | 1200 W | 0.5 h | 600 Wh | Krátké výkonné impulzy |
| Tlakové čerpadlo / vodní čerpadlo | 500 W | 0.4 h | 200 Wh | Indukční rozběhový proud |
| Varná deska / trouba (jedno jídlo) | 1800 W | 0.8 h | 1440 Wh | Rozloženo během dne |
| Různé telefony a malá zařízení | 35 W | 10 h | 350 Wh | Nepřetržitý provoz |
| Denní součet | — | — | ≈ 9780 Wh | ≈ 10 kWh/den |
Důležitý je počet nocí bez slunce. Po západu slunce fotovoltaické panely přestanou vyrábět a jediným zdrojem se stane baterie. U této sestavy s kapacitou 10 kWh činí noční spotřeba (přibližně od 19:00 do 07:00) asi 3,5–5 kWh — převažuje spotřeba dvou mrazáků a lednice spolu se spotřebou elektroniky v pohotovostním režimu.
Zohledněte okamžitý příkon, nejen denní průměr. Rychlovarná konvice s příkonem 1200 W, varná deska s příkonem 1800 W a právě spouštějící se kompresor lednice se rychle blíží limitu 6200 W. Proto majitelé ostrovních systémů rozkládají vaření do různých časů a nikdy současně nepoužívají konvici a troubu. Přepětí 12400 VA (2,0×) je vyhrazeno pro rozběh motorů, například čerpadel kompresorů a motorů lednic, nikoli pro trvalý příkon při vaření.
Krok 2 — Dimenzování baterie LiFePO4: DoD 80 % a dva dny soběstačnosti
Měnič GSIKE se používá s 48V bloky LiFePO4 (fyzicky 51,2 V) a komunikuje s BMS přes RS485. Chemické složení lithium-železo-fosfátové baterie je navrženo pro hloubku vybití 80 % — při této hodnotě je zaručena dlouhá životnost v počtu cyklů. V jednom cyklu nikdy neodeberete více než 80 % jmenovité energie bloku.
Výpočet pro výchozí hodnoty — 10 kWh/den, dva dny soběstačnosti
1. Potřebná využitelná energie = 10 kWh × 2 noci = 20 kWh využitelné energie. Dvě noci znamenají, že bateriová sestava musí zvládnout celý den bez slunečního svitu a následnou noční spotřebu.
2. Jmenovitá kapacita při DoD 0,8 = 20 kWh ÷ 0,8 = 25 kWh jmenovitě. Protože lze využít pouze 80 %, musí být jmenovitá kapacita instalované baterie vyšší než požadovaná využitelná kapacita.
3. Přepočet na ampérhodiny při napětí sběrnice 48 V = 25 000 Wh ÷ 48 V ≈ 520,8 Ah.
4. Při skutečném jmenovitém napětí LiFePO4 51,2 V = 25 000 Wh ÷ 51,2 V ≈ 488,3 Ah. Uvádíme, jaké napětí používáme: hodnota 520,8 Ah v nadpisu je vypočítaná z označení 48 V; skutečná bateriová sestava LiFePO4 s napětím 51,2 V uchovává stejných 25 kWh při kapacitě přibližně 488,3 Ah. Při nákupu zkontrolujte jmenovité napětí baterie na štítku a při výpočtu použijte tuto hodnotu.
Jak to vychází u skutečných paralelně zapojených racků
| Sestava | Konfigurace racku | Jmenovitá energie | Využitelná energie při DoD 80 % | Doba soběstačnosti |
|---|---|---|---|---|
| Minimum (1 noc) | 2 × 51,2 V 100 Ah | ≈ 10,2 kWh | ≈ 8,2 kWh | ≈ 1 slunečný den + 1 krátká noc |
| Referenční sestava (2 noci) | 3 × 51,2 V 200 Ah (= 600 Ah) | ≈ 30,7 kWh | ≈ 24,6 kWh | 2 noci při 10 kWh/den, s rezervou na zimu |
| Lehké používání na chatě (6 kWh, 1 noc) | 1 × 51,2 V 200 Ah | ≈ 10,2 kWh | ≈ 8,2 kWh | Pouze nouzově / na chatu |
Pro referenční sestavu s kapacitou 10 kWh je praktickou konfigurací paralelní zapojení tří rackových modulů LiFePO4 51,2 V 200 Ah: přibližně 600 Ah a jmenovitě 30,7 kWh, tedy zhruba 24,6 kWh využitelné energie. To s dostatečnou rezervou pokryje plánovaný cíl 20 kWh využitelné energie i během krátkých zimních dnů.
Moduly v racku zapojte paralelně, nikdy sériově — napětí sběrnice musí zůstat 48 V. Ke každému modulu veďte kabely stejně dlouhé, aby se proud rozděloval rovnoměrně, a nechte připojený kabel RS485 k systému BMS, aby měnič snímal stav nabití, teplotu a proudové limity. Měnič automaticky rozpozná běžné profily BMS Pylon/lithium přes RS485 a může aktivovat spící blok LiFePO4 z fotovoltaiky nebo ze vstupu střídavého proudu.
Kontrola nabíjecího proudu: Nabíječka MPPT s proudem 120 A představuje pro bateriovou sestavu 600 Ah šetrný nabíjecí proud 0,20 C; pro sestavu 400 Ah je to 0,30 C. Obě hodnoty jsou pro LiFePO4 zdravé nabíjecí proudy — nabíjecí stupeň 120 A bez problémů odpovídá bateriové sestavě 48 V s kapacitou 400–600 Ah a u tohoto měniče byste neměli kupovat bateriovou sestavu menší než přibližně 200 Ah.
Krok 3 — Dimenzování FV pole: výkon v kWp podle denní spotřeby při použití jednoho MPPT
Tato jednotka má jediný solární nabíječ MPPT (jeden sledovací kanál, 120 A, vstup 1×27 A), nikoli dva MPPT. Rozsah vstupního napětí FV je PV 60–500 V DC (pracovní rozsah MPPT 30–500 V DC), max. Voc 500 V DC a technický limit povoluje na straně pole až 6500 W panelů. Jde o horní limit výkonu panelů, nikoli o cílovou hodnotu. (V některých marketingových materiálech se uvádí 9000 W, ale návod, infografika i tabulka pro výběr FV systému se shodují na 6500 W — plánujte tedy na 6500 W.)
Ve většině Evropy činí celoroční průměr efektivních hodin špičkového slunečního svitu (PSH) asi 3.0–3.5 hodiny denně — na dalekém severu méně, ve Středomoří více. Zohledněte korekční faktor přibližně 0.75 pro ztráty způsobené teplotou, prachem, MPPT a kabeláží.
Výpočetní příklad — FV systém pro 10 kWh/den
Potřebný výkon v kWp = denní spotřeba ve Wh ÷ (PSH × korekční faktor) = 10000 Wh ÷ (3.5 × 0.75) = 10 ÷ 2.625 ≈ 3.81 kWp. Navrhněte výkon o něco vyšší kvůli zimní rezervě, tedy ~4 kWp — například osm panelů po 500 W nebo deset až dvanáct panelů po 400 W.
Počet panelů při pevném limitu výkonu FV pole 6500 W
| Scénář | Denní spotřeba | Teoretické kWp = spotřeba ÷ (3.5 × 0.75) | Praktické řešení |
|---|---|---|---|
| Nenáročná chata / kůlna | 6 kWh/den | 2.29 kWp | 2.5–3 kWp |
| Typická rodinná domácnost | 10 kWh/den | 3.81 kWp | ~4 kWp (8×500 W) |
| Rušná domácnost / domácí kancelář | 12 kWh/den | 4.57 kWp | 5 kWp — pozor na limit AC výkonu 6200 W |
| Pevný limit FV pole | — | Maximální výkon panelů 6500 W (jeden MPPT) | 6500 ÷ 550 W ≈ 12 panelů; 6500 ÷ 450 W ≈ 14 panelů |
Počet panelů při dosažení limitu: 6500 W ÷ 550 W = 11.8 → 12 panelů (6600 W) nebo 6500 W ÷ 450 W = 14.4 → 14 panelů (6300 W). Pole o výkonu 6500 W tedy tvoří 12–14 běžných modulů s výkonem 450–550 W, přičemž se dodrží limit Voc 500 V i vstupní limit 27 A na MPPT. Pro domácnost se spotřebou 10 kWh/den potřebujete jen ~4 kWp — zhruba osm panelů po 500 W — takže limit 6500 W není cílem návrhu.
Při ~4 kWp a účinnosti 0.95 by se do fáze nabíjení teoreticky dostalo asi 3800 W — bezpečně pod limitem solárního nabíjení 120 A × 48 V = 5760 W. To potvrzuje, že výkon pole je dobře zvolený: k napájení domácnosti se spotřebou 10 kWh/den nepotřebujete plných 6500 W panelů.
V průběhu roku vyrobí 1 kWp ve střední Evropě zhruba 850–1050 kWh (orientačně). Čtyři kWp vyrobí asi 3600 kWh ročně, v průměru ~10 kWh/den — téměř tolik, kolik potřebujete, s malou rezervou pro sezónní výkyvy.
Kontrola napětí stringu: zimní napětí naprázdno udržujte pod 500 V. Při typickém teplotním koeficientu Voc −0,30 %/°C a teplotě střechy −15 °C použijte pro Voc stringu korekční faktor chladu ×1.12. Počet panelů v sérii zvolte tak, aby napětí stringu za chladu zůstalo pod 500 V a Vmp za horkých dnů nad dolní hranicí 60 V.
Krok 4 — Průřez kabelu baterie 48 V: 25 mm² při 2 m, 16–25 mm² při 5 m
Při plném výstupním výkonu 6200 W je proud na 48V sběrnici I = P ÷ V = 6200 W ÷ 48 V = 129.2 A (ideální). Špičková účinnost je 94 %, takže skutečný proud na straně baterie je I = 6200 W ÷ (48 V × 0.94) = 6200 ÷ 45.12 ≈ 137.4 A. Právě tento proud 137.4 A musí bateriový kabel při plném zatížení přenést. Při 48 V je povolený úbytek napětí velký: 1 % z 48 V = 0.48 V a mírnější limit 3 % = 1.44 V.
Při použití vodivosti mědi κ = 56 m/(Ω·mm²) je minimální průřez A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV), přičemž faktor 2 zohledňuje, že proud teče tam i zpět kladným a záporným vodičem.
| Případ | Výpočet | Teoretický A | Zvolte měď |
|---|---|---|---|
| 2 m jedním směrem, úbytek 1 % (0.48 V), 129.2 A | (2 × 2 × 129.2) ÷ (56 × 0.48) = 516.8 ÷ 26.88 | ≈ 19.2 mm² | 25 mm² |
| 2 m jedním směrem, úbytek 1 %, 137.4 A (při 94 %) | (2 × 2 × 137.4) ÷ (56 × 0.48) = 549.6 ÷ 26.88 | ≈ 20.4 mm² | 25 mm² |
| 5 m jedním směrem, úbytek 3 % (1.44 V), 129.2 A | (2 × 5 × 129.2) ÷ (56 × 1.44) = 1292 ÷ 80.64 | ≈ 16.0 mm² | 16 mm² |
| 5 m jedním směrem, úbytek 3 %, 137.4 A (při 94 %) | (2 × 5 × 137.4) ÷ (56 × 1.44) = 1374 ÷ 80.64 | ≈ 17.0 mm² | 25 mm² pro rezervu |
Jednoduše řečeno: je-li baterie vedle měniče (1–2 m), měděný bateriový kabel o průřezu 25 mm² udrží úbytek pod 1 % při téměř plném zatížení. Pokud je bateriový stojan v samostatné místnosti a vedení měří 5 m, počítáte s úbytkem 3 % při ideálním proudu 129.2 A a zvolíte průřez 16 mm²; protože skutečný proud při plném zatížení je ale 137.4 A (účinnost 94 %), bezpečnější volbou pro 5 m je stále 25 mm², které poskytne rezervu a zajistí nižší zahřívání.
Porovnejte to se sběrnicí 24 V: při stejných 6200 W by jí procházel proud ~258 A a vyžadovala by přívodní kabely o průřezu nejméně 70 mm². Při 48 V je proud při plném zatížení ~137 A poloviční a povolený úbytek napětí je v absolutních voltech dvojnásobný (0.48 V oproti 0.24 V při 1 %). Proto stačí kabel baterie o průřezu ~25 mm² namísto kabelu s větším průřezem, který vyžaduje sběrnice s nižším napětím — právě proto se výkon 6.2 kW používá při 48 V.
Dimenzování pojistky: Hlavní DC pojistku umístěte co nejblíže ke kladnému pólu baterie, do utěsněného krytu. Orientační pravidlo je 1.25 × maximální proud vedením. Při proudu 137.4 A při plném zatížení to vychází na ≈ 172 A, takže standardní volbou je 175–200A DC pojistka (s odpovídajícím DC odpojovačem). Měděná kruhová kabelová oka zalisujte vhodným nástrojem — bez mezilehlých konektorů — protože při 137 A na 48V sběrnici se každý uvolněný spoj stává horkým místem.
Krok 5 — Strana střídavého proudu, 80A nabíječka a reálné limity
Měnič má dva AC výstupy (hlavní a sekundární, každý dimenzovaný na plných 6200 W), 230 V / 50 Hz. Hlavní výstup při 6200 W přenáší přibližně 6200 ÷ 230 ≈ 27 A, proto je pro přívod vhodný jistič typu C 32 A a proudový chránič 30 mA. Sekundární výstup se obvykle vyhrazuje pro důležité spotřebiče (lednice, router, osvětlení), které mají zůstat v provozu i během přepnutí.
AC vstup (síť nebo generátor) nabíjí baterii proudem až 80 A a celkový kombinovaný nabíjecí proud (solární + AC) je omezen na 120 A. Srovnání obou zdrojů nabíjení: solární MPPT s proudem 120 A (~5760 W při 48 V) je zdarma, ale závisí na počasí, zatímco AC nabíječka s proudem 80 A (~3840 W při 48 V) stojí peníze, ale funguje na požádání. Většině majitelů ostrovních systémů zajišťuje solární energie každodenní nabíjení a AC vstup baterii dobije až po delším období zataženého počasí. Pozor na správné rozdělení hodnot: údaj „PV a AC každý 120 A“ není správný — solární nabíjení má 120 A, AC nabíjení 80 A a celkem je to 120 A.
Realistická omezení, se kterými je třeba počítat. Toto zařízení lze používat pouze samostatně — nelze je zapojit paralelně ani vrstvit. Pevný trvalý výstupní výkon je 6200 W (přepěťový výkon 12400 VA je k dispozici pouze krátce při rozběhu motorů). Má jeden kanál MPPT. Má krytí IP21, proto je určeno pouze k instalaci uvnitř nebo na chráněném místě. Podpora přes chat komunikuje anglicky a monitorování přes Wi-Fi je volitelné příslušenství. Rozměry jsou 438 × 312 × 122 mm a hmotnost 11 kg.
Kompletní sestava pro 10 kWh / dvě noci na papíře
Příklad sestavy pro běžnou domácnost: jeden měnič GSIKE 6.2 kW 48 V; tři bateriové moduly LiFePO4 51.2 V 200 Ah do racku zapojené paralelně (≈600 Ah / nominálně 30.7 kWh / využitelných 24.6 kWh na dvě noci); přibližně osm panelů po 500 W = ~4 kWp připojených k jedinému MPPT (možnost rozšíření až na limit 6500 W, tedy 12–14 panelů); bateriový kabel 25 mm² při délce 2 m (nebo 16–25 mm² při 5 m) s DC pojistkou 175–200 A poblíž baterie; jističe na AC straně 32 A s proudovým chráničem 30 mA; AC vstup 80 A pro dobíjení ze sítě nebo generátoru během zamračeného týdne.
Samotný měnič stojí 309.99 EUR (původně 380.00 EUR, sleva přibližně 39.9 %), doprava zdarma do 15 evropských zemí (zpracování 1–3 dny, přeprava 2–7 dní), s možností vrácení do 30 dnů.
Závěr — dimenzujte podle noční spotřeby a pak tomu přizpůsobte průřez kabelů
Závěr: u systému 6,2 kW / 48 V je důležité přizpůsobit baterii noční spotřebě, panely denní spotřebě energie a průřez kabelu úbytku napětí. Při spotřebě 10 kWh/den a dvou nocích je potřeba 520.8 Ah při 48 V (488.3 Ah při skutečném nominálním napětí LiFePO4 51.2 V), fotovoltaické pole o výkonu ~4 kWp podle výpočtu 3.81 kWp (12–14 panelů při limitu 6500 W) a kabely o průřezu 25 mm² při 2 m / úbytku 1 % nebo 16–25 mm² při 5 m / úbytku 3 % a DC pojistka 175–200 A. Dodržujte pevné limity: trvalý výkon 6200 W, přepěťový výkon 12400 VA (2.0×), jeden MPPT, maximálně 6500 W z FV panelů, bez možnosti paralelního zapojení — a nezapomeňte, že při 48 V je proud přibližně poloviční oproti 24V sběrnici, což je přesně důvod, proč se systémy této třídy staví na 48 V.
Časté dotazy
Kolik kWh denně spotřebuje evropská rodinná domácnost se systémem 6,2 kW/48 V?
Evropská rodinná domácnost, větší rekreační dům nebo menší hospodářství bez elektrického vytápění celého domu obvykle spotřebuje 8–12 kWh denně. Tento návrh počítá se spotřebou 10 kWh/den: dva mrazáky 5040 Wh, osvětlení 540 Wh, pračka 500 Wh, myčka 450 Wh, elektronika 660 Wh, rychlovarná konvice/mikrovlnná trouba 600 Wh, čerpadlo 200 Wh, jedno vařené jídlo 1440 Wh a pohotovostní režim 350 Wh. Sestavte si vlastní seznam stejným způsobem: vynásobte příkon každého spotřebiče počtem hodin používání.
Jakou kapacitu baterie LiFePO4 48 V (Ah) potřebuji při spotřebě 10 kWh/den a provozu po dvě noci?
Dvě noci provozu bez dobíjení znamenají 10 kWh × 2 = 20 kWh využitelné kapacity. Po započtení 80% hloubky vybití: 20 ÷ 0,8 = 25 kWh jmenovité kapacity. Při napětí sběrnice 48 V to odpovídá 25 000 Wh ÷ 48 V ≈ 520,8 Ah; při skutečném jmenovitém napětí LiFePO4 51,2 V je to 25 000 ÷ 51,2 ≈ 488,3 Ah. Praktickým řešením jsou tři rackové moduly 51,2 V, 200 Ah zapojené paralelně (≈600 Ah, ~24,6 kWh využitelné kapacity).
Proč má 48V systém přibližně poloviční proud oproti 24V systému?
Při stejném výkonu je proud nepřímo úměrný napětí. Při plném výstupním výkonu 6200 W odebírá 48V sběrnice ideálně 6200 ÷ 48 = 129,2 A (při účinnosti 94 % pak 137,4 A); 24V sběrnice se stejným výkonem by odebírala 6200 ÷ 24 = 258,3 A, tedy téměř dvojnásobek. Poloviční proud znamená poloviční potřebný průřez mědi a poloviční tepelné ztráty způsobené odporem. Proto se systémy s výkonem 6,2 kW staví na 48 V, a ne na 24 V.
Jaký výkon (kWp) a počet panelů má mít fotovoltaické pole pro měnič 6,2 kW, 48 V?
Dimenzujte podle denní spotřeby, ne podle limitu panelů. Potřebný výkon v kWp = denní spotřeba ve Wh ÷ (hodiny špičkového slunečního svitu × koeficient snížení výkonu). Pro 10 kWh/den při 3,5 hodinách špičkového slunečního svitu a koeficientu 0,75: 10 ÷ (3,5 × 0,75) = 3,81 kWp, proto sestavte soustavu o výkonu ~4 kWp (asi osm panelů po 500 W). Jeden regulátor MPPT přijme panely o výkonu až 6500 W, tedy 6500 ÷ 550 W ≈ 12 panelů nebo 6500 ÷ 450 W ≈ 14 panelů.
Jaký průřez kabelu baterie 48 V potřebuji pro měnič GSIKE 6,2 kW?
Při plném zatížení je ideální proud 6200 ÷ 48 = 129,2 A, při špičkové účinnosti pak 6200 ÷ (48 × 0,94) = 137,4 A. Při použití vzorce A = (2 × L × I) ÷ (κ × ΔV) a vodivosti mědi κ = 56 vychází pro jednosměrnou délku 2 m a úbytek 1 % (0,48 V) průřez ≈19,2 mm² při 129,2 A (≈20,4 mm² při 137,4 A), proto zvolte 25 mm². Pro jednosměrnou délku 5 m a úbytek 3 % (1,44 V) vychází ≈16,0 mm² při 129,2 A (≈17,0 mm² při 137,4 A), takže 16 mm² stačí, případně zvolte 25 mm² jako rezervu.
Jaká hodnota stejnosměrné pojistky chrání napájecí vedení 48V baterie?
Pojistku umístěte co nejblíže ke kladnému pólu baterie, do uzavřeného krytu. Dimenzujte ji přibližně na 1,25 × maximální proud vedením: 1,25 × 137,4 A ≈ 172 A, proto je standardní volbou stejnosměrná pojistka 175–200 A s odpojovačem. Použijte řádně nalisovaná měděná kabelová oka a vyhněte se mezilehlým konektorům, protože uvolněný spoj při 137 A a 48 V se rychle přehřívá.
Jak 80% hloubka vybití mění jmenovitou kapacitu baterie?
Hloubka vybití udává, jakou část kapacity baterie vyčerpáte v každém cyklu. LiFePO4 je navržena tak, aby se při dlouhé životnosti vybíjela nejvýše na 80 %, proto energii, kterou skutečně potřebujete, vydělte 0,8. Pro 20 kWh využitelné energie musíte instalovat baterii se jmenovitou kapacitou 25 kWh, nikoli 20 kWh. Úplné vybití v každém cyklu zkracuje životnost baterie několikanásobně.
Stačí 120A MPPT nabíječka pro baterii 48 V 400–600 Ah?
Ano. Nabíjecí stupeň 120 A zajišťuje mírnou rychlost nabíjení: u baterie s kapacitou 400 Ah jde o 0,30C, u baterie s kapacitou 600 Ah o 0,20C. Obojí jsou vhodné hodnoty pro LiFePO4. Teoretický nabíjecí výkon ze solárních panelů je 120 A × 48 V = 5760 W (při udržovacím napětí 54 V přibližně 6480 W), proto už pole o výkonu přibližně 4 kWp odpovídá nabíječce a panely nepřijdou nazmar.
Mám dimenzovat panely na maximální FV vstup 6500 W?
Ne. Hodnota 6500 W je horní limit na straně panelů pro jediný MPPT regulátor, nikoli cílová hodnota. Předimenzování nad rámec denní potřeby pouze přesměruje přebytečnou fotovoltaickou energii přímo do polední spotřeby místo nabíjení baterie, protože nabíjecí proud ze solárních panelů je omezen na 120 A. Domácnost se spotřebou 10 kWh denně potřebuje přibližně 4 kWp; při výkonu 6,5 kWp si pořídíte další panely, které baterii jen zřídka nabijí rychleji. Také zajistěte, aby napětí naprázdno Voc řetězce za nízkých teplot zůstalo pod 500 V.
Co se stane za úplně zatažených dnů se systémem 6,2 kW?
Za zatažených dnů klesá výkon na zlomek maxima, takže právě redukční faktor 0,75 a zvolený počet nocí autonomie vám pomohou situaci zvládnout. S baterií o jmenovité kapacitě 25 kWh (20 kWh využitelných při 80% DoD) a rezervou na dvě noci zvládnete jeden zatažený den a následující noc; po více než dvou po sobě jdoucích zatažených dnech budete muset dobít baterii přes 80A AC vstup (ze sítě nebo generátoru), případně omezit nepodstatnou spotřebu.
Zdroje a hodnoty použité ve výpočtech
Níže uvedené hodnoty představují parametry a zdroje dat použité při výpočtech. Hodnoty spotřeby a klimatu jsou orientační průměry pro Evropu napříč 15 zeměmi, kam se zboží dodává.
• Stránka produktu GSIKE 6,2 kW 48 V (trvalý výkon 6200 W, špičkový výkon 12400 VA, jeden MPPT regulátor 120 A, FV 60–500 V, maximální výkon panelů 6500 W, nabíjení ze sítě 80 A / celkem 120 A, cena 309,99 EUR): gesike.com.
• Evropský standard jednofázového napájení 230 V / 50 Hz (EN 50160) a orientační výroba fotovoltaiky 850–1050 kWh na kWp za rok v Evropě; celoroční průměr 3,0–3,5 hodin vrcholového slunečního svitu denně.
• Vodivost mědi κ = 56 m/(Ω·mm²) a vzorec pro úbytek napětí A = (2·L·I) ÷ (κ·ΔV); ověřeno podle zveřejněných pokynů pro dimenzování stejnosměrných kabelů, které doporučují 48V sběrnici pro výkony nad ~2–3 kW.
• Chemie LiFePO4 navržená pro hloubku vybití 80 % a dlouhou životnost v cyklech; jmenovité napětí bloku 51,2 V (16S), udržovací napětí 54 V, ochrana proti přebití při 63 V.
Průvodci a srovnání
Než nakoupíte, zjistěte víc:
